[发明专利]一种桥墩钢套箱防撞结构

说明书

本发明公开了一种桥墩钢套箱防撞结构，包括设置在桥墩上的圆柱体状的防撞钢套箱，桥墩上设有至少两个墩柱，每个墩柱套装有一个防撞钢套箱，相邻的两个防撞钢套箱的外壁相切连接，防撞钢套箱包括内钢围板和外钢围板，内钢围板与墩柱之间设有多个沿墩柱外周面环形排列分布的FRP滚筒结构，外钢围板与内钢围板之间通过多个可变形消能的弹性件连接。本发明的防撞钢套箱受船撞击时，可利用多个弹性件变形消能以及FRP滚筒结构缓冲撞击与转动卸能，具备很好的柔性防撞性能，从而保证大桥的墩柱在面临0°正撞和30°斜撞时的安全性，能使桥墩船撞力最大降低50％以上和船舶撞损破坏最大减少30％以上。此外，制造和维护成本低。

技术领域

本发明涉及桥梁防撞技术领域，尤其涉及一种桥墩钢套箱防撞结构。

背景技术

目前，随着我国基建速度的不断加快建设和交通运输业的蓬勃发展，各种跨江跨海桥梁随之兴起。然而，由于通航船只的失误操作等原因，船舶撞击桥墩的事故也增加。为了保护桥梁，提高桥墩的防撞性能，现有技术中，有些桥梁的墩柱是加装了整体采用纤维增强复合材料(即FRP)制备的防撞结构，利用FRP材料的特性来吸能缓冲，由于FRP材料较为昂贵，防撞结构整体都采取FRP材料制备，会导致成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种防撞性能好、成本低的桥墩钢套箱防撞结构，解决了现有技术中桥墩防撞结构成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种桥墩钢套箱防撞结构，包括设置在桥墩上的圆柱体状的防撞钢套箱，所述桥墩上设有至少两个墩柱，每个墩柱套装有一个所述的防撞钢套箱，相邻的两个防撞钢套箱的外壁相切连接，所述防撞钢套箱包括内钢围板和外钢围板，所述内钢围板与所述墩柱之间设有多个沿墩柱外周面环形排列分布的FRP滚筒结构，所述外钢围板与所述内钢围板之间通过多个可变形消能的弹性件连接。

进一步，所述FRP滚筒结构为由FRP材料成型制备的中空且两端具有开口的圆柱壳体。由于FRP材料较为昂贵，如此结构设计，既能降低成本，又能具有较好的消能防撞效果。

进一步，所述弹性件为弹簧，所述弹簧为沿防撞钢套箱的高度方向多层分布，每层的弹簧沿防撞钢套箱的中轴线等间距阵列分布。如此，不管船舶的撞击角度如何，均能够使得防撞钢套箱具有较好的消能防撞效果。

进一步，所述外钢围板的内侧壁和所述内钢围板的外侧壁均设有环形分布的横肋板，所述横肋板位于所述外钢围板与所述内钢围板之间。这样，能够赋予外钢围板和内钢围板较好的强度，提高防撞钢套箱的整体防撞能力。

进一步，每个弹簧的其中一端与外钢围板上的横肋板固定连接，每个弹簧的另一端与内钢围板上的横肋板固定连接。如此，当船舶撞击时，撞击力会由外钢围板先传递至横肋板上，再传递至弹簧进行消能缓冲，期间，部分的撞击力会因外钢围板和横肋板的形变而降低，从而起到提高防撞的效果。

进一步，设置在所述外钢围板上的横肋板和设置在所述内钢围板上的横肋板均沿高度方向对称分布，且位于上部的横肋板和位于下部的横肋板的肋宽均大于位于中部的横肋板的肋宽。如此，位于中部的弹簧的长度会比位于上部或下部的弹簧长，从而使得防撞钢套箱的中部的防撞能力更好，这也考虑到船舶撞击防撞钢套箱的外壁中部的可能性会相对大些，这样设计就能更好地发挥防撞钢套箱的防撞优势。

进一步，每个弹簧的其中一端与外钢围板固定连接，每个弹簧的另一端与内钢围板固定连接。如此，当船舶撞击时，撞击力会由外钢围板传递至弹簧进行消能缓冲，期间，部分的撞击力会因外钢围板的形变而降低，从而起到提高防撞的效果。

进一步，所述外钢围板的内侧壁和所述内钢围板的外侧壁均对应设置有一端与弹簧套接固定连接的钢套筒。如此，弹簧是固结在钢套筒上，钢套筒具有一定长度，可降低弹簧变形时的扭曲程度，当船舶撞击时，由于钢套筒的限制，弹簧在被压缩的过程中不容易发生扭曲，确保弹簧能够最大化进行变形消能。