[发明专利]一种桥梁复合材料薄壳筑沙围堰防护系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种桥梁或码头防撞装置，尤其是一种利用复合材料制造的成本低、弹性大、耐腐蚀的防撞装置，具体地说是一种适用于各类桥梁的桥墩以及码头、水上(海洋)建筑用以减轻船舶(浮冰)撞击灾害的桥梁复合材料薄壳筑沙围堰防护系统。

背景技术

随着交通运输业的快速发展，我国近期修建的跨越通航江河、港区和海峡的大型桥梁数量逐步增多，而航道上船舶数量也不断增加且船型趋于大型化，使得桥梁和通行船舶之间的矛盾日趋突出，因此船舶撞击桥墩的事故亦不断增加。船舶撞击是跨越航道的桥梁倒塌的主要原因之一，产生的后果极其严重：船毁人亡物失，造成航道受阻，陆上交通中断，污染水域环境。2007 年6 月，广东九江大桥遭运沙船撞击垮塌。事故造成4辆汽车坠江，肇事船上两人受伤，另有9 人失踪，引起了较大的社会反响，桥梁防船撞问题也正逐渐得到了有关航运管理、规划设计等部门的高度重视。

经过多年的研究应用，国内外出现了多种类型的桥墩防撞设施，但其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计的，每种防撞设施都有其特点和使用条件。但目前常用的桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等，一般适用于水浅、地质情况较好的场合, 虽然一劳永逸，但会影响航道，且常常因为造价太高或者条件不具备而放弃。而钢结构套箱消能设施利用钢材塑性变形破损消能，但其通常承受单次撞击，撞损后维修较困难；同时碰撞时船体易受损伤；另外钢材常年在水中易锈蚀，维护费用较高，故采用新材料设计开发新型防撞系统迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种弹性变形大、充分吸收撞击能量并能阻隔撞击的桥梁复合材料薄壳筑沙围堰防护系统。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种桥梁复合材料薄壳筑沙围堰防护系统，其特征在于所述的围堰防护系统包括围堰外壳，围堰外壳内填充有缓冲耗能材料，在围堰外壳的顶端采用盖板封顶，所述填充有缓冲耗能材料并采用盖板封顶的围堰外壳的下端位于河床内或固定在承台上。

所述的围堰外壳内设有竖直设置的定位柱。

所述的定位柱内部和/或定位柱的外部设有钢筋。

所述围堰外壳内的定位柱偏心放置。

所述的定位柱为复合材料柱、钢筋混凝土柱、金属柱、尼龙柱中的一种。

所述的圆柱形围堰外壳采用玻璃纤维布和树脂制成，其中玻璃纤维布为单轴向布、多轴向布、网格布、纤维毡或碳纤维布、玄武岩纤维布、芳纶纤维布中的一种，树脂为不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或无机树脂中的一种。

所述的盖板为复合材料盖板、钢筋混凝土盖板、金属盖板、聚氨酯弹性体盖板的一种或多种。

所述的缓冲耗能材料为砂、砂聚苯颗粒泡沫与砂的混合料、聚苯颗粒砂浆、橡胶粒、金属砂、陶粒、泡沫铝、泡沫、毛竹、空腹格构体中的一种或多种和/或石子混合后制成。

所述的填充有缓冲耗能材料并采用盖板封顶的围堰外壳的下端通过法兰固定在承台上。

所述的法兰采用玻璃纤维布和树脂制成。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明使用时，当船舶撞到围堰外壳上时，由于撞击力的作用，围堰外壳内受到直接撞击的定位柱容易从锚固状态拔出，并沿撞击力方向弯曲；若船舶能量大继续前进时，围堰外壳就会与填充的缓冲耗能材料一起直接与船体摩擦，未受到直接撞击的定位柱则被船体向外挤压，从而增加了船舶受到的摩擦力，在保护桥梁的同时亦不会严重伤害船体，使船体的损伤减少到最低限度。

本发明的围堰防护系统的围堰外壳采用了强耐腐蚀、力学特性优越的纤维增强复合材料，可适应江水、海水等各种恶劣环境，减小了维护费用，具有结构简单、制造成本低且安装维护方便的特点，适宜推广使用。

附图说明

附图1是本发明的桥梁复合材料薄壳筑沙围堰防护系统在河床或承台上的三种安装、使用状态示意图，其中图1(a)为河床锚固式复合材料薄壳筑沙围堰防护系统的状态示意图，图1(b)为钻孔桩河床锚固式复合材料薄壳筑沙围堰防护系统的前期钻孔状态示意图，图1(c) 为钻孔桩河床锚固式复合材料薄壳筑沙围堰防护系统的状态示意图；图1(d)为承台锚固式复合材料薄壳筑沙围堰防护系统的状态示意图，图1(e)为内含钢筋定位柱的承台锚固式复合材料薄壳筑沙围堰防护系统的状态示意图；