[实用新型]一种悬浮式防船撞多层耗能装置

说明书

一种悬浮式防船撞多层耗能装置，包括设置在最外侧带倾角的防撞箱；与桥墩连接、托住防撞箱的“L”型基底浮箱；设置在基底浮箱与外部防撞箱之间的缓冲装置；船体撞击在所述耗能装置上时，通过缓冲装置的大变形耗能；基底浮箱的承托面高于水平面，防止缓冲装置浸水锈蚀，增加耐久性；防撞箱外侧薄壁向下倾斜，能避免船撞过程中防撞箱上翘，保证缓冲装置最佳工作效能。本实用新型通过基底浮箱将整个装置浮于水面，船撞时由外部防撞箱直接承受冲击力，同时将大部分碰撞力传替给缓冲装置被动挤压变形耗能，从而降低桥墩承受的撞击力，在保障桥梁和船舶的安全的同时，最大程度地减小本装置的损坏。

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁防船撞装置，特别是一种悬浮式防船撞耗能装置。

背景技术

在宽阔水域、外海深水环境下建设的桥梁日益增多，为公路、铁路交通事业的高速发展以及国民经济的增长起到了不可或缺的作用。然而，这些位于通航深水水域的桥梁结构，对水上运输的船舶而言却是人工构筑的障碍物，存在船撞风险，且这种风险在结构的全寿命内都客观存在。一旦发生船撞桥事故，桥梁结构可能需要承受巨大的侧向冲击荷载，在设计通航水域内的桥梁必须对船撞问题予以充分考虑。否则，将可能导致桥梁结构发生严重破坏，甚至完全倒塌，造成巨大的经济损失、人员伤亡以及消极负面的社会影响。

目前国内运用最为广泛的钢结构护舷防船撞装置易腐蚀，且船撞耗能路径复杂，损坏置换区域较大，在桥梁服役年限内维修成本居高不下。超高性能混凝土材料是最近在土木工程领域兴起的高性能材料，鉴于其强度高、韧性好以及优异的耐久性，使得研发一种耐久性好且耗能路径高效可控的新型防撞设备成为可能。

实用新型内容

本实用新型解决了船舶与桥墩发生刚性碰撞时难以保障船舶、桥墩的安全性，并且防撞装置易腐蚀的不足而提供一种多层结构变形吸能方式减小船舶撞击力、保证船舶与桥墩发生刚性碰撞时船舶、桥墩的安全性，而且耐腐蚀性强的悬浮式防船撞多层耗能装置。

一种悬浮式防船撞多层耗能装置，包包括：内侧与桥墩接触、作为悬浮承载平台的基底浮箱、通过缓冲装置安装在基底浮箱上侧并向外悬出的防撞箱和位于两相对刚性箱体之间、作为预设薄弱耗能环节、具有变形能力的缓冲装置，所述基底浮箱为“L”型，水平部分的上表面作为所述防撞箱的支撑面，下表面浸入水中，所述防撞箱的迎船面向下倾斜，初始状态时，所述防撞箱的迎船端在缓冲装置的作用下悬出基底浮箱。本实用新型通过基底浮箱将整个装置浮于水面，防止缓冲装置浸水锈蚀，增加其耐久性；船撞时由外部悬出防撞箱承担冲击力，然后将大部分碰撞能传替给缓冲装置，促使其被动挤压变形耗能，从而降低桥墩承受的撞击力，在保障桥梁和船舶的安全的同时，最大程度地减小本装置的损坏。所述基底浮箱的高度以保证水平部分上表面浮于水位线以上位置作为控制。

进一步的，所述滚筒通过穿过滚筒圆心的轴柱与弹簧连接，所述滚筒通过弹簧固定于所述基底浮箱上。

进一步的，所述防撞箱的迎船面向下倾斜，所述防撞箱的迎船端悬出基底浮箱1～2米，所述防撞箱迎船面一侧箱壁的倾角根据设计防撞船的船头倾斜度确定，保证船撞时防撞箱整体受力方向斜向下，避免箱体上翘，确保缓冲装置最佳工作效能，初始状态时，所述防撞箱在缓冲装置的支撑下沿迎船面悬出基底浮箱1～2米，预留变形区域，尽量避免船体碰撞到基底浮箱上，减小损坏构件数目。

进一步的，所述缓冲装置包括沿多组水平布设的平行波形钢管组，每组平行波形钢管组沿垂方向布设在基底浮箱的垂直面上，并且相邻平行波形钢管组设有一定间隔，所述平行波形钢管组包括多根设置在同一平面的平行波形钢管。

进一步的，所述防撞箱和基底浮箱均为空心的密闭箱体，所述防撞箱和基底浮箱的密闭箱体内布满井字形钢板。一方面，通过钢板将船体撞击在防撞箱上的力传递到缓冲装置，另一方面，如果撞击力很强，钢板可以通过变形吸收部分冲击作用，起到多层耗能作用。

进一步的，所述防撞箱和基底浮箱均为超高性能混凝土制作的密封箱，并采用重配筋制作，从而使得整个耗能装置具有优异抗冲击强度和耐久性。