[发明专利]一种用于桥梁墩柱的柔性防车撞缓冲单元及装置

说明书

本发明属于桥梁防车撞缓冲装置技术领域，并具体公开了一种用于桥梁墩柱的柔性防车撞缓冲单元及装置；该种柔性防车撞缓冲单元包括依次叠置相连的UHPC夹芯板、桁架结构以及外层波纹板；UHPC夹芯板由内层波纹板、UHPC层以及中间层波纹板构成夹芯结构，桁架结构在UHPC夹芯板和外层波纹板之间连接多榀；该种柔性防车撞缓冲单元通过UHPC层的韧性和抗冲击能力，以及波纹板和桁架结构的变形，形成对车辆、司乘人员和桥梁墩柱的保护，且其UHPC层具有耐久性；该柔性防车撞缓冲装置通过将至少一个柔性防车撞缓冲单元首尾相连，形成类环形结构并环绕桥梁墩柱，以对桥梁墩柱实施防车撞保护，并能够与多种形式的桥梁墩柱适配。

技术领域

本发明属于桥梁防车撞缓冲装置技术领域，更具体地，涉及一种用于桥梁墩柱的柔性防车撞缓冲单元及装置。

背景技术

跨线立交桥作为城市公共基础设施之一，是当代社会高效运输体系中不可或缺的重要一环。随着社会经济快速发展，我国城市化不断推进，城市的人口数量及机动车数量迅猛增加，而城市跨线桥的桥墩大部分设置在道路中间的分隔带里，由于司机违规驾驶以及道路安全指示、桥梁防车撞结构不完善等，使跨线桥的桥梁墩柱遭受车辆撞击成为发生频率较高的交通事故类型之一。城市跨线桥车撞事故一旦发生，轻则造成交通道路的封闭堵塞，车辆正常通行受阻，对桥梁结构的安全状态和使用寿命造成消极影响；重则车毁桥垮，威胁人民的生命安全并造成难以估量的损失和恶劣社会影响。

现有的桥梁墩柱防撞设施通常为刚性结构，能够有效地防护桥梁，但是对于冲击物而言，刚性防撞设施无法有效吸收能量，因此无法缓解车撞事故中对车辆和驾驶人员产生的损伤。因此，研究组合式柔性防车撞缓冲装置，保障桥梁墩柱受到车辆撞击前后安全服役，并有效减少对车辆及驾驶人员承受的伤害，成为桥梁工程领域较为重要的研究课题。

波纹板是具有特殊波纹褶皱的板材，波纹褶皱形状有矩形锯齿形、正弦波形、梯形锯齿形及尖角锯齿形等，其具有良好的受力性能。波纹钢板是将普通的热轧钢板经过镀锌、轧制等工艺形成的有特殊波纹褶皱的防腐板材，具有重量轻、强度高、施工便捷、耐久性优异等特点。

UHPC(Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土)是依据颗粒最紧密堆积和纤维增强等原则设计的水泥基复合材料,具有较高的抗压和抗拉强度，并且其极低的孔隙率和内部结构致密的特点，使其拥有优良的抗渗性能、抗冻性能。

为解决现有技术中的桥梁墩柱防撞设施无法有效吸收能量的问题，本发明基于UHPC优异的韧性和抗冲击性，以及波纹板良好的受力性能，提出一种用于桥梁墩柱的柔性防车撞缓冲单元及装置，通过波纹板、桁架结构与UHPC组合形成相对柔性并具有较好抗冲击能力的缓冲装置，为桥梁墩柱受到车辆撞击力时提供缓冲作用，从而达到减少车辆及司乘人员损伤，并保护桥梁墩柱的目的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种柔性防车撞缓冲单元及缓冲装置，以有效解决现有技术中的防撞设置无法有效吸收能量的问题，提供一种用于桥梁墩柱的柔性防车撞缓冲单元及装置，以吸收车辆撞击桥梁墩柱过程中产生的能量，减少车撞事故中对车辆和司乘人员产生的损伤，并保护桥梁墩柱，因而尤其适用于桥梁墩柱防撞设施的应用场合。

为实现上述目的，作为本发明的一方面，提出了一种柔性防车撞缓冲单元，其包括UHPC夹芯板、桁架结构以及外层波纹板；

所述UHPC夹芯板、桁架结构以及外层波纹板由内至外依次叠置相连；

所述UHPC夹芯板由内层波纹板、UHPC层以及中间层波纹板依次构成夹芯结构；所述中间层波纹板与所述桁架结构固定连接，以使UHPC夹芯板与桁架结构相连；

所述桁架结构包括多榀桁架，以使该柔性防车撞缓冲单元安装至桥梁墩柱时每榀所述桁架沿桥梁墩柱轴向依次布置。