專(zhuān)利名稱(chēng)：橋梁的橋墩及防撞墩的防護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及橋梁的保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及橋梁的橋墩及防撞墩的防護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，大量跨海、跨江橋梁不斷興建。而這種橋梁本身所處的江、海域大都是繁忙的航道，其水流、波濤、風(fēng)浪等情況復(fù)雜，橋梁不可避免地承擔(dān)著一定的船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。在非狀況下，船舶碰擦或撞擊橋梁的橋墩、防撞墩時(shí)，具有一定速度的船舶的動(dòng)量很大，按照動(dòng)量定理mvl-mv2 = FAt, Δ t是瞬間，因而其撞擊力是巨大的，毀損橋梁時(shí)有發(fā)生。當(dāng)橋梁的橋墩被船舶碰擦持續(xù)作用時(shí)，船舶所具有的巨大動(dòng)能在觸碰橋梁時(shí)轉(zhuǎn)換為橋墩的擺動(dòng)、振動(dòng)，而橋架是狹窄矩形截面的梁，其側(cè)向彎曲及扭轉(zhuǎn)剛度小，當(dāng)橋墩的振擺作用超過(guò)橋架的彎曲及扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)產(chǎn)生橋架彎扭失穩(wěn)，結(jié)果發(fā)生側(cè)彎與扭轉(zhuǎn)的屈曲，導(dǎo)致橋架斷裂坍塌(聞名中外的“九江大橋6· 15船撞橋斷事故”因此而發(fā))。目前，在許多跨海大橋中，航道橋墩外圍設(shè)置有防撞箱，或雙壁防撞鋼套箱，或柔性耗能防撞裝置，來(lái)達(dá)到保護(hù)橋墩的目的。其中，防撞箱或雙壁防撞鋼套箱用來(lái)阻擋船舶， 消耗船舶的動(dòng)能，使船舶減速，延緩撞擊，削弱船舶對(duì)橋墩的撞擊力；而柔性耗能防撞裝置是利用鋼圍和鋼絲繩-橡膠復(fù)合防撞圈共同組成的柔性耗能系統(tǒng)，消耗船舶動(dòng)能，使船舶減速，延緩撞擊，削弱船舶對(duì)橋墩的撞擊力。由于船舶碰擦或撞擊橋墩情況發(fā)生時(shí)，肇事船舶動(dòng)能巨大，防撞箱、雙壁防撞鋼套箱及柔性耗能防撞裝置由于材料的彈性緩沖量非常有限，只能預(yù)防小型的船舶，對(duì)于質(zhì)量稍大一些或航速稍大的船舶，就不能很好的吸收船舶的巨大動(dòng)能，其消能、防撞效果欠佳，容易撞壞，安全隱患仍然存在，使用壽命也較短，撞壞后需立即更換，防撞箱由鋼板焊接而成，是個(gè)龐然大物，重達(dá)數(shù)千噸，不易安裝，擦破后易腐蝕，不易布置，占據(jù)航道位置等缺點(diǎn)。因而，現(xiàn)有的對(duì)橋墩的防護(hù)裝置有待于進(jìn)一步改進(jìn)。目前，在許多江海大橋中，航道橋墩外水域設(shè)置防撞墩，阻攔或?qū)б厥麓斑M(jìn)入航道橋墩區(qū)域，由于肇事船舶動(dòng)能、動(dòng)量巨大，一旦撞擊防撞墩，完全是剛性碰撞，將船毀人亡，防撞墩崩裂，造成海事災(zāi)難。因而，現(xiàn)有的防撞墩有待于進(jìn)一步改進(jìn)。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01020142239. X《橋墩的安全防護(hù)裝置》，該方案中存在以下幾個(gè)問(wèn)題1、鋼套箱是鋼板焊接而成，在海水中防腐蝕幾十年、上百年做不到，雖然有電流陰極保護(hù)裝置，一旦碰擦，鋼板腐蝕還是加速；2、鋼套箱體積大，重量大制造不容易，安裝難度大； 3、支承液壓缸分布在鋼套箱外表面之外，當(dāng)船舶撞擊橋墩時(shí)，能同時(shí)聯(lián)動(dòng)的支承液壓缸數(shù)量少；4、支承液壓缸活塞桿外伸，受撞擊時(shí)的穩(wěn)定性有待考驗(yàn)；5、液壓系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)有一定難度。目前，在許多跨海大橋和江河大橋中，采用的是一種叫“柔性浮式防碰撞系統(tǒng)”，即在距離非通航孔橋墩100米的海域處投放一組串在一起的浮筒，每3個(gè)浮筒用一個(gè)重力錨固定住，一旦有船撞過(guò)來(lái)，浮筒拖著船體向前，消耗大部分動(dòng)能，基本保證船體到達(dá)非通航孔橋墩附近時(shí)速度接近于0，保護(hù)船體和橋墩。其不足之處在于1、浮筒拖著肇事船舶船體消耗動(dòng)能，重力錨走動(dòng)數(shù)十米，近百米，只適合于能級(jí)為百萬(wàn)焦耳的肇事船舶，即三百?lài)嵓?jí)的肇事船舶自由飄流。例如2009年11月16日下午5時(shí)許，一艘韓國(guó)籍船舶“馬克輪”(重 2080噸的散貨船，設(shè)飄流速度為每小時(shí)10千米，其動(dòng)能為773萬(wàn)焦耳遠(yuǎn)大于浮式防碰撞系統(tǒng)的消能量)，停泊在金塘錨地，當(dāng)時(shí)海面為大浪，浪高4-5米，估計(jì)就是風(fēng)浪原因?qū)е伦咤^，從錨地脫鉤，刮擦了金塘大橋非通航孔橋墩。2、有可能漏網(wǎng)，肇事船舶穿過(guò)一組串在一起的浮筒，進(jìn)入非通航孔橋墩附近。因而，現(xiàn)有非通航孔橋墩的防護(hù)裝置有待于進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而提供一種橋梁的橋墩及防撞墩的防護(hù)裝置，它能有效吸收肇事船舶的動(dòng)能，削減動(dòng)量，延緩碰撞時(shí)間，能大幅增強(qiáng)橋墩及防撞墩的抗沖擊能力，起到對(duì)橋墩及防撞墩的保護(hù)作用，且裝置經(jīng)久耐用，維護(hù)保
養(yǎng)方便。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種用于橋梁的橋墩及防撞墩的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在橋梁的橋墩及防撞墩周?chē)蛲鈬姆雷o(hù)阻礙物，其特征在于該防護(hù)阻礙物是由一些桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，該防護(hù)構(gòu)架設(shè)在橋梁的橋墩或防撞墩的周?chē)蛲鈬Ｔ谏鲜鲨旒芙Y(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器，所述存儲(chǔ)空氣的容器為儲(chǔ)氣筒、儲(chǔ)氣罐、充氣囊、充氣胎等，使防護(hù)構(gòu)架浮于水面，沿著橋梁橋墩或橋梁防撞墩隨潮汐漲落，調(diào)整充氣囊、充氣胎的充氣量從而調(diào)整防護(hù)構(gòu)架浮于水面高度。在防護(hù)構(gòu)架的外側(cè)設(shè)置防撞墊，所述防撞墊是橡膠墊、合成材料墊、氣墊、液壓墊等，在防護(hù)構(gòu)架的內(nèi)圈與橋梁橋墩或防撞墩之間設(shè)置緩沖消能裝置，所述緩沖消能裝置為緩沖墊、緩沖器及消能裝置，其中緩沖墊是橡膠緩沖墊、合成材料緩沖墊等，其中緩沖器是彈簧緩沖器、橡膠緩沖器、氣壓緩沖器、液壓緩沖器等，其中消能裝置是液壓消能器或水力消能器。組成上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架的桿件是鋼管桿件，鋼管桿件彼此聯(lián)接的方法可用焊接、鉚接、管夾聯(lián)接、扣件聯(lián)接等，構(gòu)架的桿件及節(jié)點(diǎn)在有效防銹處理后，外層進(jìn)行全封閉玻璃釬維或碳釬維等包裹，并進(jìn)行粘接，成為內(nèi)部是鋼管桿件，外層是玻璃鋼或碳釬維鋼等的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架。玻璃鋼或碳釬維鋼等是高強(qiáng)度耐腐蝕的應(yīng)用于海洋工程的好材料。組成上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架的桿件是由一些玻璃釬維或碳釬維等制成的桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，聯(lián)接的方法可用榫接、釬維包裹粘接、管夾聯(lián)接、扣件聯(lián)接、夾板及釬維包裹粘接、龍骨及釬維包裹粘接等。上述消能裝置是一種消能油缸，在防護(hù)構(gòu)架內(nèi)圈與橋墩或防撞墩之間均衡地布置著一定數(shù)量的消能油缸，用管路將消能油缸與設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架上的液壓站聯(lián)系起來(lái)，組成橋墩或防撞墩的液壓消能安全防護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)肇事船舶撞擊橋墩或防撞墩時(shí)，防護(hù)構(gòu)架受撞擊，同時(shí)壓迫多個(gè)消能油缸，油缸的活塞桿抵住橋墩或防撞墩的壁面，油缸受壓，受撞防護(hù)構(gòu)架一側(cè)向橋墩或防撞墩壁面移動(dòng)，壓縮油缸作功，大量消耗肇事船舶動(dòng)能，同時(shí)，壓力油由壓力管道進(jìn)入防護(hù)構(gòu)架另一側(cè)的油缸，在壓力油的作用下油缸的活塞桿抵住橋墩或防撞墩的另一側(cè)面，同時(shí)，防護(hù)構(gòu)架平移和彈性變形，由帕斯卡定律可知，封閉容器內(nèi)的靜止液體壓力相等，均衡排布的液壓缸對(duì)橋墩綜合作用力減弱，保證了橋墩的安全。上述消能裝置是一種水力消能缸，是用水作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的物質(zhì)，在防護(hù)構(gòu)架內(nèi)圈與橋墩或防撞墩之間均衡地布置著一定數(shù)量的水力消能缸，用管路將水力消能缸與設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架上的水壓控制站聯(lián)系起來(lái)，組成橋墩或防撞墩的水力消能安全防護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)肇事船舶撞擊橋墩或防撞墩時(shí)，防護(hù)構(gòu)架受撞擊，同時(shí)壓迫多個(gè)水力消能缸，水力消能缸的活塞桿抵住橋墩或防撞墩的壁面，水力消能缸受壓并水力作功，受撞防護(hù)構(gòu)架向橋墩或防撞墩移動(dòng)，壓縮水力消能缸作功，并水力作功，水力及水壓大量消耗肇事船舶動(dòng)能，同時(shí)，壓力水由壓力管道進(jìn)入防護(hù)構(gòu)架另一側(cè)的水力消能缸，在壓力水的作用下水力消能缸的活塞桿抵住橋墩或防撞墩的另一側(cè)面，同時(shí)，防護(hù)構(gòu)架平移和彈性變形，由帕斯卡定律可知，封閉容器內(nèi)的靜止液體壓力相等，均衡排布的水力消能缸對(duì)橋墩的綜合作用力減弱，保證了橋墩的安全。上述設(shè)在橋梁的橋墩外圍的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架由橋墩前后兩頭的防護(hù)構(gòu)架及橋墩左右兩側(cè)的防護(hù)構(gòu)架組合而成，前后兩頭防護(hù)構(gòu)架是向外延伸呈現(xiàn)導(dǎo)流形狀的導(dǎo)航構(gòu)架，上述導(dǎo)流形狀為圓錐曲線、橢圓、拋物線、擺線、懸鏈線等曲線形狀。導(dǎo)流形狀的防護(hù)構(gòu)架具有導(dǎo)航功能，當(dāng)肇事船舶偏離航道碰擦導(dǎo)流形狀的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架前端時(shí)，在防護(hù)構(gòu)架強(qiáng)悍地干預(yù)下，導(dǎo)引船舶進(jìn)入航道，避免船舶直面撞擊橋墩，使防護(hù)構(gòu)架作用于橋墩的力趨于均衡，該防護(hù)構(gòu)架便于制造，便于安裝施工，便于維護(hù)保養(yǎng)。上述設(shè)在橋梁的防撞墩外圍的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架由前端向外延伸呈現(xiàn)導(dǎo)流形狀的防護(hù)構(gòu)架及兩側(cè)防護(hù)構(gòu)架與后圍構(gòu)架組合而成，上述導(dǎo)流形狀為圓錐曲線、橢圓、拋物線、擺線、懸鏈線等曲線形狀，上所述的前端是指航道入口方向。導(dǎo)流形狀的防護(hù)構(gòu)架具有導(dǎo)航功能，當(dāng)肇事船舶偏離航道碰擦導(dǎo)流形狀的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架前端時(shí)，在防護(hù)構(gòu)架強(qiáng)悍地干預(yù)下，導(dǎo)引船舶進(jìn)入航道，避免船舶直面撞擊防撞墩，使防護(hù)構(gòu)架作用于防撞墩的力趨于均衡，該防護(hù)構(gòu)架便于制造，便于安裝施工，便于維護(hù)保養(yǎng)。出于一個(gè)總的構(gòu)思，一種用于橋梁非航道橋墩的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在橋梁非航道橋墩外部水域的防護(hù)阻礙物，其特征在于該非航道橋墩外部水域的防護(hù)阻礙物是由一些桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，在防護(hù)構(gòu)架上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器，所述存儲(chǔ)空氣的容器為儲(chǔ)氣筒、儲(chǔ)氣罐、充氣囊及充氣胎等，儲(chǔ)氣容器能使防護(hù)構(gòu)架浮于水面，在上述防護(hù)構(gòu)架上系掛重力錨，相對(duì)固定于橋梁非航道橋墩外部的某個(gè)水域， 將上述一定數(shù)量的防護(hù)構(gòu)架由連接裝置相繼連接成橋梁非航道橋墩的防護(hù)欄。根據(jù)非航道橋墩的防護(hù)需要，確定防護(hù)欄的長(zhǎng)度，布置于非航道橋墩外部水域。上述非航道橋墩外部水域的防護(hù)阻礙物是由一些外層進(jìn)行全封閉玻璃釬維或碳釬維包裹的玻璃鋼或碳釬維鋼桿件或由玻璃鋼或碳釬維鋼桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，朝橋梁方向一側(cè)是平面形或凹面形的阻力面。在肇事船舶碰撞防護(hù)欄推動(dòng)構(gòu)架時(shí)，桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架的阻力面克服海水阻力作功，防護(hù)構(gòu)架拖動(dòng)重力錨作功，相鄰一定數(shù)量的防護(hù)構(gòu)架相繼聯(lián)合作功。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架可以大幅減輕橋梁橋墩或橋梁的防撞墩的防護(hù)裝置的重量，節(jié)約材料，例如杭州灣跨海大橋北航道橋主墩的防撞鋼套箱重1380噸，應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架重可以是100噸到200噸；應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架的構(gòu)件受力合理，使桿件只受拉力或壓力，以充分發(fā)揮材料的作用；應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架海水貫穿其中，免受海浪沖擊波的沖擊，其穩(wěn)定性好；應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架能將肇事船舶的撞擊力均衡地傳遞給橋梁的橋墩或防撞墩，桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架在受撞擊后象彈性圈一樣變形，防護(hù)構(gòu)架作用于橋墩或防撞墩的力趨于均衡，同時(shí)，肇事船舶的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為防護(hù)構(gòu)架的變形位能；桁架結(jié)構(gòu)是以三角形框架為基礎(chǔ)，容易組合成不同形狀的防護(hù)構(gòu)架，合理布局，合理配置；二頭是導(dǎo)航構(gòu)架的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架在肇事船舶碰撞橋墩時(shí)，能很好地導(dǎo)引船舶進(jìn)入航道，避免船舶直面撞擊橋墩；在桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架上設(shè)置浮筒使防護(hù)構(gòu)架浮于水面并沿著橋梁橋墩或橋梁的防撞墩隨潮汐漲落，以致防護(hù)構(gòu)架高度大幅減少，例如杭州灣跨海大橋北航道橋主墩的防撞鋼套箱高度5. 8m，應(yīng)用設(shè)置浮筒的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架高度可以是:3m左右，在防護(hù)構(gòu)架上設(shè)置充氣胎或充氣囊，可調(diào)整防護(hù)構(gòu)架浮于水面的高度以適應(yīng)來(lái)往船舶碰擦高度；包裹著玻璃釬維的玻璃鋼或碳釬維的碳釬維鋼耐腐蝕且強(qiáng)度高；應(yīng)用桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架安裝方便，容易維護(hù)保養(yǎng)；應(yīng)用具有液壓消能防護(hù)系統(tǒng)的橋梁橋墩或防撞墩的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架是可靠的安全的橋梁橋墩防護(hù)設(shè)施；應(yīng)用具有水力消能防護(hù)系統(tǒng)的橋梁橋墩或防撞墩的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架是可靠的安全的橋梁橋墩防護(hù)設(shè)施。用于橋梁非航道橋墩外的防護(hù)欄是桁架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形構(gòu)架，其穩(wěn)定性好，一個(gè)長(zhǎng)方形構(gòu)架系掛一個(gè)或一個(gè)以上重力錨，一定數(shù)量構(gòu)架相繼連接成的橋梁非航道區(qū)域的防護(hù)欄，當(dāng)肇事船舶進(jìn)入橋梁非航道區(qū)域，接觸防護(hù)欄，拖動(dòng)一連串的防護(hù)欄，桁架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形構(gòu)架的阻力面克服海水阻力作功，系掛在桁架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形構(gòu)架上的重力錨移動(dòng)作功， 防護(hù)欄走動(dòng)一定距離，消耗盡肇事船舶的動(dòng)能，船舶停住，起到對(duì)橋梁非航道橋墩的有效的安全的保護(hù)作用，且裝置經(jīng)久耐用，維護(hù)保養(yǎng)方便。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一，實(shí)施例二，是橋梁航道橋墩的防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的K向視圖；圖3為圖1的H向視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三，是橋梁航道橋墩的液壓消能油缸布置圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三的液壓消能安全防護(hù)系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例四，是橋梁航道防撞墩的防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例五，是橋梁非航道橋墩外的防護(hù)欄結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一如圖1、圖2及圖3所示，是橋梁航道橋墩的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在橋墩1外圍的由一些桿件2彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3，在防護(hù)構(gòu)架3上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器4 儲(chǔ)氣筒41和充氣胎42，在防護(hù)構(gòu)架3的外側(cè)設(shè)置防撞墊5，防撞墊5 是橡膠墊、合成材料墊、氣墊、液壓墊等，在防護(hù)構(gòu)架3的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖消能裝置6，緩沖消能裝置6是緩沖墊61、緩沖器62、消能裝置63。本例所述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3是由鋼管桿件2彼此焊接而成的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3，將構(gòu)架3進(jìn)行防銹處理后，用纏繞方法將玻璃釬維全復(fù)蓋住構(gòu)架3并用環(huán)氧樹(shù)脂或樹(shù)脂粘接。用玻璃釬維布將橋墩的左右防護(hù)構(gòu)架片31、32和前后防護(hù)構(gòu)架片33、34的相鄰桿件2多層次包裹，并用環(huán)氧樹(shù)脂或樹(shù)脂粘接，組裝成套在橋梁橋墩外圍的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3。所述航道橋墩的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3是以三角形框架為基礎(chǔ)，橋墩兩側(cè)制作成長(zhǎng)方形的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架31和32，橋墩兩頭制作成橢圓形的具有導(dǎo)航能力的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架33和34。當(dāng)肇事船舶偏離航向與桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架33碰撞，防護(hù)構(gòu)架33整體壓向航道橋墩1，防護(hù)構(gòu)架33的內(nèi)圈與橋梁橋墩之間的緩沖消能裝置6緩沖消能，吸收肇事船舶的巨大動(dòng)能，防護(hù)構(gòu)架33在船舶撞擊壓力和緩沖消能裝置6的反推力的作用下發(fā)生彈性變形， 整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3發(fā)生彈性變形，將一部分肇事船舶的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為防護(hù)構(gòu)架3的變形位能，此間，防護(hù)構(gòu)架33推動(dòng)左右防護(hù)構(gòu)架31、32沿著橋墩壁移動(dòng)，防護(hù)構(gòu)架34變形移動(dòng)。桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3上設(shè)置儲(chǔ)氣筒41和充氣胎42，使防護(hù)構(gòu)架3浮于水面，在海上隨潮汐漲落，以較小的垂向構(gòu)造尺度，給予橋墩有效的保護(hù)能力，儲(chǔ)氣筒41在制造時(shí)設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架3內(nèi)，充氣胎42在安裝時(shí)充氣，調(diào)整防護(hù)構(gòu)架3浮于水面的高度。圖2為圖1的K向視圖，是桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架31從外向橋墩方向看的立面局部圖，用輪胎作為防撞墊系掛在防護(hù)構(gòu)架31的外側(cè)面，儲(chǔ)氣筒41和充氣胎42設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架31內(nèi)。圖3為圖1的H向視圖，是桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架31從里向外看的立面局部圖，在防護(hù)構(gòu)架31的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖裝置6，緩沖裝置6是緩沖墊61或緩沖器62或消能裝置63。實(shí)施例二 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例二，與實(shí)施例一的區(qū)別點(diǎn)在于在防護(hù)構(gòu)架3的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖裝置6是液壓緩沖器62，分別用管路64將防護(hù)構(gòu)架31、32、33、34內(nèi)側(cè)的液壓緩沖器62與設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架31、32、33、34上的液壓站65聯(lián)系起來(lái)，組成橋墩1各片的液壓緩沖器系統(tǒng)。當(dāng)肇事船舶偏離航向與桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架33碰撞，防護(hù)構(gòu)架33整體壓向航道橋墩1，防護(hù)構(gòu)架33的內(nèi)側(cè)與橋梁橋墩1之間的一片液壓緩沖器62壓縮作功，該片各個(gè)液壓緩沖器62內(nèi)油壓相同，橋梁橋墩1受力均衡，改善橋墩1受力狀況。實(shí)施例三如圖4、圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例三，與實(shí)施例一、實(shí)施例二的區(qū)別點(diǎn)在于在防護(hù)構(gòu)架3的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖裝置6是消能油缸63布置在防護(hù)構(gòu)架31、32、33及34內(nèi)圈與橋墩1之間，用管路64將消能油缸63與液壓站65聯(lián)系起來(lái)組成橋墩的液壓消能安全防護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)肇事船舶偏離航向與桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架33碰撞，防護(hù)構(gòu)架33整體壓向航道橋墩1， 防護(hù)構(gòu)架33的內(nèi)圈與橋梁橋墩之間的消能油缸63壓縮作功，消能油缸63內(nèi)的油壓升高， 壓力油通過(guò)油管進(jìn)入防護(hù)構(gòu)架34的內(nèi)圈與橋梁橋墩之間的消能油缸63，活塞桿抵住防護(hù)構(gòu)架34內(nèi)側(cè)的橋墩壁，所有的消能油缸63內(nèi)的油壓升高，油壓由液壓站的調(diào)壓回路調(diào)節(jié)， 液壓站還有供油回路、補(bǔ)油回路等回路，所有的消能油缸63的缸徑相等，且對(duì)稱(chēng)分布，由帕斯卡定律可知，封閉容器內(nèi)的靜止液體壓力相等，每一個(gè)消能油缸63對(duì)橋墩1的作用力相同，由二力平衡公理可知，橋墩1受力均衡，保證了橋墩的絕對(duì)安全。
8[0040]實(shí)施例四如圖6所示，是橋梁航道防撞墩的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在防撞墩7外圍的由一些桿件2彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架3，在防護(hù)構(gòu)架3上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器4 儲(chǔ)氣筒41和充氣胎42，在防護(hù)構(gòu)架3的外側(cè)設(shè)置防撞墊5，防撞墊5是橡膠墊、 合成材料墊、氣墊、液壓墊等，在防護(hù)構(gòu)架3的內(nèi)側(cè)設(shè)置緩沖消能裝置6，緩沖消能裝置6是 緩沖墊61、緩沖器62、消能裝置63。防護(hù)構(gòu)架3是由向外延伸呈現(xiàn)導(dǎo)流形狀的前端防護(hù)構(gòu)架36及兩側(cè)防護(hù)構(gòu)架31、32與后圍構(gòu)架35組合而成，上述導(dǎo)流形狀為圓錐曲線、橢圓、拋物線、擺線、懸鏈線等曲線形狀，上述“前端”指航道入口方向。導(dǎo)流形狀的防護(hù)構(gòu)架具有導(dǎo)航功能，當(dāng)肇事船舶偏離航道碰擦導(dǎo)流形狀的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架36前端時(shí)，在防護(hù)構(gòu)架強(qiáng)悍地干預(yù)下，導(dǎo)引船舶進(jìn)入航道，避免船舶直面撞擊防撞墩，使防護(hù)構(gòu)架作用于防撞墩的力趨于均衡，該防護(hù)構(gòu)架便于制造，便于安裝施工，便于維護(hù)保養(yǎng)。實(shí)施例五如圖7所示，是橋梁非航道橋墩的防護(hù)裝置橋梁非航道橋墩外的防護(hù)欄3，在距離非通航孔橋墩100米的海域處設(shè)置，防護(hù)欄3由一些桿件2彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形構(gòu)架31，在構(gòu)架31上設(shè)置儲(chǔ)氣筒41和充氣胎42，使構(gòu)架31浮于水面，構(gòu)架31的漂浮高度由充氣胎42的充氣量來(lái)調(diào)整，長(zhǎng)方形構(gòu)架31朝橋梁方向一側(cè)設(shè)置斗狀凹形阻力面8，在上述構(gòu)架31上系掛重力錨9，相對(duì)固定于橋梁非航道區(qū)域的某個(gè)水域，將上述一定數(shù)量的構(gòu)架31用連接裝置37相繼連接成橋梁非航道橋墩的防護(hù)欄3。用桁架結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形構(gòu)架31相繼連接成橋梁非航道區(qū)域的防護(hù)欄3，其水上漂浮穩(wěn)定性好，當(dāng)肇事船舶進(jìn)入橋梁非航道區(qū)域，接觸、推動(dòng)防護(hù)欄3，長(zhǎng)方形構(gòu)架31拖拉重力錨9作功，相鄰長(zhǎng)方形構(gòu)架31相繼拖動(dòng)重力錨9連續(xù)、聯(lián)合作功，推動(dòng)桁長(zhǎng)方形構(gòu)架31，斗狀凹面8克服海水阻力作功，二者作功巨大，有效地吸收了肇事船舶的動(dòng)能。例如按杭州灣跨海大橋的非航道區(qū)域防護(hù)，設(shè)計(jì)一款橋梁非航道區(qū)域的防護(hù)欄3 防護(hù)欄3走動(dòng)5米，作功1千萬(wàn)Nm，有一艘2千2百?lài)嵳厥麓?，速度為每?米，具有動(dòng)能9百9十萬(wàn)焦耳，此款防護(hù)欄3有效地阻擋肇事船舶。如果此款防護(hù)欄3在離非通航孔橋墩100米的海域處設(shè)置，假設(shè)船舶肇事概率，每五年發(fā)生一次，此款防護(hù)欄3的設(shè)計(jì)，可有效地阻擋2千2百?lài)嵓?jí)船舶肇事20次，正值杭州灣跨海大橋的非航道區(qū)域防護(hù)壽命一百年。絕對(duì)保證橋梁非航道橋墩的安全，且裝置經(jīng)久耐用，維護(hù)保養(yǎng)方便。
權(quán)利要求1.一種用于橋梁的橋墩⑴及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在橋梁的橋墩⑴及防撞墩(7)周?chē)蛲鈬姆雷o(hù)阻礙物，其特征在于該防護(hù)阻礙物是由一些桿件(2)彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)，上述防護(hù)構(gòu)架(3)設(shè)在橋梁橋墩(1)或橋梁防撞墩(7)的周?chē)蛲鈬?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁的橋墩(1)及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于在上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器，所述存儲(chǔ)空氣的容器(4)為儲(chǔ)氣筒(41)、充氣囊02)等，在防護(hù)構(gòu)架(3)的外側(cè)設(shè)置防撞墊(5)，在防護(hù)構(gòu)架(3)的內(nèi)圈與橋梁橋墩(1)或防撞墩(7)之間設(shè)置緩沖消能裝置(6)，所述緩沖消能裝置(6)為緩沖墊 (61)、緩沖器(62)及消能裝置(63)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁的橋墩(1)及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于組成上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)的桿件(2)是鋼管桿件，鋼管桿件(2)彼此聯(lián)接的方法可用焊接、鉚接、管夾聯(lián)接、扣件聯(lián)接等，防護(hù)構(gòu)架(3)的桿件( 及節(jié)點(diǎn)在有效防銹處理后， 外層進(jìn)行全封閉玻璃釬維或碳釬維包裹，并進(jìn)行粘接，成為內(nèi)部是鋼管桿件O)，外層是玻璃鋼或碳釬維鋼等的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁的橋墩(1)及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于組成上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)的桿件(2)是由一些玻璃釬維或碳釬維等制成的桿件(2) 彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)，聯(lián)接的方法可用榫接、釬維包裹粘接、管夾聯(lián)接、扣件聯(lián)接、夾板及釬維包裹粘接、龍骨及釬維包裹粘接等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁的橋墩⑴及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于上述緩沖消能裝置(6)是一種消能油缸(63)，在防護(hù)構(gòu)架(3)內(nèi)圈與橋墩(1)或防撞墩(7)之間均衡地布置著一定數(shù)量的消能油缸(63)，用管路(64)將消能油缸(6 與設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架(3)上的液壓站(65)聯(lián)系起來(lái)，組成橋墩(1)或防撞墩(7)的液壓消能安全防護(hù)系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁的橋墩⑴及防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于上述緩沖消能裝置(6)是一種水力消能缸(63)，是用水作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換的物質(zhì)，在防護(hù)構(gòu)架(3)內(nèi)圈與橋墩(1)或防撞墩(7)之間均衡地布置著一定數(shù)量的水力消能缸(63)，用管路(64)將水力消能缸(63)與設(shè)置在防護(hù)構(gòu)架(3)上的水壓控制站(65)聯(lián)系起來(lái)，組成橋墩(1)或防撞墩(7)的水力消能安全防護(hù)系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁的橋墩(1)的防護(hù)裝置，其特征在于上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)是由橋墩前后兩頭的防護(hù)構(gòu)架(33)、(34)及橋墩左右兩側(cè)的防護(hù)構(gòu)架(31)、 (32)組合而成，上述前后兩頭防護(hù)構(gòu)架(33)、(34)是向外延伸呈現(xiàn)導(dǎo)流形狀的導(dǎo)航防護(hù)構(gòu)架，上述導(dǎo)流形狀為圓錐曲線、橢圓、拋物線、擺線、懸鏈線等曲線形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁的防撞墩(7)的防護(hù)裝置，其特征在于上述桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(3)由前端向外延伸呈現(xiàn)導(dǎo)流形狀的防護(hù)構(gòu)架(36)及兩側(cè)防護(hù)構(gòu)架(31)、(32) 與后圍構(gòu)架(35)組合而成，上述導(dǎo)流形狀為圓錐曲線、橢圓、拋物線、擺線、懸鏈線等曲線形狀。
9.一種橋梁非航道橋墩的防護(hù)裝置，包括設(shè)置在橋梁非航道橋墩外部水域的防護(hù)阻礙物，其特征在于該非航道橋墩外部水域的防護(hù)阻礙物是由一些桿件( 彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(31)，在防護(hù)構(gòu)架(31)上設(shè)置存儲(chǔ)空氣的容器G)， 所述存儲(chǔ)空氣的容器(4)為儲(chǔ)氣筒(41)、充氣囊02)等，在防護(hù)構(gòu)架(31)上系掛重力錨(9)，相對(duì)固定于橋梁非航道橋墩外部的某個(gè)水域，將上述一定數(shù)量的防護(hù)構(gòu)架(31)由連接裝置(37)相繼連接成橋梁非航道橋墩的防護(hù)欄(3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的橋梁非航道橋墩的防護(hù)裝置，其特征在于是由一些外層進(jìn)行全封閉玻璃釬維或碳釬維包裹的玻璃鋼或碳釬維鋼桿件(2)或由玻璃鋼或碳釬維鋼桿件(2)彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架(31)，防護(hù)構(gòu)架(31)朝橋梁方向一側(cè)是平面形或凹面形的阻力面(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種橋梁的橋墩及防撞墩的防護(hù)裝置，該裝置是由一些桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，該構(gòu)架設(shè)在橋梁的橋墩或防撞墩的周?chē)蛲鈬瑯?gòu)架的外側(cè)設(shè)置防撞墊，構(gòu)架的內(nèi)圈設(shè)置緩沖消能裝置，構(gòu)架內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)氣筒，將消能水力缸或油缸用管路與液壓站聯(lián)成防護(hù)系統(tǒng)，再將消能缸均衡地布局于橋墩或防撞墩周?chē)?，建立消能安全防護(hù)系統(tǒng)；同樣，橋梁非航道橋墩的防護(hù)欄是由一些桿件彼此聯(lián)接而成的幾何形狀不變的桁架結(jié)構(gòu)的防護(hù)構(gòu)架，構(gòu)架內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)氣筒，構(gòu)架上系掛重力錨，構(gòu)架相繼連接成防護(hù)欄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，大幅減少材料、減少成本、增強(qiáng)橋墩的抗沖擊能力，有效地吸收肇事船舶的動(dòng)能，達(dá)到對(duì)橋墩的安全保護(hù)作用。
文檔編號(hào)E01D19/02GK202000284SQ201020635798
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者楊光華 申請(qǐng)人:楊光華