橋墩的安全防護裝置的製作方法
2023-10-06 16:13:49 3
專利名稱：橋墩的安全防護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁的保護技術領域，尤其涉及一種橋墩的安全防護裝置。
背景技術：
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、海域大都是繁忙的航道，其水流、波濤、風浪等情況複雜，橋梁不可避免地承擔著一定 的船舶碰撞的風險。當橋梁的橋墩被船舶碰擦或撞擊時，即使船舶的航速很慢，由於船舶本 身的質量較大，船舶的動量較大，按照動量定理:mvl-mv2 = FA t，船舶撞擊橋墩時，At是 瞬間，因而其撞擊力也是巨大的，毀損橋梁時有發生。目前，在許多跨海大橋中，橋墩外圍設置有防撞箱，或雙壁防撞鋼套箱，或柔性耗 能防撞裝置，來達到保護橋墩的目的。其中，防撞箱或雙壁防撞鋼套箱用來阻擋船舶，消耗 船舶的動能，使船舶減速，延緩撞擊，削弱船舶對橋墩的撞擊力；而柔性耗能防撞裝置是利 用鋼圍和鋼絲繩——橡膠複合防撞圈共同組成的柔性耗能系統，消耗船舶動能，使船舶減 速，延緩撞擊，削弱船舶對橋墩的撞擊力。由於船舶碰擦或撞擊橋墩情況發生時，肇事船舶 動能巨大，防撞箱、雙壁防撞鋼套箱及柔性耗能防撞裝置由於材料的彈性緩衝量非常有限， 只能預防小型的船舶，對於質量稍大一些或航速稍大的船舶，就不能很好的吸收船舶的總 體動能，其消能、防撞效果欠佳，容易撞壞，安全隱患仍然存在，使用壽命也較短，撞壞後需 立即更換。因而，現有的對橋墩的安全防護裝置有待於進一步改進。
實用新型內容本實用新型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安全 防護裝置，它能有效吸收肇事船舶的動能，能大幅增強橋墩的抗衝擊能力，起到對橋墩的保 護作用，且裝置經久耐用，無需更換。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為該橋墩的安全防護裝置，包 括設置在橋墩外圍的鋼套箱，其特徵在於還包括一相對鋼套箱固定的液壓站，所述鋼套箱 上至少在靠近航道的那一側上排布有多個支承液壓缸，其中，每個支承液壓缸的缸體相對 鋼套箱固定，每個支承液壓缸的活塞桿頭部都露於鋼套箱外表面之外，並且，每個支承液壓 缸的無杆腔通過液壓管路與所述液壓站相連通，所有支承液壓缸的無杆腔、液壓管路和液 壓站中均充滿了液壓介質而形成一個封閉的液壓系統。上述液壓介質是在壓力狀態下呈現流動的物質，比如液壓油、液壓液、脂、膠狀物等物。為實現鋼套箱以及支承液壓缸能隨著水面相對橋墩上下浮動，可以作如下改進 所述多個支承液壓缸依次沿所述鋼套箱的周向分布排列成一圈而在所述的橋墩外圍形成 輻射狀結構，所述鋼套箱的內側與橋墩表面之間留有空間，在該空間內安裝有多個與所述 的每個支承液壓缸位置相一一對應的浮動液壓缸，且所述支承液壓缸和浮動液壓缸分別以 橋墩為中心對稱分布，各浮動液壓缸也充滿了液壓介質並通過液壓管路與液壓站相連通，
3各浮動液壓缸的缸體與鋼套箱固定，而各浮動液壓缸的活塞桿頭部與橋墩表面相抵。如此， 每一浮動液壓缸的缸體與每個支承液壓缸的缸體底部一一對應，而浮動液壓缸的活塞桿頭 部可在橋墩表面上滑動，當鋼套箱隨著水面相對橋墩上下浮動時，浮動液壓缸也可與支承 液壓缸一起相對橋墩浮動，而當有船舶撞擊橋墩表面的支承液壓缸時，浮動液壓缸受力而 與橋墩表面緊抵，橋墩表面所受的合力為零，也使整體鋼套箱不能過分移動，從而使意外發 生時，對鋼套箱具有一定的制動作用。為節省成本，橋墩外側不在航道之處可以省去支承液壓缸的設置，同樣為實現鋼 套箱以及支承液壓缸能隨著水面相對橋墩上下浮動，可以作如下改進所述鋼套箱僅在靠 近航道的那一側上排布有所述的支承液壓缸，而鋼套箱內部、在與航道相背的那一側上固 定有多個平衡液壓缸，每個平衡液壓缸也充滿了液壓介質並通過液壓管路與所述液壓站相 連通，支承液壓缸和平衡液壓缸的缸體截面積相等，且支承液壓缸和平衡液壓缸一起以橋 墩為中心對稱分布，同時，所述鋼套箱的內側與橋墩表面之間留有空間，在該空間內安裝有 多個與所述的每個支承液壓缸和平衡液壓缸的位置相一一對應的浮動液壓缸，每個浮動液 壓缸也充滿了液壓介質並通過液壓管路與液壓站相連通，每個浮動液壓缸的缸體與鋼套箱 固定，而浮動液壓缸的活塞桿頭部與橋墩表面相抵。如此，每一浮動液壓缸的缸體與每個支 承液壓缸或平衡液壓缸的缸體底部一一對應，而浮動液壓缸的活塞桿頭部可在橋墩表面上 滑動，當鋼套箱隨著水面相對橋墩上下浮動時，浮動液壓缸也可與支承液壓缸、平衡液壓缸 一起相對橋墩浮動，而當有船舶撞擊橋墩表面的支承液壓缸時，浮動液壓缸受力而與橋墩 表面緊抵，橋墩表面所受的合力為零，也使整體鋼套箱不能過分移動，從而使意外發生時， 鋼套箱不直接受衝擊力，對鋼套箱具有一定的制動作用。優選地，所述浮動液壓缸的活塞杆伸出長度為可調的，以調整活塞桿頭部與橋墩 之間的間隙，使兩者達到較好的配合。為了改善上述浮動液壓缸與橋墩表面的接觸力和增大接觸面積，所述浮動液壓缸 的活塞桿頭部還可以設置有法蘭狀的襯墊。上述實現鋼套箱浮動的方式是通過增設系列浮動液壓缸，實現鋼套箱浮動也可以 利用支承液壓缸本身來實現，即，所述鋼套箱的內側與橋墩表面之間可以留有間距，所述多 個支承液壓缸依次沿所述鋼套箱的周向分布排列成一圈而在所述的橋墩外圍形成輻射狀 結構，每個支承液壓缸是一雙出杆複合缸，雙出杆複合缸的第一活塞桿頭部外露於鋼套箱 外表面、第二活塞桿頭部與橋墩表面相抵，如此，雙出杆複合缸的第二活塞桿頭部能在橋墩 表面上滑動，當鋼套箱隨著水面相對橋墩上下浮動時，支承液壓缸可與鋼套箱一起相對橋 墩浮動，同樣，碰撞意外發生時，橋墩表面所受的合力為零，鋼套箱不直接受衝擊力，對鋼套 箱具有一定的制動作用。為加強支承液壓缸之間的平衡性，可以用一繩索連接在每個支承液壓缸的活塞杆 頭部上，通過該繩索而將所有液壓缸的活塞桿頭部連接起來，使其中一個或幾個液壓缸的 活塞杆受到撞擊而動作時，相鄰液壓缸的活塞杆也受到牽連，會跟著發生聯動動作，使整體 液壓缸的均衡受力，同時也使肇事船舶碰撞支承液壓缸後歸正，該繩索可以是普通的繩纜， 也可以是鋼索、鋼帶、網、鏈等等。該繩索連接鋼套箱四周的每個支承液壓缸的活塞杆特別 是而圍成一個堅韌的柔性箍，柔性箍有約束支承液壓缸的作用，進而通過浮動液壓缸及平 衡液壓缸對鋼套箱或對橋墩具有均衡力的作用。[0013]為加大對橋墩表面的防護面積，所述鋼套箱上可以設置上下多層支承液壓缸，每 一層支承液壓缸的活塞桿頭部由一繩索連接。在橋墩表面設置有支承液壓缸的地方就是可以接受船舶擦碰、對橋墩具有保護能 力的所在之處，因而，橋墩外側不在航道之處就無需設置支承液壓缸，因此，為減少成本，所 述鋼套箱表面、在與航道相背的那一側上可以固定有多個支承件，支承件可以採用金屬材 料或非金屬材質，可以呈滾筒狀的，也可以呈半球形的，外圍圓滑而不易與船舶刮擦。與現有技術相比，本實用新型的優點在於通過在鋼套箱上設置諸多支承液壓缸， 使肇事船舶撞向橋墩表面時，肇事船舶先碰撞在一個或幾個支承液壓缸的活塞桿頭部，活 塞杆繼而壓縮支承液壓缸，通過液壓傳動使液壓系統的壓力升高，液壓站蓄能，如此，肇事 船舶所帶的動能就被吸收並轉換為液壓能儲蓄起來，肇事船舶的航速迅速減小，動能減少， 在實際應用時，液壓站的蓄能大小參數可以根據橋墩實際需要的防撞參數來設置，在抗衝 擊能力方面不受限制，而橋墩所受的合力趨向於零，達到對橋墩的保護作用，與現有技術相 比，大幅增強了橋墩的抗衝擊能力；並且，肇事船舶脫離裝置後，支承液壓缸的活塞杆又會恢復到原位，重新承擔起抗 外力衝擊的作用，不易撞壞，本實用新型的安全防護裝置經久耐用，無需更換，使用壽命長， 便於維護和修理；同時，通過在鋼套箱與橋墩之間增設系列浮動液壓缸而實現鋼套箱浮動，使橋墩 的安全防護裝置始終漂浮於水面，以較小的垂向構造尺度，給予橋墩大範圍的保護能力，特 別適用於水位落差大的航道中的橋墩防護；由於各個支承液壓缸和平衡液壓缸封閉連通，且所有支承液壓缸和平衡液壓缸對 稱分布、缸體截面積相等，由帕斯卡定律可知，封閉容器內的靜止液體壓力相等，均衡排布 且缸徑相等的液壓缸對橋墩綜合作用的合力為零，保證了橋墩的安全。本實用新型的安全防護裝置同樣可以運用於道路護欄等需要防撞的公用設施之 上，而對道路兩旁的護欄和一些公用設施進行保護。
圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為本實用新型實施例一中液壓系統的管路連接圖；圖4為本實用新型實施例二的結構示意圖；圖5為本實用新型實施例三的結構示意圖；圖6為本實用新型實施例四的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例一如圖1、圖2和圖3所示，該橋墩的安全防護裝置，包括設置在橋墩1外圍的鋼套箱 2和一固定在鋼套箱2上的液壓站7 ；所述鋼套箱2上分布有上下多層支承液壓缸，每一層支承液壓缸包括多個支承液
5壓缸3而在橋墩外圍圍成一圈，在本實施例中，共設置有四層，參見圖2所示，而圖1中表示 了其中一層支承液壓缸的分布，其中，每個支承液壓缸3的缸體31固定在鋼套箱2上，每個 支承液壓缸3的活塞杆32頭部都露於鋼套箱2外表面之外，每一層支承液壓缸的活塞杆32 頭部都由一根繩索4連接起來，通過一根繩索4而對同一層的支承液壓缸3的活塞杆32起 到聯動作用；並且，每個支承液壓缸3的無杆腔通過液壓管路(未在圖中示出)與所述液壓站 7相連通，參見圖3，所有支承液壓缸3、液壓管路和液壓站7中均充滿了液壓油而形成一個 封閉的液壓系統S，在本實施例中，液壓站7安裝在鋼套箱2頂部的安全部位。實施例二如圖4所示，為本實用新型實施例二，與實施例一的區別點在於所述鋼套箱2上 僅在靠近航道的那一側上排布多層支承液壓缸，鋼套箱2上在背離航道的那一側上每一層 只分布三個支承液壓缸3，在鋼套箱2表面、與航道相背的那一側上還固定有多個支承件5， 在本實施例中，支承件5為半球形的鑄造件，每一層共設置四個。實施例三如圖5所示，為本實用新型實施例三，與實施例一的區別點在於所述多個支承液 壓缸3依次沿所述鋼套箱2的周向分布排列成一圈而在橋墩1外圍形成輻射狀結構，所述 鋼套箱2的內側與橋墩1表面之間留有空間，在該空間內安裝有多個與所述的每個支承液 壓缸3位置相一一對應的浮動液壓缸6，同一層的支承液壓缸3和浮動液壓缸6分別以橋 墩1為中心對稱分布，各浮動液壓缸6的缸體61與鋼套箱2固定，而各浮動液壓缸6的活 塞杆62頭部通過法蘭狀的襯墊63與橋墩1表面間接相抵，該設置在浮動液壓缸6的活塞 杆62頭部與橋墩1表面之間的襯墊63是為了改善該活塞杆62頭部與橋墩1表面的接觸 和增大接觸面積，浮動液壓缸6的活塞杆62伸出長度可調，以調整活塞杆62頭部與橋墩1 之間的間隙。在本實施例中，各浮動液壓缸6也充滿了液壓油並通過液壓管路與液壓站7相連 通，由此，所有支承液壓缸3、浮動液壓缸6、液壓管路和液壓站7中均充滿了液壓油而形成 一個封閉的液壓系統S，由於各個支承液壓缸3和各個浮動液壓缸6之間封閉連通，且所有 支承液壓缸3和浮動液壓缸6對稱分布、缸體截面積相等，由帕斯卡定律可知，封閉容器內 的靜止液體壓力相等，均衡排布且缸徑相等的液壓缸對橋墩1產生作用的合力為零，保證 了橋墩1的安全。實施例四如圖6所示，為本實用新型實施例四，與實施例三的區別點在於所述鋼套箱2上 僅在靠近航道的那一側上排布多層支承液壓缸，而鋼套箱2內部、在與航道相背的那一側 上固定有多個平衡液壓缸8，每個平衡液壓缸8也充滿了液壓油並通過液壓管路與所述液 壓站7相連通，支承液壓缸3和平衡液壓缸8的缸體截面積相等，同一層的支承液壓缸3和 平衡液壓缸8 —起以橋墩1為中心對稱分布；每個浮動液壓缸6就與平衡液壓缸8或支承液壓缸3的缸體底部的位置相對應， 同一層的浮動液壓缸6以橋墩1為中心對稱分布；並且，鋼套箱2表面、在與航道相背的那一側上還固定有多個支承件5，在本實施 例中，支承件5為半球形的鑄造件，每一層共設置六個。[0040] 在本實施例中，所有支承液壓缸3、平衡液壓缸8、浮動液壓缸6、液壓管路和液壓 站7中均充滿了液壓油而形成一個封閉的液壓系統S，由於各個支承液壓缸3和平衡液壓缸 8封閉連通，且所有支承液壓缸3及平衡液壓缸8和浮動液壓缸6對稱分布、缸體截面積相 等，由帕斯卡定律可知，封閉容器內的靜止液體壓力相等，均衡排布且缸徑相等的液壓缸對 橋墩1產生作用的合力為零，保證了橋墩1的安全。
權利要求一種橋墩的安全防護裝置，包括設置在橋墩外圍的鋼套箱，其特徵在於還包括一相對鋼套箱固定的液壓站，所述鋼套箱上至少在靠近航道的那一側上排布有多個支承液壓缸，其中，每個支承液壓缸的缸體相對鋼套箱固定，每個支承液壓缸的活塞桿頭部都露於鋼套箱外表面之外，並且，每個支承液壓缸的無杆腔通過液壓管路與所述液壓站相連通，所有支承液壓缸的無杆腔、液壓管路和液壓站中均充滿了液壓介質而形成一個封閉的液壓系統。
2.根據權利要求1所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述多個支承液壓缸依 次沿所述鋼套箱的周向分布排列成一圈而在所述的橋墩外圍形成輻射狀結構，所述鋼套箱 的內側與橋墩表面之間留有空間，在該空間內安裝有多個與所述的每個支承液壓缸位置相 一一對應的浮動液壓缸，各浮動液壓缸也充滿了液壓介質並通過液壓管路與液壓站相連 通，且所述支承液壓缸和浮動液壓缸分別以橋墩為中心對稱分布，各浮動液壓缸的缸體與 鋼套箱固定，而各浮動液壓缸的活塞桿頭部與橋墩表面相抵。
3.根據權利要求1所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述鋼套箱僅在靠近航 道的那一側上排布有所述的支承液壓缸，而鋼套箱內部、在與航道相背的那一側上固定有 多個平衡液壓缸，每個平衡液壓缸也充滿了液壓介質並通過液壓管路與所述液壓站相連 通，支承液壓缸和平衡液壓缸的缸體截面積相等，且支承液壓缸和平衡液壓缸一起以橋墩 為中心對稱分布，同時，所述鋼套箱的內側與橋墩表面之間留有空間，在該空間內安裝有多 個與所述的每個支承液壓缸和平衡液壓缸的位置相一一對應的浮動液壓缸，各浮動液壓缸 也充滿了液壓介質並通過液壓管路與液壓站相連通，每個浮動液壓缸的缸體與鋼套箱固 定，而浮動液壓缸的活塞桿頭部與橋墩表面相抵。
4.根據權利要求1所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述鋼套箱的內側與橋 墩表面之間留有間距，所述多個支承液壓缸依次沿所述鋼套箱的周向分布排列成一圈而在 所述的橋墩外圍形成輻射狀結構，每個支承液壓缸是雙出杆複合缸，每一雙出杆複合缸的 第一活塞桿頭部外露於鋼套箱外表面、第二活塞桿頭部與橋墩表面相抵。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於一繩索連 接在每個支承液壓缸的活塞桿頭部上。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述鋼套 箱上設置上下多層所述支承液壓缸，每一層支承液壓缸的活塞桿頭部由一繩索連接。
7.根據權利要求1或3所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述鋼套箱表面、在 與航道相背的那一側上固定有多個支承件。
8.根據權利要求2或3所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述浮動液壓缸的 活塞杆伸出長度為可調的。
9.根據權利要求2或3所述的橋墩的安全防護裝置，其特徵在於所述浮動液壓缸的 活塞桿頭部還設置有法蘭狀的襯墊。專利摘要本實用新型涉及一種橋墩的安全防護裝置，包括設置在橋墩外圍的鋼套箱和相對鋼套箱固定的液壓站，鋼套箱上至少在靠近航道的那一側上排布有多個支承液壓缸，其中，每個支承液壓缸的缸體相對鋼套箱固定，每個支承液壓缸的活塞桿頭部都露於鋼套箱外表面之外，並且，每個支承液壓缸的無杆腔通過液壓管路與所述液壓站相連通，所有支承液壓缸的無杆腔、液壓管路和液壓站中均充滿了液壓介質而形成一個封閉的液壓系統。與現有技術相比，通過本實用新型的裝置，大幅增強了橋墩的抗衝擊能力，肇事船舶所帶的動能可被吸收並轉換為液壓能儲蓄起來，肇事船舶的航速就能迅速減小，動能減少，而橋墩所受的合力趨向於零，達到對橋墩的保護作用。
文檔編號E01D19/02GK201665838SQ201020142239
公開日2010年12月8日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者楊光華 申請人:楊光華