[发明专利]一种基于多级节流孔板耗能的桥墩防撞设施

说明书

本发明提供一种桥墩防撞设施，包括多个形状相同或者不同的防撞单元段，每个防撞单元段包括防撞自浮箱体段和耗能箱体段；其中，防撞自浮箱体段的壳体由刚性材料构成，耗能箱体段包括至少一个节流单元，每个节流单元内形成有由上下排布的至少两层水流腔所形成的S形耗能通道，每层水流腔通过设置于水流方向末端的第一节流孔与下一层水流腔连通，每层水流腔还通过多个垂直节流孔板分割成多个腔室，耗能箱体段外壳的顶壁上开设有与最上层的水流腔连通的出水口，外壳的底壁上设有与最下层的水流腔连通的进水口。本发明在船型尺度、碰撞严重等级变化大时，能够实现多级耗能，从而实现在遇到中小船撞事故不损伤，在重大事故可维修的优点。

技术领域

本发明涉及桥墩防撞设施领域，尤其涉及一种基于多级节流孔板耗能的桥墩防撞设施。

背景技术

航运相对于陆运具有运载吨位大、运距远、运费低等优势，随着国家继续加大对航运基础设施建设的投资力度，内河航道通航总里程再创新高。同时诸多内河处于航道扩容或扩容可行性研究中，可以预见地航运将迎来更高水平的发展。陆运方面，公路、铁路不可避免地会跨越航道，通常采用桥梁结构形式。在各方面条件允许的前提下，桥梁可采用一跨过江（河）的形式，避免桥墩与船舶的碰撞；但通常条件下出于经济性考虑，航道附近需要设置桥墩以减小桥梁跨径，船舶与桥墩的碰撞风险无法完全消除。由于桥区水域通航环境复杂，当船撞桥事故发生后，轻则船桥受损，重则造成船毁人亡及桥梁垮塌，事故损失是难以估量的，各国对船撞桥问题越来越重视。

对通航孔桥墩进行船撞防御技术研究，提高桥梁的船撞防御能力，无论是从经济上、社会上、环境保护上都具有极其重要的意义。目前传统的间接式桥墩船撞防御设施影响航道、阻碍行洪、造价太高，而钢结构套箱或浮箱等直接式抗撞设施存在刚度大、易锈蚀、造价及维护费用高、碰撞后自我修复性能差等问题。

鉴于此，有必要提出一种基于多级节流孔板耗能的桥墩防撞设施以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于多级节流孔板耗能的桥墩防撞设施，以解决目前传统的间接式桥墩船撞防御设施影响航道、阻碍行洪、造价太高，而钢结构套箱或浮箱等直接式抗撞设施存在刚度大、易锈蚀、造价及维护费用高、碰撞后自我修复性能差等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多级节流孔板耗能的桥墩防撞设施，所述桥墩防撞设施包括多个形状相同或者不同的防撞单元段，多个所述防撞单元段依次首尾连接形成可环绕桥墩的防撞环；每个所述防撞单元段沿所述防撞环的径向方向由外到内包括内部中空的防撞自浮箱体段、以及耗能箱体段；其中，

所述防撞自浮箱体段的壳体由刚性材料构成，所述防撞自浮箱体段的靠近所述耗能箱体段的一侧间隔设置有多个连接件，所述耗能箱体段通过所述连接件连接在所述防撞自浮箱体段上；

所述耗能箱体段包括由柔性材料制备的外壳以及位于外壳内的至少一个沿所述防撞环的环向设置的节流单元，每个所述节流单元内形成有由上下排布的至少两层水流腔所形成的S形耗能通道，每层所述水流腔通过设置于水流方向末端的第一节流孔与下一层所述水流腔连通，每层所述水流腔还通过多个垂直节流孔板分割成多个腔室；所述外壳的顶壁上开设有与最上层的所述水流腔连通的出水口，所述外壳的底壁上设有与最下层的所述水流腔连通的进水口。

优选地，每个所述耗能箱体段包括多个沿所述防撞环的环向设置的节流单元，相邻两个节流单元之间共用一块由柔性材料制备的竖向间隔板；相邻两层的所述水流腔之间通过由柔性材料制备的水平间隔板分隔开来；所述第一节流孔开设于所述水平间隔板上或者所述第一节流孔开设于所述垂直节流孔板上。

优选地，所述水流腔的层数为三层；每层所述腔室的个数为3个。

优选地，所述外壳内靠近所述出水口和所述进水口处还反接有预设长度的特斯拉阀，以使位于所述外壳内的水体沿所述特斯拉阀的反向流动方向排出至所述外壳外。