一种水利用桥梁墩柱防护系统 |
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| 申请号 | CN202410328492.0 | 申请日 | 2024-03-21 | 公开(公告)号 | CN117988292A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 沧州水务发展集团有限责任公司; | 发明人 | 张文凯; 陈雷; 曹雷; 郝金秀; 张洋; 杨雁腾; 李洋; 李凤岗; 王立梅; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及 桥梁 建筑的领域，尤其是涉及一种 水 利用桥梁墩柱防护系统，包括减震套、防撞套和防撞护板；减震套和防撞套均同轴套设于桥梁墩柱，防撞套位于减震套上方，防撞套内设置有气垫，防撞护板围绕减震套周向间隔布设有多个，防撞护板与减震套之间设置有用于降低防撞护板处冲击 力 度的减震杆组，减震套内同轴转动设置有防撞环，所述减震杆组与防撞环连接，防撞护板与减震杆组于水平面沿顺 时针 方向转动铰接，减震杆组上设置有用于限定防撞护板与减震杆组之间夹 角 小于或等于180度的限位组件。本申请当有漂浮物和防撞护板 接触 时，随着水流的流 动能 够改变防撞护板的布设方向以推动漂浮物远离桥梁墩柱，从而减少漂浮物撞击墩柱的次数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水利用桥梁墩柱防护系统，其特征在于：包括减震套(1)、防撞套(2)和防撞护板(3)； |
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| 说明书全文 | 一种水利用桥梁墩柱防护系统技术领域[0001] 本申请涉及桥梁建筑的领域，尤其是涉及一种水利用桥梁墩柱防护系统 背景技术桥梁墩柱作为桥梁上部结构元素和下部基础之间的连接部分，承担着桥梁自身重 量以及行车荷载的承载功能。对跨河桥梁中的桥梁墩柱，不仅要具有上述功能，由于墩柱位 于河流中，河流中的船只或其他漂浮物容易撞击或剐蹭到桥梁墩柱，对桥梁墩柱造成磨损， 加大桥梁的安全隐患。因此，桥梁墩柱在建成后，会在桥梁墩柱上设置防护系统作为保护装 置。 [0003] 虽然保护套能够缓冲大部分桥梁墩柱所承受的冲击力度，但是部分漂浮物会停留在保护套周围，随着河流内水流的拨动从而对保护套不断进行拍打，桥梁墩柱处所受到的 冲击也会出现持续性的现象，导致防护系统较为被动，不利于对桥梁墩柱的长期保护。 发明内容 [0004] 为了减少漂浮物撞击墩柱的次数，本申请提供一种水利用桥梁墩柱防护系统。 [0005] 本申请提供的一种水利用桥梁墩柱防护系统采用如下的技术方案：一种水利用桥梁墩柱防护系统，包括减震套、防撞套和防撞护板； 所述减震套和防撞套均同轴套设于桥梁墩柱，所述防撞套位于减震套上方，所述 防撞套内设置有气垫，所述防撞护板围绕减震套周向间隔布设有多个，所述防撞护板与减 震套之间设置有用于降低防撞护板处冲击力度的减震杆组，所述减震套内同轴转动设置有 防撞环，所述减震杆组与防撞环连接，所述防撞护板与减震杆组于水平面沿顺时针方向转 动铰接，所述减震杆组上设置有用于限定防撞护板与减震杆组之间夹角小于或等于180度 的限位组件。 [0006] 通过采用上述技术方案，在安装防撞护板时，使防撞护板在减震杆组上的转动方向按照桥梁墩柱附近的水流的流动方向布设，当有漂浮物即将移动至桥梁墩柱处时，漂浮 物首先和防撞护板接触，随着水流的流动能够改变防撞护板的布设方向，从而推动漂浮物 远离桥梁墩柱，且通过水流推动防撞护板从而带动防撞环转动，使得围绕桥梁墩柱周围的 多个防护撞板一同转动，从而减少漂浮物撞击墩柱的次数以及漂浮物停留在桥梁墩柱附近 的数量，对桥梁墩柱进行防护。 [0007] 可选的，所述减震杆组包括第一连杆、第二连杆和减震阻尼；所述第一连杆沿防撞环的径向布设且一端与防撞环连接，所述第二连杆的一端通 过减震阻尼与第一连杆的另一端连接，所述第二连杆的另一端开设有铰接转孔，所述防撞 护板上竖直安装有同轴转动插入铰接转孔的铰接转杆。 [0008] 通过采用上述技术方案，通过减震阻尼能够在漂浮物撞击在防撞护板上时缓冲一部分对减震套的冲击，从而加强对桥梁墩柱的防护。 [0009] 可选的，所述限位组件包括限位挡板和限位卷簧；所述限位挡板安装于第二连杆且位于防撞护板逆时针方向的一侧，所述限位挡板 与第二连杆平行布设，所述铰接转孔的孔壁同轴开设有用于放置限位卷簧的限位插孔，所 述限位卷簧的内端与铰接转杆连接，所述限位卷簧的外端固定于铰接转孔的孔壁，所述防 撞护板与限位挡板抵接时，所述限位卷簧处于初始状态。 [0010] 通过采用上述技术方案，当防撞护板未受外力的作用下，防撞护板与限位挡板抵接，当防撞护板位于水面上时，随着水流的流动或者漂浮物的碰撞，防撞护板沿远离限位挡 板的方向转动，卷簧弹性形变，以便于随着水流的流动防撞护板自身围绕桥梁墩柱转动，以 便于摆脱漂浮物并推动漂浮物远离桥梁墩柱，减少防撞护板的损伤。当水流对防撞护板的 推力小于卷簧的弹性形变产生的弹力时，防撞护板反向转动至与限位挡板抵接的位置。 [0011] 可选的，所述防撞护板包括第一杆段和第二杆段，所述第一杆段和第二杆段于水平面垂直连接，所述第一杆段与第二连杆铰接，所述第二杆段为与防撞环同轴布设的弧形 板，所述第二杆段背离第一杆段的端面为凸面。 [0012] 通过采用上述技术方案，漂浮物与第二杆段抵接，通过第二杆段设计成弧形且背离第一杆段的端面为凸面，使防撞护板的结构线条更加流畅无棱角，一方面能够减小与漂 浮物等外物的接触面积，降低对防撞护板的损伤，另一方面能够降低外物停留在防撞护板 上的概率。 [0013] 可选的，所述防撞套内设置有用于对防撞套的外周壁进行冲刷的冲刷组件；所述防撞套内同轴开设有用于放置冲刷组件的冲刷腔室，所述防撞套的底部开设 有进水孔，所述防撞套的顶部开设有出水孔，所述冲刷组件用于将进水孔处的水流向上引 入出水孔，所述出水孔处连通设置有喷水管道，所述喷水管道的出口正对防撞套外周壁。 [0014] 通过采用上述技术方案，通过冲刷组件将桥梁墩柱附件的水流上引以冲刷防撞套的外周壁，一方面能够对防撞套进行维护保养，另一方面冲刷的水流在下落时能够改变桥 梁墩柱附近的水流的流动角度，以减缓水流冲刷桥梁墩柱的力度。 [0015] 可选的，所述防撞套包括内护套、外护套、上护板和下护板，所述内护套同轴安装于桥梁墩柱，所述外护套同轴套设于内护套，所述冲刷腔室位于外护套和内护套之间，所述 上护板盖合于冲刷腔室的顶部，所述出水孔开设于上护板，所述下护板盖合于冲刷腔室的 底部，所述进水孔开设于下护板。 [0016] 通过采用上述技术方案，通过上护板和下护板连接内护套和外护套，提高整个防撞套的结构强度，通过冲刷组件能够将河水通过进水孔引入冲刷腔室之后引导水流从出水 孔流出以实现冲刷防撞套外周壁的效果。 [0017] 可选的，所述冲刷组件包括冲刷套筒、螺旋输送带、驱动件和密封件；所述冲刷套筒位于冲刷腔室内且同轴套设于内护套，所述螺旋输送带围绕冲刷套 筒的轴线缠绕并固定于冲刷套筒，所述螺旋输送带的外侧与外护套的内侧壁抵接，所述驱 动件连接冲刷套筒和防撞环，所述驱动件用于驱动冲刷套筒沿自身轴线方向转动，所述密 封件安装于下护板且用于避免冲刷腔室内的水流与防撞环接触。 [0018] 通过采用上述技术方案，通过驱动件能够带动冲刷套筒转动，从而通过螺旋输送带吸入水流并引导水流从出水孔流出。通过密封件能够避免水流溢流至减震套内部，对减 震套进行保护。 [0019] 可选的，所述驱动件包括驱动齿圈、驱动套筒、驱动轴承和驱动齿环；所述驱动齿圈同轴安装于防撞环，所述驱动套筒上端面与冲刷套筒同轴固定连 接，所述下护板上开设有供驱动套筒贯穿的驱动滑槽，所述驱动滑槽的槽壁上安装与驱动 套筒同轴连接的驱动轴承，所述驱动套筒的下端面与驱动齿环同轴固定，所述驱动齿环位 于驱动齿圈内并与驱动齿圈相啮合。 [0020] 通过采用上述技术方案，通过河流的流动带动防撞护板转动，从而带动防撞环一同转动，通过驱动齿圈和驱动齿环的啮合传动从而带动驱动套筒转动，以实现冲刷套筒转 动的效果。 [0021] 可选的，所述密封件包括第一密封条和第二密封条，所述第一密封条安装于下弧板的上端面，所述冲刷套筒的下端面同轴开设有与第一密封条相卡接的第一密封环槽，所 述第二密封条位于驱动轴承下方且同轴安装于驱动环槽的槽壁，所述驱动套筒的周壁开设 有与第二密封条相卡接的第二密封环槽。 [0022] 通过采用上述技术方案，第一密封条和第二密封条能够加强下护板和减震套之间的密封强度，以避免水流溢流至减震套内。 [0023] 可选的，所述喷水管道包括第一管段和第二管段，所述第一管段呈倒L形，所述第一管段的底端与出水孔连通且顶端与第二管段连通，所述第二管段背离第一管段的一端由 上往下指向防撞套的外周壁。 [0024] 通过采用上述技术方案，通过喷水管道能够精确水流的喷射方向，以便于水流精确喷向防撞套的外周壁。 [0025] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.当有漂浮物即将移动至桥梁墩柱处时，漂浮物首先和防撞护板接触，随着水流 的流动能够改变防撞护板的布设方向，从而推动漂浮物远离桥梁墩柱，从而减少漂浮物撞 击墩柱的次数以及漂浮物停留在桥梁墩柱附近的数量； 2.当漂浮物碰撞防撞护板时，防撞护板沿远离限位挡板的方向转动，卷簧弹性形 变，随着水流的流动防撞护板自身围绕桥梁墩柱转动，以便于摆脱漂浮物并推动漂浮物远 离桥梁墩柱，减少防撞护板的损伤； 3.通过冲刷组件将桥梁墩柱附件的水流上引以冲刷防撞套的外周壁，一方面能够 对防撞套进行维护保养，另一方面冲刷的水流在下落时能够改变桥梁墩柱附近的水流的流 动角度，以减缓水流冲刷桥梁墩柱的力度。 附图说明 [0026] 图1是本申请实施例一种水利用桥梁墩柱防护系统的外部结构示意图。 [0027] 图2是本申请实施例一种水利用桥梁墩柱防护系统的内部结构示意图。 [0028] 图3是本申请实施例中防撞护板和减震杆组的连接示意图。 [0029] 图4是图2中A部分的放大示意图。 [0030] 图5是本申请实施例一种水利用桥梁墩柱防护系统的工作状态的仰视图。 [0031] 附图标记说明：1、减震套；2、防撞套；21、内护套；22、外护套；23、上护板；24、下护板；25、冲刷腔 室；26、进水孔；27、出水孔；28、驱动滑槽；3、防撞护板；31、第一杆段；32、第二杆段；4、墩柱； 5、减震杆组；51、第一连杆；52、第二连杆；521、铰接转孔；53、限位插孔；53、减震阻尼；54、铰接转杆；6、防撞环；7、限位组件；71、限位挡板；72、限位卷簧；8、冲刷组件；81、冲刷套筒；82、螺旋输送带；83、驱动件；831、驱动齿圈；832、驱动套筒；833、驱动轴承；834、驱动齿环；84、密封件；841、第一密封条；842、第二密封条；9、喷水管道；91、第一管段；92、第二管段。 具体实施方式[0032] 以下结合附图1‑5对本申请作进一步详细说明。 [0033] 本申请实施例公开一种水利用桥梁墩柱防护系统。 [0034] 需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本发明的限制。 [0035] 参照图1和图2，防护系统包括减震套1、防撞套2、防撞护板3、限位组件7和冲刷组件8。 [0036] 其中，减震套1和防撞套2均同轴套设于桥梁墩柱4，防撞套2位于减震套1上方，防撞套2内设置有气垫。防撞护板3围绕减震套1周向间隔布设有多个，防撞护板3与减震套1之 间设置有用于降低防撞护板3处冲击力度的减震杆组5，减震套1内同轴转动设置有防撞环 6，减震杆组5与防撞环6连接，从而将多个防撞护板3连接成统一整体。防撞护板3与减震杆 组5于水平面沿顺时针方向转动铰接，限位组件7安装于减震杆组5上且用于限定防撞护板3 与减震杆组5之间夹角小于或等于180度。 [0037] 防撞护板3安装时的顺时针的转动方向为河流的流动方向。当漂浮物碰撞到防撞护板3时，由于防撞护板3与减震杆组5铰接，防撞护板3转动从而缓冲一部分漂浮物造成的 冲击，通过减震杆组5降低对桥梁墩柱4的冲击力度。且由于防撞护板3的转动方向与水流相 同，从而带动防撞护板3围绕桥梁墩柱4转动，以便于带动漂浮物远离桥梁墩柱4，减少漂浮 物撞击墩柱4的次数以及漂浮物停留在桥梁墩柱4周围的数量。 [0038] 另外，防撞套2包括内护套21、外护套22、上护板23和下护板24。内护套21同轴安装于桥梁墩柱4，外护套22同轴套设于内护套21。内护套21为气垫，外护套22由内层为气垫、外 层为防水的金属材质的套筒组成。对于外护套22的外周壁需要定期冲刷维护，以减少对外 护套22的腐蚀。内护套21和外护套22之间同轴开设有冲刷腔室25，上护板23盖合于冲刷腔 室25的顶部，下护板24盖合于冲刷腔室25的底部，上护板23和下护板24均与内护套21和外 护套22固定连接，以便于加强整个防撞套2的结构强度。下护板24的下端面开设有与冲刷腔 室25连通的进水孔26，上护板23的上端满开设有与冲刷腔室25连通的出水孔27。出水孔27 和进水孔26均周向间隔设置有多个。 [0039] 此外，冲刷组件8位于冲刷腔室25内，通过冲刷组件8能够将桥梁墩柱4周围的河水由进水孔26引入冲刷腔室25、从冲刷腔室25再导入出水孔27，上护板23的出水孔27处连通 有喷水管道9。喷水管道9包括第一管段91和第二管段92，第一管段91呈倒L形，第一管段91 的底端与出水孔27连通且顶端与第二管段92连通，第二管段92背离第一管段91的一端由上 往下指向防撞套2的外周壁，以便于引导出水孔27处流出的水准确喷向防撞套2的外周壁， 以实现对防撞套2外周壁的冲刷维护。且冲刷后下落的水流能够改变桥梁墩柱4附近的水流 的流动角度，以减缓水流冲刷桥梁墩柱4的力度。 [0040] 参照图3和图4，防撞护板3包括第一杆段31和第二杆段32。第一杆段31和第二杆段32于水平面垂直连接，第一杆段31与减震杆组5铰接，第二杆段32为与防撞环6同轴布设的 弧形板，且第二杆段32背离第一杆段31的端面为凸面。从而使防撞护板3的表面更加顺畅平 滑无棱角，减小漂浮物对防撞护板3的接触面积，对防撞护板3进行保护，并降低漂浮物停留 在防撞护板3附近的概率。 [0041] 参照图3和图4，减震杆组5包括第一连杆51、第二连杆52和减震阻尼53。第一连杆51沿防撞环6的径向布设且一端与防撞环6连接，第二连杆52的一端通过减震阻尼53与第一 连杆51的另一端连接，第二连杆52的另一端开设有铰接转孔521，防撞护板3上竖直安装有 同轴转动插入铰接转孔521的铰接转杆54。 [0042] 参照图3和图4，限位组件7包括限位挡板71和限位卷簧72。限位挡板71安装于第二连杆52且位于防撞护板3逆时针方向的一侧，限位挡板71与第二连杆52平行布设，铰接转孔 521的孔壁同轴开设有用于放置限位卷簧72的限位插孔53，限位卷簧72的内端与铰接转杆 54连接，限位卷簧72的外端固定于铰接转孔521的孔壁。 [0043] 在漂浮物未接触防撞护板3时，防撞护板3与限位挡板71抵接，限位卷簧72处于初始状态。当漂浮物接触防撞护板3后，防撞护板3沿背离限位挡板71的方向转动以缓冲漂浮 物的冲击力度，同时改变漂浮物的流动方向，此时限位卷簧72弹性形变，以便于漂浮物远离 防撞护板3。当漂浮物远离防撞护板3后，限位卷簧72复位，防撞护板3与限位挡板71抵接。 [0044] 当河水的流速大于卷簧对防撞护板3的限制强度时，防撞护板3随水流的流动方向转动，以减少水流对防撞护板3的磨损冲刷强度，对防撞护板3进行保护。 [0045] 参照图2和图4，冲刷组件8包括冲刷套筒81、螺旋输送带82、驱动件83和密封件84。 [0046] 其中，冲刷套筒81位于冲刷腔室25内且同轴套设于内护套21。螺旋输送带82围绕冲刷套筒81的轴线缠绕并固定于冲刷套筒81，螺旋输送带82的外侧与外护套22的内侧壁抵 接，以便于带动更多水流导出出水孔27。 [0047] 另外，如图4和图5所示，驱动件83包括驱动齿圈831、驱动套筒832、驱动轴承833和驱动齿环834。驱动齿圈831同轴安装于防撞环6，驱动套筒832上端面与冲刷套筒81同轴固 定连接，下护板24上开设有供驱动套筒832贯穿的驱动滑槽28，驱动滑槽28的槽壁上安装与 驱动套筒832同轴连接的驱动轴承833，驱动套筒832的下端面与驱动齿环834同轴固定，驱 动齿环834位于驱动齿圈831内并与驱动齿圈831相啮合。 [0048] 通过水流带动防撞护板3围绕桥梁墩柱4转动时，防撞环6一同转动从而带动驱动齿环834转动，通过驱动齿环834和驱动齿圈831的啮合以带动驱动套筒832转动，从而实现 对冲刷套筒81的驱动。 [0049] 此外，密封件84包括第一密封条841和第二密封条842。第一密封条841安装于下弧板的上端面，冲刷套筒81的下端面同轴开设有与第一密封条841相卡接的第一密封环槽，第 二密封条842位于驱动轴承833下方且同轴安装于驱动环槽的槽壁，驱动套筒832的周壁开 设有与第二密封条842相卡接的第二密封环槽。通过第一密封条841和第二密封条842从而 避免冲刷腔室25内的水流与防撞环6接触。 [0050] 本申请实施例一种水利用桥梁墩柱4防护系统的实施原理为：当有漂浮物即将移动至桥梁墩柱4处时，漂浮物首先和防撞护板3接触，防撞护板3随着水流的流动方向转动， 从而推动漂浮物远离桥梁墩柱4，且通过水流推动防撞护板3从而带动防撞环6转动，通过冲 刷组件8能够将河水上引至喷水管道9，对防撞套2的外周壁进行冲刷，同时冲刷的水流在下 落时能够改变桥梁墩柱4附近的水流的流动角度，以减缓水流冲刷桥梁墩柱4的力度，从而 减少漂浮物撞击墩柱4的次数以及漂浮物停留在桥梁墩柱4附近的数量，对桥梁墩柱4进行 防护。 [0051] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。 |
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