CN102011365A

CN102011365A - 一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置

Info

Publication number: CN102011365A
Application number: CN 201010586282
Authority: CN
Inventors: 陆新征; 程晓波; 何水涛; 叶列平
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: CN102011365B

Abstract

本发明提供了一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置，通过扩散模块将超高车辆对桥梁上部结构的撞击力量分散，吸能模块将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散，连接模块连接防护装置与桥梁，防止撞击过程中防护装置脱落，从而有效减少了超高车辆撞击对桥梁的损伤。并且，本装置每延米重量仅20～100公斤，基本不增加桥梁的自重负担，可大量安装于既有桥梁结构上。

Description

一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置

技术领域

本发明涉及交通桥梁工程技术领域，特别是涉及一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置。

背景技术

随着城市化进程的日益加快，立体交通成为了解决城市交通压力的重要途径。但是，伴随而来的超高车辆撞击桥梁上部结构的事故也与日俱增。根据北京市交通部门的统计数据，北京市约有50％的桥梁上部结构曾遭受过超高车辆的撞击，由此损坏的桥梁占所有损坏桥梁的20％以上。

目前国内对超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置研究基本还是空白。薛广顺(专利申请号200510015881.5)提出了一个利用绳索“防止超高限行驶机动车撞损桥、涵洞口的防护装置”。但该装置仍需要在桥梁以外另设立支架，与目前广泛使用防撞架相比并无明显优势，且安装使用非常麻烦，可靠性也未经过检验。目前在工程中也从未见采用。

国内外目前对车辆撞击桥墩、船舶撞击桥梁的防护已有较多研究基础和专利产品。但是车辆撞击桥墩的防护装置和超高车撞击桥梁上部结构的防护装置的要求有着很大的不同。因为桥墩受撞击面积较小，但直接和地面及基础相连，因此可以通过自重较大、强度较高的防护装置达到保护桥墩的目的。而桥梁上部结构对防护装置的重量和尺寸都有较为严格的要求，故而不适用。船舶由于自重很大，但速度较慢，故船舶撞击的防护装置很多和车辆撞击桥墩的防护装置类似，采用在桥墩附近设置阻挡、缓冲、耗能装置实现，也不适用于桥梁上部结构的撞击防护。因此，就目前而言，可直接安装于桥身的、可行有效的桥梁上部结构超高车撞击防护装置国内目前还是空白。

因此，目前本领域技术人员迫切需要解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种高效简便的超高车辆撞击防护装置，以解决现有技术中存在的问题，有效减少超高车辆的撞击对桥梁的撞击损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置，用以在不大幅增加桥梁自重负担的同时，有效减少车桥撞击的损失。

为了解决上述问题，本发明公开了一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置，所述防护装置包括：

扩散模块，用于将超高车辆对桥梁上部结构的撞击力量分散；

吸能模块，用于将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散；

连接模块，用于连接防护装置与桥梁，防止撞击过程中防护装置脱落。

优选的，所述扩散模块由钢板或钢折板制成。

优选的，所述吸能装置由薄壁钢管制成。

优选的，所述连接模块通过焊接、螺栓或植筋的方式完成连接。

优选的，所述钢板的厚度为20mm～40mm。

优选的，所述薄壁钢管的壁厚为1～4mm，内径为10cm～20cm，长度为30cm～40cm。

优选的，所述吸能装置包含一排或多排薄壁钢管，薄壁钢管的间距30cm～50cm。

优选的，所述薄壁钢管的截面形状为圆形、矩形、正方形或六边形。

优选的，所述扩散模块一面承受超高车辆的撞击，另一面与吸能模块相连。

优选的，所述吸能模块的薄壁钢管通过焊接与扩散模块相连。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过扩散模块将超高车辆对桥梁上部结构的撞击力量分散，吸能模块将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散，连接模块连接防护装置与桥梁，防止撞击过程中防护装置脱落，从而有效减少了超高车辆撞击对桥梁的损伤。并且，本装置每延米重量仅20～100公斤，基本不增加桥梁的自重负担，可大量安装于既有桥梁结构上。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置结构图；

图2是本发明实施例所述的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置的侧视图；

图3是本发明实施例所述的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置1-1剖面视图；

图4是本发明实施例所述的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置吸能模块的截面图；

图5是本发明实施例所述的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置扩散模块的截面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

针对超高车辆撞击桥梁上部结构目前存在的问题，本发明提出一种可直接安装于桥身的、高效轻便的超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置。

实施例：

参照图1，示出了本发明的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置结构图，所述防护装置具体包括：

扩散模块101，用于将超高车辆对桥梁上部结构的撞击力量分散；

优选的，所述扩散模块由钢板或钢折板制成。

优选的，所述钢板的厚度为20mm～40mm。

吸能模块102，用于将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散；

优选的，所述吸能装置由薄壁钢管制成。

连接模块103，用于连接防护装置与桥梁，防止撞击过程中防护装置脱落。

由于超高车的撞击力较大，而撞击作用区比较小，因此，在防护装置直接和撞击车辆接触的区域有扩散模块101，用于将超高车辆对桥梁上部结构的撞击力量分散到更大的区域，具体应用中，扩散模块可以由钢板或钢折板制成，更为具体的，钢板的厚度可以为20mm～40mm，能够很好的将撞击力分散。应用中为了提高刚度，可将钢板可加工成钢折板形状，也可在钢板前安装橡胶或泡沫铝垫以进一步缓冲撞击力。

在扩散模块101将撞击力量分散之后，由吸能模块102将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散掉。实际应用中，吸能模块102由薄壁钢管制成，具体的，将壁厚1～4mm的钢板弯折成10cm～20cm尺寸的薄壁钢管，其截面形式可以是圆形、矩形、正方形或六边形等。薄壁钢管的长度在30cm～40cm之间。根据桥梁尺寸大小的具体需求，吸能装置102中包含一排或多排薄壁钢管，各薄壁钢管的间距30cm～50cm。在实际的应用环境中，扩散模块101一面承受超高车辆的撞击，另一面与吸能模块102相连，吸能模块102的薄壁钢管通过焊接与扩散模块101相连。

通过连接模块103将超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置与桥梁进行可靠连接，防止撞击过程中防护装置脱落。具体的，采用焊接、螺栓或植筋的方式将防护装置安装于钢桥或混凝土桥身侧面底部可能遭受超高车辆撞击的部位。

采用本实施例所述的防护装置，通过试验和计算分析，可降低撞击作用40％以上，有效减少车桥撞击的损失，且本装置每延米重量仅20～100公斤，基本不增加桥梁的自重负担，可大量安装于既有桥梁结构上。

此外，超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置的侧视图，可参照图2。

超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置1-1剖面视图，可参照图3。

超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置吸能模块的截面图，可参照图4。

超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置扩散模块的截面图，可参照图5。

以上对本发明所提供的一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种超高车辆撞击桥梁上部结构的防护装置，其特征在于，所述防护装置包括：

吸能模块，用于将分散后的撞击力及超高车辆的动能耗散；

2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于：

所述扩散模块由钢板或钢折板制成。

3.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于：

所述吸能装置由薄壁钢管制成。

4.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于：

所述连接模块通过焊接、螺栓或植筋的方式完成连接。

5.根据权利要求2所述的防护装置，其特征在于：

所述钢板的厚度为20mm～40mm。

6.根据权利要求3所述的防护装置，其特征在于：

所述薄壁钢管的壁厚为1～4mm，内径为10cm～20cm，长度为30cm～40cm。

7.根据权利要求6所述的防护装置，其特征在于，所述吸能装置包含一排或多排薄壁钢管，薄壁钢管的间距30cm～50cm。

8.根据权利要求6所述的防护装置，其特征在于：

所述薄壁钢管的截面形状为圆形、矩形、正方形或六边形。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述扩散模块一面承受超高车辆的撞击，另一面与吸能模块相连。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述吸能模块的薄壁钢管通过焊接与扩散模块相连。