[发明专利]多级别桥墩柔性复合材料安全防护装置

说明书

技术领域

本发明属于桥梁安全防护技术领域，具体涉及一种多级别桥墩柔性复合材料安全防护装置。

背景技术

目前常用的桥墩防撞措施主要采用刚性隔离和简易防撞设施。对于刚性防护措施，往往结构庞大，撞击后车辆（或船舶等）损伤严重，变相增大了事故风险，同时维修更换困难。对于简易防撞设施，其防护效果有限，不能有效利用缓冲空间，结构不固定，容易形成碎片飞溅，主要起警示和临时防护作用。

由于撞击物结构自身强度和撞击速度的差异，不同的撞击级别需要有必要的不同防护要求，目前已有的防护装置具有明确的防护级别指向，无法同时兼顾不同强度和速度的撞击防护，同时很难同时兼顾撞击物及桥墩的安全，装置撞后损坏严重，维修更换困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级别桥墩柔性复合材料安全防护装置，实现在桥墩被撞事故中桥墩和撞击物的安全防护，同时避免防护装置自身结构损耗。

本发明所采用的技术方案为：

多级别桥墩柔性复合材料安全防护装置，其特征在于：

包括管套状的防护装置主体，防护装置主体环向由多个相同的独立单元拼接组成，拼接面呈阶梯状或锯齿状咬合，拼接处由竖直的连接销相连接。

防护装置主体自外向内包括耐磨层、恢复层和耗能层。

耗能层设置有薄壳状的外壳，外壳内设置有板状的增强体，形成格状或蜂窝状的空间单元，空间单元内设置有填充物。

耗能层的外壳和增强体为弹塑性材料，填充物为高分子耗能材料。

恢复层为粘弹性阻尼耗能材料。

耐磨层为弹性材料。

本发明具有以下优点：

本发明由不同材料力学属性的复合材料功能层构成，结构设有耐磨层、恢复层和耗能层，能够应对从擦碰、小撞及大撞不同级别撞击的安全防护，保护桥墩和撞击物（车辆、船舶等）的同时，结构自身撞后可自行恢复形状。从根本上改变了以往刚性防护对撞击物造成的严重破坏及普通防撞设施撞后结构损毁严重无法继续使用的现状。同时该装置采用整体紧贴桥墩拼装的形式，占用空间小且便于安装更换。

附图说明

图1是本发明适用于圆形桥墩的防护装置装配图。

图2是本发明单个分块的外形图。

图3是本发明防护装置局部剖开图。

图4是本发明防护装置水平截面图。

图5是本发明耗能层格构式增强体结构形式。

图6是本发明耗能层蜂窝式增强体结构形式。

图中，1-防护装置主体，2-连接销，3-耐磨层，4-恢复层，5-耗能层，6-外壳，7-增强体，8-填充物，9-桥墩。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的一种多级别桥墩柔性复合材料安全防护装置，具有全新的3种防护效果：一是“满足不同程度的撞击防护要求”，二是“结构自修复功能”，在此两种效果之上实现第三种效果“保护桥墩、撞击物（车、船等）及装置自身安全”。该装置具体包括管套状的防护装置主体1，防护装置主体1由对称的两个半环管片单元拼接组成，拼接面呈阶梯状或锯齿状咬合，拼接处由竖直的连接销2相连接。

防护装置主体1由不同材料力学属性的复合材料功能层构成，具有能够应对不同级别的撞击防护要求和被撞后结构缓慢自复位功能，能够有效避免桥墩、撞击物（车辆、船舶等）及装置自身损伤，自外向内包括耐磨层3、恢复层4和耗能层5。耗能层5设置有薄壳状的外壳6，外壳6内设置有板状的增强体7，形成格状或蜂窝状的空间单元，空间单元内设置有填充物8。

耗能层5为紧靠桥墩一侧，具有较大的耗能储备及较好的弹性恢复能力的弹塑性特点，巨大撞击时消耗撞击能量，保护桥墩主体结构不受破坏。耗能层5的外壳6和增强体7为弹塑性材料，具体为纤维增强增强塑料等，填充物8为高分子耗能材料，具体为硬质发泡材料等。

恢复层4紧贴耗能层并设置于防护装置迎撞面，具有粘弹性阻尼耗能和形状缓慢恢复的特点，中小撞击时降低撞击力，保护桥墩结构、保护撞击物（车辆、船舶等）、同时保护防护装置不受破坏。巨大撞击时起到延长撞击时间、消除撞击力峰值、降低撞击峰值加速度、减少人损伤的作用，为粘弹性阻尼耗能材料，具体为发泡材料等。