一种防船撞装置

本技术涉及桥梁，具体涉及一种防船撞装置。

背景技术：

1、随着我国跨江河湖海大桥的增多和船运业的发展，桥梁船撞风险也日益预增。目前，国内外桥梁多采用人工岛、群桩、橡胶护舷、钢套箱或钢-混凝土组合式套箱等防船撞装置来减轻船桥碰撞的损失。其中钢套箱和钢-混凝土组合式套箱靠自身钢材的塑性变形和破坏来吸收船舶撞击能量，降低桥梁和船舶的损伤，其良好的经济性以及施工简便、适应性强等优点，是国内最广泛使用的防船撞装置。

2、但由于该设施长期使用在水中或湿度较大的环境中，加剧了其钢材的锈蚀，大幅降低了钢构件的承载能力，从而严重的影响了其设施的耐久性和耗能能力；尤其是钢结构组合式套箱之间的连接构件（如水密舱），在水流作用下很难长期保障其密闭性。该薄弱构件渗水腐蚀后很容易导致整体装置的连接失效，甚至下沉或者节段脱落，对行驶船舶或下游桥梁造成进一步的危害。

3、虽然不锈钢材料具有优秀的抗腐蚀性能，但制造不锈钢需要消耗大量的稀有金属，造成不锈钢的价格较高；而且常用的防腐涂料施工后容易出现以下缺陷：（1）涂层的吸水体积膨胀、所含气体、渗透压及电渗漏都会使涂层起泡；（2）当有水渗透到涂层界面或基体界面处时，会影响甚至改变涂层的粘附机制，导致其粘附力（湿粘附力）与干燥状态下的粘附力存在较大差异；（3）在涂层使用过程中，各种外界因素会导致其表面及内部出现微孔，腐蚀性介质在金属基面表层有直接通道，加速腐蚀。

4、综上所述，现有防船撞装置是由传统或单一的工程材料组成，难以满足桥梁防船撞装置的耐久性要求。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种防船撞装置，降低船舶撞击时桥梁的损伤程度，提高防船撞装置的耐久性和经济性，改善防船撞装置的力学性能，使防船撞装置的正常服役时间大幅提高。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种防船撞装置，包括设于桥墩外侧的分段组装式组装的防船撞装置单元，所述防船撞装置单元为箱式结构，所述箱式结构包括设于箱式结构内部的耗能内箱和设于箱式结构外层的保护外面板，所述耗能内箱包括封闭的箱壳，所述箱壳由外板、内板、顶板、底板和侧板拼接而成，所述外板为碳素钢板或低合金钢板且与保护外面板固定连接，所述顶板和底板为不锈钢复合钢板，所述不锈钢复合钢板包括碳素钢基层和不锈钢复层，所述不锈钢复层位于耗能内箱的外侧。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述内板为碳素钢板或低合金钢板且固定连接有保护外面板，各所述侧板为不锈钢复合钢板且外侧连接有水密舱室，各所述侧板的不锈钢复层位于水密舱室的内侧。

6、所述水密舱室包括半封闭的舱壳，所述舱壳由外壁、内壁、顶壁、底壁和法兰连接板拼接而成，所述外壁和内壁为不锈钢复合钢板且其不锈钢复层位于水密舱室的内侧，所述顶壁、底壁和法兰连接板为对称型不锈钢复合钢板，所述对称型不锈钢复合钢板包括碳素钢基层和分别设于碳素钢基层两侧的不锈钢复层。

7、相邻两个所述防船撞装置单元的水密舱室通过法兰连接板密封连接，各所述法兰连接板上设有连接孔，所述连接孔内贯穿有高强螺栓并通过不锈钢螺母紧固以使相邻法兰连接板紧密连接。

8、相邻两个所述法兰连接板之间设有防水垫片。

9、靠近桥墩设置的保护外面板上设有多个护舷。

10、所述侧板为碳素钢板或低合金钢板且与保护外面板紧密连接，所述内板为对称型不锈钢复合钢板且通过膨胀螺栓与桥墩固定连接，所述对称型不锈钢复合钢板包括碳素钢基层和分别设于碳素钢基层两侧的不锈钢复层。

11、所述保护外面板内设有钢筋网，所述钢筋网由竖向钢筋和水平钢筋组成，所述保护外面板由超高性能混凝土浇筑而成。

12、所述外板上设有多个用于连接保护外面板的连接件。

13、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

14、1、本防船撞装置单元的耗能内箱采用不锈钢复合钢板，不锈钢复合钢板兼具耐腐蚀性能和低成本优势，不仅保证其优良耗能性能，还提高其耐久性能；防船撞装置的耗能构件在水中或潮湿环境服役过程中，可大幅度降低锈蚀带来的脆性破坏，提高防船撞装置的使用寿命，降低船舶撞击时桥梁的损伤程度。

15、2、本防船撞装置单元的水密舱室采用对称型不锈钢复合钢板，可提高防船撞装置连接处的耐久性，降低舱内进水后带来的锈蚀损伤，大幅减小维护和使用成本。

16、3、本防船撞装置可以由多少防船撞单元组合而成，防船撞单元之间通过各自的水密舱室，采用法兰连接的形式组成，法兰密封面之间采用橡胶垫片提高其密封性能。其连接方法简便、成熟，可降低安装成本。

技术特征：

1.一种防船撞装置，包括设于桥墩(1)外侧的分段组装式组装的防船撞装置单元，所述防船撞装置单元为箱式结构，所述箱式结构包括设于箱式结构内部的耗能内箱(2)和设于箱式结构外层的保护外面板(3)，其特征在于，所述耗能内箱(2)包括封闭的箱壳，所述箱壳由外板(21)、内板(22)、顶板(23)、底板(24)和侧板(25)拼接而成，所述外板(21)为碳素钢板或低合金钢板且与保护外面板(3)固定连接，所述顶板(23)和底板(24)为不锈钢复合钢板，所述不锈钢复合钢板包括碳素钢基层(100)和不锈钢复层(200)，所述不锈钢复层(200)位于耗能内箱(2)的外侧。

2.根据权利要求1所述的防船撞装置，其特征在于，所述内板(22)为碳素钢板或低合金钢板且固定连接有保护外面板(3)，各所述侧板(25)为不锈钢复合钢板且外侧连接有水密舱室(4)，各所述侧板(25)的不锈钢复层位于水密舱室的内侧。

3.根据权利要求2所述的防船撞装置，其特征在于，所述水密舱室(4)包括半封闭的舱壳，所述舱壳由外壁(41)、内壁(42)、顶壁(43)、底壁(44)和法兰连接板(45)拼接而成，所述外壁(41)和内壁(42)为不锈钢复合钢板且其不锈钢复层(200)位于水密舱室(4)的内侧，所述顶壁(43)、底壁(44)和法兰连接板(45)为对称型不锈钢复合钢板，所述对称型不锈钢复合钢板包括碳素钢基层(100)和分别设于碳素钢基层(100)两侧的不锈钢复层(200)。

4.根据权利要求3所述的防船撞装置，其特征在于，相邻两个所述防船撞装置单元的水密舱室(4)通过法兰连接板(45)密封连接，各所述法兰连接板(45)上设有连接孔，所述连接孔内贯穿有高强螺栓(251)并通过不锈钢螺母(252)紧固以使相邻法兰连接板(45)紧密连接。

5.根据权利要求4所述的防船撞装置，其特征在于，相邻两个所述法兰连接板(45)之间设有防水垫片(451)。

6.根据权利要求2所述的防船撞装置，其特征在于，靠近桥墩(1)设置的保护外面板(3)上设有多个护舷(5)。

7.根据权利要求1所述的防船撞装置，其特征在于，所述侧板(25)为碳素钢板或低合金钢板且与保护外面板(3)紧密连接，所述内板(22)为对称型不锈钢复合钢板且通过膨胀螺栓(221)与桥墩(1)固定连接，所述对称型不锈钢复合钢板包括碳素钢基层(100)和分别设于碳素钢基层(100)两侧的不锈钢复层(200)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的防船撞装置，其特征在于，所述保护外面板(3)内设有钢筋网(31)，所述钢筋网(31)由竖向钢筋和水平钢筋组成，所述保护外面板(3)由超高性能混凝土浇筑而成。

9.根据权利要求8所述的防船撞装置，其特征在于，所述外板(21)上设有多个用于连接保护外面板(3)的连接件(211)。

技术总结
本技术公开了一种防船撞装置，其防船撞装置单元为箱式结构，箱式结构包括设于箱式结构内部的耗能内箱和设于箱式结构外层的保护外面板，耗能内箱包括封闭的箱壳，箱壳由外板、内板、顶板、底板和侧板拼接而成，外板为碳素钢板或低合金钢板且与保护外面板固定连接，顶板和底板为不锈钢复合钢板，不锈钢复合钢板包括碳素钢基层和不锈钢复层，不锈钢复层位于耗能内箱的外侧。本技术采用不锈钢复合钢板，充分发挥不锈钢复合钢板兼具耐腐蚀性能和低成本优势，不仅保证其优良耗能性能，还提高其耐久性能；防船撞装置的耗能构件在水中或潮湿环境服役过程中，可大幅度降低锈蚀带来的脆性破坏，提高防船撞装置的使用寿命，降低了检测和维护成本。

技术研发人员：樊伟,吴青霖,孙文彪,钟正午,胡楠
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：20230110
技术公布日：2024/1/12