[发明专利]一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置

说明书

本发明属于工程安全技术领域，公开一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置。公开的一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置具有可在水中漂浮的漂浮圆筒；所述的漂浮圆筒上缠绕有气泡膜；所述的气泡膜为缠绕在漂浮圆筒的多层，且最内层所述的气泡膜与所述的漂浮圆筒固联；最内层所述气泡膜的端头连接有配重夹板；多层所述的气泡膜在水中利用的配重夹板重力与漂浮圆筒的浮力设置在竖直水中，并形成用以对水中爆炸冲击波进行衰减的空气隔层。本发明可对水下爆破拆除时的周围结构进行防护，以及降低高桩码头、沉箱码头、跨海大桥、过江隧道等结构的水中构件，在意外或蓄意爆炸载荷下的损伤破坏。

技术领域

本发明属于工程安全技术领域，具体涉及一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置。

背景技术

根据文献调研和相关资料查询结果发现，目前已有的水下爆炸防护技术措施，主要是服务于舰船潜艇等武器装备，目前应用最多的防护形式主要包括一下三种。第一种是在舰船表面敷设大量体积为空腔的抗冲击瓦，由以橡胶材料为基材的内、外表层和夹在中间的特殊空腔结构芯层组成，内表面与舰艇外板通过黏结剂粘贴。第二种为采用钢-泡沫夹层板或其他特殊结构形式代替原来的钢结构作为船体外板，可以利用泡沫或其他特殊结构的吸能作用。第三种形式为在舰船艇侧布置防雷舱，其最外层为空舱，可迅速衰减水中的冲击波并提供外板变形的空间；从外起第二层为液舱，主要作用为衰减爆炸弹片及外板碎片的速度；第三层又为空舱，以再次阻隔冲击波对基本防护板的破坏作用。

然而对于海岸保障平台和重大水工库坝等大型结构设施，国内外开展的水下爆炸工程防护技术研究则相对还非常少，目前主要是采用气泡帷幕对水下爆炸冲击波进行衰减，但是气泡帷幕作为水下爆炸防护具有诸多不足，如对于大面积的防护需要多台高功率空气压缩机同时工作、在深水难以布设固定以及最重要的是无法得知水下意外爆炸的时刻，即气泡帷幕属于持续消耗式的防护技术措施，在工程应用上有诸多的限制。因而开发出一种布设便捷且非持续消耗式的水下爆炸冲击波削弱装置具有重要意义和实用价值。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明目的是提出一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置。

本发明为达到上述目的采用如下技术方案：

一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置，柔性防护装置具有可在水中漂浮的漂浮圆筒；所述的漂浮圆筒上缠绕有气泡膜；所述的气泡膜为缠绕在漂浮圆筒的多层，且最内层所述的气泡膜与所述的漂浮圆筒固联；最内层所述气泡膜的端头连接有配重夹板；多层所述的气泡膜在水中利用的配重夹板重力与漂浮圆筒的浮力设置在竖直水中，并形成用以对水中爆炸冲击波进行衰减的空气隔层；气泡膜包裹了数量众多且独立的小体积空气，当其处于水体中时，由于受到薄膜的密封限制而无法自由上浮，可长久的停滞在水体中，因此多层的气泡膜叠加可以在水中形成一定厚度的空气隔层，且无需外部耗能供气；利用波阻抗失配原理，对水中爆炸冲击波进行衰减；此外，冲击波在挤压气泡破裂的同时，聚乙烯薄膜的变形吸能、以及密集气泡产生的局部湍流对冲击波传播路径的扰乱，均可以进一步削弱冲击波的强度。

所述的配重夹板为夹紧在气泡膜下部的不锈钢钢板。

所述的漂浮圆筒为两端密封的PVC塑料管。

所述配重夹板的两端分别通过牵引绳连接有漂浮球。

本发明提出的一种用于削弱水中爆炸冲击波载荷的柔性防护装置，该装置在水中开展后，通过多层聚乙烯气泡膜，将一定量的空气限制在水中，形成一道空气隔层；由于空气的波阻抗比水小很多，当水中爆炸冲击波传播到空气与水的交界面时，水下冲击波将主要在介质交界面处发生反射，其透射系数较小，只有少部分能量透射到空气介质当中，因此可有效缓冲水下冲击波来削弱爆炸破坏效应。