[发明专利]水位变化条件下自定位约束锚泊式桥梁防船撞系统

说明书

本发明公开了一种水位变化条件下自定位约束锚泊式桥梁防船撞系统，包括布置在桥墩面向航道一侧的至少一个桥墩防撞装置，桥墩防撞装置包括间隔设置在桥墩外侧的浮箱，其特征在于，浮箱上设置有滑轮系统，滑轮系统至少包括一个第一定滑轮、一条第一缆绳和一个锁紧机构；第一定滑轮固定安装在浮箱上；第一缆绳一端固定连接在一个锚固块上，另一端绕过第一定滑轮后连接有一个第一配重驱动块；所述锚固块搁置在浮箱下方河床上，第一配重驱动块悬吊在浮箱和河床之间；所述锁紧机构安装在浮箱上，第一缆绳通过所述锁紧机构，锁紧机构用于检测到浮箱受撞击力度超过预定值时将第一缆绳锁紧固定。本发明具有结构简单，设置方便，成本低廉，防撞效果和灵活性更好的特点；且能够兼具刚性和柔性防撞效果，能够基于水位变幅自我收放调整高度定位，能够根据撞击力度实现自适应调节，防撞效果好。

技术领域

本发明涉及桥墩安全防护技术领域，具体涉及一种水位变化条件下自定位约束锚泊式桥梁防船撞系统。

背景技术

近年来，内河航运发展迅猛，船舶数量及吨位持续增长，船舶一旦偏离航道撞击桥梁，撞击能量巨大，极易造成桥毁船沉的重大事件，桥梁防船撞需求愈加突出。各种有关资料显示，船舶撞击己成为航道上桥梁倒塌的主要原因之一，桥梁防船撞问题已成为制约平安交通的关键因素，我国8万余座跨通航河流桥梁随时面临类似威胁。

针对跨通航河流桥梁设置防撞设施，能够避免船舶直接撞击桥梁结构，减小传递至桥梁结构的船舶撞击能量，从而有效降低桥墩损毁风险。由于近年来各种船撞桥事故屡见不鲜，交通运输部高度重视船撞桥问题，对于船撞风险较大的桥梁，明确要求设置防撞设施。

现有防撞设施主要分为独立式和附着式两种结构型式。其中，附着式防撞设施是主要包括橡胶护舷与防撞浮箱，橡胶护舷仅可用于防船撞等级较低的桥梁，防撞浮箱可根据防撞等级进行灵活设计。由于附着式防撞设施与桥墩接触，虽可对船舶撞击力进行消能，但衰减后的船舶撞击力仍会传递至桥梁结构，故对桥梁自身抗力有一定要求。此外，在山区河流大水位变幅条件下，防撞浮箱等附着式防撞设施截面适应能力弱，现代桥梁桥墩造型变化多样，从传统的圆截面、椭圆截面，到异形截面，再到异形变截面等，桥墩断面形式越来越复杂，对防撞设施的适应性提出挑战，现有防撞撞击大多只能适应非变截面桥墩或截面变率较小的桥墩，如专利CN108842692A、CN112431120A、CN112921790A等，但是当水位变幅较大时，此类防撞设施将无法对异形变截面梁进行有效防撞。

独立式防撞设施与桥梁结构不接触，独立于桥梁结构设置。常规独立式防撞设施是指在桥梁结构设防区域周围布置数根刚性的混凝土桩基，当出现船撞桥事故时，桩（群）会对撞击桥墩的船舶进行拦截，并通过自身破坏吸收船舶的撞击能量。该方法船撞力不会作用在桥梁结构上，对桥梁保护效果好，但该方法对自身结构及船舶损伤大、防撞区域小、土建工程投资大、工程周期长、防撞设施容易很快损毁且不易于更换与维修，且不适应水深较深的环境。现有独立式防撞设施中，还有采用浮箱作为抗撞设施的方案，如专利CN105064284B，该专利提出了一种张力腿浮箱式桥墩防撞保护装置，在桥墩周围布置浮箱，浮箱的底部通过多个张力腿与水底锚固机构连接。这样，船舶撞击作用直接作用在浮箱上，不会作用在桥墩上。但是该专利中浮箱通过张力腿固定在水底锚固机构中，虽然张力腿比桩基具有一定柔性，但本质上仍然是类似基桩的防护方式，撞击时容易导致自身结构以及船舶的损伤，浮箱寿命短，装置的设备可调整性和适应性较差。为了适应水位变幅，需要通过设置在浮箱上的卷扬机调整缆绳的长度，通常情况下，野外桥区河段通常难以实现专用卷扬机供电，限制了该方法的应用。

另外CN102926355B曾公开了一种适应大水位变幅的独立式区域性防撞装置，这种装置由防撞带、防撞带两端的浮筒与导向井构成，由于浮筒受导向井的约束作用，防撞带能够适应水位自由升降，但是该方案需要在岸侧设置导向井与防撞带基槽，土建工程投资大，且长期运行中，防撞带下部基槽、导向井底部均容易淤积，影响防撞带的正常升降。