[发明专利]防撞桥墩结构及主动防撞方法

权利要求书

1.使用防撞桥墩结构进行的主动防撞方法，防撞桥墩结构的桥墩顶部设有用于支撑桥梁上部结构的墩帽，桥墩底端支撑于承台上，承台向下通过桩基础支撑于地基上；

桥墩迎水面和背水面分别设有检测喷水机构，检测喷水机构包括激光测距仪、激光测速仪和若干高压喷头；各高压喷头的喷射方向均背离桥墩；各高压喷头的喷孔的直径均为10±3厘米；

激光测距仪用于测量船只与桥墩之间的距离；激光测速仪用于测量船只相对桥墩的速度；船只接近桥墩时的速度为正值，船只远离桥墩时的速度为负值；

桥墩处的河床上设有高压水箱，高压水箱连接有用于向高压水箱内注入高压水的高压变频水泵，高压变频水泵连接有进水管，进水管的进水口处设有滤网；

各高压喷头均通过高压供水软管与高压水箱相连接，高压水箱内设有压力传感器；桥墩顶部设有防水箱，防水箱内设有电控装置，激光测距仪、激光测速仪、高压变频水泵和压力传感器均与电控装置相连接；

各高压喷头分别连接有用于降低水射流能量耗散的高压喷射软管，高压喷射软管长3－10米；

桥墩迎水面和背水面均设有导轨和沿导轨上下浮动的浮动升降机构；以指向桥墩的方向为内向，背离桥墩的方向为外向；

导轨与桥墩一体设置，导轨凸出桥墩表面且其外端部的水平截面呈T型；

浮动升降机构包括浮动基板，浮动基板的中下部具有用于增大浮力的空腔，浮动基板的上部具有实心部，检测喷水机构设置于浮动基板的实心部上；浮动基板的内表面沿竖向开设有与导轨滑动适配的T型槽；

浮动升降机构浮于水中时具有吃水线，检测喷水机构设置在吃水线上方的浮动基板上，各高压喷头均高于吃水线20±5厘米；

每个浮动基板上均左右对称设有两套检测喷水机构，以垂直于桥墩表面的方向为垂直方向，浮动基板左侧的检测喷水机构中的高压喷头的喷射方向朝左偏离垂直方向1－4度，浮动基板右侧的检测喷水机构中的高压喷头的喷射方向朝右偏离垂直方向1－4度；

将桥墩水平截面上的左右对称线称为中线，浮动基板左侧的检测喷水机构中的激光测距仪和激光测速仪的测量范围为桥墩中线以左至桥墩左侧之间围成的桥墩外侧区域，浮动基板右侧的检测喷水机构中的激光测距仪和激光测速仪的测量范围为中线以右至桥墩右侧之间围成的桥墩外侧区域；测量范围的最远端距离桥墩的距离为100米；

浮动基板面向桥墩的一侧表面安装有行走轮，行走轮与桥墩表面滚动配合；行走轮左右对称设有两个；

桥梁的若干桥墩处的检测喷水机构共用一个高压水箱，各桥墩处的高压喷头均与该高压水箱相连接；

其特征在于按以下步骤进行：

准备工作是：在桥墩处安装所述防撞桥墩结构后，获取压力与喷射距离的对应信息，并存储在电控装置内置的存储器中；

第一步骤是提升压力；

船只在桥墩左侧或右侧进入测量范围并接近桥墩时，浮动基板左侧或右侧的检测喷水机构中的激光测距仪检测到距离信息，同时激光测速仪检测到速度信息；电控装置接收上述距离信息和速度信息；

当速度信息为负时表明船只在远离桥墩，此时电控装置控制高压变频水泵保持停止状态，同时控制各高压喷头保持关闭状态；

当速度信息为正时表明船只在接近桥墩，激光测距仪检测到距离信息为d米，电控装置进行获取目标压力P1的操作：将存储器中存储的各大于等于d+25米的喷射距离中，数值最小的喷射距离作为目标喷射距离；电控装置根据压力与喷射距离的对应信息，将目标喷射距离所对应的压力值作为目标压力P1；

电控装置打开高压变频水泵，向高压水箱内注水并提升高压水箱内的压力，直到高压水箱内的压力保持在P1±0.1MPa；

第二步骤是水射流防撞；

打开监测到船只接近的检测喷水机构的高压喷头，向接近桥墩的船只喷射水射流，减缓船只速度并促使船只偏离桥墩；在高压喷头喷水的过程中；电控装置持续通过激光测速仪获取船只接近桥墩的速度；

当船只速度大于零时，电控装置每隔0.5秒通过激光测距仪获取一次船只与桥墩之间的距离，并根据该距离进行获取目标压力P1的操作，获取更新后的目标压力P1值，并相应通过高压变频水泵将高压水箱内的压力保持在P1±0.1MPa；当P1小于等于1MPa时，电控装置通过高压变频水泵将高压水箱内的压力保持在1±0.1MPa；

持续进行第二步骤，直到当船只速度小于等于零时或检测不到船只距离信息时，电控装置控制高压喷头和高压变频水泵停止工作，完成主动防撞作业。