[发明专利]一种桥墩船舶撞击监测系统

说明书

本发明涉及一种桥墩船舶撞击监测系统，属于桥梁监测与防护领域。一种桥墩船舶撞击监测系统，所述系统包括安装于桥墩上的若干自感知橡胶护舷和监测主机箱；所述自感知橡胶护舷由橡胶和与其相固定的橡胶基碰撞传感器组成，其中，所述橡胶基碰撞传感器的主体为电极组件，所述电极组件由上电极、下电极及其间橡胶基量子隧道效应复合材料组成。本发明通过自感知橡胶护舷在桥墩四周的分区布置，分析事故发生时传感器电信号异于正常值的区域，可以对船桥碰撞进行精确定位，判断桥墩损伤状况，为事故后续工作展开提供方便。本发明工作时自感知橡胶护舷对船桥碰撞进行缓冲消能，保护桥墩结构安全。本发明未工作时处于开路状态，因而具有节能的优点。

技术领域

本发明涉及一种桥墩船舶撞击监测系统，属于桥梁监测与防护领域。

背景技术

随着我国交通航运的迅速发展，大跨度桥梁和大吨位船舶日益增多，桥墩船舶撞击事故频发，对社会经济和人民生命财产安全构成巨大隐患。解决这一问题，需要从两个方面下手：一是在桥墩周围安装防护装置，如橡胶护舷、人工岛、群桩等。其中橡胶护舷因其对船舶撞击优异的缓冲消能作用，和成本低廉，施工维修简便等优势得到广泛使用，但这些传统的桥墩防护装置无法对撞击进行有效的定位和损伤评估。另一方面则是对桥墩进行结构健康监测(SHM)，具体指通过分析布置在桥梁上的传感器阵列的响应数据来观察体系随时间推移产生的变化，对桥梁结构实施损伤监测和识别，并判断是否有能力继续实现设计功能。目前，桥墩结构健康监测相关专利中最常见的是使用微波雷达、红外线、GPRS定位等探测手段对桥墩附近区域进行实时监控，或使用触碰式传感器对船桥碰撞事故发出及时警报。这些传感设备在往往能耗较大，价格较贵，维修费用较高而且恶劣环境(雨、雪、雾)下的工作性能较差。另外，布置这些传感设备需要占据部分航道，却无法对撞击缓冲消能以防护桥墩结构安全，且无法对撞击进行损伤评估。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种成本低廉、监测精确、装卸维修简便，可以实现船桥碰撞事故定位和损伤预估，同时对撞击进行缓冲消能、保护桥墩结构的桥墩船舶撞击监测系统。

一种桥墩船舶撞击监测系统，所述系统包括安装于桥墩上的若干自感知橡胶护舷和监测主机箱；

所述自感知橡胶护舷由橡胶和与其相固定的橡胶基碰撞传感器组成，其中，其中，

所述橡胶基碰撞传感器的主体为电极组件，所述电极组件由上电极、下电极及固定于上电极和下电极之间的橡胶基量子隧道效应复合材料组成，整个电极组件外层包覆密封材料；

所述橡胶基量子隧道效应复合材料按下述方法制得：将刺球状镍粉掺入液态硅橡胶，搅拌5～20min后压制成型并硫化，切割成所需形，所述的刺球状镍粉和硅橡胶的质量比为3:1～5:1。

进一步地，所述监测主机箱与所述自感知橡胶护舷通过有线或无线方式连接；监测主机箱用于采集、分析自感知橡胶护舷传来的电信号，在发生船桥碰撞时可监测碰撞荷载大小、碰撞面积大小，并与桥墩抵御撞击力的设计值相比较，给出该次撞击造成的损伤预估，并对碰撞位置进行定位；监测主机箱将上述碰撞信息发送到相关终端。

进一步地，所述橡胶基碰撞传感器以埋入、粘贴、包裹方式与橡胶相固定中。

进一步地，所述上电极、下电极用强力胶粘贴在橡胶基量子隧道效应复合材料的上下表面，然后喷涂一层防护密封材料；所述上电极、下电极分别与导线连接。

优选地，本发明所述上电极、下电极的材料为铜或铝。

优选地，本发明所述强力胶为商业可购得的胶黏材料，如商品名为AB胶、502等的强力胶。

优选地，本发明所述防护密封材料优选为密封胶等橡胶基密封材料

进一步地，所述自感知橡胶护舷以悬浮、粘固或锚定方式分别安装在桥墩四周。