本發(fā)明屬于橋梁工程建設(shè)中的安全防護裝置設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置，其能夠有效地降低車輛碰撞橋墩的沖擊力，減少碰撞造成的損失，降低更換成本。

背景技術(shù)：

隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，跨線橋等許多大橋越來越多，在緩解交通壓力的同時也帶來了諸多的交通事故隱患，比如高速行駛的汽車與橋墩相撞的慘案并不少見。因此，對橋墩防止車撞裝置的研究十分有意義和必要性。

目前，國內(nèi)主流的防撞裝置大都是彈性變形防撞設(shè)施以及壓壞變形防撞設(shè)施。其基本原理都是通過利用防撞裝置與車輛接觸產(chǎn)生的彈性材料形變以及鋼板等骨材的破壞等來吸收能量，從而起到緩沖的作用來保護橋梁。常用的是柔性附著消能裝置，該消能設(shè)施利用鋼材塑性變形破損以及填充的橡膠等材料吸能，當(dāng)汽車撞擊防撞裝置時，防撞結(jié)構(gòu)鋼板發(fā)生大變形，吸收部分碰撞能量，并且延長了接觸時間，使撞擊力峰值得以降低，同時由于結(jié)構(gòu)變形和相互作用，以及防撞裝置并未固定可以自由轉(zhuǎn)動，從而撥動車頭方向，減少了車輛與結(jié)構(gòu)間的能量交換。但是現(xiàn)有的防撞裝置設(shè)計安裝時需要根據(jù)橋墩自身的位置，外形形狀，車流量以及周圍環(huán)境條件等多重因素來進行。因此現(xiàn)階段的橋梁防撞裝置必須按照對應(yīng)橋梁的具體條件定制，而且裝置大都是直接焊接在基座之上，從而帶來的一系列如造價高，保養(yǎng)費高，維修費用高的缺點，而且由于設(shè)計生產(chǎn)往往會耗費較多時間，更是無形之中增加了很多時間成本。普遍的橋梁防撞裝置的造價都在幾百萬甚至千萬的級別，然而往往如此高成本的裝置在經(jīng)受一次撞擊之后就會收到不可恢復(fù)的破壞，如此一來，造成了極大的經(jīng)濟價值的損失。故找到一種新的結(jié)構(gòu)形式的防撞裝置是十分有必要的。

由于存在上述缺陷和不足，本領(lǐng)域亟需做出進一步的完善和改進，設(shè)計一種車輛防撞裝置，使其能夠經(jīng)受多次碰撞，且能夠有效地降低車輛碰撞橋墩的沖擊力，減少碰撞造成的損失，同時降低更換成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置，其若干個相同的柔性防撞單元和固定所述柔性防撞單元的鋼索，通過多個相同的柔性防撞單元吸收能量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于防撞裝置需要根據(jù)橋梁的具體情況高度定制化生產(chǎn)，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題。本發(fā)明的形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置不僅能夠自己主動適應(yīng)各類不同形狀的橋梁，而且還能夠根據(jù)不同的防撞要求實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，從而具有施工周期短，建造以及維護成本低等一系列優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置，其特征在于，該裝置包括若干個相同的柔性防撞單元和固定所述柔性防撞單元的鋼索，

每個所述柔性防撞單元中間均設(shè)置有上下貫穿的剛性軸，所述剛性軸上端和下端分別設(shè)有開孔，在所述柔性防撞單元頂部和底部均設(shè)置有鋼索，所述鋼索與從剛性軸上端和下端的開孔中穿過，將若干個柔性防撞單元通過鋼索依次串起包覆在橋墩外圍，構(gòu)成防車撞裝置的主體，每個所述柔性防撞單元之間相互獨立。

進一步優(yōu)選地，所述柔性防撞單元由剛性的圓筒內(nèi)部填充消能材料而制成。較多的比較試驗表明，柔性防撞單元采用圓形筒狀結(jié)構(gòu)，其外部圓滑，在碰撞時能夠減少對車輛的損壞，而在中間填充的消能材料，能夠在碰撞時能夠吸收較多的能量，減少損害。

優(yōu)選地，所述柔性防撞單元的圓筒采用鋼板制成，內(nèi)部填充的消能材料為聚氨酯材料、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫鋁、聚苯泡沫、聚酰亞胺泡沫中的一種或者幾種。較多的比較試驗表明，聚氨酯等輕質(zhì)消能材料，由于材料本身的優(yōu)異特性，減輕了整個結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，加大了整個結(jié)構(gòu)的面內(nèi)彎矩，在保證了整個結(jié)構(gòu)的強度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，在發(fā)生碰撞時，增加了材料對于緩沖吸能的參與度，將剛性碰撞轉(zhuǎn)換成了彈塑性碰撞，大大提高了整個結(jié)構(gòu)對于橋梁以及車輛的雙向保護能力。

優(yōu)選地，所述柔性防撞單元的剛性軸開孔兩側(cè)的鋼索上設(shè)置有卡扣，通過卡扣將所述柔性防撞單元固定在鋼索上。采用卡扣固定防撞單元，可以主動調(diào)節(jié)各個單元間的距離，主動適應(yīng)各種形狀的橋墩。此外，因其每個單元獨立的特性，也大大降低了今后的維護和維修成本。

優(yōu)選地，所述卡扣為環(huán)形卡扣，且鋼索上也設(shè)有供卡扣固定的孔。較多的比較試驗表明，采用環(huán)形的卡扣來將防撞單元固定在鋼索上，能夠有效地防止柔性防撞單元在鋼索上移動，且能夠避免卡扣本身對鋼索造成磨損，從而延長其使用壽命。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果。

(1)本裝置具有多個相同的防撞單元串成，且防撞單元均為獨立的標(biāo)準(zhǔn)件，因此可以主動適應(yīng)不同形狀的橋梁設(shè)計，省去主動設(shè)計的過程，避免了傳統(tǒng)防撞裝置針對每個橋墩需要重新制作模具的問題，成本低，安裝時間短，安裝過程簡易，防腐蝕效果好，維護成本低。

(2)每個防撞單元均是獨立的，即使在發(fā)生碰撞之后，只需要換掉已被破壞的單元即可重應(yīng)用，而不用像整體浮式套箱在碰撞后整體更換，大大的節(jié)約了經(jīng)濟成本。且裝置本身結(jié)構(gòu)合理簡單，免維護，形狀靈活多變，由于防撞單元的獨立性，擁有類似于船舶多艙的穩(wěn)定性以及抗沉性，破壞后的維護方便易行。而且還能夠根據(jù)不同的防撞要求實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，從而具有施工周期短，建造以及維護成本低等一系列優(yōu)點。

(3)本發(fā)明的裝置的柔性防撞單元采用圓形筒狀結(jié)構(gòu)，其外部圓滑，在碰撞時能夠減少對車輛的損壞，而在中間填充的消能材料，能夠在碰撞時能夠吸收較多的能量，減少損害。

(4)本發(fā)明的裝置在結(jié)構(gòu)中運用了大量的聚氨酯等輕質(zhì)消能材料，由于材料本身的優(yōu)異特性，減輕了整個結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，加大了整個結(jié)構(gòu)的面內(nèi)彎矩，在保證了整個結(jié)構(gòu)的強度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，在發(fā)生碰撞時，增加了材料對于緩沖吸能的參與度，將剛性碰撞轉(zhuǎn)換成了彈塑性碰撞，大大提高了整個結(jié)構(gòu)對于橋梁以及車輛的雙向保護能力。

(5)本發(fā)明的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、容易制備、成本低廉等優(yōu)點，能夠適應(yīng)不同形狀的橋墩，且替換時僅需替換損壞的單元，大大降低了成本，適合大規(guī)模推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1的A-A界面剖視圖；

圖3(a)和(b)是本發(fā)明的防車撞裝置的在各種形狀的橋墩上的安裝圖；

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-鋼板，2-柔性防撞單元，3-剛性軸，4-鋼索，5-環(huán)形卡扣，6-橋墩。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本發(fā)明的形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，該裝置包括若干個相同的柔性防撞單元2和固定所述柔性防撞單元2的鋼索4，

每個所述柔性防撞單元2中間均設(shè)置有上下貫穿的剛性軸3，所述剛性軸3上端和下端分別設(shè)有開孔，在所述柔性防撞單元2頂部和底部均設(shè)置有鋼索4，所述鋼索4與從剛性軸3上端和下端的開孔中穿過，將若干個柔性防撞單元2通過鋼索4依次串起包覆在橋墩6外圍，構(gòu)成防車撞裝置的主體，每個所述柔性防撞單元2之間相互獨立。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述柔性防撞單元2由剛性的圓筒1內(nèi)部填充消能材料而制成。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，如圖2所示，所述柔性防撞單元2的圓筒1采用鋼板制成，內(nèi)部填充的消能材料為聚氨酯材料、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫鋁、聚苯泡沫、聚酰亞胺泡沫中的一種或者幾種。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述柔性防撞單元2的剛性軸3開孔兩側(cè)的鋼索4上設(shè)置有卡扣5，通過卡扣5將所述柔性防撞單元2固定在鋼索4上。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述卡扣5為環(huán)形卡扣5，且鋼索4上也設(shè)有供卡扣5固定的孔。

為更好地解釋本發(fā)明，以下給出一個具體實施例：

參照附圖1(結(jié)構(gòu)圖)，一種形狀自適應(yīng)橋墩防車撞裝置，其包括環(huán)繞在橋墩6周圍的多個聚氨酯填充的套筒狀柔性防撞單元2，每個柔性防撞單元套在一根高強度剛性軸3之上，剛性軸3端部開孔由鋼索4穿過，柔性防撞單元2通過剛性軸3固定在鋼索4上，在剛性軸3的兩端安裝有環(huán)形卡扣5固定位置。柔性防撞單元2外表面的圓筒1由高強度鋼板制造，內(nèi)部填充聚氨酯材料構(gòu)成。

具體地，由于柔性防撞單元2所采用的材料的優(yōu)異特性，保證了整個裝置重量較傳統(tǒng)裝置重量大大降低而且吸能效果優(yōu)異。每個防撞單元相互獨立，通過環(huán)形卡扣固定在鋼索上，可以主動調(diào)節(jié)各個單元間的距離，可以完美的主動適應(yīng)各種形狀的橋墩。此外，因其每個單元獨立的特性，也大大降低了今后的維護和維修成本。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。