内置框架结构的防船撞装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910370756.8 (22)申请日 2019.05.06 (71)申请人 卫军 地址 410012 湖南省长沙市韶山南路22号 通泰-梅岭苑1701 (72)发明人 卫军黄敦文张强欧阳政伟 董荣珍 (74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 代理人 熊靖宇 (51)Int.Cl. E01D 19/02(2006.01) E02B 3/26(2006.01) (54)发明名称 一种内置框架结构的防船撞装置 (57)摘要 一种内置框架结构的防船撞装。

2、置， 包括设置 在桥墩外围、 相互连接后将桥墩外周合围的空心 的箱体； 支撑在箱体内与箱体内壁连接的框架结 构； 相邻所述箱体的连接面通过多组竖向布设的 悬梁组连接构成企口， 每组悬梁组中相邻悬梁沿 竖向设有间隔形成卸浪孔， 本装置减小船舶撞击 力、 保证船舶与桥墩发生刚性碰撞时船舶、 桥墩 的安全性， 而且耐腐蚀性强。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 109989340 A 2019.07.09 CN 109989340 A 1.一种内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 包括设置在桥墩外围、 相互连接后将 桥墩外周合围的空心的箱体； 支撑在箱体内与箱体内壁连接的框架结构； 相。

3、邻所述箱体的 连接面通过多组竖向布设的悬梁组连接构成企口， 每组悬梁组中相邻悬梁沿竖向设有间隔 形成卸浪孔。 2.根据权利要求1所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述箱体包括相互 密封连接的面向外侧的受冲击面、 面向桥墩的背面、 两个相对的连接面以及顶面和底面， 所 述框架结构包括沿箱体内高度方向布设的多层桁架以及与多层桁架连接的、 支撑在箱体顶 面与底面之间的多根柱子， 每层所述桁架包括支撑在相对的连接面之间的横梁、 斜弦杆首 尾连接形成锯齿形支撑架以及与横梁垂直布设、 将相邻横梁、 横梁与箱体背面连接的轴撑， 所述支撑架的一端与箱体受冲击面连接， 另一端与横梁连接。 3.根据。

4、权利要求2所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述轴撑与横梁连 接的节点和横梁与柱子的节点重合， 所述支撑架与横梁连接的节点和横梁与轴撑连接的节 点不重合。 4.根据权利要求2所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述桁架与箱体内 壁之间通过环形垫条连接， 所述环形垫条嵌入箱体内壁上预留的凹槽内与箱体连接。 5.根据权利要求2所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述柱子与箱体之 间通过方形垫板连接， 所述方形垫板通过抗拔剪力连接件固定在箱体上。 6.根据权利要求2所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述斜弦杆和轴撑 的截面尺寸小于横梁及柱子的截面尺。

5、寸。 7.根据权利要求2所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述箱体为超高性 能混凝土材质制作而成， 所述斜弦杆、 横梁、 轴撑、 柱子和垫板均为铝合金材料制作而成。 8.根据权利要求1至7之一所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述箱体 连接面的外侧沿高度方向分布多层悬梁构成一组悬梁组， 相邻箱体相对连接面上的悬梁位 置错开布设， 使得相邻箱体形成企口式对接。 9.根据权利要求8所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 每组悬梁组中相邻 悬梁在高度方向设有间距形成卸浪孔。 10.根据权利要求8所述的内置框架结构的防船撞装置， 其特征在于： 所述悬梁上设有 连接孔。

6、， 相对应的悬梁通过设置在连接孔内的楔子相互连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109989340 A 2 一种内置框架结构的防船撞装置 技术领域 0001 本发明涉及桥梁防船撞装置， 特别是一种内置框架结构的防船撞装置。 背景技术 0002 水路运输是国家战略层面的重要运输渠道， 极大地拉动了国民经济的快速发展。 然而对于水上运输的船舶而言， 桥梁结构是通航路线上的人工障碍物， 在结构全寿命周期 内客观存在着船舶撞击的风险。 一旦发生船撞桥事故， 桥梁结构必然会承受巨大的冲击荷 载， 可能导致结构的严重损伤， 甚至倒塌， 严重危害着人民生命财产安全， 社会影响巨大。 0003 钢结构防。

7、船撞装置由于在防撞范围、 减小船舶损伤程度、 经济等方面具有较为明 显的优势， 使其在国内外广泛运用。 但钢材本身易腐蚀， 钢结构防船撞装置在桥梁结构全寿 命服役年限内维修成本居高不下， 研发一种兼顾钢结构防船撞装置优点， 且耐久性好的新 型防船撞装置迫在眉睫。 发明内容 0004 本发明解决了船舶与桥墩发生刚性碰撞时难以保障船舶、 桥墩的安全性、 且防撞 装置易腐蚀的不足， 而提出一种减小船舶撞击力、 保证船舶与桥墩发生刚性碰撞时船舶、 桥 墩的安全性， 而且耐腐蚀性强的内置框架结构的防船撞装置。 0005 本发明的目的通过采用下述技术方案予以实现： 0006 一种内置框架结构的防船撞装置，。

8、 包括设置在桥墩外围、 相互连接后将桥墩外周 合围的空心的箱体； 支撑在箱体内与箱体内壁连接的框架结构； 相邻所述箱体的连接面通 过多组竖向布设的悬梁组连接构成企口， 每组悬梁组中相邻悬梁沿竖向设有间隔形成卸浪 孔， 本发明通过箱体直接承受船头撞击并转移船撞力， 由箱体内节点交错分布的框架结构 变形耗能， 降低桥墩承受的撞击力， 并通过箱体侧壁带卸浪孔的企口连接阻断破坏区域向 旁边箱体延伸， 在保障桥梁和船舶的安全的同时， 最大程度地减小本装置的损坏。 0007 进一步的， 所述箱体包括相互密封连接的面向外侧的受冲击面、 面向桥墩的背面、 两个相对的连接面以及顶面和底面， 所述框架结构包括沿箱。

9、体内高度方向布设的多层桁架 以及与多层桁架连接的、 支撑在箱体顶面与底面之间的多根柱子， 每层所述桁架包括支撑 在相对的连接面之间的横梁、 斜弦杆首尾连接形成锯齿形支撑架以及与横梁垂直布设、 将 相邻横梁、 横梁与箱体背面连接的轴撑， 所述支撑架的一端与箱体受冲击面连接， 另一端与 横梁连接。 所述斜弦杆在平面内首尾连接， 起到扩散船撞力的作用， 降低单根弦杆分配的撞 击力。 0008 进一步的， 所述轴撑与横梁连接的节点和横梁与柱子的节点重合， 所述支撑架与 横梁连接的节点和横梁与轴撑连接的节点不重合， 这样斜弦杆与所述轴撑在横梁上的节点 错开， 改善了单纯利用杆件压屈耗能的局面， 有效发挥。

10、了横梁弯曲破坏的功效， 提高了框架 耗能的效率。 0009 进一步的， 所述桁架与箱体内壁之间通过环形垫条连接， 所述环形垫条嵌入箱体 说明书 1/3 页 3 CN 109989340 A 3 内壁上预留的凹槽内与箱体连接。 所述环形垫条嵌入箱体内主要起到扩散撞击力， 减小局 部节点破坏的作用。 0010 进一步的， 所述柱子与箱体之间通过方形垫板连接， 所述方形垫板通过预埋的抗 拔剪力连接件与箱体连接， 可以防止箱体顶底板和桁架失稳破坏， 充分发挥框架结构耗能 的功效。 0011 进一步的， 所述斜弦杆和轴撑的截面尺寸小于横梁及柱子的截面尺寸， 保证框架 结构分梯度耗能， 即预先斜弦杆和轴撑。

11、压溃耗能， 其次横梁和柱子构成网状结构弯曲耗能， 实现最大幅度地消减船头撞深。 0012 进一步的， 所述箱体为超高性能混凝土材质制作而成， 所述斜弦杆、 横梁、 轴撑、 柱 子和垫板均为铝合金材料制作而成。 箱体采用超高性能混凝土孔隙率低、 耐久性好， 且在高 配筋状态下拥有近乎钢材的抗拉强度， 抗冲击性能理想。 通过铝合金材料与超高性能混凝 土组合结构， 使得整个箱体韧性和耐腐蚀性能优异， 拥有柔性耗能的巨大潜力。 0013 进一步的， 所述箱体连接面的外侧沿高度方向分布多层悬梁构成一组悬梁组， 相 邻箱体相对连接面上的悬梁位置错开布设， 使得相邻箱体形成企口式对接。 0014 进一步的，。

12、 每组悬梁组中相邻悬梁在高度方向设有间距形成卸浪孔。 卸浪孔能一 定程度削弱装置所受的流体冲击力， 同时由于减少了箱体侧壁的接触面积， 撞击能量在箱 体之间的传替也大为减弱， 起到阻断破坏区域扩展的作用。 0015 进一步的， 所述悬梁上设有连接孔， 相对应的悬梁通过设置在连接孔内的楔子相 互连接， 所述楔子也为重配筋超高性能混凝土制成， 保证耐久性的同时提供足够的抗冲切 能力。 0016 综上所述， 本发明的框架结构耗能模式改善了单纯利用杆件压屈耗能的局面， 有 效发挥了横梁弯曲破坏的功效， 提高了框架耗能的效率； 本发明的带卸浪孔的企口连接能 一定程度削弱装置所受的流体冲击力， 同时由于减。

13、少了箱体侧壁的接触面积， 撞击能量在 箱体之间的传替大为减弱， 起到阻断破坏区域扩展的作用。 附图说明 0017 图1为本发明箱体的内部结构示意图。 0018 图2为本发明箱体的侧面结构示意图。 0019 图3为本发明箱体企口的结构示意图。 0020 图4为本发明整体的俯视图。 0021 图中： 1、 箱体； 2、 悬梁； 3、 楔子预留孔； 4、 斜弦杆； 5、 横梁； 6、 轴撑； 7、 柱子； 8、 环形 垫条； 9、 方形垫板； 10、 卸浪孔； 11、 楔子； 12、 滑板； 13、 桥墩。 具体实施方式 0022 下面结合附图和具体实例， 来详细说明一种内置框架结构的防船撞装置的具。

14、体实 施方式。 0023 如图1至4所示， 本发明的内置框架结构的防船撞装置主要包括空心箱体、 内置框 架结构以及带卸浪孔的企口连接三大部分。 0024 空心箱体设置在桥墩外围， 相邻箱体通过带卸浪孔的企口连接， 多个箱体围成一 说明书 2/3 页 4 CN 109989340 A 4 圈形成防船撞装置； 空心箱体内置节点交错分布的框架结构， 框架杆件通过垫条或垫板与 箱体连接； 船头撞击在防船撞装置上时， 由箱体内节点交错分布的框架结构变形耗能， 降低 桥墩承受的撞击力， 并通过箱体侧壁带卸浪孔的企口连接阻断破坏区域向旁边箱体延伸。 0025 空心箱体1的内置框架结构包括斜弦杆4、 横梁5、。

15、 轴撑6以及柱子7； 斜弦杆4、 横梁 5、 轴撑6组成平面内的桁架， 所述桁架与空心箱体1通过环形垫条8连接。 环形垫条8通过嵌 入混凝土壁上预留的凹槽与箱体连接， 主要起到扩散撞击力， 减小局部节点破坏的作用。 0026 所述桁架在空心箱体1内沿高度均匀分布， 每片桁架之间按照撞击受力特点弧线 布置几根柱子7， 增加桁架与混凝土板的稳定性。 柱子7与空心箱体1之间通过方形垫板9连 接。 方形垫板9则通过预埋在混凝土顶板内的抗拔剪力连接件与箱体连接， 可以防止箱体顶 底板和桁架失稳破坏， 充分发挥框架结构耗能的功效。 0027 斜弦杆4在所述桁架平面内首尾连接， 起到扩散船撞力的作用， 降低。

16、单根弦杆分配 的撞击力， 且所述斜弦杆1与所述轴撑6在横梁5上的节点错开， 这改善了单纯利用杆件压屈 耗能的局面， 有效发挥了横梁5弯曲破坏的功效， 提高了框架耗能的效率。 0028 所述斜弦杆4、 横梁5、 轴撑6以及柱子7截面尺寸不一， 为实现最优耗能搭配， 斜弦 杆4和轴撑6的截面尺寸远小于横梁5及柱子7。 0029 所述空心箱体1侧壁沿高度分布若干层悬梁2， 悬梁2按列排形成一组悬梁， 两相邻 箱体侧壁的悬梁组高度位置错开形成企口式对接。 每组悬梁高度方向留有足够间距， 形成 卸浪孔10， 能一定程度削弱装置所受的流体冲击力， 同时由于减少了箱体侧壁的接触面积， 撞击能量在箱体之间的传。

17、替大为减弱， 起到阻断破坏区域扩展的作用。 所述企口对接的每 组悬梁2留有一排沿装置厚度方向等间距的楔子预留孔3， 通过铆入楔子11连接各空心箱体 1。 0030 所述箱体1、 悬梁2及楔子11都由为重配筋的超高性能混凝土材料制成， 保证耐久 性的同时提供足够的抗冲切能力。 所述斜弦杆4、 横梁5、 轴撑6、 柱子7及垫条8、 垫板9都是铝 合金制作。 0031 本发明装置设置在桥墩的外围， 本实例在围成一圈的箱体内侧放置滑板13， 滑板 13固定在箱体上， 可使装置随水位沿着桥墩13的轴线方向上下自由浮动。 0032 上述为本发明的优选实施方式， 但所属领域的技术人员应该明白， 在不脱离所附 权利要求书所限定的本发明的精神和范围内， 在形式和细节上对本发明所作出的各种变 化， 都属于本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 109989340 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 109989340 A 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 109989340 A 7 。