水上升降式防撞装置.pdf

一种水上升降式防撞装置，它包括导向基桩(1)、浮套(2)和弧形防撞浮带(3)，两个浮套(2)分别活动地套在各自的导向基桩(1)上，弧形防撞浮带(3)的两端分别与两浮套(2)连接。本发明具有结构简单，操作方便，它的防撞能力强，不易变形，使用寿命长，能随水位变化而自动升降，不仅能够有效地保护水上设施而且还能够保护航行船舶，显著减少了恶性事故的发生。

1.  一种水上升降式防撞装置，其特征在于：它包括导向基桩(1)、浮套(2)和弧形防撞浮带(3)，两个浮套(2)分别活动地套在各自的导向基桩(1)上，弧形防撞浮带(3)的两端分别与两浮套(2)连接。

2.  如权利要求1所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：弧形防撞浮带(3)包括一个弧形的缓冲管(4)和一个弧形钢管(7)，弧形钢管(7)位于缓冲管(4)内，弧形钢管和缓冲管的两端均分别与两浮套(2)连接，弧形钢管(7)装有空气(5)，弧形钢管(7)与缓冲管(4)之间装有浮力配重填充物(8)。

3.  如权利要求1所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：弧形防撞浮带(3)包括一个弧形的缓冲管(4)和一个弧形钢管(7)，弧形钢管(7)位于缓冲管(4)内，弧形钢管(7)和缓冲管(4)的两端均分别与两浮套(2)连接，弧形钢管(7)充满混凝土(12)，弧形钢管(7)与缓冲管(4)之间装有浮力配重填充物(8)。

4.  如权利要求1所述的用于水上升降式防撞装置，其特征在于：弧形防撞浮带(3)包括一个弧形的缓冲管(4)和两个直径相异的弧形钢管(7、9)，直径大的弧形钢管(7)位于缓冲管(4)内，直径小的弧形钢管(9)位于直径大的弧形钢管(7)内，缓冲管(4)和弧形钢管(7、9)的两端均分别与两浮套(2)连接，弧形钢管(9)内装有空气(5)，弧形钢管(7)与弧形钢管(9)之间充满混凝土(12)，弧形钢管(7)与缓冲管(4)之间装有浮力配重填充物(8)。

5.  如权利要求2、3或4所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的浮力配重填充物(8)为空气(5)和水(6)。

6.  如权利要求2、3或4所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的浮力配重填充物(8)为充气橡胶球(13)和水(6)。

7.  如权利要求2、3或4所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的浮力配重填充物(8)为充气橡胶球(13)或实心橡胶球(14)。

8.  如权利要求2、3或4所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的缓冲管(4)的管壁至少为三层结构，其中最外层(11)和最内层(10)为橡胶层，其他层(15)为钢丝网层或橡胶层与钢丝网层的混合层。

9.  如权利要求8所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的缓冲管(4)为三层结构，其中外层(11)和内层(10)为橡胶层，中间层(15)为钢丝网层。

10.  如权利要求8所述的水上升降式防撞装置，其特征在于：所述的缓冲管(4)的管壁为五层结构，最外层(11)和最内层(10)为橡胶层，其他层(15)为橡胶层与钢丝网层组成的混合层。

水上升降式防撞装置
技术领域
本发明涉及一种防撞装置，特别是一种水上升降式防撞装置。
背景技术
船舶在水面航行时，容易与水上设施或人工建筑发生碰撞，造成船舶毁损或设施损坏，以拱桥桥梁为例：桥梁的拱圈是拱桥的主要承重构件，承受桥上传来的全部荷载，并通过它把荷载传递给墩台和基础。在长江三峡库区航道，由于三峡大坝在不同时期运行方式不同，造成库区水位发生较大的变化，枯水季节的水位一般控制在175米，洪水季节来临之前又要把的水位控制在145米。当水位达到175米时，由于桥梁拱座、部分拱圈及桥墩淹没在水中，并与水面形成斜交，桥梁下的航道变窄，所以在高水位运行情况下，桥梁部分拱圈和桥墩容易受到航行船舶的撞击，从而造成引发桥梁毁损的恶性事故。为了避免拱圈被船舶撞击，人们通常采用的防撞装置是：在桥梁的拱圈和桥墩附近设置若干混凝土防撞柱，当发生撞击时，航行船舶首先会撞击防撞柱，从而起到了保护拱圈的作用，但是这种做法存在着如下不足：设置防撞柱的施工难、成本高、工期长，在防撞柱损坏后维修困难，而且设置在水中的防撞柱会破坏河床的水流特性，容易造成涡流，妨碍船舶航行；另外，这种防撞柱很容易给撞击到的船舶造成毁损性的破坏，容易引发船毁人亡的事故。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于水上的防撞装置，它既能够防止船舶撞击水上设施或人工建筑，又能够最大限度地防止船舶因撞击而破损，提高船舶航行的安全性。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括导向基桩、浮套和弧形防撞浮带三个部分，两个浮套分别活动地套在各自的导向基桩上，弧形防撞浮带的两端分别与两浮套连接。
本发明可以设置在水中任何需要防撞的区域，在使用时，将导向基桩竖直地设置在防撞区域的基面上，再将连接有弧形防撞浮带的浮套套在导向基桩上，弧形防撞浮带和浮套一起始终浮在水上，弧形防撞浮带的一部分露出水面，一部分位于水面之下，它在浮套的浮力作用和导向基桩的导向作用下，能够随着水位的升降进行升降；弧形防撞浮带采用弧形结构，它不仅能够最大限度地减小对河道水流特性的影响，减少涡流的产生，而且具有一定的弹性形变能力，在受到外力撞击时，能够缓冲船舶的撞击力，而且其形状能够得到及时恢复，减少了弧形防撞浮带的整体变形和失稳，延长了弧形防撞浮带的使用寿命。以保护桥梁拱圈为例：使用时，首先在桥梁两端的拱圈附近各设置两个混凝土导向基桩，然后将连接有弧形防撞浮带的浮套套在各自的导向基桩上即可。弧形防撞浮带与浮套一起浮在水上，将桥梁拱圈围在弧形防撞浮带的中央，形成了拱圈的保护带。弧形防撞浮带具有很好的缓冲作用，当发生船舶意外撞击时，弧形防撞浮带的弧形结构具有一定的弹性形变能力，能够承受一部分撞击力，并且可以将的撞击力传递至导向基桩的固定处，并导向地面，弧形结构能够使船舶得到很大的缓冲，避免了船舶的损伤，同时又会对船舶产生一个切向推动力，迫使船舶的航向发生改变，避免了船舶对拱圈的撞击，这样既保护了拱圈，又保护了船舶的安全。浮套是活动地套在导向基桩上的，它能够带着弧形防撞浮带沿着导向基桩随水位进行自由的升降。当水位达到175米的高水位时，弧形防撞浮带上浮，将拱圈围在中央，在拱圈高处的易撞危险区域形成一个弧形保护带。当水位下调至145米的低水位时，弧形防撞浮带沿着导向基桩下移，在拱圈低处的易撞危险区域形成弧形保护带。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
1.本发明采用内、外两层的防护结构，内层为刚性结构，外层为柔性结构，既有刚性结构防撞强度高，又有柔性结构防护效果好的双重优点，能有效地对桥梁和船舶起到双重保护的作用；
2.本发明的弧形防撞浮带采用弧形结构，最大限度地减小了对河道水流特性的影响，不会产生涡流。弧形防撞浮带里装有水和空气，可通过调节水和空气的比例来控制本发明的吃水深度，增强了本发明的防撞能力。
3.本发明的弧形防撞浮带能够随水位变化进行自动升降，可适用于不同的水位。
4.本发明成本低、施工工期短、维修方便、航道附近无水下建筑物、对船舶的正常航行无妨碍；
5.在本发明的弧形防撞浮带敷上一层带颜色的珠光反射膜，即能够在白天对航行的船舶起到警示的作用，又能在夜晚对夜航的船舶起到指引作用。
6.本发明外形美观，色彩可与环境协调，能够装点美化城市。
7.本发明的弧形带状外形构造灵活，可针对不同防撞对象设计功能和外形与之相适应的水上防撞带。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2中A-A的第一种实施例的剖面图；
图4为图2中A-A的第二种实施例的剖面图；
图5为图2中A-A的第三种实施例的剖面图；
图6为图2中A-A的第四种实施例的剖面图；
图7为图2中A-A的第五种实施例的剖面图；
图8为图2中A-A的第六种实施例的剖面图；
图9为本发明保护桥梁拱圈的使用状态图；
图中：1.导向基桩；2.浮套；3.弧形防撞浮带；4.缓冲管；5.空气；6.水；7.弧形钢管；8.浮力配重填充物；9.弧形钢管；10.内层；11.外层；12.混凝土；13.充气橡胶球；14.实心橡胶球；15.其它层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明所述的用于水上的防撞装置它包括导向基桩1、浮套2和弧形防撞浮带3，两个浮套2分别活动地套在各自的导向基桩1上，弧形防撞浮带3的两端分别与两浮套2连接。
本发明可以设置在水中任何需要防撞的区域，在使用时，将导向基桩1竖直地设置在防撞区域水底的基面上，再将连接有弧形防撞浮带3的浮套2套在导向基桩1上，弧形防撞浮带3和浮套2一起始终浮在水上，弧形防撞浮带3的一部分露出水面，一部分位于水面之下，它在浮套2的浮力作用和导向基桩1的导向作用下，能够随着水位的升降进行升降；弧形防撞浮带3采用弧形结构，它不仅能够最大限度地减小对河床水流特性的影响，减少涡流的产生，而且具有一定的弹性形变能力，在受到外力撞击时，能够缓冲船舶的撞击力，而且其形状能够得到及时恢复，减少了弧形防撞浮带3的整体变形和失稳，延长了弧形防撞浮带3的使用寿命。以保护桥梁拱圈为例：如图7所示，使用时，首先在桥梁两端的拱圈附近各设置两个混凝土12导向基桩1，然后将连接有弧形防撞浮带3的浮套2套在各自的导向基桩1上即可。弧形防撞浮带3与浮套2一起浮在水上，将桥梁拱圈围在弧形防撞浮带3的中央，形成了拱圈的保护带。弧形防撞浮带3具有很好的缓冲作用，当发生船舶意外撞击时，它能够削弱一部分撞击力，并且可以将剩余的撞击力传递至导向基桩1的固定处，并导向地面，同时又会对船舶产生一个切向推动力，迫使船舶的航向发生改变，避免了船舶对拱圈的撞击，这样既保护了拱圈，又保护了船舶的安全。浮套2是活动地套在导向基桩1上的，它能够带着弧形防撞浮带3沿着导向基桩1随水位进行自由的升降。当水位达到175米的高水位时，弧形防撞浮带3上浮，将拱圈围在中央，在拱圈高处的易撞危险区域形成一个弧形保护带。当水位下调至145米的低水位时，弧形防撞浮带3沿着导向基桩1下移，在拱圈低处的易撞危险区域形成弧形保护带。
如图3所示，本发明的弧形防撞浮带的第一种实施例的技术方案是这样的：它包括一个弧形的缓冲管4和一个弧形钢管7，弧形钢管7位于缓冲管4内，弧形钢管7和缓冲管4的两端均分别与两浮套2连接，弧形钢管7装有空气5，弧形钢管7与缓冲管4之间装有浮力配重填充物8。浮力配重填充物8可以根据实际需要进行浮力配重。缓冲管4的材料可以采用橡胶制成，它能够起到很好的缓冲作用，且不易变形，使用寿命较长。所述的浮力配重填充物8可以是水6，也可以是充气橡胶球13，也可以是实心橡胶球14，还可以是使用者所需要的能增强浮力的其他任何物质。缓冲管4的两端可以设置有充水、充气孔，配备专用的充排气、水装置，可以方便地调节缓冲管4中水和空气的比例，进行浮力配重，以达到控制缓冲管4吃水深度的目的，进一步增强本发明的防撞能力。实践中，还可以在缓冲管4的表面涂上防晒或防腐蚀涂层，以延长缓冲管4的使用寿命。本发明采用缓冲管的柔性保护和弧形钢管的刚性保护相结合的保护方式，对保护对象施加保护，起到了双重保护的作用，进一步提高了本发明的防撞能力。
如图4所示，本发明的弧形防撞浮带的第二种实施例的技术方案是这样的：弧形防撞浮带3包括一个弧形的缓冲管4和一个弧形钢管7，弧形钢管7位于缓冲管4内，弧形钢管7和缓冲管4的两端均分别与两浮套2连接，弧形钢管7充满混凝土12，弧形钢管与缓冲管之间装有浮力配重填充物8。本发明的弧形钢管和缓冲带的作用如上所述，本发明在弧形钢管7内部充满混凝土12能够进一步提高本发明的防撞能力，其稳定的弧形结构能够尽量吸收和改变船舶撞击时的巨大能量，与缓冲管一起构成保护对象的双重保护防线，即当缓冲管4被撞坏后，弧形钢管7及其内的混凝土12能够对保护对象继续保护。
如图5所示，本发明的弧形防撞浮带第三种实施例的技术方案如下：弧形防撞浮带3包括一个弧形的缓冲管4和两个直径相异的弧形钢管7和弧形钢管9，直径大的弧形钢管7位于缓冲管4内，直径小的弧形钢管9位于直径大的弧形钢管7内，缓冲管4、弧形钢管7和弧形钢管9的两端均分别与两浮套2连接，弧形钢管9内装有空气5，弧形钢管7与弧形钢管9之间充满混凝土12，弧形钢管7与缓冲管4之间装有浮力配重填充物8。本发明增加了弧形钢管9，并且在弧形钢管9与弧形钢管7之间填充了混凝土12，能够进一步提高本发明的防撞能力。
如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本发明所述的浮力配重填充物8可以是空气5和水6，也可以是充气橡胶球13和水6，也可以是充气橡胶球13或实心橡胶球14中的一种，还可以是充气橡胶球13与实心橡胶球14的组合。
如图4、图5、图7和图8所示，本发明所述的缓冲管4的管壁至少为三层结构，其中最外层11和最内层10为橡胶层，其他层15为钢丝网层或橡胶层与钢丝网层的混合层。橡胶层具有很好的缓冲能力及弹性形变能力，被外力撞击后能够及时得到恢复，钢丝网层具有很好的强度，抗刺穿能力很强，能够增强缓冲管的防撞能力。
本发明的缓冲管4的管壁可以设置为三层，其中外层11和内层10为橡胶层，中间层15为钢丝网层；本发明的缓冲管4的管壁也可以设置为五层，最外层11和最内层10为橡胶层，其他层15为橡胶层与钢丝网层组成的混合层；还可以根据使用者的需要设置为五层以上的管壁。
在本发明所述的弧形防撞浮带上涂上彩色醒目的颜色，能够起到警示船舶的作用。