固定式复合材料桥梁防撞设施,顾名思义,是固定在桥梁的桥墩或承台的防撞部位的桥梁防撞设施。

通过螺栓将复合材料桥梁防撞设施固定在桥墩或承台四周,可以预埋带有套筒的紧固件(适用于新建桥梁),或安装前将螺栓植筋到桥墩或承台上(适用于老桥改造)。

通过螺栓连接方式即便于安装,在更换时只需拧开螺栓便可更换。

复合材料桥梁防撞设施由复合材料壳体、复合材料格构腹板、高性能闭孔吸能材料三部分组成。

复合材料壳体有着很好的耐腐蚀和耐水流冲击作用,并且在复合材料外表层加入紫外线吸收剂和抗老化剂,使其具有更好的耐候性。

复合材料格构腹板有着 好的韧性和刚性,能够使内部填充吸能材料形成一个封闭的舱室,并作为吸能材料的骨架,扩大吸能作用。

高性能闭孔吸能材料,为闭孔结构,在撞击时通过挤压、压溃延长撞击时间,吸收撞击动能,起到耗能作用。

固定式复合材料桥梁防撞设施能紧密贴合在桥墩、承台表面,以柔克刚、刚柔并济吸收动能,保护桥梁、船舶及人员的安全。

防撞设施撞击仿真效果:

本次计算采用 不利撞击工况进行分析,撞击角度0度正面撞击,如下图所示。作为参考,采用同角度撞击刚性墙作为撞击裸墩的工况,如下图所示。

裸墩装机效果如下图所示,船头出现明显变形,通过船头位置结构变形吸收船舶动能,迫使船舶停止运动。

设防撞击效果如下图所示,防撞设施发生部分变形,替船舶分担了动能的耗散。

撞击力对比如下图所示:

曲线A为未设置防撞设施的桥墩所受的船舶撞击力,曲线B为设置了防撞设施后桥墩所受的撞击力。从图中曲线趋势可以看出,设置防撞设施后,能够明显降低船舶撞击力,延长撞击时间,达到保护桥墩的目的。

1、柔性材料、撞击力吸能好

固定式复合材料桥梁防撞设施属于柔性材料制作,内部填充高性能闭孔吸能材料,可大幅消减船撞力,有效的保护人、桥安全,同事,还能够 大限度的降低船舶的损伤。

2、耐腐蚀、耐久性、耐撞性、耐疲劳性能优异

与钢制桥梁防撞设施相比,复合材料桥梁防撞设施耐腐蚀、耐久性好,使用过程不需要维护;

结构性能好,可承受小船多次撞击;

复合材料抗疲劳能力强、弹性好,变形后可以恢复。

3、重量轻,运输、安装、更换方便

复合材料壳体比重为钢制壳体的1/4,且高性能闭孔吸能材料比重更轻。

独立单元重量轻、运输、吊装费用低。

4、受撞击可改变船舶航向

固定式复合材料防撞设施为圆角结构,当船舶与防撞设施碰撞时,防撞装置能够拨开船头,使之不再继续冲击桥墩,从而主动降低船舶撞击桥墩的能量。

5、连接形式好拆装、运输安装方便快捷

固定式复合材料桥梁防撞设施由多个独立的单元组成,可采用卯榫或插销式连接方式,可拆装,运输和安装便捷、高效,各单元损坏后维修更换方便。

6、可塑性强,可根据具体桥墩形式,结合通航情况设计出适用的桥梁防撞装置

7、外观美观、醒目

固定式复合材料桥梁防撞设施外观可制作成任何颜色或图案,设置成醒目颜色或反光形式,提高桥墩安全性。

在固定式复合材料桥梁防撞设施保护系统中,当船舶与防撞设施撞击紧密接触后,防撞设施截面本身也能承受较大的撞击力,设施截面外壳为弹性复合材料,其内部填充的耗能材料抗剪强度高,缓冲能力强。

由于固定式复合材料桥梁防撞系统具有自重轻、缓冲性、弹性模量低等特点,因此可有效保护船舶不至于局部受损。

总结固定式复合材料桥梁防撞设施的受力机理,主要有以下几点:

弹性好,长纤维可有效分散撞击荷载,同时保护桥梁与船舶;

纤维强度高、质量轻;

耐腐蚀、稳定性好、免维护、免油漆涂装;

绿色环保材料;

重量轻、运输、安装、更换方便;

内部紧密填充耗能材料,撞击时耗能材料相互摩擦消耗能量,以降低撞击力;

小撞不坏,中撞好修,大撞好换。