CN111576194A - 一种桥墩缓冲防撞装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥墩缓冲防撞技术领域，特别涉及一种桥墩缓冲防撞装置及其安装方法。结构包含支架和至少两个阻尼部件，所述支架与桥墩之间具有间隙，所述阻尼部件一端连接于所述支架、另一端连接于防护板，所述防护板设于所述支架外侧，所述防护板连接于相邻两个所述阻尼部件之间。采用本装置能有效避免所述阻尼部件受到的撞击力直接传递至所述桥墩，实现多级缓冲减震防撞功能，显著提高传统桥墩防撞措施的缓冲防撞能力，提高防撞装置在各类汽车冲击荷载下的适应性，能够避免未直接遭受撞击的或举例撞击部位较远的所述阻尼部件也参与耗能，有效降低耗能构件的更换频率，降低维保难度和费用，节省维保成本。

Description

一种桥墩缓冲防撞装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及桥墩缓冲防撞技术领域，特别涉及一种桥墩缓冲防撞装置及其安装方法。

背景技术

伴随着社会经济的高速发展，作为交通运输枢纽的桥梁，正面临着一种越来越严峻的威胁，即车辆对桥墩的撞击。多起国内外撞击事故表明，当遭遇大型车辆的撞击时，按现有规范设计的桥墩可能发生断裂破坏并引起桥梁整体垮塌，从而造成更为严重的二次灾害，并导致整条公路长时间封闭等严重后果。因此，对车辆撞击桥墩问题进行研究具有重要的现实意义。

目前，现有技术均采用简单的静力设计法对桥墩进行防撞设计，未能考虑桥墩刚度、延性等参数对撞击力的影响，这与实际情况差别较大。其次，规范中等效静力的理论来源非常含糊。我国《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004)则直接指出其车辆撞击力的相关规定是参考国外规范得到的。特别地，我国规范目前尚采用单一的、较低的、非强制的撞击力设计值，这对于我国的桥梁安全是极为不利的。另外我国目前大多情况采用钢筋混凝土防撞墙作为主要防撞装置，其自身刚度大缓冲能力弱，虽然可以保护桥墩不发生冲击破坏，但对于汽车的反冲击力巨大，严重威胁到汽车内人员的安全。此外钢筋混凝土防撞措施一旦被破坏，修复困难，修复成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有桥墩防撞静力设计法未考虑桥墩的刚度、延性等参数，而防撞墙缓冲能力弱、反冲力较大、严重威胁车内人员安全、修复成本高等上述不足，提供一种桥墩缓冲防撞装置及其安装方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种桥墩缓冲防撞装置，包含支架和至少两个阻尼部件，所述支架与桥墩之间具有间隙，所述阻尼部件一端连接于所述支架、另一端连接于防护板，所述防护板设于所述支架外侧，所述防护板连接于相邻两个所述阻尼部件之间。

采用本发明所述的一种桥墩缓冲防撞装置，所述防护板设于最外层，形成围护结构，用于日常防护和承受撞击，所述围护结构包含若干个所述防护板，便于进行局部更换，降低维护成本及工作量，所述阻尼部件的一端连接于所述防护板、另一端连接于所述支架，便于所述防护板与阻尼部件的连接，所述阻尼部件可沿所述支架周向设有若干个，所述阻尼部件的数量根据设计需要确定，避免间距过大无法有效防撞缓冲，所述阻尼部件的布置高度范围根据设计需求确定，以便对所述桥墩对应方向进行保护。当所述防护板受到外力冲击时，由于所述防护板内侧具有空腔，防护板能够充分向内凹陷，减少反冲力，有效利用所述防护板的变形过程耗散部分撞击能量，所述防护板两端分别与阻尼构件相连，随着变形的增大进而能够压缩所述阻尼部件使其变形耗散撞击能量，对撞击车辆进一步起到缓冲作用，产生的反冲击力较小，有利于保障车内人员的安全，另外所述支架与桥墩之间具有间隙，即所述支架能够配合抵抗撞击力，有效避免所述阻尼部件受到的撞击力直接传递至所述桥墩，有利于保护桥墩结构，降低维保难度和费用，实现多级缓冲减震防撞功能，显著提高传统桥墩防撞措施的缓冲防撞能力，提高防撞装置在各类汽车冲击荷载下的适应性，并且由于各个所述防护板的相对独立，在面对撞击时，能够避免未直接遭受撞击的或举例撞击部位较远的所述阻尼部件也参与耗能，有效降低耗能构件的更换频率，节省维保成本。

优选的，所述阻尼部件包含波纹板。

进一步优选的，所述波纹板的横截面为波浪形状。

进一步优选的，所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状。

采用上述设置方式，即能够通过所述波纹板的伸缩变形来耗散撞击力，所述波纹板的横截面为波浪形状，即所述波纹板的波浪面朝横向设置，便于所述阻尼部件的布置和安装，有利于增加阻尼部件的设置数量，提高防撞能力，保证防护板内侧的空腔。

优选的，所述支架包含双层钢骨架，所述支架通过剪切螺栓连接于所述桥墩的承台。

所述双层钢骨架可以为多边形或圆形。

采用上述设置方式，便于有效保护桥墩，利于对所述阻尼部件间隔布置，并且，使得一部分撞击力从所述支架传递到地面而不是桥墩，进一步提高缓冲效果，保护桥墩。

优选的，所述阻尼部件分别可拆卸连接所述支架和防护板。

进一步优选的，所述支架外壁设有若干个夹板组，所述防护板包含面板及两个侧板。

所述夹板组包含两个夹板，两个所述夹板之间形成的插槽用于连接所述阻尼部件的端部，便于进行螺栓连接，所述侧板用于与所述阻尼部件的端部螺栓连接，利于安装。

优选的，所述阻尼部件沿所述支架周向均匀间隔分布。

优选的，所述支架与桥墩之间设有缓冲构件。

如填充沙、橡胶，随着撞击变形进一步增大，能够缓冲所述支架对桥墩的冲击效果，最大程度的防护桥墩。

一种墩缓冲防撞装置的安装方法，包含如下步骤：

a、在施工桥墩的承台时，在预设位置预埋用于连接支架的螺栓套筒，所述桥墩施工完成后，在所述桥墩外侧的设置所述支架，并通过剪切螺栓将所述支架与承台连接，所述支架与桥墩之间具有间隙；

b、根据设计参数，将阻尼部件的一端连接于所述支架；

c、在相邻两个所述阻尼部件的另一端之间连接防护板，完成防撞装置的施工。

采用本发明所述的一种桥墩缓冲防撞装置的安装方法，根据需要在所述桥墩外侧设置所述支架，并预留间隙，之后根据安装高度、间距、数量等设计参数安装各个所述阻尼部件，再安装所述防护板形成用于防撞的围护结构，安装方便，安装难度低，有效提高施工效率，有效避免撞击力直接传递至所述桥墩，有利于保护桥墩结构，实现多级缓冲减震防撞功能，显著提高传统桥墩防撞措施的缓冲防撞能力，提高防撞装置在各类汽车冲击荷载下的适应性。

优选的，在步骤c中，所述防护板沿顺时针方向或逆时针方向逐一安装，将当前所述防护板平推至对应相邻两个所述阻尼部件之间后，将当前所述防护板和前一个所述防护板及他们之间的所述阻尼部件通过销钉连接。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用本发明所述的一种桥墩缓冲防撞装置，能够吸收汽车撞击的能量，同时起到缓冲的作用，产生的反冲击力较小，有利于保障车内人员的安全，有效避免撞击力直接传递至所述桥墩，有利于保护桥墩结构，降低维保难度和费用，实现多级缓冲减震防撞功能，显著提高传统桥墩防撞措施的缓冲防撞能力，提高防撞装置在各类汽车冲击荷载下的适应性。

2、采用本发明所述的一种桥墩缓冲防撞装置的安装方法，安装方便，安装难度低，有效提高施工效率，利于后期维护。

附图说明：

图1为实施例1所述的一种桥墩缓冲防撞装置的结构示意图；

图2为实施例1所述的一种桥墩缓冲防撞装置的局部爆炸图。

图中标记：1-支架，2-防护板，3-桥墩，4-阻尼部件，5-夹板组。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本发明所述的一种桥墩缓冲防撞装置，包含支架1和至少两个阻尼部件4，所述支架1与桥墩3之间具有间隙，所述阻尼部件4一端连接于所述支架1、另一端连接于防护板2，所述防护板2设于所述支架1外侧，所述防护板2连接于相邻两个所述阻尼部件4之间，所述阻尼部件4能够沿轴向变形耗能，所有所述防护板2均匀分布，避免相邻两个所述阻尼部件4间距过大，无法有效防撞缓冲。

具体的，如图1-2所示，所述支架1包含多边形结构的双层钢骨架，并不限制所述支架1为环绕所述桥墩3的闭合结构，也可根据实际需要对所述桥墩3的某一段柱面进行设置，如仅针对所述桥墩3的半边柱面连续设置，所述防护板2的数量根据围护的柱面范围及外扩的间距设置。本实施例中示例为包围整个所述桥墩3周向的支架1，两层的所述钢骨架的截面均为正十六边形结构，两层钢骨架之间具有间距，如5-10cm，两层钢骨架之间连接有若干个支撑板，所述支撑板设于多边形的角部，所述支架1外壁设有若干个夹板组5，所述夹板组5沿所述支架1环向均匀间隔分布，所述夹板组5包含两个夹板，所述夹板焊接连接所述支架1，所述支架1采用多边形结构，利于在平面上进行焊接，两个所述夹板之间形成的插槽用于连接所述阻尼部件4的端部，所述夹板组5对应所述支撑板设置，利于对所述阻尼部件4间隔布置，提高受力性能。所述双层钢骨架底部设有座板，所述座板通过剪切螺栓连接于所述桥墩3的承台，所述支架1与桥墩3之间具有2-3cm的间隙，所述间隙中填充有如沙、橡胶等的缓冲构件，避免撞击力直接传递至所述桥墩3，提高缓冲效果。

所述阻尼部件4包含波纹板，通过所述波纹板的伸缩变形来耗散撞击力，成本低廉，优选的，如本实施例中，所述波纹板的横截面为波浪形状，即所述波纹板的波浪面朝向水平方向设置，便于所述阻尼部件4的布置和安装，有利于增加阻尼部件4的设置数量，提高防撞能力。所述波浪形状包含正弦波形状和方波形状。所述阻尼部件4也可以如波纹管，其宽度较窄，预留出所述防护板2内侧的空腔。

所述防护板2包含面板及两个侧板，所述面板可以为平板或弧面板，所述防护板2的两个侧板分别通过销钉连接对应的所述阻尼部件4的端部，所述防护板2的宽度根据需要设计，但需避免因宽度过大，造成所述阻尼部件4的间距过大难以带动所述波纹板变形耗能，同时，需要避免所述防护板2围成的围护结构棱角过于分明，如当所述防护板2数量较少时，避免采用平面板。所述波纹板底面和防护板2底面均与地面具有间隙，减少发生变形时的摩擦。

当所述防护板2受到外力冲击时，由于所述防护板2内侧具有空腔，所述防护板2能够充分向内凹陷，有效利用所述防护板2的变形过程耗散部分撞击能量，减少反冲力，所述防护板2两端分别与所述波纹板相连，随着变形的增大进而能够压缩所述波纹板使其变形耗散撞击能量，对撞击车辆进一步起到缓冲作用，产生的反冲击力较小，有利于保障车内人员的安全。所述支架1能够配合抵抗撞击力，有效避免撞击力直接传递至所述桥墩3，随着变形继续增大，当所述支架1的螺栓剪断后，其与桥墩3之间的沙、橡胶等填充物，能够进一步减缓撞击力，有效保护桥墩结构，降低维保难度和费用，实现多级缓冲减震防撞功能，显著提高传统桥墩防撞措施的缓冲防撞能力，提高防撞装置在各类汽车冲击荷载下的适应性。

所述防撞装置的安装方法，包含如下步骤：

a、在施工所述桥墩3的承台时，在预设位置预埋用于连接所述支架1的螺栓套筒，所述桥墩3施工完成后，在所述桥墩3外侧的设置所述支架1，并通过剪切螺栓将所述支架1与承台连接，所述支架1与桥墩3之间具有间隙；

b、根据设计参数，将阻尼部件4的一端连接于所述支架1；

c、在相邻两个所述阻尼部件4的另一端之间连接防护板2，完成防撞装置的施工。

在施工所述桥墩3的承台时，在预设位置预埋用于连接所述座板的螺栓套筒，待所述桥墩3施工完成后安装所述支架1，使所述支架1与桥墩3之间具有间隙，并通过剪切螺栓将所述支架1与承台连接。

然后将所有所述波纹板的一端插入所述夹板组5形成的插槽中，并安装销钉使所述波纹板连接于所述支架1。所有所述波纹板可以沿顺时针方向或逆时针方向依次安装。

安装完所有所述波纹板后，所述防护板2沿顺时针方向或逆时针方向逐一安装，首先安装第一个所述防护板2，将远离下一个待安装所述防护板2一侧的侧板与对应的波纹板通过销钉连接，销钉不用拧紧，然后安装第二个所述防护板2，之后将当前所述防护板2与第一个所述防护板2以及他们之间的波纹板通过销钉连接，以此类推，安装最后一个所述防护板2时，将其与第一个所述防护板2及它们之间的波纹板通过销钉连接，使所有所述防护板2围成连续的围护结构，所有所述防护板2的面板的轮廓位置适配。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桥墩缓冲防撞装置，其特征在于，包含支架(1)和至少两个阻尼部件(4)，所述支架(1)与桥墩(3)之间具有间隙，所述阻尼部件(4)一端连接于所述支架(1)、另一端连接于防护板(2)，所述防护板(2)设于所述支架(1)外侧，所述防护板(2)连接于相邻两个所述阻尼部件(4)之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(4)包含波纹板。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述波纹板的横截面为波浪形状。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支架(1)包含双层钢骨架，所述支架(1)通过剪切螺栓连接于所述桥墩(3)的承台。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(4)分别可拆卸连接所述支架(1)和防护板(2)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述支架(1)外壁设有若干个夹板组(5)，所述夹板组(5)用于连接所述阻尼部件(4)，所述防护板(2)包含面板及两个侧板。

7.根据权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于，所述阻尼部件(4)沿所述支架(1)周向均匀间隔分布。

8.根据权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于，所述支架(1)与桥墩(3)之间设有缓冲构件。

9.一种桥墩缓冲防撞装置的安装方法，其特征在于，包含如下步骤：

a、在施工桥墩(3)的承台时，在预设位置预埋用于连接支架(1)的螺栓套筒，所述桥墩(3)施工完成后，在所述桥墩(3)外侧的设置所述支架(1)，并通过剪切螺栓将所述支架(1)与承台连接，所述支架(1)与桥墩(3)之间具有间隙；

b、根据设计参数，将阻尼部件(4)的一端连接于所述支架(1)；

c、在相邻两个所述阻尼部件(4)的另一端之间连接防护板(2)，完成防撞装置的施工。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤c中，所述防护板(2)沿顺时针方向或逆时针方向逐一安装，将当前所述防护板(2)平推至对应相邻两个所述阻尼部件(4)之间后，将当前所述防护板(2)和前一个所述防护板(2)及他们之间的所述阻尼部件(4)通过销钉连接。

Images