[发明专利]基于阻尼器的船舶柔性拦截防撞系统

说明书

本发明公开了一种基于阻尼器的船舶柔性拦截防撞系统，包括柔性钢管桩和拦截机构，该拦截机构包括浮箱、主浮筒、副浮筒和弹簧阻尼器，其中：浮箱和主浮筒通过锚链与固定在海床的锚碇连接；浮箱、主浮筒和副浮筒之间通过缆索连接，构成拦截网，且浮箱套设在柔性钢管桩上，箱体内板和外板之间设有相应的信号采集和传递装置；主浮筒和副浮筒底部装有消能块；弹簧阻尼器安装在浮箱、主浮筒、副浮筒之间的缆索两端，其活塞杆上设有开孔，用于缆索和浮箱、浮筒之间的连接。本发明在浮箱和浮筒之间设置弹簧阻尼器可以起到缓冲作用，避免船舶撞击时缆索断裂，达到有阻尼拦截的效果，阻尼器的刚度设计可以满足不同吨级防撞要求。

技术领域

本发明涉及海上安全防护装置技术领域，具体涉及一种基于阻尼器的柔性船舶拦截机构。

背景技术

根据《中华人民共和国海上交通安全法》、《公路桥梁抗撞设计规范》，由于船舶撞击跨海大桥成因复杂，水文条件、桥位或桥梁布置、船舶的通行量和船型构成、航运或公路运输管理等均会影响撞击风险，因此有必要对危险桥墩设置海上拦截装置。虽然各类规范均提出设置拦截装置等措施要求，但是成本加大或结构形式不合理。现有的桩式拦截或防撞装置多为单桩式和群桩式结构，存在以下几点缺陷：第一，单桩式防护结构防护区域较小，无法拦截全部危险船只；第二，单桩式防护装置侧向刚度较小，对于撞击能量较大的船舶无法阻止其撞击桥墩并会对单桩式防护装置造成不可修复的损害；第三，对于海上安全防护这类水域防护面积较大的情况，群桩式防护结构要求钢管桩数量多，材料成本较高，施工量较大，对维修保养造成一定困难。

因此，设计一种不仅材料用量和维修成本少，防护面积大，保证桥梁安全，同时还能减小船只破坏程度，保证乘员安全的拦截防撞系统显得很有意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阻尼器的柔性船舶拦截机构，可避免船舶撞击时缆索断裂，达到有阻尼拦截的效果，且阻尼器的刚度设计可以满足不同吨级防撞要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于阻尼器的船舶柔性拦截防撞系统，包括柔性钢管桩和拦截机构，该拦截机构包括浮箱、主浮筒、副浮筒和弹簧阻尼器，其中：主浮筒和副浮箱通过锚链锚定于海床，浮箱、主浮筒和副浮筒通过缆索连接，构成拦截网，且浮箱套设在柔性钢管桩上；弹簧阻尼器安装在浮箱、主浮筒、副浮筒之间的缆索上。

接上述技术方案，弹簧阻尼器包括钢制外壳，钢制外壳内设有活塞杆、活塞、弹簧、吸能海绵、轴承；其中弹簧两端各接有一个弹簧底座，弹簧底座焊接在活塞上，轴承与钢制外壳间填充有吸能海绵。

接上述技术方案，弹簧阻尼器的钢制外壳上安装位移和应变传感器，浮箱内部安装信号采集装置和无线传递信号装置，信号采集装置与位移和应变传感器连接。

接上述技术方案，浮箱上安装锚固预埋件，锚固预埋件上焊接横向加劲板，横向加劲板的上下表面焊接有梯形竖向加劲板，梯形竖向加劲板还与锚固预埋件焊接。

接上述技术方案，弹簧阻尼器的两端通过连接件与横向加劲板连接；弹簧阻尼器与连接件外部套设橡胶连接套筒。

接上述技术方案，浮箱与柔性钢管桩之间装有耐磨板。

接上述技术方案，浮箱底部装有4个吊耳，通过锚链锚定于海床。

接上述技术方案，主浮筒和副浮筒的外形一致，整体形式为球体，呈“不倒翁”形态，该球体包括上层结构和下层结构，两者之间通过法兰盘连成一个整体；球体的上层结构采用球面板和锥台结合的形式，其内填充轻质吸能材料，锥台内布置立柱，立柱上设有多个连接耳，每个连接耳与缆索之间连接一个弹簧阻尼器。

接上述技术方案，球体的下层结构为一个曲率半径较上层结构大的球面板，底部填充混凝土。