一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构

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1.本发明涉及桥梁建筑工程技术领域，尤其是涉及一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构。

背景技术：

2.随着城市的不断发展与人口密度的飞速增长，对交通承载能力提出了更高的要求，交通事业的迅猛发展又能够反过来加速和带动国家经济。又因为桥梁能够在道路无法跨越的地方进行延伸，也能够在道路干线特别复杂的时候巧妙地通过高架桥来缓解交通堵塞等问题，于是作为交通枢纽的桥梁在交通运输中扮演了越来越重要的角，而桥梁的数目也近几年在不断提高。
3.按照桥梁下部结构中的桥墩部分接触的是水还是空气主要可以将桥梁大致分为跨越水域的桥梁与缓解交通压力的高架桥两种，但这两种桥梁都有一个痛点就是其桥墩会被船舶或者汽车撞击从而产生难以预估的经济损失，严重时还会让人丧失生命，酿成惨剧。并且在“安全、适用、经济、美观”的桥梁设计原则中，永远都应该将安全放在首位。
4.在现有的装置以及施工技术中，都没有非常有效的桥墩防撞或者保护措施，而这的确是一个非常值得注意的问题，也应该一直是交通安全隐患的热点问题。所以本装置从多个角度考虑到了桥墩防撞问题，并且尽可能详细地作了考虑与设计。
5.例如cn213508221u公开的一种交通运输桥墩撞击保护装置，通过内层防撞板、外层防撞板﹑缓冲层。防撞保护垫和阻尼弹簧的设置,具有安全稳定性高,可以对冲撞力进行分散传导,最大程度吸收撞击能量,减少碰撞对车体造成的破坏。但是其使用的阻尼弹簧的固有频率相同，容易出现共振现象；而且筒壁是由防撞板和缓冲层组成的，再经过阻尼弹簧进一步吸收撞击能量，但是侧向撞击力会带动装置旋转，那么其作用在阻尼弹簧上的力的方向更复杂，弹簧的使用寿命会缩短，继而导致装置的使用寿命降低。

技术实现要素：

6.为克服现有技术缺点，本发明目的在于提供一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，以解决上述背景技术中提到的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，包括用于感应与预警往来车辆和船舶的前端感应预警平台和用于减震与保护桥墩的后端空心防撞筒体，所述前端感应预警平台设于后端空心防撞筒体上；所述后端空心防撞筒体套设在桥墩本体的外部，包括圆柱形的外部空心防撞筒体和多组缓冲装置，所述缓冲装置的两端连接桥墩本体和外部空心防撞筒体；所述外部空心防撞筒体的内部在多个方向、多个纬度上设有多个固有频率不同的缓冲装置。
9.进一步地，所述缓冲装置包括弹簧和缓冲垫，所述弹簧的两端通过固定轴分别与缓冲垫连接，以固定弹簧的运动轨迹。
10.更进一步地，多个所述缓冲装置中，弹簧的固有频率不相同，以减小装置产生共振的可能性。
11.更进一步地，所述缓冲垫由两个eva垫片和一块多孔高性能橡胶垫组成，多孔高性能橡胶垫夹在eva垫片之间。
12.更进一步地，所述弹簧的外部套设工作管体，所述工作管体内填充满阻尼液。
13.进一步地，所述前端感应预警平台包括红外距离感应模块、速度监测预警模块和警报器组成，通过传导管向设于后端空心防撞筒体上的警报器传递信号。
14.更进一步地，所述警报器是声光警报器。
15.进一步地，所述外部空心防撞筒体由高性能混凝土制成。
16.进一步地，所述后端空心防撞筒体的外壁为荧光树脂涂层。
17.更进一步地，所述外部空心防撞筒体采用装配式筒体，包括两个半圆筒片，所述半圆筒片由卡扣连接。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
19.本发明的具体目的是现有设备不足而提供的一种集防撞、减震与保护桥墩多个功能为一体的装配式结构，由前端感应预警装置与后端空心防撞筒体组成。
20.当没有外部撞击时，本装置能够起到保护桥墩不受水流与空气的侵蚀危害，防止桥墩混凝土开裂等作用。
21.而当外部的汽车或者船舶撞击向本装置时，首先是前端感应预警装置检测到并且发出警报，起到预警作用。再由后端的最外部的防撞筒体承受初步的冲击力，而空心圆柱体中的缓冲装置的设置能够在最大程度上实现缓震目的。随后缓震片开始发挥作用，eva和多孔高性能橡胶材料都能够快速吸收少部分的冲击动能。紧接着，内部的强力弹簧开始作用，将外部的冲击动能立刻转化为弹簧的弹性势能给桥梁和汽车或船舶都提供了极大的缓冲。随后，工作管内的阻尼液能够通过粘滞力让弹簧快速停止弹动，也能吸收一部分的机械能量。同时多个弹簧内部装置同时作用，不仅提高了装置的缓冲能力，也减小了装置发生共振的可能性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对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的附图。
23.图1为本发明的正视图。
24.图2为本发明的俯视图。
25.图3为本发明的缓冲装置的结构示意图。
26.图4为本发明的缓冲垫的结构示意图。
27.图中，各附图标记为：
28.1-缓冲装置；101-工作管体；102-弹簧；103-固定轴；104-eva垫片；105-多孔高性能橡胶垫；2-桥墩本体；3-前端感应预警平台；4-警报器；5-传导管；6-膨胀螺栓；7-卡扣。
具体实施方式
29.为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.实施例：
32.如图1-4所示的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，整体分为前端和后端两个部分，集成防撞、减震、保护三个作用为一体，包括用于感应与预警的前端感应预警平台3和用于减震与保护的后端空心防撞筒体，前端感应预警平台3设于后端空心防撞筒体的外壁上。
33.前端感应预警平台3用于实时监测往来的船舶和车辆的距离和速度，前端感应预警平台3由红外距离感应模块和速度监测预警模块组成，当外来船舶或者车辆以超过道路限速且近距离靠近桥墩时，上述两个模块首先感应到，随后通过传导管5向警报器4立即发出警报，为船舶或者车辆发出初步的预警，警报器4可以采用声光警报器。距离感应和速度监测是目前常用的技术手段，可以通过现有技术实现其与警报器4的电连接，在此不做详述。
34.如果预警无法提醒以达到防撞的效果，后端空心防撞筒体开始工作。后端空心防撞筒体套设在桥墩本体2的外部，由圆柱形的外部空心防撞筒体和多组缓冲装置1组成，缓冲装置1的两端连接桥墩本体2和外部空心防撞筒体。外部空心防撞筒体呈圆柱体，圆柱体相较于其他异形设计能够减少对汽车和船舶的二次伤害并且也更加利于生产、运输与安装，流线型的圆柱也有助于减少水流及风力的冲击力，并且整体筒体处于一个空心的状态，相较于实心设置，空心状态更加有利于减震。
35.外部空心防撞筒体由高性能混凝土制作而成，高性能的混凝土具有高强度、高抗渗流能力等优点，能够对桥墩起到一定的初步缓震和防止水流和空气腐蚀的保护作用。外部空心防撞筒体的内部在多个方向、多个纬度上设置多个缓冲装置1，能够更加有效和快速地对桥墩本体2起到缓震和保护的作用。在本实施例中，外部空心防撞筒体可以采用装配式筒体，装配式的两个半圆筒片由卡扣7连接以组成完成的筒体。
36.缓冲装置1包括弹簧102和缓冲垫，弹簧102的两端均通过固定轴103与缓冲垫固接，缓冲垫通过膨胀螺栓6连接在桥墩本体2和外部空心防撞筒体的内壁。缓冲垫保证了弹簧102能与整个装置一同工作的同时，还固定了弹簧102的运动轨迹，能够将外部的冲击动能转换成弹簧102的形变势能，再一次减少了对桥墩的伤害，也给车辆及船舶施加了一定的柔性缓冲。此外，弹簧102的固有频率可以各不相同，同时安装多个不同固有频率的缓冲装
置1更有利于减小装置产生共振的可能性。此外，后端空心防撞筒体的外壁可以由醒目荧光树脂涂层满涂，进一步起到醒目提示的作用。
37.缓冲垫由内外两侧eva垫片104和一块多孔高性能橡胶垫105组成，eva与多孔高性能橡胶材料都具有柔韧性好、防震、防压的作用。并且多孔高性能橡胶垫105能够提供更强的压缩性能，同时节约资源，达到绿环保的作用；还能够进一步缓解船舶或汽车带来的撞击压力，减少对桥墩的冲击。
38.在弹簧102的外部加装工作管体101，工作管体101内充满阻尼液，阻尼液借用液体介质的粘滞阻力使系统的机械能衰减进一步达到了消耗能量的目的，使装置能够尽快稳定下来。
39.本实施例提供的一种集防撞、减震与保护桥墩多个功能为一体的装配式结构，在安装时应当安装在最容易发生车辆和船舶撞击可能性的桥墩部分，而不必要整个桥梁桥墩都进行安装，从而才能够降低桥梁造价与施工难度。安装时还应当注意卡扣7位置，应当尽量将卡扣7位置朝向与道路垂直的方向，即与车辆或者船舶撞击方向垂直的朝向，这样才能更好地保证本发明的整体性，以达到最佳的防撞缓震保护功能。
40.显然，本发明的上述实施例仅仅是为更清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方法予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：

1.一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，包括用于感应与预警往来车辆和船舶的前端感应预警平台和用于减震与保护桥墩的后端空心防撞筒体，所述前端感应预警平台设于后端空心防撞筒体上；所述后端空心防撞筒体套设在桥墩本体的外部，包括圆柱形的外部空心防撞筒体和多组缓冲装置，所述缓冲装置的两端连接桥墩本体和外部空心防撞筒体；所述外部空心防撞筒体的内部在多个方向、多个纬度上设有多个固有频率不同的缓冲装置。2.根据权利要求1所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述缓冲装置包括弹簧和缓冲垫，所述弹簧的两端均通过固定轴分别与缓冲垫连接，以固定弹簧的运动轨迹。3.根据权利要求2所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，多个所述缓冲装置中，弹簧的固有频率不相同，以减小装置产生共振的可能性。4.根据权利要求2所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述缓冲垫由两个eva垫片和一块多孔高性能橡胶垫组成，多孔高性能橡胶垫夹在eva垫片之间。5.根据权利要求2所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述弹簧的外部套设工作管体，所述工作管体内填充满阻尼液。6.根据权利要求1所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述前端感应预警平台包括红外距离感应模块、速度监测预警模块和警报器组成，通过传导管向设于后端空心防撞筒体上的警报器传递信号。7.根据权利要求6所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述警报器是声光警报器。8.根据权利要求1所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述外部空心防撞筒体由高性能混凝土制成。9.根据权利要求1所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述后端空心防撞筒体的外壁为荧光树脂涂层。10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，其特征在于，所述外部空心防撞筒体采用装配式筒体，包括两个半圆筒片，所述半圆筒片由卡扣连接。

技术总结

本发明公开了一种圆柱形装配式桥墩防撞减震保护结构，包括用于感应与预警往来车辆和船舶的前端感应预警平台和用于减震与保护桥墩的后端空心防撞筒体，所述前端感应预警平台设于后端空心防撞筒体上；所述后端空心防撞筒体套设在桥墩本体的外部，包括圆柱形的外部空心防撞筒体和多组缓冲装置，所述缓冲装置的两端连接桥墩本体和外部空心防撞筒体；所述外部空心防撞筒体的内部在多个方向、多个纬度上设有多个固有频率不同的缓冲装置。本发明在安装时安装在最容易发生车辆和船舶撞击可能性的桥墩部分，而不必要整个桥梁桥墩都进行安装，从而降低桥梁造价与施工难度。从而降低桥梁造价与施工难度。从而降低桥梁造价与施工难度。