技术领域
[0001] 本
发明涉及水上船撞的防护技术，主要用于海域、江河湖泊上的
桥梁、码头、船只、航道、平台等水上设施的水上船撞的防护装置，避免因
船舶撞击而受损。
背景技术
[0002] 目前，在许多桥梁中，在航道桥墩的上游和下游设置独立式防撞墩系统，防撞墩可以分为柔性和刚性两种。柔性防撞墩一般采用
钢管桩或钢管
混凝土桩，这种防撞设施会发生较大的
变形，对船只破坏较小。刚性防撞墩一般采用预应
力混凝土桩或钻孔
灌注桩，主要靠船首变形吸收撞击
能量。船撞桥梁的独立式防撞墩防碰撞系统为：动量转换形式。
[0003] 优点：能抵挡较大的撞击能量；可以与主墩承台选用一样的桩基形式，减少了施工难度；耐久性好，基本不需要进行维护
[0004] 缺点：对船舶的损伤程度大。
[0005] 构建成本昂贵，要完全抵挡船舶的撞击，则规模巨大，与主墩承台相当或更大。
[0006] 仅在中等水深条件下适用。
[0007] 河床冲刷对其防撞性能影响较大。因而，现有的独立式防撞墩及系统有待于进一步改进。
[0008] 目前，在许多大桥中，航道桥墩外围设置有防撞箱或双壁防撞钢套箱，来达到保护桥墩的目的。由碰撞的卡诺定理可知：防撞箱或双壁防撞钢套箱与船舶碰撞，防撞箱或双壁防撞钢套箱的
质量起码是船舶质量的三分之一以上，二者碰撞消耗了部分船舶的
动能，使船舶减速，延缓撞击，削弱船舶对桥墩的撞击力，当船舶质量很大，船速又大，它的动量巨大，一旦正撞击防撞钢套箱，超过防撞钢套箱材料的强度极限时，防撞钢套箱崩裂，肇事船舶在冲垮防撞钢套箱的同时自身受损，并继续冲撞桥墩，其后果是灾难性的；防撞箱或双壁防撞钢套箱虽然经
阴极防护，一旦擦破后防撞箱或双壁防撞钢套箱极易
腐蚀，使用寿命较短；防撞箱由钢板
焊接而成，是个庞然大物，重达数千吨，数万吨不易安装，不易布置，占据航道
位置等缺点。因而，现有的对桥墩的防撞箱或双壁防撞钢套箱防护装置适用于万吨级船只的航道的船撞防护装置，或作为几万吨级以上船舶的航道的船撞辅助防护装置。
[0009] 目前，在一些跨海大桥中，应用航道桥墩外围设置有柔性耗能防撞装置，是利用钢围和
钢丝绳-
橡胶复合防撞圈共同组成的柔性耗能系统，消耗船舶动能，使船舶减速，延缓撞击，削弱船舶对桥墩的撞击力，来达到保护桥墩的目的。1.由于耐腐蚀橡胶的扯断强度小σb＝1MPa，橡胶
缓冲容量有限，钢丝绳-橡胶复合防撞圈的扯断强度小σb＝3MPa，缓冲行程小，位移量仅几十厘米，且防撞装置不能过多地占据航道位置，因此柔性耗能防撞装置只能适用小于一万吨船舶的防撞设施；2.耐腐蚀橡胶的寿命6-8年；3.柔性耗能防撞装置造价高，一般造价是桥梁建造总价的5％，维护保养繁多。
[0010] 目前，船只自身防撞常采用在
船壳的船侧板外设置橡胶轮胎及附着式防撞装置，由于常规防撞装置仅应用防撞装置材料的变形能吸收船撞的冲击能，又因常规防撞装置附着在船侧板外，当两船相撞，船侧板与常规防撞装置的
摩擦力很大，虽然摩擦力作功消耗冲撞能，诚然发生巨大撞击能迟留在船只的撞击部位，船只的撞击部位易受破坏，或作用力过大而使船裂、船毁、船沉。例如2012.10.1香港南丫岛榕树湾海面发生撞船意外，一艘接载员工及家属出海观赏烟花的船与一艘港九轮相撞，港灯船只迅速下沉，事故共造成39人死亡，87人受伤，如果载人的客船拥有有效的船撞防护装置，就能规避这场灾难。
[0011] 目前，船只行驶在弓形桥架的桥洞时，意外发生偏转，船头或船尾很容易碰撞到弓形桥架两侧净高较低的部位，肇事损伤桥梁的桥架，严重时使桥架横梁断裂，拱肋弯曲，拱脚崩裂，例如宁波市灵桥每年平均二次船撞，已到危在旦夕。
[0012] 目前，江河因泥沙沉积江河航道变窄，变浅，以挖泥船挖泥沙疏通航道，整条江河普挖工程量很大，应该着重在航道标准宽度内进行有效地疏通挖泥沙，需要航道防护设施。
[0013] 目前，船舶行驶在航道上，意外发生偏转，驶离航道进入非航道，误入歧途，发生撞击水上设施，发生撞击海上油井平台，发生船舶触礁，发生船撞船事故等。
发明内容
[0014] 本发明所要解决的技术问题是针对
现有技术的现状而提供一种涉及水上船撞的防护技术，主要用于海域、江河湖泊的桥梁、码头、船只、航道、平台等水上设施的水上船撞的防护装置，避免因船舶的撞击而受损。上述平台可以是水上固定平台，也可以是移动平台。
[0015] 桥梁、码头、船只、航道、平台等水上设施的水上船撞的防护装置，它能有效吸收船只等水上移动物体的动能，具有较大的防撞能力，并在船撞的同时纠正航向，带走部分动能，对防撞装置内侧的桥梁、码头、船只、航道、平台等水上设施起到有效的安全保护作用，并要求桥梁、码头、船只、航道、平台及水上设施的水上船撞的防护装置坚固耐用，容易安装施工，容易维护保养及修理。
[0016] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水上船撞的防护装置，用于桥梁的桥墩的防撞防护，其特征在于：在桥梁的桥墩承台的边缘设置防撞构架，在防撞构架的外边缘布设着滚轮装置，
[0017] 其中，设置在桥墩承台两头边缘的防撞构架呈现
流线形状的头部，[0018] 其中，在桥墩承台边缘设置的防撞构架是指：在建造桥墩承台时，在桥墩承台的边缘预制了防撞构架，或在建造桥墩承台后，在桥墩承台的边缘安装着由工厂制造的防撞构架，
[0019] 所述滚轮装置包括安装在防撞构架上的轮轴、装在轮轴上的滚轮，以及将滚轮装置排列地布设在防撞构架上。
[0020] 所述滚轮设计成
外圈是橡胶圈的滚轮，由安装在防撞构架上的轮轴、装在轮轴上的橡胶圈的滚轮组成了橡胶滚轮装置。滚轮的外圈包裹着橡胶圈或夹持着橡胶圈，以提高滚轮装置的抗冲击能力。当船只撞击具有橡胶圈的滚轮，橡胶圈弹性变形吸收部分冲击能，滚轮转动消耗船只的部分动能，船只的侧面在滚轮装置上滚动，船只纠正航向，船只带走部分动能，沿着滚轮装置移动航行。
[0021] 所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，组成了具有机械传动的联动的滚轮装置。该机械传动是指：链传动、
齿轮传动、带传动、摩擦传动等适用于水上的、高强度的、耐用的传动部件。当肇事船只撞击滚轮装置，滚轮转动，多个滚轮装置联动，消耗了船只动能，船只的侧面在滚轮装置上滚动，船只纠正航向，船只带走部分动能，沿着滚轮装置移动航行。
[0022] 上述水上船撞的防护装置可用于桥梁的航道桥墩的防撞防护同样可用于非航道桥墩防撞防护，当船只在非状态下，例如走锚等，肇事船只行走在非航道上，船撞非航道桥墩，采用上述水上船撞的防护装置来保护非航道桥墩。
[0023] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于桥梁的航道桥墩的防撞防护，其特征在于：在桥梁的航道桥墩承台周围设置防撞钢套箱或
桁架结构的防撞构架或钢围，在防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的外边缘布设着滚轮装置，其中防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的两头呈现流线形状的头部。
[0024] 防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围设置在航道桥墩承台周边，并浮动在航道桥墩承台周围，随潮水升降。在防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围与桥墩承台之间设有缓冲装置，以提高水上船撞的防护装置的防撞能力。
[0025] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。
[0026] 上述水上船撞的防护装置用于桥梁的航道桥墩的防撞防护，在非航道桥墩间距允许情况下，也可应用于非航道桥墩的防撞防护。
[0027] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于桥梁的航道桥墩的上游和下游设置的防撞墩的防撞防护，其特征在于：在桥梁航道桥墩的防撞墩承台的边缘设置防撞构架，在防撞构架外边缘布设着滚轮装置，其中，设置在防撞墩承台的外向一头的防撞构架呈现流线形状的头部，其中，在桥梁桥墩的防撞墩承台的边缘设置的防撞构架是指：在建造防撞墩承台时，在防撞墩承台的边缘预制了防撞构架，或在建造防撞墩承台后，在防撞墩承台的边缘安装着由工厂制造的防撞构架。所述防撞墩承台的外向一头是指远离桥墩的一头，反指，靠近桥墩的一头是防撞墩承台的内向一头。
[0028] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。
[0029] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于桥梁的航道桥墩的上游和下游设置的防撞墩的防撞防护，其特征在于：在桥梁桥墩的防撞墩承台周围设置防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围，在防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的外边缘布设着滚论装置，其中防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的外向一头呈现流线形状的头部。所述防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的外向一头是指远离桥墩的一头，反指，靠近桥墩的一头是防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围的内向一头。
[0030] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。在防撞钢套箱或桁架结构的防撞构架或钢围与防撞墩承台之间设有缓冲装置，以提高水上船撞防护装置的防撞能力。
[0031] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于船只的防撞防护，例如在港湾的渡船乘载着客人，需要防备在港湾行驶的船只的冲撞，其特征在于：在船只的船壳的船侧板的外缘设置防撞构架，在防撞构架的外边缘布设着滚轮装置，
[0032] 其中，设置在船壳的头部的外缘的防撞构架呈现流线形状的头部，[0033] 其中，在船侧板的外缘设置防撞构架是指：在建造船只的船壳时，在船侧板的外缘预制了防撞构架，或在建造船只的船壳后，在船侧板的外缘安装着由工厂制造的防撞构架，[0034] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。
[0035] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于江河桥梁的弓形桥架的防撞防护，其特征在于：在桥梁的桥洞的航道两侧设置防撞构架，在防撞构架的航道一侧布设着滚论装置，其中防撞构架的两头呈现向外扩张的流线形状的头部，该防撞构架的两头已伸出在桥梁的桥洞外。
[0036] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。
[0037] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于海上平台、水下中礁石、航道浅滩的船撞防护，其特征在于：在海上平台、水下礁石、航道浅滩的边缘设置防撞构架，在防撞构架的航道一侧布设着滚轮装置。
[0038] 所述滚轮装置的滚轮设计成外圈是橡胶圈的滚轮，以提高滚轮装置的抗冲击能力。所述滚轮装置拥有机械传动，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，使滚轮装置有效地消耗肇事船只的动能。
[0039] 出于一个总的构思，一种水上船撞的防护装置，用于码头航道侧的防撞防护，其特征在于：在码头的航道侧设置防撞构架，在防撞构架的航道一侧布设着拥有机械传动的滚轮装置。
[0040] 上述水上船撞的防护装置还可以用于其它水上固定设施和水上移动设施。
[0041] 与现有技术相比，本发明的优点在于：当船只撞击水上船撞的防护装置，受撞的滚轮装置转动，吸收船只部分动能，船头的斜侧面或船的侧面切于滚轮装置的轮面，切向反作用力推动船舶向外移动，纠正船舶航向，使船舶侧面沿着滚轮装置滚动行驶，船舶带走大部分动能，从而达到既保护被撞物体，又保护了肇事船舶，由于船舶与滚轮装置撞击滚动，极大地避免了应用常规的《防撞钢套箱》技术和最新的《船撞桥柔性防护装置》技术的钢套箱和外钢围与船只碰撞时的
接触摩擦而引起的巨大碰撞冲击力和船体巨大
波动引起的搏击力，并妥善地保护了水上船撞的防护装置，应用外圈为橡胶圈的滚轮装置，以提高滚轮装置的抗冲击能力，应用拥有机械传动的滚轮装置，机械传动将众多滚轮装置联起来，传递运动和动力，有效地消耗肇事船只的动能。
附图说明
[0042] 图1为本发明应用在航道桥墩承台的水上船撞的防护装置的
实施例1的结构示意图；
[0043] 图2为本发明应用在航道桥墩承台的水上船撞的防护装置的实施例2的结构示意图；
[0044] 图3为本发明应用在航道桥墩承台的水上船撞的防护装置的实施例3的结构示意图；
[0045] 图4为本发明应用在航道桥墩承台的水上船撞的防护装置的实施例4的结构示意图；
[0046] 图5为本发明应用在桥梁防撞墩承台的水上船撞的防护装置的实施例1的结构示意图；
[0047] 图6为本发明应用在桥梁防撞墩承台的水上船撞的防护装置的实施例2的结构示意图；
[0048] 图7为本发明应用在桥梁防撞墩承台的水上船撞的防护装置的实施例3的结构示意图；
[0049] 图8为本发明应用在船只的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图；
[0050] 图9为本发明应用在弓形桥架桥洞航道的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图；
[0051] 图10为本发明应用在江河航道的船只因偏离航道而搁浅的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图；
[0052] 图11为本发明应用在海上平台的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图；
[0053] 图12为本发明应用在海域的航行的船只防水下礁石的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图；
[0054] 图13为本发明应用在码头的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0055] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0056] 如图1所示，本实施例是应用于桥梁的航道桥墩承台1的水上船撞的防护装置，在桥墩承台1的边缘设置防撞构架2，该防撞构架2是在制造桥墩承台1时预制的，在防撞构架2的外边缘布设着滚轮装置3，其中设置在桥墩承台1两头边缘的防撞构架2呈现流线形状的头部21，其中滚轮装置3包括安装在防撞构架2上的轮轴31、装在轮轴31上的滚轮32，以及将滚轮装置3排列地布设在防撞构架2上。
[0057] 在上述滚轮32的外圈固定着橡胶圈33，以提高滚轮32的缓冲性能。
[0058] 如图2所示，本实施例是应用于桥梁的航道桥墩承台1的水上船撞的防护装置，在桥墩承台1的边缘设置防撞构架2，该防撞构架2是在工厂里制造，并安装在桥墩承台1的外边缘，在防撞构架2的外边缘布设着滚轮装置3，其中安装在桥墩承台1两头边缘的防撞构架2呈现流线形状的头部21。
[0059] 如图3所示，本实施例是应用于桥梁的航道桥墩承台1的水上船撞的防护装置，在桥墩承台1的边缘设置防撞构架2，在防撞构架2的外边缘布设着滚轮装置3，其中安装在桥墩承台1两头边缘的防撞构架2呈现流线形状的头部21，所述滚轮装置3由链传动4将多个滚轮装置3联系起来，实现联动，链传动包括安装在轮轴31上的
链轮41和传动链条42，当肇事船只撞击一滚轮32，滚轮32转动，轮轴31转动，装在轮轴31上的链轮41转动，链条42传动，传动相邻的滚轮装置3，依次链传动，众多滚轮装置3联动起来，传递运动和动力，消耗了船只动能，船只的侧面在滚轮装置上滚动，船只纠正航向，船只带走大部分动能，沿着滚轮装置移动航行，由于布局在桥墩承台1的头部的滚轮装置呈现流线形状，使防撞装置具有高的导航率。
[0060] 如图4所示，本实施例是应用于桥梁的航道桥墩承台1的船撞的水上防护装置，在桥墩承台1的周围设置防撞钢套箱5或桁架结构的防撞构架5，在防撞钢套箱5或防撞构架5的外边缘布设着滚轮装置3，其中防撞钢套箱5或桁架结构的防撞构架5的两头呈现流线形状的头部51，由于布局在防撞钢套箱5或桁架结构的防撞构架5的头部51的滚轮装置3呈现流线形状，使防撞装置具有高的导航率，在滚轮装置3之间加设链传动4，将多个滚轮装置3联动起来，使防撞防护能力大幅提高，在防撞钢套箱5或桁架结构的防撞构架5内侧与桥墩承台1间布设着
缓冲器52，以提高本防撞装置的抗击能力。
[0061] 如图5所示，本实施例是应用于桥梁防撞墩承台7的水上船撞的防护装置，在防撞墩承台7的边缘设置防撞构架6，该防撞构架6是在制造防撞墩承台7时预制的，在防撞构架6的外边缘布设着滚轮装置3，其中防撞墩承台7的外向一头呈现流线形状的头部61，所述防撞墩承台7的外向一头61是指远离桥墩的一头，反指，靠近桥墩的一头是防撞墩承台7的内向一头。
[0062] 如图6所示，本实施例是应用于桥梁防撞墩承台7的水上船撞的防护装置，在防撞墩承台7的边缘设置防撞构架6，该防撞构架6是在工厂里制造，并安装在防撞墩承台7的外边缘，在防撞构架7的外边缘布设着滚轮装置3，其中防撞墩承台7的外向一头呈现流线形状的头部61，。
[0063] 如图7所示，本实施例是应用于桥梁防撞墩承台7的水上船撞的防护装置，在桥墩的防撞墩承台7周围设置防撞钢套箱6或桁架结构的防撞构架6，在防撞钢套箱6或桁架结构的防撞构架6的外边缘布设着滚轮装置3，其中防撞钢套箱6或桁架结构的防撞构架6的外向一头61呈现流线形状的头部，使防撞装置具有高的导航率，在滚轮装置3之间加设链传动4，将多个滚轮装置3联动起来，使防撞防护能力大幅提高，在防撞钢套箱6或桁架结构的防撞构架6内侧与防撞墩承台7间布设着缓冲器62，以提高本防撞装置的抗击能力。
[0064] 如图8所示，本实施例是应用于行驶中的船只与船只碰撞、行驶中的船只与渡船碰撞、舰艇于舰艇冲撞、船只与水上设施的碰撞的水上船撞的防护装置的实施例的结构示意图，在船只的船壳的船侧板外缘设置防撞构架8，在防撞构架8的外边缘布设着滚轮装置3，其中，设置在船壳的头部的外缘的防撞构架8呈现流线形状的头部81，其中，在船侧板的外缘设置防撞构架8是指：在建造船只的船壳时预制了防撞构架8，或在建造船只的船壳后，在船侧板的外缘安装着由工厂制造的防撞构架8。
[0065] 如图9所示，本实施例是应用于弓形桥架的桥洞航道的水上船撞的防护装置，由于桥梁桥架是弓形的，桥架在中间的净高最高，所以在桥洞航道两侧设置防撞构架9，两防撞构架9的宽度达到航道标定的宽度，在防撞构架9的航道一侧布设着滚论装置3，其中防撞构架9的两头呈现向外扩张的流线形状的头部91，所述防撞构架9的两头91已伸出在桥梁的侨洞外，当肇事船只驶入桥洞航道，发生偏移时，船只触碰滚论装置3，移着滚论装置3行驶，纠正了航向，安全地行驶在桥洞的中间航道。
[0066] 如图10所示，本实施例是应用于江河航道的水上船撞的防护装置，由于江河航道有等级，航道水深及宽度必须达标，通常用挖泥船疏通航道，为了标识航道，船只在规定的航道内航行，挖泥船在规定的航道内有效地疏通航道，特设航道的船撞的水上防护装置，在航道侧设置防撞构架9，在防撞构架9的航道一侧布设着滚轮装置3，当肇事船只行驶发生偏移时，船只触碰滚论装置3，移着滚论装置3滚动行驶，纠正了航向，使船只避免偏离航道而搁浅，安全地行驶在航道上。
[0067] 如图11所示，本实施例是应用于海上平台的水上船撞的防护装置，在水上平台的周围设置水上船撞的防护装置，在水上平台的外围设置防撞构架9，在防撞构架9的外边缘布设着滚轮装置3，当肇事船只撞上滚轮装置3，移着滚论装置3滚动行驶，纠正了航向，驶离水上平台。
[0068] 如图12所示，本实施例是应用于航行在海上的船只触碰浅海中的暗礁的水上船撞防护装置，在海域的暗礁外侧设置航道防撞构架9，在防撞构架9的航道一侧布设着滚轮装置3，当肇事船只行驶发生偏移时，船只触碰滚论装置3，移着滚论装置3滚动行驶，纠正了航向，安全地行驶在航道上。
[0069] 如图13所示，本实施例是应用于码头的船撞的水上防护装置，在码头的航道侧设置防撞构架9，在防撞构架9的航道一侧布设着滚轮装置3，在轮轴31上设置链轮41，每两个链轮41由链条42联系，组成链传动4，当船只停靠码头碰撞滚轮装置3，滚轮3转动，轮轴31转动，链轮41转动，链条42传动，使众多滚轮装置3联动，消耗船只动能和搏动能，船只减速和减少摆动，直至停靠码头，保护了码头，也保护了船只，滚轮装置3以码头的横向和垂直竖向布置。
