一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种桥梁防撞装置，尤其是涉及一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置。
【背景技术】
[0002]随着我国经济、社会、文化的发展，全国范围内经济文化的交流，运输业的不断发展已经成为了我国经济发展的巨大推动力。道路、桥梁、港口、码头等等日益增多，交通工具的日益增多，并且趋向于大型化，交通工具与交通设施之间的冲突日益严峻。船车-桥梁碰撞事故日益增多，导致生命财产的巨大损失、交通拥堵，水资源的污染等等。桥梁防撞问题越来越得到政府与学术界的关注，如何防止或者降低船车-桥梁碰撞事故已经成为目前的一个研宄课题。
[0003]为了防止或降低船车撞击桥梁事故引起的严重后果，国内外对防撞装置进行了研宄，并且目前应用于实际的防撞装置的种类繁多，每一种防撞装置都有各自的使用范围。防撞装置分类的方法很多，总体上可以简单的分为间接型与直接型。间接型为防撞装置将力传递到地面或其他承受撞击力的结构上，如:群粧基础、人工筑岛、人工围堰等。这种防撞装置防撞效果较好，但是由于间接式防撞装置需要占用一定的河道，对于河流的影响较大，而且通常造价偏高。直接型防撞装置主要是通过自身的耗能减弱传递到桥墩上的力，从而降低撞击的效应，这种防撞装置有护舷方式、绳索变形方式、固定或浮动防撞装置等。这种防撞装置对河道的影响相对较小，同时受水深的影响不大，工程造价较低，工程量较小，越来越得到广泛的应用。直接型防撞装置主要通过自身的柔性和耗能能力来削弱撞击的效应，如果防撞装置过于柔性，当船体接触防撞装置后，防撞装置绝大部分的变形发生在接触的部位，而防撞装置其他部分是起不到太多的防撞作用。
[0004]而如果防撞装置过于刚性，则无法起到很好地消能，例如中国专利CN103911943 A公开了一种桥梁桥墩的防撞装置，具体包括:复合材料固定层和防撞护栏，复合材料固定层固定包覆于水面上方的桥墩外表面，复合材料固定层的外表面上开设有向外凸起的孔洞，防撞护栏的两个端口通过螺栓连接，固定插接于两个孔洞中，两个孔洞固定支撑一个防撞护栏，从孔洞的底部至防撞护栏的端口处，依次径向固定设置有若干根木棍。复合材料固定层和防撞护栏，采用玻璃纤维增强复合材料制成，基体材料为不饱和树脂或乙烯基树脂；增强材料为玻璃纤维或碳纤维。然而该桥梁桥墩的防撞装置主要是通过刚性比较大的复合材料进行防撞，一方面，虽然它能够保护桥墩，但它起不到很好的消能作用，对桥梁、船舶等有较大的损伤；另一方面，它构造上比较麻烦，每个防撞护栏都需要精细的布置，并且防撞护栏及螺栓等连接的强度在船舶冲击作用下的强度不能保证。此外，木棍长期泡在水中容易腐烂，待螺栓连接破坏时，木棍也就起不到替代作用。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种将刚性材料与柔性材料相结合，在撞击过程中利用复合材料箱型结构保证结构整体受力性能，利用柔性耗能材料吸收能量的复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，包括:
[0008]环形箱体，由刚性的复合材料制成，紧密包裹于桥墩外侧，用于桥墩受船只撞击时向桥墩四周扩散能量；
[0009]橡胶消能组件，填充于环形箱体内，用于桥墩受船只撞击时吸收能量。
[0010]所述环形箱体包括多个依次连接并相互连通的箱格。
[0011]所述环形箱体中设有用于加强箱体刚度的隔板，该隔板与环形箱体底面平行并将环形箱体分割成多个隔环，所述多个隔环由下自上依次累叠并包裹于桥墩外侧，所述每个隔环内均填充有橡胶消能组件。
[0012]所述环形箱体包括由复合材料制成的壳体和用于加强箱体变形塑性的不锈钢网格布，所述不锈钢网格布内嵌于壳体中。
[0013]所述橡胶消能组件为橡胶消能环、橡胶消能圈、橡胶钢丝轮胎或橡胶尼龙轮胎。
[0014]所述环形箱体通过不锈钢销栓固定于桥墩上。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0016]I)本实用新型将刚性材料与柔性材料相结合，在撞击过程中利用环形箱体保证结构整体受力性能，利用柔性的橡胶消能组件吸收能量，从而起到有效的防撞效果，防止桥梁在受船只撞击时倒塌。
[0017]2)因为环形箱体的尺寸较大，因此环形箱体若包括多个依次连接并相互连通的箱格，则可以在安装环形箱体时降低施工难度。
[0018]3)隔板可以实现环形箱体高度的增加，可以使防撞装置实现不同吨位的船只撞击桥墩时均可以保护桥墩。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的纵截面示意图；
[0020]图2为图1在实施例一中的A-A剖视图；
[0021]图3为图1在实施例二中的A-A剖视图；
[0022]其中:1、环形箱体，2、壳体，3、不锈钢网格布，4、不锈钢销栓，5、橡胶消能环，6、桥墩。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]实施例一:
[0025]一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，如图1和图2所示，包括环形箱体I和橡胶消能组件，环形箱体I由刚性的复合材料制成，紧密包裹于桥墩6外侧，橡胶消能组件填充于环形箱体I内，当桥墩6受船只撞击时，船只直接撞击在环形箱体I的一点上，由于环形箱体I呈刚性，因此船只对防撞装置的冲击力被扩散到整个环形箱体I上，使得位于桥墩6各个方向上的橡胶消能组件都能对冲击时的能量进行吸收，提高撞击时的能量吸收率。
[0026]本实施例中桥墩6为截面为圆形的桥墩6，环形箱体I包括由复合材料制成的壳体2和用于加强箱体变形塑性的不锈钢网格布3，不锈钢网格布3内嵌于壳体2中，本实施例中橡胶消能组件为橡胶消能环5。
[0027]制成壳体2的复合材料为纤维和树脂组成的纤维增强复合材料。玻璃纤维与树脂(基体材料)按一定的比例混合，经过模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料，不锈钢网格布3是在复合材料的制作工艺中，按照基体材料来处理，手糊成型。其中，本实施例中复合材料中纤维占总重量的30% — 35%，树脂混合占总重量的65% — 70%，这样的比例能够使复合材料更充分地扩散能量。
[0028]其中的纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的一种或者多种，树脂为乙烯基树脂、不饱和树脂、邻苯树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂中的一种或者多种，橡胶消能组件由丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶，乙丙胶，硅橡胶，丁基橡胶、丙烯酸脂橡胶、氟橡胶、硅氟橡胶、丁苯胶、氯磺化聚乙烯胶或聚氨酯橡胶制成。
[0029]因环形箱体I尺寸较大，环形箱体I包括多个依次连接并相互连通的箱格。本实施例中环形箱体I共分成9个箱格，由9个箱格拼装而成，在环形箱体I制作完成后，通过顶推技术将橡胶消能组件为橡胶消能环5推至指定位置处，与环形箱体I横断面平行处截断。防撞箱体与桥墩6之间采用不锈钢销栓4连接，桥墩6侧壁需预埋螺栓孔，待复合材料与橡胶组合式箱型防撞装置预制后，在防撞装置两翼钻打消栓孔。将预制好的防撞装置运输到指定位置，通过不锈钢销栓4连接。该防撞装置适用于海洋、河流及道路桥梁船-车碰撞防护措施。
[0030]实施例二:
[0031 ] 本实施例中与实施例一中的相同之处不在叙述，仅叙述不同之处。
[0032]本实施例与实施例一相比的显著不同之处在于，如图3所示，本实施例中桥墩6为截面为方形的桥墩6，因此，本实施例中环形箱体I共分成8个箱格，其中四个箱格紧贴于桥墩6的四个角，另外四个箱格紧贴于桥墩6的四条边，这样可以有效降低生产难度，节约成本。
[0033]实施例三:
[0034]本实施例中与实施例一中的相同之处不在叙述，仅叙述不同之处。
[0035]本实施例与实施例一相比的显著不同之处在于，如图1所示，本实施例中环形箱体I中设有用于加强箱体刚度的隔板，该隔板与环形箱体底面平行并将环形箱体分割成多个隔环，多个隔环由下自上依次累叠并包裹于桥墩6外侧，每个隔环内均填充有橡胶消能组件。可以增加环形箱体I的高度，因此可以使防撞装置实现不同吨位的船只撞击桥墩6时均可以保护桥墩6。
[0036]实施例四:
[0037]本实施例中与实施例一中的相同之处不在叙述，仅叙述不同之处。
[0038]本实施例与实施例一相比的显著不同之处在于，本实施例中橡胶消能组件为橡胶消能圈、橡胶钢丝轮胎或橡胶尼龙轮胎。
【主权项】
1.一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，包括: 环形箱体，由刚性的复合材料制成，紧密包裹于桥墩外侧，用于桥墩受船只撞击时向桥墩四周扩散能量； 橡胶消能组件，填充于环形箱体内，用于桥墩受船只撞击时吸收能量。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，所述环形箱体包括多个依次连接并相互连通的箱格。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，所述环形箱体中设有用于加强箱体刚度的隔板，该隔板与环形箱体底面平行并将环形箱体分割成多个隔环，所述多个隔环由下自上依次累叠并包裹于桥墩外侧，所述每个隔环内均填充有橡胶消能组件。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，所述环形箱体包括由复合材料制成的壳体和用于加强箱体变形塑性的不锈钢网格布，所述不锈钢网格布内嵌于壳体中。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，所述橡胶消能组件为橡胶消能环、橡胶消能圈、橡胶钢丝轮胎或橡胶尼龙轮胎。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，其特征在于，所述环形箱体通过不锈钢销栓固定于桥墩上。
【专利摘要】本实用新型涉及一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，包括：环形箱体，由刚性的复合材料制成，紧密包裹于桥墩外侧，用于桥墩受船只撞击时向桥墩四周扩散能量；橡胶消能组件，填充于环形箱体内，用于桥墩受船只撞击时吸收能量。与现有技术相比，本实用新型将刚性材料与柔性材料相结合，在撞击过程中利用环形箱体保证结构整体受力性能，利用柔性的橡胶消能组件吸收能量，从而起到有效的防撞效果，防止桥梁在受船只撞击时倒塌。
【IPC分类】E02B3-26, E01F15-14
【公开号】CN204551383
【申请号】CN201520125698
【发明人】王君杰, 李文勃, 宋彦臣, 陈传景, 朱政, 邰储江, 曾源, 陈张伟
【申请人】同济大学, 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月4日