用機構實施的橋墩防撞裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用機構實施的橋墩防撞裝置，該機構是曲柄連桿滑槽機構，其包括位于橋墩的前水域設置的曲柄、連桿和套裝在橋墩承臺或套裝在防撞墩承臺周圍的防撞套箱內的長滑槽，其中，曲柄與連桿鉸耳連接，連桿與防撞套箱的端部的鉸耳連接，防撞套箱的頭部的側面是斜面或流線形的曲面。本發明的優點：當船舶偏離航向觸碰曲柄的升程曲面，在力的作用下，使曲柄回轉，在升程曲面的提升作用下，船只向航道中心移動，船只前行，與防撞套箱頭部觸碰，在防撞套箱頭部的側斜面或側流線形曲面的切向反力作用下，推動船只向航道中心移動，航向被糾正；曲柄回轉作功，防撞套箱移動作功，緩沖器作功，船只耗能，保留大部分動能航行在航道上。
【專利說明】
用機構實施的橋墩防撞裝置
技術領域
[0001]本發明涉及橋梁的防撞防護技術，主要用于海域、江河等橋梁橋墩的防撞裝置，用以保護在防撞裝置內的橋梁橋墩，避免因船舶的撞擊而受損，并可用于水上設施的防撞防護。
【背景技術】
[0002]隨著交通運輸業的不斷發展，大量跨海、跨江橋梁不斷興建，而這種橋梁本身所處的江、河、湖、海域大都是繁忙的航道，其水流、波濤、風浪等情況復雜，橋梁不可避免地承擔著一定的船舶碰撞的風險。當橋梁的橋墩或橋身被船舶撞擊時，即使船舶的航速很慢，由于船舶本身的質量很大，船舶的動量很大，按照動量定理=IW1-1W2= FAt,船舶撞擊橋墩時，A t是瞬間，因而其撞擊力是巨大的，橋毀船破人亡在不斷發生。
[0003]目前，常采用獨立式防撞墩防撞系統:在航道橋墩的上游和下游設置獨立式防撞墩系統；常采用附著式混凝土套箱防撞系統:用預應力混凝土箱式結構或混凝土套箱結構安裝在承臺周圍，受到船撞時靠混凝土箱壓潰變形或靠橡膠件的彈性變形來吸收能量；常采用一體化鋼套箱防撞結構:是指鋼套箱和橋梁基礎結合在一起；常采用防撞人工島??人工島防撞是指在橋墩周圍構筑一個小島以防止船舶碰撞到橋墩；最新采用橋梁防船撞柔性防護裝置，其包括外鋼圍、柔性防撞圈和內鋼圈，圍著橋墩承臺，套上外浮箱和內浮箱一大一小兩個圈形浮體，內浮箱和外浮箱之間裝了很多柔性防撞圈。
[0004]前幾種是動量轉換形式，船與防撞裝置進行碰撞，達到防護橋墩，由碰撞的卡諾定理指出:二個碰撞物體的質量不宜相差很大，美國09年的規范指出防撞鋼套箱的質量不宜小于船舶的質量的三分之一，所以防撞鋼套箱的質量是巨大的，制造有難度，安裝有難度，維護保養有難度，造價高。
[0005]采用橋梁防船撞柔性防護裝置是先動能轉換后動量轉換，因柔性防撞圈的扯拉強度有限，易撕裂。當柔性防撞圈撕裂、碾碎后，船只帶著外鋼圍與內鋼圈二次碰撞，同樣存在橋墩毀，船破，人亡的隱患。
[0006]上述防撞裝置局限于一、二萬噸級船只的船撞橋梁防護，五萬噸、十萬噸、幾十萬噸船舶的船撞防護遠未解決。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀而提供一種橋墩的防撞裝置，它能有效糾正肇事船舶的航行偏向，它能有效地吸收肇事船舶的動能，具有較大的防撞能力和防護能力，對防撞裝置內側的橋梁橋墩、橋梁橋墩的防撞墩及水上設施起到有效的安全保護作用，并為船舶撞擊時盡可能地少受到傷害，并做到橋梁橋墩穩固、做到水上設施的防撞裝置堅固耐用，容易安裝，容易維護保養及修理。
[0008]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:采用的機構是曲柄連桿滑槽機構，其包括位于橋梁橋墩的前水域設置的曲柄、連桿和套裝在橋墩承臺或套裝在橋墩的防撞墩承臺周圍的防撞套箱內的縱向長滑槽，其中，曲柄與連桿鉸耳連接，連桿與防撞套箱的縱向端部的鉸耳連接，其中，防撞套箱是防撞鋼套箱或是防撞構架，其中，防撞套箱的頭部的側面是斜面或流線形的曲面。
[0009]上述位于橋梁橋墩的前水域設置的曲柄是設置在墩臺上，墩臺同與曲柄設置在橋梁橋墩的前水域，墩臺包括樁基、承座和圓柱承軸，其中，樁基扎根于水底的基層，承座建于樁基上，圓柱承軸立于承座上，曲柄空套在圓柱承軸上。曲柄受船撞后繞著圓柱承軸回轉，隨著潮水漲落而升浮。
[0010]上述曲柄的外緣包括基圓和升程曲面，曲柄的中心是軸孔，曲柄的軸孔與墩臺的圓柱承軸之間有較大的間隙配合，或者曲柄的軸孔與墩臺的圓柱承軸之間有滑動軸承，曲柄上設置著與連桿連接的連接孔或連接裝置。
[0011]上述防撞套箱內設置的縱向長滑槽與承臺縱向長度之間設置緩沖器，防撞套箱內設置的滑槽與承臺橫向寬度之間設置緩沖器或緩沖墊，緩沖器的作用:1.緩沖，吸收船撞能；2.防撞套箱受船撞后復位，曲柄連桿滑槽機構受船撞后，緩沖器復位，曲柄連桿滑槽機構復位。
[0012]當上述橋墩的承臺是非長方形基體時，防撞套箱內的長滑槽與承臺的非長方形基體不匹配，形成不了滑塊與長滑槽的移動副，防撞套箱受撞后，長滑槽沿著非長方形基體的承臺移動會出現不穩，所以在橋墩前端水域，在橋墩的縱向中心線方向設置水中墩臺或在橋墩頭部前，引伸出一個引伸墩臺，在防撞套箱的頭部設置輔助滑槽，其中，水中墩臺包括樁基、承座和承軸，其中，引伸墩臺包括橋墩引伸架、承座和承軸，防撞套箱的頭部的輔助滑槽空套在承軸上。
[0013]在有橋墩的防撞墩的防撞系統中，防撞墩位于橋墩的前水域，采用曲柄連桿滑槽機構防撞，其包括位于防撞墩的前水域設置的曲柄、連桿和套裝在防撞墩承臺周圍的防撞套箱內的縱向長滑槽，其中，曲柄與連桿鉸耳連接，連桿與防撞套箱的縱向端部的鉸耳連接，其中，防撞套箱是防撞鋼套箱或是防撞構架，其中，防撞套箱的頭部的側面是斜面或流線形的曲面，其中，曲柄空套在防撞墩前水域設置的墩臺的圓柱承軸上。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在于:1.糾正偏離航道的船舶:當船舶航行偏離航道駛向橋墩或風浪巨大使船只迅速接近橋墩時，船只觸碰具有升程曲面的曲柄，在船只對曲柄的沖撞力、緊壓力與摩擦力的作用下，使曲柄繞著墩臺的承臺的圓柱承軸回轉，在曲柄的升程曲面的提升作用下，在船只船頭斜面與曲柄的曲面的切向反力作用下，推動船只向航道中心移動，從而糾正船只的航向，船只前行，與套裝在承臺的防撞套箱頭部觸碰，船只船頭斜面與防撞套箱頭部的側斜面或側流線形的曲面作用，在切向反力作用下，推動船只向航道中心移動，從而再一次糾正船只的航向，船只航行在航道中；2.曲柄是個旋轉剛體，旋轉剛體旋轉消耗船只的動能，將曲柄設計成水輪，水輪阻水能力強，水輪回轉消耗船只動能；3.曲柄帶動連桿，連桿帶動防撞套箱，防撞套箱移動作功，消耗船只動能；4.防撞套箱移動壓縮緩沖器作功，消耗了船只部分動能，船只保留大部分動能航行在航道中。上述諸多能量轉換是柔和的，船只與防護裝置的碰撞力小，所以該方案能有效地糾偏船只航向，防止船撞橋墩，能有效防護船只，也能有效保護防撞裝置自己，更重要的是避免發生在船撞橋墩時的人身傷亡事故。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明實施例展示曲柄連桿滑槽機構的曲柄與墩臺的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明實施例的橋墩為非長方體承臺的結構示意圖；
[0018]圖4為本發明實施例的橋梁橋墩的防撞墩為長方體承臺的結構示意圖；
[0019]圖5為本發明實施例的橋梁橋墩的防撞墩為非長方體承臺的結構示意圖；
[0020]圖6為本發明實施例的橋梁橋墩的防撞墩的結構，同時橋梁橋墩兼有防撞套箱的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述，圖示不涉及航行規則。
[0022]如圖1、圖2所示，本實施例是采用曲柄5連桿4滑槽22機構的橋墩防撞裝置，具有長滑槽22的防撞套箱2套裝在橋墩I的長方體承臺11周圍，防撞套箱2內的長滑槽22的長度大于橋墩I的長方體承臺11的長度，長滑槽22與長方體承臺11之間的縱向空間安裝著緩沖裝置3，防撞套箱2內的長滑槽22的橫向與長方體承臺11的寬度之間留有空間，并設置著緩沖器31或緩沖墊31。在船撞力的作用下，防撞套箱2相對于橋墩I的長方體承臺22位移作功，在防撞套箱2的縱向端部26設有鉸耳21，鉸耳21與連桿4連接。
[0023]防撞套箱2頭部24的側面是斜面23或流線形的曲面23，防撞套箱2外圍可以布置著緩沖件32。
[0024]在橋墩I的前水域設置墩臺6，墩臺6包括樁基61、承座62及圓柱承軸63，其中，樁基61扎根于水底的基層，承座62建于樁基61上，圓柱承軸63立于承座62上，曲柄5空套在圓柱承軸63上，曲柄5隨著潮水漲落而升浮。
[0025]曲柄5的外緣包括基圓52和升程曲面53，曲柄5的中心是軸孔54，軸孔54空套在墩臺6的圓柱承軸63上，曲柄5上設置著鉸耳孔51或連接裝置51，與連桿4連接。
[0026]曲柄5可以設計成水阻很大的水輪結構。
[0027]當船只偏離航向，船觸碰曲柄5的升程曲面53，在力的作用下，曲柄5回轉，曲柄5的升程曲面53推動船只往外移動，向航道中心位移，船只前行，船只的船頭斜面與防撞套箱2的頭部24的側斜面23或側流線形曲面23接觸，在側向反力的作用下，船只向航道中心位移，船只又一次被導航，糾偏，船只前行，船只觸碰防撞套箱2，防撞套箱2內的長滑槽22沿著橋墩的長方體承臺11移動作功，防撞套箱2壓縮緩沖裝置3作功，防撞套箱2移動作功與壓縮緩沖裝置3作功消耗了船只的部分動能，推動了船只向航道中心位移，船只被導航，糾偏，船只帶著大部份動能繼續在航道中安全地航行。
[0028]圖3是橋梁的橋墩I為非長方體承臺11的結構示意圖，橋墩I的承臺11是非長方體，與防撞套箱2的長滑槽22配套，導向部位是承臺11的非長方體的最大寬度部位，配套部位短，形成不了滑槽承臺移動副，導向性不好，不穩定，應該在橋墩I的前水域，在橋墩I的縱向中心線方向設置水中墩臺9或引伸墩臺9，其中，引伸墩臺9是引伸橋墩承臺11，而設置的墩臺9，其包括引伸架，承座和圓柱承軸，其中，水中墩臺9包括樁基、承座及圓柱承軸，在防撞套箱2的頭部24，設置輔助滑槽25，其中，圓柱承軸立于承座上，防撞套箱2的滑槽25空套在墩臺9的圓柱承軸上，防撞套箱2的滑槽25沿著墩臺9的圓柱承軸縱向移動，橫向限位。
[0029]圖4是在通常橋墩I的防撞墩7上設置了防撞裝置的結構示意圖，防撞墩7的承臺71是長方體承臺，防撞墩的防撞套箱2內設置長滑槽22，套裝在防撞墩7的長方體承臺71周圍，防撞套箱2的縱向端部24設有鉸耳21，鉸耳21與連桿4連接，連桿4與設置在防撞墩7的前水域的墩臺6上的帶有升程曲面的曲柄5上的鉸耳51連接。
[0030]圖5是橋墩I的防撞墩7的非長方體承臺71，在防撞墩7的縱向前沿水域設置水中墩臺9或引伸墩臺9，其中，引伸墩臺9是引伸承臺71而設置的墩臺9，其包括引伸架，承座和圓柱承軸，其中，水中墩臺9包括樁基、承座及圓柱承軸，其中，圓柱承軸立于承座上，在防撞墩的防撞套箱2的頭部24內增設輔助滑槽25，滑槽25空套在墩臺9的圓柱承軸上，防撞套箱2的縱向端部26設有鉸耳21，鉸耳21與連桿4連接，連桿4與設置在防撞墩7的前水域的墩臺6上的帶有升程曲面的曲柄5上的鉸耳51連接。
[0031]圖6是一款多次糾偏的防撞裝置的結構示意圖，實施例設置了防撞墩7的曲柄連桿滑槽機構的防撞裝置，有防撞墩7及防撞套箱2，在防撞墩7的周圍套裝著頭部24側面為斜面23或流線形曲面23的防撞套箱2，防撞套箱2內設有長滑槽22，套裝在防撞墩7的承臺71上，防撞套箱2的縱向端部26設有鉸耳21，鉸耳21與連桿4連接，連桿4與曲柄5上的鉸耳51連接，在防撞墩7的前水域設置墩臺6，帶有升程曲面的曲柄5空套在墩臺6的圓柱承軸63上，實施例還設置了橋墩I的防撞套箱2。
[0032]當船只偏離航向，撞上橋墩防撞裝置的曲柄5的升程曲面53，在船只的作用力的作用下，曲柄5回轉，曲柄5的升程曲面53推動船只往航道中心位移，船只前行，觸碰防撞墩7的防撞套箱2的頭部24側面為斜面23或流線形曲面23，在斜面23或流線形曲面23的側向反力的作用下，船只向航道中心再一次位移，船只又一次被導航、糾偏，船只繼續前行，觸碰橋墩I的防撞套箱2的頭部24的側面為斜面23或流線形曲面23，在側斜面23或側流線形曲面23的側向反力的作用下，船只向航道中心再一次位移，船只又一次被導航、糾偏，進入航道。船只經過二次、三次、多次糾偏，縱向作用于橋墩的力只是十分之一或更小了。
【主權項】
1.一種用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:采用的機構是曲柄連桿滑槽機構，其包括位于橋梁橋墩(I)的前水域設置的曲柄(5)、連桿(4)和套裝在橋墩(I)承臺(11)或套裝在橋墩(I)的防撞墩(7)承臺(71)周圍的防撞套箱(2)內的縱向長滑槽(22)，其中，曲柄(5)與連桿(4)鉸耳(51)連接，連桿(4)與防撞套箱⑵的縱向端部(26)的鉸耳(21)連接，其中，防撞套箱(2)是防撞鋼套箱或是防撞構架，其中，防撞套箱(2)的頭部(24)的側面是斜面(23)或流線形的曲面(23)。2.根據權利要求1所述的用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:位于橋梁橋墩(I)的前水域設置的曲柄(5)是設置在墩臺(6)上，墩臺(6)同與曲柄(5)設置在橋梁橋墩(I)的前水域，墩臺(6)包括樁基(61)、承座(62)和圓柱承軸(63)，其中，樁基(61)扎根于水底的基層，承座￠2)建于樁基￠1)上，圓柱承軸￠3)立于承座￠2)上，曲柄(5)空套在圓柱承軸(63)上。3.根據權利要求1所述的用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:曲柄(5)的外緣包括基圓(52)和升程曲面(53)，曲柄(5)的中心是軸孔(54)，曲柄(5)的軸孔(54)與墩臺(6)的圓柱承軸(63)之間有較大的間隙配合，或者曲柄(5)的軸孔(54)與墩臺(6)的圓柱承軸(63)之間有滑動軸承，曲柄(5)上設置著與連桿(4)連接的連接孔(51)或連接裝置(51)。4.根據權利要求1所述的用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:防撞套箱(2)內設置的縱向長滑槽(22)與承臺(11)縱向長度之間設置緩沖器(3)，防撞套箱(2)內設置的滑槽(22)與承臺(11)橫向寬度之間設置緩沖器(31)或緩沖墊(31)。5.根據權利要求1所述的用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:橋墩(I)的承臺(11)是非長方形基體時，在橋墩(I)前端水域，在橋墩(I)的縱向中心線方向設置水中墩臺(9)或在橋墩頭部(I)前，引伸出一個墩臺(9)，在防撞套箱(2)的頭部(24)設置輔助滑槽(25)，其中，水中墩臺(9)包括樁基、承座和承軸，其中，引伸墩臺(9)包括橋墩引伸架、承座和承軸，防撞套箱(2)的頭部(24)的輔助滑槽(25)空套在承軸上。6.根據權利要求1所述的用機構實施的橋墩防撞裝置，其特征在于:在有橋墩(I)的防撞墩(7)的防撞系統中，防撞墩(7)位于橋墩(I)的前水域，采用曲柄連桿滑槽機構防撞，其包括位于防撞墩(7)的前水域設置的曲柄(5)、連桿(4)和套裝在防撞墩承臺(71)周圍的防撞套箱⑵內的縱向長滑槽(22)，其中，曲柄(5)與連桿(4)鉸耳(51)連接，連桿(4)與防撞套箱(2)的縱向端部(26)的鉸耳(21)連接，其中，防撞套箱(2)是防撞鋼套箱或是防撞構架，其中，防撞套箱(2)的頭部(24)的側面是斜面(23)或流線形的曲面(23)，其中，曲柄(5)空套在防撞墩(7)前水域設置的墩臺(6)的圓柱承軸(63)上。
【文檔編號】E02B3/26GK105887765SQ201410857866
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月27日
【發明人】楊光華
【申請人】楊光華