一种抗船撞的桥梁防撞体系的制作方法

1.本发明涉及桥梁建筑，具体是指一种抗船撞的桥梁防撞体系。


背景技术：

2.近年来桥梁安全风险增加，部分事故造成损失及社会影响。在这些事故中大部分是因为桥梁自身的防船撞能力偏低，不能有效抵抗失控船舶的撞击。
3.(1)既有桥梁特别是早期建设的桥梁，受当时的技术经济条件限制，船舶撞击力取值偏小，非通航孔桥墩未充分考虑船撞风险，大多数桥梁在建设期未同期设置防撞设施，导致结构强度偏低，特别是主桥过渡墩尤为突出。
4.(2)桥梁运营多年后各构件均产生了病害，同时受冲刷影响导致桩—土联合作用效应减弱，需对既有桥梁现阶段的抗船撞载能力进行验算和评估，以便采取加固措施。
5.(3)随着经济发展和新的规划，航道升级、船舶吨位增大、船舶数量增加、桥位新设锚地等因素导致船舶撞击力提高，早期防撞标准不能满足现有通航船舶要求。
6.综上，既有桥梁桥墩防船撞能力普遍存在不足，桥墩一旦被撞后将造成巨大损失和社会影响。因此，需既有桥梁防船撞能力进行验算，拟定防撞设施，以提升既有桥梁的防船撞能力。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种抗船撞的桥梁防撞体系，该防撞体系通过转筒拨动船头，减少船舶动能转化为船撞力，防止船舶撞击主桥承台，同时还能够让主桥承台与防撞结构协同受力。
8.本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种抗船撞的桥梁防撞体系，其特征在于：所述防撞体系包括沿横桥向分别设置在上游的防撞结构和下游的防撞结构，两个防撞结构以桥梁的主桥承台为中心对称设置，并且通过传力件与主桥承台相连接，所述防撞结构既能防止船舶撞击主桥承台，又通过与主桥承台相连接使得防撞结构被撞时主桥承台参与协同受力，共同承担船撞力；所述的防撞结构具有大转筒，所述大转筒在船舶撞击时发生转动，通过撞击的反作用力拨动船头，减少船舶动能转化为船撞力，从而消减船舶的撞击力。
9.作为优选实施方式，所述大转筒的下部为筒形，上部为圆弧形，圆弧形保证船舶撞击时，船体与转筒正切受力，便于船舶转向。
10.所述大转筒的材质为吸能材料。
11.本发明中，所述防撞结构还包括防撞桩基、防撞承台、转动底盘和栓销，所述防撞承台水平设置，防撞承台承托在所述防撞桩基上，所述栓销竖向设置在防撞承台的中心处，所述的大转筒和转动底盘自上而下套装在所述栓销上，转动底盘承托在防撞承台上，大转筒承托在转动底盘上，大转筒的底部与转动底盘相连接，两者能够一起转动，所述栓销的顶端与所述的传力件固定相连接。
12.所述防撞承台具有环形凸轨/凹槽，所述转动底盘的底部具有与所述环形凸轨/凹槽相适配的环形凹槽/凸轨；所述大转筒的底部与转动底盘通过螺栓相连接。
13.所述大转筒与所述栓销之间具有间隙，，单侧间隙为2-5cm。
14.本发明中，所述防撞桩基包括直桩和斜桩，所述斜桩靠近所述主桥承台，斜桩与竖直面之间具有30
°
的倾斜夹角。
15.所述直桩和斜桩为钢管混凝土桩或钢筋混凝土桩。
16.本发明中，所述防撞承台为中心对称的六边形，横桥向为锥形。
17.本发明中，所述传力件为两根长条形的型钢构件，两根传力件呈八字形；所述两根传力件之间还交叉焊接有连接构件，以增强传力件的整体强度。
18.与现有技术相比，本发明的桥梁防撞体系结构简单、便于施工，既发挥了主桥承台参与撞击的贡献，又让船舶转向，有效的减小了撞击力，具有显著的技术效果和实用性。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
20.图1为本发明桥梁防撞体系的正视图；
21.图2为本发明桥梁防撞体系的俯视图。
22.附图标记说明
23.1、主桥承台；2、防撞结构；3、防撞桩基；31、直桩；
24.32、斜桩；4、防撞承台；5、转动底盘；6、大转筒；
25.7、栓销；8、传力件；81、连接构件。
具体实施方式
26.如图1、图2所示的一种抗船撞的桥梁防撞体系，包括沿横桥向分别设置在上游的防撞结构2和下游的防撞结构2，两个防撞结构2以桥梁的主桥承台1为中心对称设置，并且通过传力件8与主桥承台1相连接，主桥承台1为水下群桩基础承台，横桥向为锥形，传力件8设置在锥形面上。主桥承台1、传力件8和防撞结构2连接成一个整体，三者协同受力，共同承担船撞力。
27.防撞结构2既能防止船舶撞击主桥承台1，又通过与主桥承台1相连接使得防撞结构2被撞时主桥承台1参与协同受力，共同承担船撞力；防撞结构2具有大转筒6，大转筒6在船舶撞击时发生转动，通过撞击的反作用力拨动船头，减少船舶动能转化为船撞力，从而消减船舶的撞击力。
28.本实施例中，大转筒6的下部为筒形，上部为圆弧形，圆弧形保证船舶撞击时，船体与转筒正切受力，便于船舶转向。大转筒6的材质为橡胶，能够有效的吸收船撞力，同时减少对船舶的损伤。大转筒6的材质也可以选择诸如可变形吸能的型钢等吸能材料。
29.本实施例中，防撞结构2还包括防撞桩基3、防撞承台4、转动底盘5和栓销7，防撞承台4水平设置，防撞承台4为中心对称的六边形，横桥向为锥形。防撞承台4承托在防撞桩基3上，栓销7竖向设置在防撞承台4的中心处，栓销7伸入防撞承台4一定深度，保证能够将船撞力传递到防撞承台4和防撞桩基3上，大转筒6和转动底盘5自上而下套装在栓销7上，转动底盘5承托在防撞承台4上，大转筒6承托在转动底盘5上，大转筒6的底部与转动底盘5通过螺
栓相连接，在船撞力的撞击下两者能够一起整体转动，达到拨动船舶的功能。栓销7的顶端与传力件8固定相连接。
30.防撞结构2能拨动船头，减少作用在防撞结构上的船撞力，同时改变船舶的方向，对于船舶来说能减少撞击对船舶带来的损伤。此外该防撞体系能协同受力，当船舶撞击大转筒6时，大转筒6的转向减弱了作用在防撞结构2的栓销7上的撞击力，作用在栓销7上的撞击力分别传递到主桥承台1和防撞结构2上，主桥承台1和防撞结构2通过传力件8实现协同受力。
31.本实施例中，转动底盘5扣合在防撞承台4，并且能够绕栓销7转动，两者的扣合转动结构为：防撞承台4具有环形凸轨，转动底盘5的底部具有与环形凸轨相适配的环形凹槽，通过凸轨和凹槽来实现转动底盘5的安装和转动。环形凸轨也可以设置在转动底盘5上，对应的环形凹槽开设在防撞承台4上。。
32.大转筒6与栓销7之间具有间隙，单侧间隙为3cm。单侧间隙也可以在2-5cm范围内取值。栓销7与大转筒6有一定的间隙，保证在较小船撞力作用下，大转筒6能够自由的转动，不摩擦栓销7；在较大的船撞力作用下，大转筒6能够传递大部分的船撞力到栓销7上。
33.本实施例中，防撞桩基3包括直桩31和斜桩32，直桩31和斜桩32为钢筋混凝土桩，也可以采用钢管混凝土桩。斜桩32靠近主桥承台1，斜桩32与竖直面之间具有30
°
的倾斜夹角。该倾斜夹角也可以在0～30
°
范围内取值，当其为0
°
即为直桩。
34.桩基的数量和长度根据受力要求进行设计。此外为了增加桩基的承载力可把施工用的永久钢护筒参与受力，按照钢管复合桩计算承载力，可对钢管复合桩进行防腐处理保证钢护筒的强度。船舶横向撞击防撞结构2时，在靠近撞击点侧的桩基可能受到较大的拉拔力，此时要注意桩基的入土深度。在靠近主桥承台1桩基受到较大的竖向压力和水平力，因此设置为斜桩32。斜桩32能有效的抵抗水平撞击力。
35.本实施例中，传力件8为两根长条形的型钢构件，两根传力件8呈八字形；两根传力件8之间还交叉焊接有连接构件81，以增强传力件8的整体强度。
36.传力件8的布置形式不限于八字形，也可以采用v形，可根据传力件8的刚度和传力需要进行改变。传力件8上还可以布置一定的消能构造，如布置阻尼器、增加可变性的型钢和可压缩的橡胶块等。
37.本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。