防撞围堰及安装有该防撞围堰的桥梁承台的制作方法

本实用新型涉及桥梁安全防护技术领域，具体而言，涉及一种防撞围堰及安装有该防撞围堰的桥梁承台。

背景技术：

随着交通运输业的快速发展，我国近期修建的跨越通航江河、港区和海峡的大型桥梁数量逐步增多，而航道上船舶数量也不断增加且船型趋于大型化，使得桥梁和通行船舶之间的矛盾日趋突出，因此船舶撞击桥墩的事故亦不断增加。船舶对桥梁的撞击所造成的结构损伤在一定程度上降低了桥梁在设计寿命内的承载能力和耐久性，甚至会导致整个结构的倒塌。由船撞桥事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。很多船撞桥事故轻则损失数万元，重则人员伤亡、损失以数百万、数千万甚至数十亿美元计，大量的间接损失更是难以计算。因此对桥梁采取防撞设施尤为必要。

经过多年的研究应用，国内外出现了多种类型的桥梁承台防撞设施，但其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计的，每种防撞设施都有其特点和使用条件。但目前常用的桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等，一般适用于水浅、地质情况较好的场合，虽然一劳永逸，但会影响航道，且常常因为造价太高或者条件不具备而放弃。而钢结构套箱消能设施利用钢材塑性变形破损消能，但其通常承受单次撞击，撞损后维修较困难；同时碰撞时船体易受损伤；另外钢材常年在水中易锈蚀，维护费用较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防撞围堰，其成本低、耐腐蚀以及防撞效果优异。

本实用新型的另一目的在于提供一种桥梁承台，其防护安全性能佳，制作成本低。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种防撞围堰，适于安装于桥梁承台，其包括多个防撞块，每个防撞块包括相互连接的防撞块本体以及连接部，多个防撞块依次首尾相连围成环状空间，防撞块本体包括框架以及沿框架远离环状空间的一侧至框架靠近环状空间的一侧依次设置的第一玄武岩纤维壳体、第一玄武岩纤维编织层、第二玄武岩纤维编织层、第一复合材料缓冲层和第二玄武岩纤维壳体。

在本实用新型较佳的实施例中，上述框架沿其径向间隔设有第一凹槽与第二凹槽，第一玄武岩纤维编织层与第二玄武岩纤维编织层分别嵌设于第一凹槽与第二凹槽。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一复合材料缓冲层设置有多个第一缓冲柱，每个第一缓冲柱的侧壁分别抵靠于第二玄武岩纤维编织层和第二玄武岩纤维壳体。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一缓冲柱包括弹性柱，以及依次围设于弹性柱外的蜂窝格构层和第三玄武岩纤维壳体。

在本实用新型较佳的实施例中，上述还包括第二复合材料缓冲层，第二复合材料缓冲层填充于第一玄武岩纤维编织层与第二玄武岩纤维编织层之间。

在本实用新型较佳的实施例中，上述还包括第三复合材料缓冲层，第三复合材料缓冲层填充于第一玄武岩纤维编织层与第一玄武岩纤维壳体之间。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第二玄武岩纤维壳体靠近环状空间的一侧设置有活动轮。

在本实用新型较佳的实施例中，上述连接部包括第一连接部与第二连接部，第一连接部与第二连接部分别设置于防撞块本体的两端，第一连接部设有凸起，第二连接部设有固定槽，凸起与固定槽均设有纵向的安装孔。

一种桥梁承台，其安装有上述防撞围堰。

本实用新型实施例提供的防撞围堰及安装有该防撞围堰的桥梁承台的有益效果是：通过防撞块的可拆卸连接，方便将防撞围堰安装于桥梁承台；当防撞围堰出现损环时，无需整体更换，只需要更换损坏的防撞块，从而降低使用成本。通过防撞块本体内部结构的多层次设置以及复合材料的运用，使得该防撞围堰的防撞效果优异，通过替换钢结构，降低制作成本，提高耐腐蚀性，同时降低碰撞时船体的受损率，第一玄武岩纤维壳体、第二玄武岩纤维壳体、第一玄武岩纤维编织层与第二玄武岩纤维编织层，由于材质均含有玄武岩纤维，因此具有优异的耐腐蚀性能，使用时间长，有效节约使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的防撞围堰的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的防撞围堰的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的框架的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一缓冲柱的结构示意图。

图标：100-防撞围堰；200-桥梁承台；300-防撞块；400-防撞块本体；410-框架；411-第一支撑杆；412-第二支撑杆；413-第三支撑杆；414-第四支撑杆；420-第一玄武岩纤维壳体；430-第一玄武岩纤维编织层；440-第二玄武岩纤维编织层；450-第二玄武岩纤维壳体；451-活动轮；461-第一复合材料缓冲层；462a-第一缓冲柱；462b-第二缓冲柱；463-弹性柱；464-蜂窝格构层；465-第三玄武岩纤维壳体；466-第二复合材料缓冲层；467-第三复合材料缓冲层；500-连接部；510-第一连接部；511-凸起；520-第二连接部；521-固定槽；530-安装孔；600-插销。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种桥梁承台200，其包括防撞围堰100。具体地，请一并参阅图1以及图2，该防撞围堰100围设于桥梁承台200的外壁，具体地，防撞围堰100包括防撞块300以及插销600。

请参阅图2，防撞块300的数量为多个，此处所述的多个为至少两个，本实施例中优选为防撞块300的数量为两个，两个防撞块300依次首尾相连围成环状空间，桥梁承台200位于该环状空间内。优选地，本实施例中，每个防撞块300的横截面均为“U”形，在本实用新型其他的实施例中，防撞块300的横截面也可以为弧形、矩形等，本领域工作人员可根据实际情况进行选择。

请继续参阅图2，防撞块300包括防撞块本体400以及连接部500。

请一并参阅图2及图3，防撞块本体400包括框架410以及沿框架410远离环状空间的一侧至框架410靠近环状空间的一侧依次设置的第一玄武岩纤维壳体420、第一玄武岩纤维编织层430、第二玄武岩纤维编织层440、第一复合材料缓冲层461和第二玄武岩纤维壳体450。

请参阅图3，框架410包括横截面为“U”形的第一支撑杆411与第二支撑杆412，以及连接第一支撑杆411与第二支撑杆412的第三支撑杆413和第四支撑杆414，第三支撑杆413与第四支撑杆414的两端分别与第一支撑杆411与第二支撑杆412的两端连接，从而形成半环状的框架410。半环状的框架410沿其径向间隔设有第一凹槽(图未示)与第二凹槽(图未示)，且第一凹槽与第一玄武岩纤维壳体420之间的距离小于第二凹槽与第一玄武岩纤维壳体420之间的距离。

第一玄武岩纤维壳体420设置于框架410的外侧，此处所述的外侧是指框架410远离环状空间的一侧。在本实用新型其他的实施例中，第一玄武岩纤维壳体420远离环状空间的一侧还可以设置气囊或与其作用相似的部件，提高防撞围堰100的自浮性。

第一玄武岩纤维编织层430与第二玄武岩纤维编织层440分别嵌设于第一凹槽与第二凹槽内，优选地，第一玄武岩纤维编织层430与第二玄武岩纤维编织层440材质相同，可采用玄武岩聚酰胺基复合材料、玄武岩聚丙烯基复合材料、玄武岩纤维改性环氧树脂复合材料等等，其中玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能的纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，且生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，是一种绿色、环保材料。本实施例中，第一玄武岩纤维编织层430与第二玄武岩纤维编织层440的材质均为玄武岩纤维改性环氧树脂。

第二玄武岩纤维壳体450设置于框架410的内侧，此处所述的内侧是指框架410靠近环状空间的一侧。优选地，第二玄武岩纤维壳体450靠近环状空间的一侧设置有活动轮451，防撞围堰100设有用于活动轮451滑动的轨道(图未示)，活动轮451嵌设于轨道内，当防撞围堰100受到外界的作用力时，一方面，活动轮451会在外界作用力的作用下沿桥梁承台200表面的轨道滑动，将一部分作用力向切向转移，降低该外界作用力对桥梁承台200的破坏，另一方面，随着活动轮451的移动，施加该外界作用力的船体的运动方向偏移，从而降低对船体以及桥梁承台200的进一步破坏。优选地，活动轮451为万向轮，其成本低，操作灵活。

请一并参阅图2以及图4，第一复合材料缓冲层461设置有多个第一缓冲柱462a，每个第一缓冲柱462a的侧壁分别抵靠于第二玄武岩纤维编织层440和第二玄武岩纤维壳体450，且相邻的两个第一缓冲柱462a之间的距离相等，使其支撑效果更佳。

具体地，参阅图4，第一缓冲柱462a包括弹性柱463，以及依次围设于弹性柱463外的蜂窝格构层464和第三玄武岩纤维壳体465。其中，蜂窝格构层464具有良好的防撞击性能，且质量轻，从而使防撞围堰100安装于桥梁承台200的工作便捷化。具体地，蜂窝格构层464为由纤维腹板构成的空腹结构或者纤维腹板与夹芯材料构成的实腹结构，其中纤维腹板采用纤维与树脂制成，夹芯材料为聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亚胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、聚氨酯弹性体或强芯毡中的至少一种。优选地，蜂窝格构层464为由纤维腹板构成的空腹结构，使得防撞围堰100缓冲效果佳的基础上整体重量减轻，便于安装以及拆卸。

请继续参阅图2，防撞块300还包括第二复合材料缓冲层466和第三复合材料缓冲层467。

具体地，第二复合材料缓冲层466填充于第一玄武岩纤维编织层430与第二玄武岩纤维编织层440之间，第三复合材料缓冲层467填充于第一玄武岩纤维编织层430与第一玄武岩纤维壳体420之间，多层次的填充方式使得防撞缓冲效果最佳。也即是说，防撞块本体400包括框架410以及沿框架410远离环状空间的一侧至框架410靠近环状空间的一侧依次设置第一玄武岩纤维壳体420、第三复合材料缓冲层467、第一玄武岩纤维编织层430、第二复合材料缓冲层466、第二玄武岩纤维编织层440、第一复合材料缓冲层461和第二玄武岩纤维壳体450。

第三复合材料缓冲层467也设置有第二缓冲柱462b，且与第一复合材料缓冲层461设置的第一缓冲柱462a间隔排布，优选地，第二缓冲柱462b与第一缓冲柱462a的具体结构相同，在此不做赘述。

第一复合材料缓冲层461、第二复合材料缓冲层466和第三复合材料缓冲层467的材质均采用缓冲耗能材料，其中缓冲耗能材料为聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、聚酰亚胺泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫铝、泡沫砂、砂、泡沫颗粒与砂的混合料、聚苯砂浆、橡胶轮胎、橡胶粒、橡胶块、聚氨酯弹性体、陶粒、石子、煤矸石粉、液体、混凝土、加气泡沫混凝土、蜂窝、毛竹、玄武岩纤维及其复合材料中的至少一种。

第一玄武岩纤维壳体420、第二玄武岩纤维壳体450以及第三玄武岩纤维壳体465的材质均采用玄武岩纤维复合材料，例如玄武岩聚酰胺复合材料、玄武岩聚丙烯复合材料、玄武岩纤维改性环氧树脂复合材料等等，本实施例中，第一玄武岩纤维壳体420、第二玄武岩纤维壳体450以及第三玄武岩纤维壳体465的材质均采用玄武岩纤维酚醛树脂复合材料，其耐腐蚀性能以及缓冲效果佳。

连接部500包括第一连接部510与第二连接部520，第一连接部510与第二连接部520分别设置于每个防撞块本体400的纵向方向的两端，即防撞块本体400在设置时位于半环状的框架410的开口处的两端。优选地，第一连接部510与第四支撑杆414一体成型设置，第二连接部520与第三支撑杆413一体成型设置。具体地，第一连接部510设有凸起511，第二连接部520设有固定槽521，凸起511和固定槽521在尺寸大小上可相互匹配。凸起511与固定槽521均设有纵向安装孔530，且凸起511的数量与固定槽521的数量相等，相邻的两个防撞块300的凸起511与固定槽521相互配合。

凸起511与固定槽521的横截面形状可以为等腰梯形、三角形、矩形、半圆形以及不规则几何形状等，本实施例中，凸起511与固定槽521的横截面形状均为矩形。

插销600用于安装于对应的安装孔530内，固定相邻的两个防撞块300。本实施例中，插销600的数量也为两个。插销600可以为钢棒、木棒、混凝土棒、FRP约束钢棒、FRP约束木棒、FRP约束混凝土棒、尼龙棒、高分子塑料棒、锁链、钢绞线中的一种。本实施例中，插销600优选为钢棒。

防撞围堰100的工作原理是：将两个防撞块300的凸起511与固定槽521分别对应，将插销600插入固定槽521与凸起511对应的安装孔530内，即将相邻的两个防撞块300连接成环状空间，套设于桥梁承台200。其中，设有活动轮451的一侧靠近桥梁承台200的外壁，活动轮451嵌设于轨道内。

综上所述，本实施例提供的防撞围堰100及安装有该防撞围堰100的桥梁承台200，该防撞围堰100自身重量轻，自浮性佳，能够有效降低桥梁承台200的负重，该防撞围堰100制作成本低，耐腐蚀性佳，使用寿命长，同时降低碰撞时船体的受损率，结构简单，方便实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。