一種減振裝置的製造方法以及橋墩防撞系統的安裝方法與流程

2023-08-07 06:40:16 2

本發明涉及橋梁安全設施技術領域，具體而言，涉及一種減振裝置的製造方法以及橋墩防撞系統的安裝方法。

背景技術：

隨著經濟技術的發展，橋梁成為城市道路、山區公路、跨水道路、鐵路等重要組成部分。特別對於錯綜複雜的城市立交或者跨水橋梁，經常發生橋梁的橋墩被撞擊而導致大橋受損、人員傷亡的事故。因此，橋墩的防撞裝置被廣泛研究。

現有橋墩防撞裝置多種多樣，大多採用加固護欄或圍欄等形式。經發明人調研發現，採用鋼筋混凝土澆築的形式設置擋塊，不僅影響橋梁美觀，施工不便，而且剛性混凝土擋塊等沒有吸能功能，對撞擊產生的大量能量無法消耗，對於重大撞擊事故的防撞效果有限。

有鑑於此，設計製造出一種能夠迅速吸收撞擊產生的能量的減振裝置顯得尤為重要。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種減振裝置的製造方法，通過該減振裝置的製造方法製造出的減振裝置能迅速吸收撞擊產生的大量能量。

本實施例的另一目的在於提供一種橋墩防撞系統的安裝方法，其能夠將上述的減振裝置安裝在橋墩上，提高橋墩的防護效果。

本發明是採用以下的技術方案來實現的。

一種減振裝置的製造方法，包括支撐骨架加工步驟及成型步驟；支撐骨架加工步驟包括將第一折彎部與第二折彎部固定連接，將第二折彎部與第三折彎部固定連接，以形成一折彎架；將多個折彎架並列設置，將每個折彎架的一端與第一支撐架固定連接，將每個折彎架與第二支撐架固定連接，以形成支撐骨架；成型步驟包括：將支撐骨架容置於一彈性容置塊內，以形成一減振裝置。

進一步地，第一折彎部與第三折彎部的材料強度均大於選用的第二折彎部的材料強度，且第一折彎部的材料強度小於選用的第一支撐架的材料強度，第三折彎部的材料強度小於選用的第二支撐架的材料強度。

進一步地，支撐骨架加工步驟還包括將小孔徑泡沫鋁板材折彎得到第一折彎部和第三折彎部；將高密度聚乙烯型材折彎得到第二折彎部；對第一鋼板進行加工得到第一支撐架與第二支撐架。

進一步地，支撐骨架加工步驟中，將第一支撐架與第一折彎部通過定位銷固定連接，將第一折彎部與第二折彎部通過定位銷固定連接，將第二折彎部與第三折彎部通過定位銷固定連接，將第三折彎部與第二支撐架通過定位銷固定連接。

進一步地，每個折彎架呈鋸齒狀，且多個折彎架兩兩相對設置。

進一步地，支撐骨架加工步驟還包括將每個支撐骨架的一端固定連接於第一連接片，另一端固定連接於第二連接片。

進一步地，支撐骨架加工步驟還包括對第二鋼板進行加工得到第一連接片與第二連接片。

進一步地，成型步驟包括：將支撐骨架固定安裝在彈性容置塊模具中，將孔洞模具固定安裝在彈性容置塊模具中，向彈性容置塊模具中注入彈性高分子材料，冷卻完成後取出孔洞模具並拆除彈性容置塊模具。

進一步地，彈性高分子材料為高阻尼橡膠。

一種橋墩防撞系統安裝方法，包括支撐骨架加工步驟、成型步驟、組裝步驟以及安裝步驟；支撐骨架加工步驟包括將第一折彎部與第二折彎部固定連接，將第二折彎部與第三折彎部固定連接，以形成一折彎架；將多個折彎架並列設置，將每個折彎架的一端與第一支撐架固定連接，將每個折彎架與第二支撐架固定連接，以形成支撐骨架；成型步驟包括：將支撐骨架容置於一彈性容置塊內，以形成一減振裝置；組裝步驟包括：將多個減振裝置固定連接至一連接保護裝置的兩側；安裝步驟包括：將多個連接保護裝置繞設於橋墩上，將多個減振裝置固定設置於橋墩的外周面上。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的一種減振裝置的製造方法，通過該減振裝置的製造方法可製造出減振裝置，該減振裝置將支撐骨架容置在彈性容置塊內。相較於現有技術，本發明提供的減振裝置的製造方法製造出來的減振裝置具有良好的減振效果且能有效地吸收撞擊產生能量。

本發明還提供一種橋墩防撞系統的安裝方法，能夠將上述的減振裝置安裝在橋墩上，提高了橋墩的防撞減振效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明第一實施例提供的減振裝置結構示意圖；

圖2為圖1中支撐骨架的結構示意圖；

圖3為圖2中第一支撐架與第二支撐架的結構示意圖；

圖4為圖1中彈性容置塊的內部結構示意圖；

圖5為本發明第一實施例提供的減振裝置的製造方法的流程圖；

圖6為本發明第二實施例提供的橋墩減振防撞系統的結構示意圖。

圖標：100-減振裝置；110-支撐骨架；111-第一支撐架；1111-第一支撐部；1113-第一連接部；113-第二支撐架；1131-第二支撐部；1133-第二連接部；115-折彎架；1151-第一折彎部；1153-第二折彎部；1155-第三折彎部；130-彈性容置塊；131-第一孔徑孔洞；133-第二孔徑孔洞；135-第三孔徑孔洞；200-橋墩防撞系統；210-連接保護裝置；300-橋墩。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「相連」、「安裝」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面結合附圖，對本發明的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例中的特徵可以相互組合。

參照圖1，本實施例提供一種減振裝置100的製造方法，用於製造一種減振裝置100，該減振裝置100，包括多個支撐骨架110和彈性容置塊130，每個支撐骨架110均容置於該彈性容置塊130內，且多個支撐骨架110並列設置，以進一步提高減振裝置100的整體強度。

在本實施例中，支撐骨架110的數量為三組，三組支撐骨架110並列設置於彈性容置塊130內且三組支撐骨架110大致處於同一豎直平面，且每組支撐骨架110間距相等。

參見圖2，支撐骨架110包括第一支撐架111、第二支撐架113和多個折彎架115，每個折彎架115的一端與第一支撐架111固定連接，每個折彎架115遠離第一支撐架111的一端與第二支撐架113固定連接，多個折彎架115兩兩相對設置；折彎架115包括第一折彎部1151、第二折彎部1153與第三折彎部1155，第一折彎部1151的一端與第一支撐架111固定連接，另一端與第二折彎部1153固定連接，第二折彎部1153遠離第一折彎部1151的一端與第三折彎部1155固定連接，第三折彎部1155遠離第二折彎部1153的一端與第二支撐架113固定連接。

在本實施例中，值得注意的是，此處折彎架115的形狀並不僅僅限於呈鋸齒狀，也可以是呈波浪形或者連續折線形等其他形狀。此處折彎架115的數量也並不僅僅限於兩個，也可以是三個或者四個，在此不作具體限定。

在本實施例中，第一折彎部1151與第三折彎部1155的材料強度均大於第二折彎部1153的材料強度，且第一折彎部1151的材料強度小於第一支撐架111的材料強度，第三折彎部1155的材料強度小於第二支撐架113的材料強度。

參見圖3，第一支撐架111包括第一支撐部1111和第一連接部1113，第一支撐部1111與第一連接部1113固定連接，且第一連接部1113遠離第一支撐部1111的一端與第一折彎部1151固定連接；第二支撐架113包括第二支撐部1131和第二連接部1133，第二支撐部1131與第二連接部1133固定連接，且第二連接部1133遠離第二支撐部1131的一端與第三折彎部1155固定連接。

參見圖4，彈性容置塊130內分布有多個空腔，空腔包括第一孔徑孔洞131、第二孔徑孔洞133與第三孔徑孔洞135，第一孔徑孔洞131的孔徑小於第二孔徑孔洞133的孔徑，第二孔徑孔洞133的直徑小於第三孔徑孔洞135的直徑，第一孔徑孔洞131的位置靠近第二折彎部1153，第二孔徑孔洞133的位置靠近第一折彎部1151和第三折彎部1155，第三孔徑孔洞135的位置與第一支撐架111和第二支撐架113的位置相對應。

這樣可以保證第三孔徑孔洞135對應強度最低的第二折彎部1153，第二孔徑孔洞133對應第一折彎部1151與第三折彎部1155，第一孔徑孔洞131對應強度最高的第一支撐架111與第二支撐架113，使得減振裝置100收到衝擊時，彈性容置塊130與支撐骨架110之間變形相協調，有效地緩衝了撞擊物撞擊減振裝置100。

參見圖5，減振裝置100的製造方法包括以下步驟：

支撐骨架110的加工步驟(圖未標)：

通過加工和組裝得到支撐骨架110，主要包括以下步驟：

步驟S501：加工得到第一折彎部1151和第三折彎部1155。

可以理解地，在本實施例中，將小孔徑泡沫鋁板材折彎得到第一折彎部1151和第三折彎部1155。

步驟S502：加工得到第二折彎部1153。

可以理解地，在本實施例中，將高密度聚乙烯型材折彎得到第二折彎部1153。

步驟S503：加工得到第一支撐架111與第二支撐架113。

可以理解地，在本實施例中，對第一鋼板進行加工得到第一支撐架111與第二支撐架113。

步驟S504：加工得到第一連接片(圖未示)與第二連接片(圖未示)。

可以理解地，在本實施例中，對第二鋼板進行加工得到第一連接片(圖未示)與第二連接片(圖未示)。

可以理解地，需要說明的是，此處步驟S501、步驟S502、步驟S503、步驟S504沒有先後順序之分，亦可同步進行。

在本實施例中，對小孔徑泡沫鋁板材的通過車床切削加工得到第一折彎部1151與第三折彎部1155。對高密度聚乙烯通過注塑模的方式得到第二折彎部1153。但是，應當理解的是，此處的加工方式並不唯一，也可以是其他類型的加工方式，在此不作具體限定。

步驟505：組裝得到折彎架115。

可以理解的是，將第一折彎部1151與第二折彎部1153固定連接，將第二折彎部1153與第三折彎部1155固定連接，以形成一折彎架115。

步驟506：進一步組裝得到支撐骨架110。

可以理解的是，在本實施例中，將多個折彎架115並列設置，將每個折彎架115的一端與第一支撐架111固定連接，將每個折彎架115與第二支撐架113固定連接，以形成支撐骨架110。

在本實施例中，形成的每個折彎架115呈鋸齒狀，且折彎架115的數量為2，第一支撐架111的自由端的延伸方向和第二支撐架113的自由端的延伸方向一致。兩個呈鋸齒狀的折彎架115相對設置且沿第一支撐架111的自由端的延伸方向對稱，從而形成一方形對角彈簧的形狀，以提高支撐骨架110整體的抗拉強度。

步驟S507：將每個支撐骨架110的一端固定連接於第一連接片，另一端固定連接於第二連接片。

在本實施例中，將第一支撐架111與第二支撐架113通過焊接的方式固定連接在第一連接片與第二連接片上。當然，應該理解的是，此處的連接方式並不僅僅限於焊接，也可以是其他類型的固定連接方式，在此不作具體限定。

成型步驟(圖未標)：

通過澆注的方式得到減振裝置100，具體包括以下步驟：

步驟S508：對第一型材進行加工得到彈性容置塊模具(圖未示)。

步驟S509：對第二型材進行加工得到孔洞模具(圖未示)。

可以理解的是，此處步驟S508與步驟S509沒有先後順序之分，亦可同步進行。

值得注意的是，此處彈性容置塊模具和孔洞模具也可以不通過加工獲得而直接從市面上獲取，或者從其他途徑獲得，但凡能獲得彈性容置塊模具和孔洞模具的方法均在本發明的保護範圍之內。

步驟S510：安裝模具並進行澆注。

可以理解地，將支撐骨架110固定安裝在彈性容置塊模具中，將孔洞模具固定安裝在彈性容置塊模具中，向彈性容置塊模具中注入高阻尼橡膠材料。

步驟S511：取出並拆除模具。

可以理解地，在冷卻完成後取出孔洞模具並拆除彈性容置塊模具，得到減振裝置100。

在本實施例中，孔洞模具上具有分別與第一孔徑孔洞131、第二孔徑孔洞133和第三孔徑孔洞135相對應的模塊，以便在澆注過程中形成第一孔徑孔洞131、第二孔徑孔洞133和第三孔徑孔洞135。

在本實施例中，在支撐骨架110加工步驟中，將第一支撐架111與第一折彎部1151通過定位銷固定連接，將第一折彎部1151與第二折彎部1153通過定位銷固定連接，將第二折彎部1153與第三折彎部1155通過定位銷固定連接，將第三折彎部1155與第二支撐架113通過定位銷固定連接。

在本實施例中，第一折彎部1151與第三折彎部1155的材料均選用的是小孔徑泡沫鋁。

泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑後，經過發泡工藝而成，同時兼有金屬和氣泡特徵。它密度小、高吸收衝擊能力強、耐高溫、防火性能強、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強、有過濾能力、易加工、易安裝、成形精度高、可進行表面塗裝。

小孔徑泡沫鋁平均孔徑小於或等於1.3mm、孔隙率小於或等於70.5％、結構均勻。優選地，通過在常規熔體發泡法基礎上，採用添加0.5％Mg以降低表面張力；發泡劑400℃，6h+500℃，1h氧化預處理以協調發泡劑分散均勻性與發泡過程關係；發泡攪拌60s以破碎初始氣泡等措施製得。泡沫鋁及Al-9Si泡沫的壓縮性能分析表明，隨平均孔徑減小，泡沫鋁的屈服強度、緻密化應變和能量吸收能力均明顯提高，泡沫鋁壓縮性能隨孔徑減小而提高，與泡沫鋁的孔結構因素及孔結構均勻性有關。

在本實施例中，第二折彎部1153選用的是高密度聚乙烯，該高密度聚乙烯的強度小於小孔徑泡沫鋁。

高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，簡稱為HDPE)，是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。

HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點約為130℃，相對密度為0.941～0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。熔化溫度120～160℃。對於分子較大的材料，建議熔化溫度範圍在200～250℃之間。高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產品，無毒、無味，結晶度為80％～90％，軟化點為125～135℃，使用溫度可達100℃；硬度、拉伸強度和蠕變性優於低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶於任何有機溶劑，耐酸、鹼和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。

在本實施例中，第一支撐架111與第二支撐架113的材料均選用的是鋼材，選用的鋼材的強度均大於小孔徑泡沫鋁。優選地，第一支撐架111與第二支撐架113的材料為鋼材Q345。

Q345是低碳合金鋼(c<0.2％)，綜合性能好，低溫性能好，冷衝壓性能，焊接性能和可切削性能好。廣泛應用於橋梁、車輛、船舶、建築、壓力容器等。Q345綜合力學性能良好，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車輛、起重機、礦山機械、電站、橋梁等承受動荷的結構、機械零件、建築結構、一般金屬結構件，熱軋或正火狀態使用，可用於-40℃以下寒冷地區的各種結構。

在本實施例中，彈性容置塊130的材料選用的是高阻尼橡膠。

高阻尼橡膠材料系利用橡膠本身所具有的粘彈性對結構振動和噪聲進行阻尼減振，可分為自由阻尼處理和約束阻尼處理。前者是在結構表面貼一層阻尼橡膠，當結構振動時，橡膠分子鏈之間的粘性內摩擦消耗部分振動能，減小了振動；後者是在結構表面貼一層阻尼橡膠，外面再貼一層約束板，當結構振動時，阻尼材料受剪切作用，一部分振動能轉化為熱能而起減振作用。此種材料廣泛用於航空、造船、汽車、鐵路、建築、紡織等行業。

在本實施例中，第一型材與第二型材的熔點均高於高阻尼橡膠。對於第一型材與第二型材的具體材料在此不作具體限定。

綜上所述，本實施例提供了一種減振裝置100的製造方法，通過該減振裝置100的製造方法可製造出一種減振裝置100，該減振裝置100在彈性容置塊130內容置有多個支撐骨架110，兩個呈鋸齒狀的折彎架115相對設置，且第二折彎部1153的強度小於第一折彎部1151和第三折彎部1155，第一折彎部1151和第三折彎部1155的強度均小於第一支撐架111和第二支撐架113的強度。在減振裝置100承受撞擊時，支撐骨架110中間的第二折彎部1153先變形直至破壞，然後是第一折彎部1151和第三折彎部1155變形直至破壞，最後是第一支撐架111和第二支撐架113變形直至破壞，有效地吸收了撞擊時產生的大量能量。同時由於彈性容置體內具有與支撐骨架110結構相對應的孔徑不一的孔洞，能夠使得撞擊時彈性容置體與支撐骨架110的變形相協調，增強了減振裝置100的抗破壞能力。相較於現有技術，本實施例提供的減振裝置100的製造方法，工藝簡單，工序合理，能夠大批量地生產減振裝置100，該減振裝置100能夠有效地吸收撞擊時產生的大量能量，有效的對橋墩300進行防護。

第二實施例

參見圖6，本實施例提供一種橋墩防撞系統200，安裝在橋墩300上，橋墩防撞系統200包括多個減振裝置100和連接保護裝置210，該減振裝置100的基本結構和原理及產生的技術效果和第一實施例相同，為簡要描述，本實施例部分未提及之處，可參考第一實施例中相應內容。每個減振裝置100與連接保護裝置210連接，連接保護裝置210繞設於橋墩300。多個減振裝置100均勻地設置於橋墩300的外周面上。

在本實施例中，多個減振裝置100分多組分別設置在連接保護裝置210上，每組減振裝置100中多個減振裝置100間隔設置，且相臨兩組減振裝置100交錯設置，使得一組中的減振裝置100與另一組中相鄰兩個減振裝置100之間的間隙相對應。故多個減振裝置100呈間隙梅花形布置、交錯設置於橋墩300的外周面上，在節省材料的同時最大限度地對橋墩300進行防護。

在本實施例中，橋墩300的布置高度在4米左右。連接保護裝置210為橡膠帶，每個減振裝置100均與連接保護裝置210連接，連接保護裝置210起到連接多個減振裝置100並防止減振裝置100從橋墩300上脫落下來。

本實施例提供的一種橋墩防撞系統200，在橋墩300的外周面上設置有多個減振裝置100，並且每個減振裝置100均與連接保護裝置210連接，連接保護裝置210繞設於橋墩300。相較於現有技術，本實施例提供的橋墩防撞系統200將多個減振裝置100設置在橋墩300的外周面上，橋墩300承受撞擊時，減振裝置100有效地吸收了撞擊產生的能量，有效地對橋墩300進行了防護，同時也對撞擊物進行了一定的防護。

本實施例還提供一種橋墩防撞系統200的安裝方法，用於將減振裝置100安裝在橋墩300上，包括組裝步驟與安裝步驟：

組裝步驟包括將多個減振裝置100固定連接至一連接保護裝置210的兩側。安裝步驟包括將多個連接保護裝置210繞設於橋墩300上，將多個減振裝置100固定設置於橋墩300的外周面上。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。