一种履带式整体多级耗能防撞装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁防撞装置技术领域，具体的涉及一种履带式整体多级耗能防撞装置。


背景技术：

2.随着我国基础建设及航运业的迅猛发展，桥梁数量及航道通航密度逐年增加，船舶失控或操作不善撞上桥墩的事故已屡见不鲜。为了避免发生重大的船撞桥事故，国内已应用多种类型的防撞设施来提高桥墩的抗撞性能。
3.目前，国内已应用的防撞设施通常都是基于能量吸收和动量缓冲原理而设计的，例如公开号为cn213417555u的中国专利，公开了一种用于保护桥梁的防撞设备，该防撞设备包括机壳组件、外壁阻尼组件和内壁阻尼组件，多个所述外壁阻尼组件分别沿所述机壳组件的外周面均匀固定，多个所述内壁阻尼组件分别沿所述机壳组件的内周面均匀固定；所述机壳组件套接在桥梁的桥墩上，所述内壁阻尼组件与所述桥墩相接触，所述外壁阻尼组件可与船舶相接触，通过内外阻尼的多重减震防护结构，可以较好缓冲撞击点位的冲击力，实现吸能减震保护桥梁。但是，当发生船撞桥事件时，该防撞设备仅有撞击点附近的内外阻尼会发生变形进行耗能，即该防撞设备的耗能方式仅有点耗能，耗能效果比较有限，对于大吨位船舶的撞击力的缓冲效果较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种履带式整体多级耗能防撞装置。
5.为了实现以上目的及其他目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：提供了一种履带式整体多级耗能防撞装置，其特征在于，包括：钢覆复合材料板，多节段所述钢覆复合材料板通过螺栓在桥墩周侧连接组装成防撞圈；耗能元件，多个所述耗能元件分别沿所述钢覆复合材料板的内周面均匀设置；阻尼元件，多个所述阻尼元件分别沿所述钢覆复合材料板的外周面均匀设置；能量传递板，多个所述能量传递板设置在多个所述阻尼元件的外侧，相邻的两个所述能量传递板之间通过连接板连接，且相邻的两个所述能量传递板之间设置有一定的间隙。
6.在一实施例中，所述阻尼元件为一种钢丝集束绳圈、钢圈、橡胶圈或复合材料圈。
7.在一实施例中，多个所述阻尼元件采用横纵交替布置的排列方式设置在所述钢覆复合材料板和能量传递板之间。
8.在一实施例中，多个所述阻尼元件两两联合成八字型结构间隔设置在所述钢覆复合材料板和能量传递板之间。
9.在一实施例中，多个所述阻尼元件两两联合成外八字型。
10.在一实施例中，多个所述阻尼元件两两联合成内八字型。
11.在一实施例中，多个所述阻尼元件两两联合成内八字型或外八字型，且所述内八
字型与外八字型交替排列。
12.在一实施例中，所述耗能元件包括大耗能元件和小耗能元件，所述大耗能元件与所述小耗能元件间隔布置。
13.在一实施例中，所述大耗能元件和小耗能元件均为梯形阻尼件，所述大耗能元件的下底边和所述小耗能元件的下底边分别与所述钢覆复合材料板的内周面连接，所述大耗能元件的上底边与所述桥墩相接触，所述小耗能元件的上底边与所述桥墩之间留有间隙。
14.在一实施例中，所述能量传递板为钢板。
15.本实用新型的有益效果为：
16.1、通过所述阻尼元件和能量传递板的设计，可以将所述防撞装置的点耗能方式转换为整体耗能；同时，通过所述钢覆复合材料板、耗能元件和阻尼元件的多重减震结构设计，实现了所述防撞装置的多级耗能，从而使得所述防撞装置实现了整体多级耗能，能极大地消耗船舶的撞击力，能有效缓冲大吨位船舶对桥墩的撞击力；
17.2、所述阻尼元件采用横纵交替布置的排列方式或八字型排列方式，可以使所述阻尼元件的变形以及能量传递板的位移方向更稳定，以便更好地进行履带式能量传递，有利于所述防撞装置整体耗能的实现；
18.3、所述耗能元件采用梯形结构的大耗能元件和小耗能元件设计，有利于减轻所述耗能元件对所述桥墩的磨损；且可以在保证耗能效果的同时有效降低所述耗能元件的整体使用成本。
附图说明
19.图1显示为本实用新型第一实施例的结构示意图及a处的放大图。
20.图2显示为本实用新型第二实施例的结构示意图。
21.图3显示为本实用新型第三实施例的结构示意图。
22.图中：100为履带式整体多级耗能防撞装置；110为钢覆复合材料板；120为耗能元件，121为大耗能元件121，122为小耗能元件；130为阻尼元件；140为能量传递板，141为连接板；200为桥墩。
具体实施方式
23.请参阅图1-图3。以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
24.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域的技术人员了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
25.如图1-图3所示，本实用新型提供了一种履带式整体多级耗能防撞装置100，包括钢覆复合材料板110、耗能元件120、阻尼元件130和能量传递板140；多节段所述钢覆复合材
料板110通过螺栓在桥墩200周侧连接组装成防撞圈；多个所述耗能元件120分别沿所述钢覆复合材料板110的内周面均匀设置；多个所述阻尼元件130分别沿所述钢覆复合材料板110的外周面均匀设置；多个所述能量传递板140设置在多个所述阻尼元件130的外侧，相邻的两个所述能量传递板140之间通过连接板141连接，且相邻的两个所述能量传递板140之间设置有一定的间隙。
26.所述防撞装置100围设在所述桥墩200外，当不同吨位的船舶撞击所述桥墩200时，撞击点位的所述阻尼元件130首先与船舶接触并发生形变，随后与该撞击点位的所述阻尼元件130相连的所述能量传递板140发生位移，并带动其他所述能量传递板140相继发生位移(多个所述能量传递板140的位移类似坦克履带的移动)，使得与各所述能量传递板140相连的其他所述阻尼元件130均相继发生形变，有效地将所述防撞装置100的点耗能方式转换为了整体耗能方式，以更好地消耗船舶对所述桥墩200的撞击力；同时，撞击的冲击力还会由外向内传递到所述钢覆复合材料板110和耗能元件120上，进行多级耗能，进一步消耗船舶对所述桥墩200的撞击力，对所述桥墩200和船舶进行保护。
27.进一步地，所述阻尼元件130可以是一种钢丝集束绳圈(其具体结构详见公开号为cn2182147y和cn2848937y的中国专利)，也可以是钢圈、橡胶圈或复合材料圈等，当其受到运动物体撞击后，会进入弹塑性变形阶段，大量动能变为钢丝弯曲的弹塑性变形功，并在钢丝之间的互相摩擦中变为能量散发出去。所述能量传递板140可以是钢板。
28.如图1所示，示出了本实用新型的第一实施例，在该实施例中，设置在所述钢覆复合材料板110和能量传递板140之间的多个所述阻尼元件130采用横纵交替布置的排列方式，即每两个横向放置的所述阻尼元件130之间设置一个纵向放置的所述阻尼元件130。需要说明的是，如图1中b处所示，在不同截面的转换点位，可以连续设置两个横向放置的所述阻尼元件130，以增强b点位处的耗能效果。
29.如图2和图3所示，示出了本实用新型的第二实施例和第三实施例，该实施例与上述第一实施例的区别在于，多个所述阻尼元件130采用八字型的排列方式，即多个所述阻尼元件130两两联合成八字型结构设置在所述钢覆复合材料板110和能量传递板140之间。采用八字型的排列方式可以使所述阻尼元件130具有相对稳定的形变方向，更好地实现履带式整体耗能效果。图2和图3示出了多个所述阻尼元件130两两联合成外八字型的实施例(其中图2为所述阻尼元件130纵向放置的实施例，图3为所述阻尼元件130纵向倾斜一定角度放置的实施例)，但这并不是必须，也可以是多个所述阻尼元件130两两联合成内八字型，或者形成内八字型与外八字型交替排列的形式。
30.请回顾图1-图3，所述耗能元件120包括大耗能元件121和小耗能元件122，所述大耗能元件121与所述小耗能元件122间隔布置，所述大耗能元件121和小耗能元件122均为梯形阻尼件，所述大耗能元件121的下底边和所述小耗能元件122的下底边分别与所述钢覆复合材料板110的内周面连接，所述大耗能元件121的上底边可与所述桥墩200相接触，所述小耗能元件122的上底边与所述桥墩200之间留有间隙。所述大耗能元件121和小耗能元件122采用梯形阻尼件的设计，下底边的接触面积大，保证了所述大耗能元件121和小耗能元件122与所述钢覆复合材料板110衔接的稳固性，上底边接触面积小，可减轻所述大耗能元件121和小耗能元件122对所述桥墩200的磨损。
31.当船舶撞击所述桥墩200的冲击力不大时，所述耗能元件120中仅有所述大耗能元
件121发生形变进行耗能，可以有效减少所述耗能元件120与所述桥墩200的接触面积，有利于减轻对所述桥墩200的磨损；当船舶撞击所述桥墩200的冲击力很大时，所述耗能元件120中的所述大耗能元件121首先发生形变进行耗能，待所述小耗能元件122的上底边与所述桥墩200相接触后，所述小耗能元件122也发生形变进行耗能，如此可以在保证耗能效果的同时有效降低所述耗能元件120的整体使用成本。
32.此外，需要说明的是，图1-图3中示出的所述防撞装置100的外轮廓形状并不是必须的，所述防撞装置100的外轮廓形状还可以是工程实施需要的其他形状。
33.综上，本实用新型通过所述阻尼元件130和能量传递板140的设计，可以将所述防撞装置100的点耗能方式转换为整体耗能；同时，通过所述钢覆复合材料板110、耗能元件120和阻尼元件130的多重减震结构设计，实现了所述防撞装置100的多级耗能，进一步有效提高了所述防撞装置100的耗能效果，能更好地保护所述桥墩200。
34.所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。