CN111851274B - 一种点网型桥墩抗冲击装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种点网型桥墩抗冲击装置，包括多个呈网状分布的抗冲击组件，每个抗冲击组件包括阻尼内层和塑性支撑外层，阻尼内层设置于塑性支撑外层内，各相邻抗冲击组件中阻尼内层之间连接有联通装置；本发明能在受碰撞以后产生较好的协同变形，减小桥墩所受的碰撞力，其抗撞性能好，安装方便，布置灵活，可实现快速局部更换。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种点网型桥墩抗冲击装置。
背景技术
桥梁墩柱结构将桥梁上部荷载传递至基础，是桥梁结构的关键受力构件之一。作为桥梁的重要部分，一旦发生破坏将带来比较重大的损失，当遭受严重破坏时，甚至导致桥梁的整体倒塌。
随着我国交通运输的增长和经济的快速发展，运输工具的数量大量增加，偶然性破坏(如撞击、爆炸)发生的概率也会增加。此类破坏不仅对人员造成了伤害，还可能对桥墩造成损伤，而且桥墩修复比桥面困难。因此，在此类事故中，需要对人员和重要构件进行抗冲击保护。针对以上问题，目前已有较多办法和措施来保护桥墩和人员。
在一些方法中，采取了在桥墩上直接增加保护装置的方法。通过保护装置的耗能机制延长撞击时间、削弱冲击力峰值起到保护人员、桥墩的作用，该方法工程量较小、易于实现，得到了较广泛应用。但是，目前这种保护装置一般整体制作，在考虑冲击、撞击引起的局部损伤及该装置不同程度损伤造成的整体更换造成材料浪费上有所欠缺。另外其制作的整体性也限制针对不同截面类型的桥墩，适用性有限。
因此，需要对此类的保护装置进行改进，在满足具有较好防撞能力、保护事故人员的同时，具有较广的适用性，也能在该装置受损以后进行快捷更换、尽可能减少材料浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种点网型桥墩抗冲击装置，能在受碰撞以后产生较好的协同变形，减小桥墩所受的碰撞力，其抗撞性能好，安装方便，布置灵活，可实现快速局部更换。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种点网型桥墩抗冲击装置，包括多个呈网状分布的抗冲击组件，每个抗冲击组件包括阻尼内层和塑性支撑外层，阻尼内层设置于塑性支撑外层内，各相邻抗冲击组件中阻尼内层之间连接有联通装置。
按照上述技术方案，阻尼内层包括撞击面、弹簧、支撑面和塑性壳，撞击面和支撑面分别设置于塑性壳的上端口和下端口，弹簧的两端分别与撞击面和支撑面连接，塑性壳内腔填充有阻尼介质。
按照上述技术方案，阻尼介质为粘滞液体。
按照上述技术方案，联通装置为连接软管，连接软管的两端分别与相邻两个塑性壳的内腔联通；受撞击过程中，塑性壳内部的液体通过软管流向相邻塑性壳，产生协同耗能。
按照上述技术方案，连接软管上设有止逆阀。
按照上述技术方案，塑性壳的内腔中横向设有滤板，弹簧的个数有多个，分成两组分别布置于滤板的上方和下方，滤板上方的弹簧两端分别与撞击面和滤板连接，滤板下方的弹簧两端分别与滤板和支撑面连接。
按照上述技术方案，塑性支撑外层包括多个沿周向均匀分布的碗片外壳，碗片外壳的上端与撞击面铰接，碗片外壳的下端与支撑面之间连接有连接弹簧，使整个塑性支撑外层呈倒扣碗状，碗片外壳的底部设有滚轮。
按照上述技术方案，碗片外壳的个数为3-10片。
按照上述技术方案，碗片外壳的长度为阻尼内层高度的1倍-2倍，连接弹簧在实际安装时处于受拉状态。
按照上述技术方案，塑性支撑外层为碗状撞击面、滤板和支撑面的材料均为弹性橡胶，受撞击、挤压不易破裂，塑性壳的材料为加筋橡胶。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过联通装置将周围抗冲击组件连接，共同组成完整的抗冲击装置，能在受碰撞以后产生较好的协同变形，减小桥墩所受的碰撞力，其抗撞性能好，安装方便，布置灵活，可实现快速局部更换。
附图说明
图1是本发明实施例中抗冲击组件的结构示意图；
图2是本发明实施例中点网型桥墩抗冲击装置的结构示意图；
图3是本发明实施例中阻尼内层的结构示意图；
图中，1-支撑面；2-滤板；3-撞击面；4-弹簧；5-塑性壳；6-碗片外壳；7-滚轮；8-连接弹簧；9-连接软管；10-止逆阀，11-抗冲击组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的点网型桥墩抗冲击装置，包括多个呈网状分布的抗冲击组件11，每个抗冲击组件11包括阻尼内层和塑性支撑外层，阻尼内层设置于塑性支撑外层内，各相邻抗冲击组件11中阻尼内层之间连接有联通装置；单个抗冲击组件11由联通装置联合组成完整的抗冲击装置。
进一步地，所述的点网型抗冲击装置布置于桥墩的表面，安装范围根据桥墩可能受撞击的高度变化，安装密度可根据受撞击的可能性及碰撞力大小改变，也可依据不同实际需要进行整圈桥墩范围布置或单侧局部范围布置。
本装置的底面(即支撑面1)与混凝土表面粘接，混凝土表面经表面清洁后，采用环氧树脂粘贴底面，并起到找平的作用。
进一步地，阻尼内层包括撞击面3、弹簧4、支撑面1和塑性壳5，撞击面3和支撑面1分别设置于塑性壳5的上端口和下端口，弹簧4的两端分别与撞击面3和支撑面1连接，塑性壳5内腔填充有阻尼介质。
进一步地，阻尼介质为粘滞液体，对于最低温度低于零摄氏度的地区温度，选用的粘滞液体的凝固点应低于当地最低气温。
进一步地，联通装置为连接软管9，连接软管9的两端分别与相邻两个塑性壳5的内腔联通；受撞击过程中，塑性壳内部的液体通过软管流向相邻塑性壳，产生协同耗能。
进一步地，连接软管9上设有止逆阀10。
进一步地，止逆阀10为双向止逆阀，防止阻尼内层的粘滞液体在自重作用下产生脱空的情况，也能限制液体回流。
进一步地，塑性壳5的内腔中横向设有滤板2，弹簧4的个数有多个，分成两组分别布置于滤板2的上方和下方，滤板2上方的弹簧4两端分别与撞击面3和滤板2连接，滤板2下方的弹簧4两端分别与滤板2和支撑面1连接；能保持一定的形状，中部包裹滤板2平面，受撞击时，能产生较大的变形，一方面限制内部弹簧4、滤板2的活动，另一方面能挤压支撑外层。连接弹簧8采用可压缩弹簧，使滤板2有可移动空间。
进一步地，塑性支撑外层包括多个沿周向均匀分布的碗片外壳6，碗片外壳的上端与撞击面3铰接，碗片外壳的下端与支撑面1之间连接有连接弹簧8，使整个塑性支撑外层呈倒扣碗状，碗片外壳的底部设有滚轮7。
进一步地，碗片式外壳上部与撞击面3铰接，可以产生转动，下部采用弹簧与支撑面1连接。同时碗片式外壳下部装有滚轮7，在变形过程中产生径向移动。受撞击过程中，内部塑性壳5与碗片式外壳通过连接弹簧8有协调变形能力。
进一步地，碗片外壳6的个数为3-10片。
进一步地，碗片外壳6的长度为阻尼内层高度的1倍-2倍，连接弹簧8在实际安装时处于受拉状态。
进一步地优化选择，碗片外壳6的长度大于阻尼内层高度的1.4倍，大于1.4倍是考虑的是水平方向的分力大于垂直方向的分力。
进一步地，连接弹簧8的个数为多个，沿周向均匀布置，连接弹簧8的两端分别与阻尼内层的外壁和塑性支撑外层的内壁连接。
进一步地，塑性支撑外层为碗状，即为碗片外壳6。
进一步地，塑性支撑外层为碗状撞击面3、滤板2和支撑面1的材料均为弹性橡胶，受撞击、挤压不易破裂，塑性壳5的材料为加筋橡胶。
综上所述，一种点网型桥墩抗冲击装置，主要包括：阻尼内层、塑性支撑外层和联通装置；其特征在于，由阻尼内层、塑性支撑外层组成的单个抗冲击装置由联通装置联合组成完整的抗冲击装置。所述的阻尼内层、塑性支撑外层和联通装置均设置在桥墩表面；所述的阻尼内层包括撞击面、弹簧、滤板、支撑面和塑性壳，支撑面通过弹簧和滤板连接，滤板通过弹簧与撞击面连接，塑性壳包裹滤板及弹簧，上下与撞击面和支撑面连接，并填充液体；所述的塑性支撑外层呈“碗”状，并均分为碗片外壳，上端与撞击面铰接，下端通过连接弹簧与塑性壳连接，“碗”片下端装有滚轮；所述的联通装置包括连接软管和止逆阀，软管一端与设置接口的塑性壳相连，另一端与止逆阀相连；通过联通装置将周围抗冲击装置连接，共同组成完整的抗冲击装置。本发明基于阻尼、大变形的耗能及“由点及面”的分散思想，能减少桥墩和撞击物在冲击中的损伤，减少该装置的维护成本。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，包括多个呈网状分布的抗冲击组件，每个抗冲击组件包括阻尼内层和塑性支撑外层，阻尼内层设置于塑性支撑外层内，各相邻抗冲击组件中阻尼内层之间连接有联通装置；
联通装置为连接软管，连接软管的两端分别与相邻两个塑性壳的内腔联通；
阻尼内层包括撞击面、弹簧、支撑面和塑性壳，撞击面和支撑面分别设置于塑性壳的上端口和下端口，弹簧的两端分别与撞击面和支撑面连接，塑性壳内腔填充有阻尼介质；受撞击过程中，塑性壳内部的液体通过软管流向相邻塑性壳，产生协同耗能；
塑性支撑外层包括多个沿周向均匀分布的碗片外壳，碗片外壳的上端与撞击面铰接，碗片外壳的下端与支撑面之间连接有连接弹簧，使整个塑性支撑外层呈倒扣碗状，碗片外壳的底部设有滚轮。
2.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，阻尼介质为粘滞液体。
3.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，连接软管上设有止逆阀。
4.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，塑性壳的内腔中横向设有滤板，弹簧的个数有多个，分成两组分别布置于滤板的上方和下方，滤板上方的弹簧两端分别与撞击面和滤板连接，滤板下方的弹簧两端分别与滤板和支撑面连接。
5.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，碗片外壳的个数为3-10片。
6.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，碗片外壳的长度为阻尼内层高度的1倍-2倍，连接弹簧在实际安装时处于受拉状态。
7.根据权利要求1所述的点网型桥墩抗冲击装置，其特征在于，塑性支撑外层为碗状撞击面、滤板和支撑面的材料均为弹性橡胶，受撞击、挤压不易破裂，塑性壳的材料为加筋橡胶。
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