[发明专利]超弹性气囊桥墩防护装置

说明书

一种超弹性气囊桥墩防护装置，由若干个防撞单元堆砌组成，每个防撞单元结构为：正方体的外壳内腔由两个水平隔板和两个竖向隔板分隔为27个相同的密闭空腔，且27个密闭空腔内均填充有聚氨酯弹性发泡材料，上述外壳和两个水平隔板以及两个竖向隔板的材质为聚氨酯或者玻纤增强聚氨酯材料。防撞单元在前后左右上下等六个方向上吸能缓冲作用均相同。采用不同能量等级和不同尺寸的防撞单元在防护现场堆砌各种形状的防护体。本装置具有抗冲击能力强，结构简单，制作成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种结构工程防护技术领域，特别是桥梁桥墩的防撞击缓冲装置。

背景技术

随着市场经济的发展，公路铁路交通四通八达，在山区、峡谷中由于伴随各种各样的地质灾害，在这些地区桥梁墩台防护一直没有受到重视，以致于桥梁抵抗不良地质灾害的能力远远不足，对桥梁的安全带来了严峻的考验；在当今城市建设过程中的市政路网日渐密集，各种市政高架立交桥梁错综复杂，且随着交通量的大幅增长，车辆撞击桥墩的风险大大增加。在严重的桥墩撞击事故中，除了人员伤亡和巨大的直接经济损失外，由于交通线被阻断所带来的间接经济损失和社会影响更是难以估量的。

目前，针对各种存在撞击风险的桥墩部位大都没有进行特别的防护设计，仅有个别桥墩根据需要设置了简单的防护措施。这些简易的措施虽然能够在一定程度上减缓撞击物与桥墩的撞击损害，但因缺乏系统的研究因而存在诸多缺点和不足，不能满足市场需求。

文献一公开了“一种公路桥梁防撞装置”（CN201922124869.8）：防撞击立柱安装在架高垫板上，该立柱顶端有顶盖，立柱两侧安装有固定套，该立柱内部有钢筋和钢圈，立柱内侧壁安装有橡胶层，立柱之间安装有防撞击挡板。

文献二公开有“一种桥墩防撞单元、防撞护圈以及防撞装置”（CN201720110311.2）：防撞单元由橡胶成型的L型防撞主体，该主体内侧开有凹槽、外侧面有与凹槽嵌合的凸块A。

文献三公开有“缓冲吸能型防撞块”（CN201420485532.4）：由聚氨酯壳体内填充若干平板状聚苯乙烯泡沫块组成，相邻两个泡沫块之间填充聚氨酯填料。当发生碰撞时，聚氨酯壳体发生变形，内部的聚苯乙烯泡沫材料受到挤压而变形，变形过程中吸收碰撞势能，减少船舶与桥梁碰撞的伤害。

文献一属于刚性防撞装置，仅适用于低能量撞击场合，且安装维护成本高。文献二属于柔性防撞装置，该装置采用橡胶凸块嵌合在L型橡胶主体上构成，其吸能缓冲作用仅通过橡胶有限的形变来达成，因此，面对高能量的撞击时，大部分能量仍由桥墩承受，桥墩仍然受到较大撞击力，该类型的防护不能有效的减小桥墩受到的撞击力，从而不能对桥墩起到应有的防护。

文献三属于柔性防撞体，它存在以下不足之处，其一，在结构上有待进一步改进；其二，缓冲吸能作用有待进一步提高；其三，制作成本有待降低。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单、每个防撞体中的若干正方体形的密闭空腔具有完全相同的应力应变性能，吸能缓冲性更强的超弹性气囊桥墩防护装置。

本发明的目的是这样实现的：一种超弹性气囊桥墩防护装置，由围合在桥墩外侧的形状相同对称设置的两个防护组成，每个防护体内均布由隔板形成的若干大小相同的正方体型的密闭空腔，且所有密闭空腔内均填充有聚氨酯弹性发泡材料，上述防护体外壳和所有隔板的材质为聚氨酯或者玻纤增强聚氨酯材料。

所述玻纤增强聚氨酯材料的邵氏硬度为85～96度；所述聚氨酯弹性发泡材料的密度为0.10～0.3克/cm³。

所有隔板的厚度均为30mm，防护体外壳厚度为50mm。玻纤增强聚氨酯材料的邵氏硬度为96度；所述聚氨酯弹性发泡材料的密度为0.12克/cm³。

所述玻纤增强聚氨酯材料中聚氨酯与玻璃纤维的质量比3:1。

通过调整所述玻纤增强聚氨酯材料的硬度以及聚氨酯弹性发泡材料的密度，以制成不同能量等级的防撞单元。