專利名稱：自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及橋墩防撞技術(shù)的改進(jìn)，具體指一種自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，屬于橋梁保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了避免船舶或者水上漂浮物與橋墩發(fā)生碰撞，在一些橋墩上做了防撞保護(hù)措施。防撞保護(hù)措施中最常見的為浮箱結(jié)構(gòu)，浮箱套在橋墩上并可隨水位自行升降，以適應(yīng)水位的變化。在水流作用下，浮箱內(nèi)壁上游側(cè)始終會(huì)與橋墩接觸，為了盡量降低這種接觸對(duì)浮箱升降帶來的阻力，目前通常的做法是在浮箱內(nèi)側(cè)安裝滾輪，使浮箱內(nèi)側(cè)與橋墩之間為滾動(dòng)摩擦。由于滾輪 僅可單自由度運(yùn)行、且受撞后的結(jié)構(gòu)潰退型式不可控，難以適應(yīng)水流作用下浮箱的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)特性，且船撞后滾輪的安裝頂桿若不能有效潰退極有可能成為影響防撞浮箱運(yùn)行可靠性的元兇。由于相當(dāng)多的橋墩為變截面結(jié)構(gòu)形式，因此要使防撞浮箱能夠隨水位自行升降且起到保護(hù)作用，浮箱內(nèi)壁與這種橋墩接觸面就應(yīng)該根據(jù)橋墩橫截面的變化而自適應(yīng)變化。由于目前的浮箱結(jié)構(gòu)普遍采用滾輪與橋墩接觸，因此基于自適應(yīng)需要就在滾輪與浮箱內(nèi)壁之間增設(shè)有伸縮導(dǎo)向裝置、伸縮平衡裝置等特殊結(jié)構(gòu)，使?jié)L輪在隨橋墩上下滑行時(shí)可自行張開或靠攏，該結(jié)構(gòu)設(shè)置既使浮箱整體變得復(fù)雜，增加了防撞保護(hù)成本，同時(shí)運(yùn)行的可靠性更難以保證，一旦出現(xiàn)損壞，后期的維護(hù)難度和成本較大。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種沿橋墩上下運(yùn)行可靠、對(duì)變截面橋墩適應(yīng)性好的橋墩防撞裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，它由前浮箱、后浮箱與連接前后浮箱的伸縮裝置構(gòu)成；所述伸縮裝置設(shè)置在前浮箱和后浮箱之間，伸縮裝置包含導(dǎo)向柱、金屬鏈、滑輪裝置與平衡吊塊；導(dǎo)向柱設(shè)于其中一個(gè)浮箱的合圍面上，另一個(gè)浮箱合圍面上設(shè)有與導(dǎo)向柱對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向柱插入導(dǎo)向孔中并可橫向進(jìn)出；金屬鏈一端固定在前浮箱上，另一端跨過后浮箱上設(shè)置的滑輪裝置與平衡吊塊相連；平衡吊塊位于后浮箱中并處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)。整個(gè)防撞裝置通過滑動(dòng)運(yùn)行的方式在橋墩表面滑動(dòng)運(yùn)行；在前浮箱和后浮箱內(nèi)側(cè)間隔設(shè)置有若干豎向的橡膠護(hù)舷，橡膠護(hù)舷表面安裝低摩擦系數(shù)耐磨材料，與橡膠護(hù)舷表面對(duì)應(yīng)的橋墩表面區(qū)域進(jìn)行光滑處理。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:1、本實(shí)用新型浮箱由前后兩部分合圍構(gòu)成，兩部分之間通過金屬鏈和吊塊柔性連接，并通過導(dǎo)向柱使前后浮箱只能橫向分開或靠攏而不能上下錯(cuò)位，故浮箱能根據(jù)水位變化自動(dòng)改變合圍面大小以適應(yīng)橋墩截面變化。由于本浮箱取消了現(xiàn)有技術(shù)的伸縮導(dǎo)向裝置、伸縮平衡裝置等特殊結(jié)構(gòu)，不僅有效的減少了投資成本、提高防撞裝置運(yùn)行可靠性，而且大大降低后期維護(hù)強(qiáng)度與成本。2、本實(shí)用新型將浮箱與橋墩的運(yùn)行方式由常規(guī)的滾輪運(yùn)行方式改為滑動(dòng)運(yùn)行方式，利用浮箱內(nèi)側(cè)護(hù)舷表面安裝的聚四氟乙烯板與滲透密封處理后的橋墩表面滑動(dòng)運(yùn)行，采用該運(yùn)行方式，不僅可多自由度運(yùn)行，而且可有效提高船撞事故發(fā)生后結(jié)構(gòu)運(yùn)行的可靠性。此外，通過磨損試驗(yàn)證明，該運(yùn)行方式使用壽命變長，可大大降低維護(hù)強(qiáng)度與成本。

圖1-本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)俯視圖。圖2-本實(shí)用新型在橋墩上的豎向展開圖。圖3-本實(shí)用新型金屬鏈和平衡吊塊連接前后浮箱俯視圖。圖4-圖3的A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖3和圖4，從圖上可以看出，本實(shí)用新型自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，由前浮箱1、后浮箱2與連接前后浮箱的伸縮裝置構(gòu)成，所述伸縮裝置設(shè)置在前浮箱和后浮箱之間，伸縮裝置包含導(dǎo)向柱、金屬鏈、滑輪裝置與平衡吊塊；導(dǎo)向柱設(shè)于其中一個(gè)浮箱的合圍面上，另一個(gè)浮箱合圍面上設(shè)有與導(dǎo)向柱對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向柱插入導(dǎo)向孔中并可橫向進(jìn)出。導(dǎo)向柱可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)組成的導(dǎo)向柱組，導(dǎo)向孔數(shù)量與之對(duì)應(yīng)即可。金屬鏈3 —端固定在前浮箱上，另一端跨過后浮箱上設(shè)置的滑輪裝置5與平衡吊塊4相連；平衡吊塊4位于后浮箱中并處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)?；喲b置使金屬鏈3和平衡吊塊4不與后浮箱壁直接接觸，從而保護(hù)后浮箱，避免接觸產(chǎn)生摩擦損壞浮箱，或者出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，影響金屬鏈的正常收放。
`[0016]兩部分浮箱的工作原理說明:平時(shí)前浮箱I和后浮箱2 —起將橋墩9合圍，并通過金屬鏈和平衡吊塊簡單連接，實(shí)際上是利用平衡吊塊的重量通過金屬鏈3將兩部分拉攏，金屬鏈3始終處于拉緊狀態(tài)，避免兩部分浮箱自由懸浮而分開；當(dāng)水位下降時(shí)，浮箱必然隨之下降，如果橋墩橫截面變寬，那么前后兩部分浮箱會(huì)被橋墩變大的橫截面漲開，金屬鏈帶動(dòng)平衡吊塊相對(duì)浮箱上升，反之如果橋墩橫截面變窄，兩部分浮箱在平衡吊塊的拉力下會(huì)自然合攏始終處于將橋墩合圍的狀態(tài)，此時(shí)平衡吊塊相對(duì)浮箱下落一定高度。浮箱在水位上漲時(shí)兩部分的分開或合攏原理跟其在水位下降過程中的過程一樣。見圖2，圖2反映了在不同水位下浮箱的自由分合狀態(tài)。合圍面導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔的設(shè)置僅僅是保證兩部分浮箱只能在水平方向上分合，而不能在豎直方向上錯(cuò)開，即不管怎樣升降，兩部分浮箱都處于同一高度。為了保險(xiǎn)起見，在前后浮箱兩合圍面之間還通過專門的防脫鏈6固定連接，以防止吊塊脫落或者從浮箱中脫出時(shí)，兩浮箱不至于沒有連接而完全自由分開，見圖3和圖4。該防脫鏈的長度能夠保證浮箱在最大分開狀態(tài)下也不會(huì)對(duì)兩浮箱起拉扯作用。平時(shí)，該防脫鏈不起任何作用，處于自然懸垂?fàn)顟B(tài)，只有在吊塊脫落下才起作用，用于將前后浮箱連接在一起并抱住橋墩。金屬鏈和防脫鏈都應(yīng)設(shè)置有一定高度，使其不淹沒于水中，防止生銹。圖3中每處結(jié)合面的防脫鏈為兩根，兩處結(jié)合面的防脫鏈共四根，這樣可以保證連接強(qiáng)度。[0018]常規(guī)防撞浮箱采用滾輪伸縮結(jié)構(gòu)以適應(yīng)橋墩橫截面的變化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性難以保證，而本防撞浮箱則通過兩部分自由合圍橋墩的方式來適應(yīng)橋墩截面變化，兩部分通過金屬鏈和平衡吊塊簡單連接拉攏，形成非伸縮式防撞浮箱結(jié)構(gòu)。借助水流作用，防撞浮箱即使在三個(gè)面接觸運(yùn)行的情況下，都可可靠運(yùn)行。由于本浮箱取消了通常的伸縮導(dǎo)向裝置、伸縮平衡裝置等特殊結(jié)構(gòu)，不僅有效的減少了投資成本、提高浮箱運(yùn)行可靠性，而且大大降低后期維護(hù)強(qiáng)度與成本。在前浮箱I和后浮箱2內(nèi)側(cè)間隔設(shè)置有若干豎向的橡膠護(hù)舷7，整個(gè)浮箱利用內(nèi)側(cè)布置的護(hù)舷在橋墩表面滑動(dòng)摩擦運(yùn)行。橡膠護(hù)舷的結(jié)構(gòu)優(yōu)選拱形，這樣可以承受更大的沖撞力。本實(shí)用新型改現(xiàn)有的上下滾動(dòng)運(yùn)行方式為滑動(dòng)運(yùn)行方式，為了降低滑動(dòng)阻力，在橡膠護(hù)舷7與橋墩接觸的表面安裝有低摩擦系數(shù)耐磨材料(實(shí)際中為聚四氟乙烯板)8，同時(shí)與拱形橡膠護(hù)舷位置對(duì)應(yīng)的橋墩表面進(jìn)行光滑處理，如滲透密封處理，在降低摩擦的同時(shí)，還可以防止水滲入橋墩銹蝕內(nèi)部鋼筋。由于滾輪僅可單自由度運(yùn)行、且受撞后的結(jié)構(gòu)潰退型式不可控，難以適應(yīng)水流作用下防撞鋼浮箱的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)特性，且船撞后滾輪的安裝頂桿若不能有效潰退極有可能成為影響防撞裝置的運(yùn)行可靠性的元兇，為此，本實(shí)用新型將常規(guī)的滾輪式運(yùn)行方式優(yōu)化為滑動(dòng)運(yùn)行方式，利用防撞浮箱內(nèi)側(cè)護(hù)舷表面安裝的四氟聚氯乙烯板與滲透密封處理后的橋墩表面滑動(dòng)運(yùn)行，采用該運(yùn)行方式，不僅可多自由度運(yùn)行，而且可有效提高船撞事故發(fā)生后結(jié)構(gòu)的運(yùn)行可靠性。此外，通過磨損試驗(yàn)證明，該運(yùn)行方式使用壽命變長，可大大降低維護(hù)強(qiáng)度與成本。每一處豎直方向的橡膠護(hù)舷由斷開的上下兩段構(gòu)成，該兩段大致位于浮箱高度1/3處和2/3處，這樣避免了全尺寸護(hù)舷在成本上的增加，而又不影響正常滑行。本實(shí)用新型的浮箱主體為鋼結(jié)構(gòu)，由若干艙室構(gòu)成并通過螺栓連接成為一個(gè)整體。每個(gè)獨(dú)立艙段頂部設(shè)置兩個(gè)人孔，便于人員進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行檢修。浮箱外輪廓線中上下游端均為半圓形弧形設(shè)計(jì)，這樣可以 在發(fā)生船舶碰撞時(shí)改變碰撞方向，盡量避開正面相撞。本實(shí)用新型拱形護(hù)舷與橋墩間隙為50_，日常運(yùn)行中，利用護(hù)舷表面安裝的聚四氟乙烯板與橋墩處理表面滑動(dòng)運(yùn)行。采用該運(yùn)行方式，不僅可多自由度運(yùn)行，而且可有效提高船撞事故發(fā)生后結(jié)構(gòu)的運(yùn)行可靠性。此外，通過磨損試驗(yàn)證明，該運(yùn)行方式使用壽命變長，可大大降低維護(hù)強(qiáng)度與成本。在發(fā)生船撞事故后，利用拱形橡膠護(hù)舷的結(jié)構(gòu)和材料的雙重變形與橋墩接觸，從而大大緩沖消能。另外浮箱主體則利用鋼管進(jìn)行消能和保護(hù)船體。本實(shí)用新型根據(jù)不同的橋墩結(jié)構(gòu)形式可以有不同的結(jié)構(gòu)變形，但總的設(shè)計(jì)原理一致。圖上反映的是本浮箱保護(hù)雙橋墩的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)于單橋墩結(jié)構(gòu)只需要適應(yīng)性修改即可。由于前后浮箱合圍的時(shí)候，存在兩個(gè)合圍面，因此本實(shí)用新型的金屬鏈和吊塊連接方式、導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔的配合結(jié)構(gòu)在兩個(gè)合圍面處均有設(shè)置。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，其特征在于:它由前浮箱(I)、后浮箱(2)與連接前后浮箱的伸縮裝置構(gòu)成；所述伸縮裝置設(shè)置在前浮箱和后浮箱之間，伸縮裝置包含導(dǎo)向柱、金屬鏈(3)、滑輪裝置(5)與平衡吊塊(4);導(dǎo)向柱設(shè)于其中一個(gè)浮箱的合圍面上，另一個(gè)浮箱合圍面上設(shè)有與導(dǎo)向柱對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向柱插入導(dǎo)向孔中并可橫向進(jìn)出；金屬鏈(3)一端固定在前浮箱(I)上，另一端跨過后浮箱上設(shè)置的滑輪裝置與平衡吊塊(4)相連；平衡吊塊位于后浮箱中并處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，其特征在于:整個(gè)防撞裝置通過滑動(dòng)運(yùn)行的方式在橋墩表面滑動(dòng)運(yùn)行；在前浮箱和后浮箱內(nèi)側(cè)間隔設(shè)置有若干豎向的橡膠護(hù)舷(7)，橡膠護(hù)舷表面安裝低摩擦系數(shù)耐磨材料(8)，與橡膠護(hù)舷表面對(duì)應(yīng)的橋墩表面區(qū)域進(jìn) 行光滑處理。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)適應(yīng)變截面橋墩防撞裝置，它由前浮箱、后浮箱與伸縮裝置構(gòu)成；伸縮裝置包含導(dǎo)向柱、金屬鏈、滑輪裝置與平衡吊塊；導(dǎo)向柱設(shè)于其中一個(gè)浮箱的合圍面上，另一個(gè)浮箱合圍面上設(shè)有與導(dǎo)向柱對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向柱插入導(dǎo)向孔中并可橫向進(jìn)出。金屬鏈一端固定在前浮箱上，另一端跨過后浮箱上設(shè)置的滑輪裝置與平衡吊塊相連；平衡吊塊位于后浮箱中并處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)。本實(shí)用新型浮箱前后兩部分通過金屬鏈和吊塊柔性連接，故能自動(dòng)適應(yīng)橋墩截面變化。整個(gè)防撞裝置通過滑動(dòng)運(yùn)行的方式在橋墩表面滑動(dòng)運(yùn)行，不僅可多自由度運(yùn)行，而且可有效提高船撞事故發(fā)生后結(jié)構(gòu)運(yùn)行的可靠性。
文檔編號(hào)E01D19/02GK203096601SQ20132012794
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者余葵, 吳俊 , 馬希欽, 劉洋 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)西南水運(yùn)工程科學(xué)研究所