桥梁的主动消撞结构.pdf

本实用新型公开了桥梁的主动消撞结构，包括敷设在至少一个桥墩上并能贮水的供水管系，该供水管系上部位于桥面本体通车高度以上，供水管系向下延伸敷设在桥墩两侧并连通有纵向机控阀门和横向机控阀门，纵向机控阀门连通有纵向供水管，横向机控阀门包含的左横向机控阀门和右横向机控阀门分别控制连通左横向供水管和右横向供水管，在位于水面下部的桥墩侧壁上的纵向供水管、左横向供水管和右横向供水管分别连通有至少一个能喷出有压水流的喷射机构；能有效地保护了桥墩四周；采用反向作用力相对消的喷射方式，进一步提高了桥墩的防撞击能力；全天候储备的水介质，应急性好；配置了岸上供水泵和桥下应急水泵，喷射水量充足。

1、  桥梁的主动消撞结构，包括敷设在至少一个桥墩(2)上并能贮水的供水管系(3)，其特征是：所述的供水管系(3)上部位于桥面本体(1)通车高度以上，供水管系(3)向下延伸敷设在桥墩(2)两侧并连通有纵向机控阀门(43)和横向机控阀门(45)，纵向机控阀门(43)连通有纵向供水管(31)，横向机控阀门(45)包含的左横向机控阀门(451)和右横向机控阀门(452)分别控制连通左横向供水管(321)和右横向供水管(322)，所述的位于水面下部的桥墩(2)侧壁上的纵向供水管(31)、左横向供水管(321)和右横向供水管(322)分别连通有至少一个能喷出有压水流的喷射机构(4)。

2、  根椐权利要求1所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的供水管系(3)上部的贮水管(37)呈S形水平弯曲敷设于桥面本体(1)通车高度以上并延伸至桥两端。

3、  根椐权利要求2所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的喷射机构(4)包括能与承台(21)两侧横向立面相固定安装的安装架(41)，所述的安装架(41)纵向两端分别固定有各一纵向喷射管(42)和左右各一横向喷射管(44)，所述的纵向喷射管(42)和横向喷射管(44)分别连通有喷水嘴(46)。

4、  根椐权利要求3所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的纵向喷射管(42)对应的喷水嘴(46)所构成的喷射夹度α范围为30度至120度；所述的喷水嘴(46)由连接法兰盘周边沿的螺孔定位。

5、  根椐权利要求4所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的桥墩(2)纵向两端各设置有一组保护桩组(5)，所述的保护桩组(5)上放置有一个重锤(51)，位于外端保护桩上放置的所述的重锤(51)对应配置有水流传感器(52)；所述的水流传感器(52)安装在墩架(22)上，并且控制相对应的纵向机控阀门(43)和横向机控阀门(45)启闭。

6、  根椐权利要求5所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的贮水管(37)位于桥两端处均连通有能补给水量的岸上水泵(33)及闸阀(34)；并且在所述的贮水管(37)上还连通有至少一个水流接出口(35)。

7、  根椐权利要求6所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的供水管系(3)还连通有至少一个应急水泵机构(6)，每一所述的应急水泵机构(6)安装在桥墩(2)上，并且该应急水泵机构(6)配置有控制机构和伸入桥下水面下的吸水管(61)。

8、  根椐权利要求7所述的桥梁的主动消撞结构，其特征是：所述的贮水管(37)还连通有拱起的用于增加水压的回路管(36)，所述的回路管(36)顶端设有通气口(36a)，所述的回路管(36)沿该桥塔(23)向上敷设。

桥梁的主动消撞结构
技术领域
本实用新型涉及船舶碰撞桥梁保护的技术领域，尤其涉及一种桥梁的主动消撞结构，通过喷射出大量有压水流，阻止或迟滞船舶与桥梁的碰撞，从而使船舶和桥梁减少损伤或不致损伤。
背景技术
随着经济的迅速发展和水上运输量不断的增长，以及陆地上连接道路的桥梁增多，还有一些超大的跨海和连岛大桥的出现，致使原有的大航道变得狭小，巨型船只通行时就显得比较困难，导致船只因技术故障或者操作失当等原因，失控后发生碰撞桥梁的事故，此类事故在媒体时有报道。
目前在防止桥梁防撞的技术上多采用加强桥墩的牢固性，或者设置一些防撞式障碍物等方式，如专利号为ZL99236972.X的中国发明专利《桥墩防撞保护装置》(公告号为CN2398330Y)就是此类设计；由弹簧金属件和橡胶囊体组成，弹簧金属件由两块金属板、弹簧构成，弹簧的两端分别固定在两块金属板上，弹簧金属件放置在密封、充满液体的橡胶囊体中。当有船因意外事故撞击桥墩时，橡胶囊体及囊体内液体和金属板中间的弹簧均可作缓冲，但此种结构仅保护了桥墩本身外表的碰撞损伤，总的碰撞力还是由桥墩和船舶自身承受。
再如专利号为ZL2006155224.5的中国发明申请专利《桥梁防撞碰垫桩》，该技术以牺牲碰垫桩的代价使桥墩免受损伤，当碰撞力巨大时碰垫桩承受不了而被撞倒，此时桥墩仅承受不到一半之碰撞力其余均由泥层阻尼而消除，并符合当设有与墩台分开的防撞击的防护结构时，桥墩可不计船舶的撞击作用的规范；但对肇事船舶来说，就没有那未幸运可言，除由于碰垫旋转而消除一部份撞击力之外，必须承受全部由碰撞产生的力，在质量强度比的观点来看，万吨巨轮不如鸡蛋壳牢固，如若肇事船舶沉没或造成泄漏，其对环境产生的后果是巨大，可能比桥梁受损的代价更大而难以挽回。这就有了在碰撞时须保护肇事船舶的要求，实质就是碰撞时能实现双方都不损伤。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用安全性高、控制准确，灵敏、使肇事船舶偏离桥墩、占用航道的范围很小、全天候防护及具有较好应急性的桥梁的主动消撞结构。供水管系上输出连通有多个不同用途的水流接出口，实现了桥梁上的日常使用和桥墩防撞的双重功能；采用水流作为消撞用的软介质，实现了对桥墩与肇事船只的双重保护。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：桥梁的主动消撞结构，包括敷设在至少一个桥墩上并能贮水的供水管系，该供水管系上部位于桥面本体通车高度以上，供水管系向下延伸敷设在桥墩两侧并连通有纵向机控阀门和横向机控阀门，纵向机控阀门连通有纵向供水管，横向机控阀门包含的左横向机控阀门和右横向机控阀门分别控制连通左横向供水管和右横向供水管，在位于水面下部的桥墩侧壁上的纵向供水管、左横向供水管和右横向供水管分别连通有至少一个能喷出有压水流的喷射机构。
采取的措施还包括：
上述的供水管系上部的贮水管呈S形水平弯曲敷设于桥面本体通车高度以上并延伸至桥两端。
上述的喷射机构包括能与承台两侧横向立面相固定安装的安装架，该安装架纵向两端分别固定有各一纵向喷射管和左右各一横向喷射管，纵向喷射管和横向喷射管分别连通有喷水嘴。
上述的纵向喷射管对应的喷水嘴所构成的喷射夹度α范围为30度至120度；上述的喷水嘴由连接法兰盘周边沿的螺孔定位。
上述的桥墩纵向两端各设置有一组保护桩组，该保护桩组上放置有一个重锤，位于外端保护桩上放置的上述的重锤对应配置有水流传感器；该水流传感器安装在墩架上，并且控制相对应的纵向机控阀门和横向机控阀门启闭。
上述的贮水管位于桥两端处均连通有能补给水量的岸上水泵及闸阀；并且在上述的贮水管上还连通有至少一个水流接出口。
上述的供水管系还连通有至少一个应急水泵机构，每一应急水泵机构安装在桥墩上，并且该应急水泵机构配置有控制机构和伸入桥下水面下的吸水管。
上述的贮水管还连通有拱起的用于增加水压的回路管，该回路管顶端设有通气口，该回路管沿该桥塔向上敷设。
与现有技术相比，本实用新型的供水管系上部位于桥面本体通车高度以上，供水管系向下延伸敷设在桥墩两侧并连通有纵向机控阀门和横向机控阀门，纵向机控阀门连通有纵向供水管，横向机控阀门包含的左横向机控阀门和右横向机控阀门分别控制连通左横向供水管和右横向供水管，在位于水面下部的桥墩侧壁上的纵向供水管、左横向供水管和右横向供水管分别连通有至少一个能喷出有压水流的喷射机构。本实用新型的优点在于：每一桥墩上配备了纵向喷射管和横向的喷射管，有效地保护了桥墩四周，使用安全性高；通过相连通的高势位供水管系，实现强大的喷水力，采用反向作用力相对消的喷射方式，在保护原有桥墩基础的同时，进一步提高了桥墩的防撞击能力，不论新旧桥梁均可添置；采用重锤拉线控制的水流传感器，被撞倒后重锤跌落有压水喷射出，准确判断船舶将撞桥墩反应准确，能有效保证冲离肇事船只；高势位的贮水管由于全天候储备有水介质，所以此种喷射防撞系统能达到全天候的出动救援，应急性好；贮水管布置在整个桥上，并在该贮水管上输出连通有多个用途的水流接出口，实现了桥梁上的日常使用和桥墩防撞的双重功能；配置了岸上供水泵和桥下应急水泵，喷射水量充足，能保证水的连续性喷射；采用水流作为消撞用的软介质，在保护桥墩的同时，也进一步保护了肇事船只。
附图说明
图1是本实用新型实施例单个桥墩管路布置的正面示意图；
图2是图1的左向示意图；
图3是图1中A-A截面的俯视示意图；
图4是本实用新型实施例中各桥墩上管路布置的原理示意图；
图5是图1中供水管系的S形水平弯曲布置示意图；
图6是图1中供水管系与应急水泵、岸上水泵的配接示意图；
图7是图1中喷水嘴的放大剖面示意图；
图8是本实用新型实施例桥塔上敷设回路管的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1至图8所示的实施例，图标号说明：桥面本体1，桥墩2，承台21，墩架22，桥塔23，供水管系3，纵向供水管31，左横向供水管321，右横向供水管322，岸上水泵33，闸阀34，水流接出口35，回路管36，通气口36a，贮水管37，喷射机构4，安装架41，纵向喷射管42，纵向机控阀门43，横向喷射管44，横向机控阀门45，左横向机控阀门451，右横向机控阀门452，喷水嘴46，保护桩组5，重锤51，水流传感器52，应急水泵机构6，吸水管61。
本实用新型实施例，桥梁的主动消撞结构，包括敷设在至少一个桥墩2上并能贮水的供水管系3，该供水管系3上部位于桥面本体1通车高度以上，供水管系3向下延伸敷设在桥墩2两侧并连通有纵向机控阀门43和横向机控阀门45，纵向机控阀门43连通有纵向供水管31，横向机控阀门45包含的左横向机控阀门451和右横向机控阀门452分别控制连通左横向供水管321和右横向供水管322，在位于水面下部的桥墩2侧壁上的纵向供水管31、左横向供水管321和右横向供水管322分别连通有至少一个能喷出有压水流的喷射机构4。
本实施例是这样实现的：供水管系3上部的贮水管37一般位于桥面本体1的上方，其优点在于一则安装方便，二则能增强内储水介质的势位，一般该设计所形成的势差在十米以上，还有该贮水管37一般的铺设高度H至少为桥面本体1的通车高度；由于该贮水管37的直径比较大，为了补偿该贮水管37的热胀冷缩，故而贮水管37的布置成S形状，并且水平弯曲延伸至桥的两端。同时，在贮水管37位于桥两端处均连通有能补给水量的岸上水泵33及相配套的闸阀34；并且在贮水管37上还连通有至少一个水流接出口35，该水流接出口35实际上是贮水管37任意处的管路出口，可根据实际需要配置，数量不限，该水流接出口35的用途可以作为消防栓出水口，或作为绿化用水口，或作为日常用水口，或作为卫生用水口等，能够实现桥梁上水和日常使用和桥墩防撞的双重功能。
在供水管系3还连通有至少一个应急水泵机构6，每一应急水泵机构6安装在桥墩2上，并且该应急水泵机构6配置有控制机构和伸入桥下水面下的吸水管61，该应急水泵机构6在正常情况下不启用。
贮水管37还连通有拱起的用于增加水压的回路管36，该回路管36顶端设有通气口36a，回路管36一般沿该桥塔23向上敷设，主要用于增强水的势差，一般一座桥梁上所设置的桥塔23不是很多，回路管36应根据需要设置。
喷射机构4包括能与承台21两侧横向立面相固定安装的安装架41，该安装架41纵向两端分别固定有各一纵向喷射管42和左右各一横向喷射管44，纵向喷射管42和横向喷射管44分别连通有喷水嘴46，并且同一承台21上的纵向喷射管42管路互通，纵向可实现同时喷射，利用作用力与反作用力的原理，在一定程度上可以减轻或互消水流的喷射造成的反作用力。同一端的纵向喷射管42对应的喷水嘴46所构成的喷射夹度α范围为30度至120度；一般喷水嘴46由连接法兰盘周边沿的螺孔定位，即用于调节喷水嘴46所构成的喷射夹角，该设计采用水流作为消撞用的软介质，实现了桥墩与肇事船只的双重保护。
在桥墩2纵向两端各设置有一组保护桩组5，保护桩组5的每个保护桩外周均配有防撞弹性垫，在与肇事船只碰撞的一瞬间起到一定缓冲效果；该保护桩组5上放置有一个重锤51，一般的重锤51放置在同组保护桩组5的最外端的一个保护桩上，并且该重锤51均对应配置有水流传感器52；水流传感器52安装在墩架22上，并且控制相对应的纵向机控阀门43和横向机控阀门45启闭。纵向机控阀门43和横向机控阀门45的控制方式可以采用液压驱动，也可是采用电动原理，或者是直接手动控制，其具体的操作方法按具体的设计要求制定。
本实用新型的具体操作方法如下：
当有船只撞向桥墩2时，首先与保护桩组5相接触，保护桩组5上的碰垫产生旋转使船只改变航向，进而减轻了撞击力；如果碰撞力很大时，超过了保护桩组5所能承受的力量，必然致使保护桩组5倒向桥墩2，并像梯子一样斜靠在桥墩2纵向方向，这时在保护桩组5顶部的重锤51必然翻落，进而所拉住的绳索拖动墩架22上的水流传感器52手柄，并实现接通水流传感器52相对应的中间控制器，达到纵向机控阀门43和横向机控阀门45的迅速打开，大量有压水流从纵向喷射管42或横向喷射管44喷射出，实现遏制船只的冲撞并使船只偏出桥墩2。整个过程不会持续很久.平时还可提供车辆火灾消防栓，以及桥面本体1保养的用水，具有很高的经济性。
本实用新型的优点在于：每一桥墩上配备了纵向喷射管和横向的喷射管，有效地保护了桥墩四周，使用安全性高；通过相连通的高势位供水管系，实现强大的喷水力，采用反向作用力相对消的喷射方式，在保护原有桥墩基础的同时，进一步提高了桥墩的防撞击能力，不论新旧桥梁均可添置；采用重锤拉线控制的水流传感器，被撞倒后重锤跌落有压水喷射出，准确判断船舶将撞桥墩反应准确，能有效保证冲离肇事船只；高势位的贮水管由于全天候储备有水介质，所以此种喷射防撞系统能达到全天候的出动救援，应急性好；贮水管布置在整个桥上，并在该贮水管上输出连通有多个用途的水流接出口，实现了桥梁上的日常使用和桥墩防撞的双重功能；配置了岸上供水泵和桥下应急水泵，喷射水量充足，能保证水的连续性喷射；采用水流作为消撞用的软介质，在保护桥墩的同时，也进一步保护了肇事船只。
本实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。