專利名稱：橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁安全部件，特別涉及一種橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置。
背景技術(shù)：
橋梁的防撞措施是保障橋梁安全的重要手段，主要危險來源于船只碰撞橋墩。橋梁防撞措施為防止船只對橋墩進(jìn)行損壞，主要包括有三類附著式防撞系統(tǒng)、獨(dú)立式防撞系統(tǒng)、人工島防撞系統(tǒng)。 附著式防撞系統(tǒng)主要以橋墩作為支承結(jié)構(gòu)，防撞設(shè)施與橋墩之間采用一定的方式進(jìn)行連接，并在船舶撞擊過程中利用防撞系統(tǒng)的彈性或塑性變形起到緩沖消能的作用，從而達(dá)到保護(hù)橋墩的目的。根據(jù)防撞設(shè)施結(jié)構(gòu)形式的不同，目前常用的附著式防撞系統(tǒng)主要包括附著式護(hù)舷防撞系統(tǒng)、附著式繩索防撞系統(tǒng)、附著式鋼套箱防撞系統(tǒng)和附著式重力擺防撞系統(tǒng)。 對于拱橋的防撞防護(hù)，附著式繩索防撞系統(tǒng)和附著式護(hù)舷防撞系統(tǒng)不適用于撞擊能量較高的行道；而附著式鋼套箱防撞系統(tǒng)對于拱橋的拱圈防撞，適用條件不足。附著式重力擺防撞系統(tǒng)對于拱圈防撞，無懸掛重力擺系統(tǒng)的承臺或墩柱，因此對于拱橋也存在適用條件不足的缺陷。 獨(dú)立式防撞系統(tǒng)是指防撞設(shè)施與橋墩之間互相保持獨(dú)立，并主要靠獨(dú)立防撞設(shè)施來抵御船舶的撞擊。適用于河道較寬的江河航道，而對于航道寬度不大的航道不適合于采用獨(dú)立式防撞系統(tǒng)，否則會壓縮過水?dāng)嗝?，影響航道；并且?dú)立式防撞系統(tǒng)的施工有賴于水的深度，主要適用于中等水深以下區(qū)域；同時，在阻止船舶撞橋梁的同時，對船舶的損傷較嚴(yán)重。 因此，需要一種適用于拱橋的防撞裝置，能夠?qū)皹虻墓叭凸白鸬捷^好的保護(hù)作用，不受水位變化的影響，當(dāng)受到嚴(yán)重碰撞時能通過自身的變形和破壞充分吸收船舶動能，減少船對橋的碰撞力，碰撞時能較大程度保持防撞設(shè)施的整體完好性，并且對船舶的損傷較小。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，能夠?qū)皹虻墓叭凸白鸬捷^好的保護(hù)作用，不受水位變化的影響，當(dāng)發(fā)生撞擊作用時，能撥轉(zhuǎn)船頭，減小防撞設(shè)施的受力，盡可能保持防撞設(shè)施和船舶的整體完好性。 本發(fā)明的橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，位于航道側(cè)朝向航道中線依次包括基礎(chǔ)座、鋼臂組件和浮箱；
所述基礎(chǔ)座固定設(shè)置； 所述鋼臂組件包括至少兩根首尾沿豎直方向單自由度鉸接的鋼臂單元； 所述鋼臂組件沿與行船方向垂直的方向設(shè)置，一端沿豎直方向單自由度鉸接于基礎(chǔ)座，另一端沿豎直方向單自由度鉸接于浮箱；所述浮箱迎向行船的箱壁水平截面為外凸的弧形。 進(jìn)一步，所述浮箱為由鋼材制成的箱體結(jié)構(gòu)，位于浮箱迎船側(cè)外部固定設(shè)置防水復(fù)合材料防撞箱； 進(jìn)一步，在行船的上水側(cè)和下水側(cè)分別設(shè)置防撞裝置，下水側(cè)的防撞裝置位于逆流側(cè)設(shè)置水下基礎(chǔ)，所述水下基礎(chǔ)通過鋼纜與鋼臂組件或/和浮箱連接；
進(jìn)一步，所述鋼臂組件至少兩組，相鄰鋼臂組件之間的相鄰鋼臂單元之間通過桁桿固定連接； 進(jìn)一步，防水復(fù)合材料防撞箱的箱壁為雙層結(jié)構(gòu)； 進(jìn)一步，所述浮箱內(nèi)及防水復(fù)合材料防撞箱內(nèi)分隔成相互密閉的腔室；
進(jìn)一步，所述鋼臂單元的橫截面為空心矩形結(jié)構(gòu)；
進(jìn)一步，所述防水復(fù)合材料為纖維加強(qiáng)材料。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，采用與橋梁分離的鋼臂和浮箱組合式防撞設(shè)施，鋼臂采用兩段鉸接結(jié)構(gòu)，在庫區(qū)水位發(fā)生變化時，類似手臂一樣自由調(diào)整鋼箱的懸浮狀態(tài)，無論高水位還是低水位，防撞設(shè)施均可起到良好的保護(hù)作用，根據(jù)正常水位高度適當(dāng)調(diào)整鋼臂的安裝高度，可加大有效防護(hù)范圍，高水位時防撞設(shè)施可在鋼臂帶動下外伸，符合危險范圍隨水位變化的規(guī)律，且自水中到岸邊均可起到防護(hù)作用；浮箱當(dāng)受到嚴(yán)重碰撞時能通過自身的變形和破壞充分吸收船舶動能，減少船舶的碰撞力；采用圓弧形的鋼箱形狀，發(fā)生船撞作用時，能撥轉(zhuǎn)船頭，減小防撞設(shè)施的受力，盡可能保持防撞設(shè)施和船舶的整體完好性；整個防撞裝置方便制造和施工，有效適用于拱橋的拱圈和拱座防撞，也可應(yīng)用于普通橋梁的橋墩防撞。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1沿A向視 圖3為本發(fā)明使用時示意 圖4為圖1I處放大圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A向視圖，圖3為本發(fā)明使用時示意圖，圖4為圖ll處放大圖，如圖所示本發(fā)明的橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，位于航道側(cè)朝向航道中線依次包括基礎(chǔ)座1、鋼臂組件2和浮箱5 ; 所述基礎(chǔ)座1固定設(shè)置；本實(shí)施例為江河航道，基礎(chǔ)座1可固定設(shè)置在岸邊，方便施工。 所述鋼臂組件2包括至少兩根首尾沿豎直方向單自由度鉸接的鋼臂單元，如圖3所示，采用軸鉸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；本實(shí)施例中，兩根鋼臂單元(分別為鋼臂單元21和鋼臂單元22)組成一組鋼臂組件2 ; 所述鋼臂組件2沿與行船方向垂直的方向設(shè)置， 一端沿豎直方向單自由度鉸接于基礎(chǔ)座1，另一端沿豎直方向單自由度鉸接于浮箱5，鉸接方式類似于兩根鋼臂單元的鉸接 方式，見圖3 ;所述浮箱5迎向行船的箱壁水平截面為外凸的弧形，圖中箭頭B所指的方向 為行船方向。 使用時，可使鋼臂組件2的安裝高度高于正常水位，當(dāng)水位漲高時，鋼臂組件2拉 直，增大有效防護(hù)范圍，符合危險范圍隨水位變化的規(guī)律，且自水中到岸邊均可起到防護(hù)作用。 本實(shí)施例中，所述浮箱5為由鋼材制成的箱體結(jié)構(gòu)，位于浮箱5迎船側(cè)外部固定設(shè) 置防水復(fù)合材料防撞箱5a ;能夠起到較好的防撞效果，采用防水復(fù)合材料防撞箱5a，總體 強(qiáng)度高、柔韌性好，變形能力強(qiáng)，彈性好，受外界撞擊時能夠較徹底的緩沖撞擊力，具有較好 的能量吸收效果，延緩撞擊作用時間，減小撞擊力峰值。 本實(shí)施例中，如圖3所示，在行船的上水側(cè)和下水側(cè)分別設(shè)置防撞裝置，下水側(cè)的 防撞裝置位于下水側(cè)設(shè)置水下基礎(chǔ)3，所述水下基礎(chǔ)3通過鋼纜4與鋼臂組件2或/和浮 箱5連接，本實(shí)施例與鋼臂組件2和浮箱5均連接，圖中箭頭C所指方向?yàn)樗鞣较颍幌滤?側(cè)采用水下基礎(chǔ)系纜方式，發(fā)生船撞作用時，可有效分擔(dān)鋼臂的受力，共同抵御船舶以及水 流對防撞設(shè)施的沖擊作用；而上水側(cè)可不用水下基礎(chǔ)加鋼索的結(jié)構(gòu)，發(fā)生船撞作用時，防撞 設(shè)施本身加上水流就可起到阻力作用，消耗船舶的撞擊能量；水下基礎(chǔ)頂面高程控制的高 度可方便低水位時換纜的要求，同時由于鋼纜的存在，對靠近岸邊的偏航船舶也能起到良 好的防護(hù)作用，且低水位時基礎(chǔ)本身就可起到防撞作用。 本實(shí)施例中，所述鋼臂組件2至少兩組，相鄰鋼臂組件2之間的相鄰鋼臂單元之間 通過桁桿23固定連接；增加防撞裝置的整體強(qiáng)度和變形能力。 本實(shí)施例中，防水復(fù)合材料防撞箱5a的箱壁為雙層結(jié)構(gòu)；增加其防撞擊能力和變 形能力。 本實(shí)施例中，所述浮箱5及防水復(fù)合材料防撞箱5a內(nèi)分隔成相互密閉的腔室51 ; 局部發(fā)生損壞對其向上的浮力影響較小，能夠繼續(xù)起到防撞效果。 本實(shí)施例中，所述鋼臂單元(鋼臂單元21和鋼臂單元22)的橫截面為空心矩形結(jié) 構(gòu)；具有良好的抵抗彎矩的作用，增強(qiáng)防撞裝置的防撞效果。
本實(shí)施例中，所述防水復(fù)合材料為纖維加強(qiáng)材料。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(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，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，其特征在于位于航道側(cè)朝向航道中線依次包括基礎(chǔ)座、鋼臂組件和浮箱；所述基礎(chǔ)座固定設(shè)置；所述鋼臂組件包括至少兩根首尾沿豎直方向單自由度鉸接的鋼臂單元；所述鋼臂組件沿與行船方向垂直的方向設(shè)置，一端沿豎直方向單自由度鉸接于基礎(chǔ)座，另一端沿豎直方向單自由度鉸接于浮箱；所述浮箱迎向行船的箱壁水平截面為外凸的弧形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于所述浮箱為由鋼材 制成的箱體結(jié)構(gòu)，位于浮箱迎船側(cè)外部固定設(shè)置防水復(fù)合材料防撞箱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于在行船的上水側(cè)和 下水側(cè)分別設(shè)置防撞裝置，下水側(cè)的防撞裝置位于逆流側(cè)設(shè)置水下基礎(chǔ)，所述水下基礎(chǔ)通 過鋼纜與鋼臂組件或/和浮箱連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于所述鋼臂組件至少 兩組，相鄰鋼臂組件之間的相鄰鋼臂單元之間通過桁桿固定連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于防水復(fù)合材料防撞 箱的箱壁為雙層結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于所述浮箱內(nèi)及防水 復(fù)合材料防撞箱內(nèi)分隔成相互密閉的腔室。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于所述鋼臂單元的橫 截面為空心矩形結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋梁組合式浮動防撞裝置，其特征在于所述防水復(fù)合材料 為纖維加強(qiáng)材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橋梁帶鋼臂的組合式浮動防撞裝置，位于航道側(cè)朝向航道中線依次包括基礎(chǔ)座、鋼臂組件和浮箱；基礎(chǔ)座固定設(shè)置；鋼臂組件包括至少兩根首尾沿豎直方向單自由度鉸接的鋼臂單元；鋼臂組件沿與行船方向垂直的方向設(shè)置，一端沿豎直方向單自由度鉸接于基礎(chǔ)座，另一端沿豎直方向單自由度鉸接于浮箱；浮箱迎向行船的箱壁水平截面為外凸的弧形；本發(fā)明可隨水位上下浮動進(jìn)行橋梁的保護(hù)，適當(dāng)調(diào)整鋼臂的長度及安裝高度，可加大有效防護(hù)范圍，避免船舶對橋梁的碰撞；發(fā)生船撞作用時，能撥轉(zhuǎn)船頭，減小防撞設(shè)施的受力，盡可能保持防撞設(shè)施和船舶的整體完好性；本發(fā)明由于脫離橋梁設(shè)置，特別適用于拱橋的防撞。
文檔編號E01D19/00GK101736688SQ200910191870
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者尚軍年, 杜細(xì)春, 王福敏, 耿波, 鄭罡 申請人:招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司