[发明专利]一种基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施

权利要求书

1.一种基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，从上到下依次包括：橡胶密封层(1)、砂土覆盖水层(2)、饱和砂土层(3)、基础层(4)，在河底固定所述基础层(4)，与防撞设施上部采用扣锁式连接，所述基础层(4)上部布置饱和砂土层(3)并设置滤孔(5)，并与设置在所述砂土覆盖水层(2)的滤孔(5)连接，所述砂土覆盖水层(2)上布置所述橡胶密封层(1)；还包括外壳，所述橡胶密封层(1)、砂土覆盖水层(2)、饱和砂土层(3)包裹在所述外壳内。

2.如权利要求1所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述橡胶密封层(1)上缘设置可开合的顶盖，所述橡胶密封层(1)下缘通过所述外壳内壁设置卡槽来控制位置。

3.如权利要求1所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述橡胶密封层(1)，在汛期该层高出水面；和/或，所述砂土覆盖水层(2)，为无压水，该部分作为砂土液化后的流动空间；和/或，所述饱和砂土层(3)通过滤孔(5)与外界交换水，确保在低水位期间，有足够砂土为饱和砂土，即：饱和砂土液化所产生的能耗，与船撞所产生的能量相当，当洪水水位时所有砂土为饱和砂土；和/或，所述基础层(4)为永久结构。

4.如权利要求2所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述外壳与所述顶盖之间的水密通过在密封槽内安装O形圈实现，所述O形圈在水下受压时形成弹性变形，填充所述外壳和顶盖之间的缝隙；和/或，所述防撞设施还具有传感器，所述外壳上具有安装螺纹，所述传感器与所述外壳通过螺纹固定。

5.如权利要求1所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述外壳采用金属材料。

6.如权利要求5所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述金属材料为铝合金。

7.如权利要求1所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述饱和砂土层采用优化级配和抗腐蚀处理：

式中P为粒径为d的颗粒的通过质量百分率，dmax为最大粒径，μ为颗粒外形系数，对于圆形颗粒，μ取1，对于三角形颗粒，μ取1.5，n为级配指数，取n＝0.7～0.8以实现易于液化的目的。

8.如权利要求1或7所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，对砂土表面进行环氧喷涂预处理，以延缓水蚀。

9.如权利要求1所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，根据河道通航等级，分为三种情况：

(1)当通航等级为≤100t时，采用独立桩式设计，在桥墩的四周各设立一个预制部件装配式防撞设施；

(2)当100t＜通航等级≤500t时，采用在桥墩上下游处各设立一个半环式预制部件装配式防撞设施；

(3)当通航等级＞500t时，采用在桥墩处设立环式预制部件装配式防撞设施，绕整个桥墩一圈。

10.如权利要求9所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施，其特征在于，所述立环式预制部件装配式防撞设施为所述基础层(4)上部采用双层圆环结构设置，套设在桥墩上，所述双层圆环中部采用钢丝绳圈进行填充；和/或，所述立环式预制部件装配式防撞设施为八部分可拆卸式装配设施，各个拆分部分之间采用铁索进行连接。

11.一种如权利要求1-10任一所述的基于砂土液化阻尼的预制部件装配式桥梁防撞设施的使用方法，包括：当船撞击导致外壳变形较小时，通过打开所述橡胶密封层(1)上缘设置的可开合的顶盖，取出橡胶块，重新换填饱和砂土，盖上顶盖；当外壳变形较大时，打开所述基础层(4)与防撞设施上部采用扣锁式连接，实现整套装置的替换。