一种用于桥墩防撞的装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁安全防护技术领域，具体涉及一种用于桥墩防撞的装置。

背景技术：

车辆船舶撞击桥墩而导致的严重事故每年都有发生，所造成的各种损失无法估量，而车船撞桥的概率并没有想象中的那么低，因此对桥墩保护装置的研究是非常必要的，关于这点也引起了越来越多相关人员的关注。

针对车辆船舶对桥墩撞击事故，国内外对防撞装置进行了多年的研究。根据设置地点的不同可以简单的分为直接构造与间接构造。直接构造防撞装置主要是使力通过缓冲后作用到桥墩上，如护舷方式、绳索变形方式、缓冲材料设施方式或浮动防撞装置等。间接构造防撞装置使力传递不到桥梁结构，避开了相撞问题。如群桩基础、人工筑岛、人工围堰等。直接构造防撞装置主要通过自身的柔性和耗能能力来削弱撞击力和减小撞击破坏程度，但如果防撞装置柔度过大，则当车辆船舶碰触防撞装置后，防撞装置的变形主要发生在相碰触的部位，其他部位起不到分散撞击力的作用。而如果防撞装置刚度过大，则无法起到很好的耗能作用，无法提供很好的防撞效果，且碰撞过程中易造成车辆船舶受损。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种用于桥墩防撞的装置，在车辆船舶撞击桥墩时能智能调节防撞装置的刚度，起到有效防撞效果、避免严重后果的同时减小车辆船舶所受的损害。

本实用新型的目的是采用如下技术方案来实现的：

一种用于桥墩防撞的装置，包括多个封闭单元2，封闭单元2相互连接，围设在桥墩1周围用于桥墩防撞，封闭单元2内设置有电磁感应装置、内导电板7和外导电板8，内导电板7和外导电板8之间设置有压电材料4，且分别与电磁感应装置连接，在封闭单元2内还填充有磁流变弹性体5，磁流变弹性体5设置在封闭单元2上的承撞部位，且处于电磁感应装置的激励范围内。

所述的封闭单元2沿径向由内向外依次包括外室13和内室14，所述的内导电板7和外导电板8设置在内室14内；所述的磁流变弹性体5填充在外室13内；外室13内还设置有环形室15，环形室15用于安装电磁感应装置。

所述的内导电板7和外导电板8之间填充有填充材料6，填充材料6与压电材料4相间设置，且压电材料4两侧均填充有填充材料6。

所述的环形室15沿着外室13和内室14的交界处设置一周。

所述的电磁感应装置为线圈9，线圈9为漆包铜线绕制而成的线圈，线圈9的一端与内导电板7连接，另一端与外导电板8连接。

所述的封闭单元2的材质为低碳钢，外室13与内室14之间的隔板以及外室13与环形室15之间的隔板的材质均为低碳钢，封闭单元的外表面上设置有绝缘层3。

所述的内导电板7与封闭单元2之间和外导电板8与封闭单元2之间均绝缘。

所述的内导电板7与封闭单元2之间和外导电板8与封闭单元2之间分别设置有内绝缘纸10和外绝缘纸12。

所述的内导电板7和外导电板8均为铜板，压电材料4为压电陶瓷、压电聚合物或复合压电材料。

所述的填充材料6为橡胶、合成橡胶或复合弹性材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的防撞装置通过在封闭单元内设置压电材料，压电材料与内导电板和外导电板分别连接，内导电板与外导电板分别与线圈的两端连接，当车辆船舶碰触封闭单元时与封闭单元上的承撞部位接触，产生的撞击压力传递给压电材料，压电材料发生变形产生电，压电材料产生的电通过导电板传输给线圈，通电的线圈产生磁场，该磁场激励磁流变弹性体，使磁流变弹性体的刚度发生变化。如果撞击力变大，则压电材料所受的压力也变大，产生的电压随之变大，进而线圈产生的磁场强度也变大，使得磁流变弹性体的刚度变大，反之则磁流变弹性体的刚度变小。撞击力的变化使防撞装置的刚度具有自动调节能力，使防撞装置更加智能化，在碰撞时能很好地吸收碰撞能量，能对桥墩起到有效的保护效果，同时能减小碰撞发生时对车辆船舶及人员的伤害，更加人性化。

本实用新型利用压电材料发电改变磁场强弱，从而改变磁流变弹性体的刚度，改变桥墩防撞装置的刚度，能智能化应对外界的撞击，很好的保护桥墩安全。

【附图说明】

图1为本实用新型的一种用于桥墩防撞的装置纵剖面结构示意图；

图2为图1的A处局部放大示意图；

图3为本实用新型的一种用于桥墩防撞的装置横截面结构示意图；

图4为本实用新型的一种用于桥墩防撞的装置单个封闭单元组成示意图，其中图4(a)为侧视图，图4(b)为俯视图。

其中：1-桥墩，2-封闭单元，3-绝缘层，4-压电材料，5-磁流变弹性体，6-填充材料，7-内导电压板，8-外导电压板，9-线圈，10-内绝缘纸，11-接线槽，12-外绝缘纸，13-外室，14-内室，15-环形室。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意的方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。在各个附图中，相同的构件采用类似的附图标记来表示，具体尺寸可以根据具体实施工程拟定。

如图1～图4所示，本实用新型提供了一种用于桥墩防撞的装置，包括多个封闭单元2，封闭单元2由外室13，内室14以及内外室之间的环形室15组成。封闭单元2的外表面覆盖一层绝缘层3。外室13内填充有磁流变弹性体5。内室14内包括内导电压板7，内绝缘纸10，外导电压板8，外绝缘纸12，压电材料4，填充材料6。内导电压板7与内室壁间有一层内绝缘纸10，外导电压板8与内室壁间有一层外绝缘纸12。内外导电压板(7，8)之间填充有压电材料4与填充材料6。压电材料4与填充材料6相间设置，压电材料4的两侧均有填充材料6。环形室15中有线圈9，封闭单元上开设有接线槽11，线圈9的两端通过接线槽11分别与内导电压板7、外导电压板8连接。

本实用新型的一种用于桥墩防撞的装置的封闭单元2为低碳钢材料，且各个室(13，14，15)之间的隔板亦为低碳钢材料；压电材料4为压电陶瓷、压电聚合物或复合压电材料中的一种；磁流变弹性体5由硅橡胶、硅油、羰基铁粉、铁颗粒或由聚氨酯橡胶、硅橡胶、羰基铁粉、铁颗粒中的一种方法制备；填充材料6为橡胶、合成橡胶或复合弹性材料中的一种；内外导电压板为铜板；线圈9由漆包铜导线绕制而成。

将本实用新型的装置安装在待防护桥墩的防撞位置，当车辆船舶碰触封闭单元2时，触碰产生的压力传递给压电材料4，压电材料4通过形变发处的电通过线圈9，通电的线圈9产生磁场，该磁场激励磁流变弹性体5，使磁流变弹性体5的刚度发生变化。如果撞击力变大则压电材料4所受的压力也变大，产生的电压随之变化，进而通电线圈9产生的磁场强度也变化，引起磁流变弹性体5的刚度变大，反之则磁流变弹性体5的刚度变小。

本实用新型的有益效果是：当车辆船舶碰触封闭单元时产生压力传递给压电材料，压电材料形变发电通过线圈，通电的线圈产生磁场激励磁流变弹性体，使磁流变弹性体的刚度发生变化。如果撞击力变大则压电材料所受的压力也变大，产生的电压随之变化，进而通电线圈产生的磁场强度也变化，引起磁流变弹性体的刚度变大，反之则磁流变弹性体的刚度变小。该过程使防撞装置的刚度具有自动调节能力，使防撞装置更加智能化，在碰撞时能很好地吸收碰撞能量，能对桥墩起到有效的保护效果，同时能减小碰撞发生时对车辆船舶及人员的伤害，更加人性化。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，本领域的相关技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改或变形都视为对本实用新型的等同替换，仍在本实用新型的保护范围。