橋梁防撞設施&鋼覆復合材料防撞設施

jimosea

一、鋼覆復合材料防撞設施

鋼覆復合材料防撞設施主要分為浮動式鋼覆復合材料防撞設施和固定式鋼覆復合材料防撞設施。

1、浮動式鋼覆復合材料防撞設施

（1）結(jié)構(gòu)形式

浮動式鋼覆復合材料防撞設施是一種緩沖吸能型腹板增強鋼與復合材料組合式的防撞設施，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由鋼板面層、鋼腹板增強體、復合材料防腐層以及耗能芯材組成。具體結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

（2）防撞機理

當船舶撞擊橋墩時，防撞設施鋼外殼箱體及其內(nèi)部填充的耗能材料在撞擊力作用下壓縮變形，實現(xiàn)緩沖吸能。內(nèi)、外表面護舷對小型船只的刮蹭、撞擊具有較好的緩沖作用，即能保護裝置外觀良好，亦能減少裝置在上下浮動過程中的磨損。撞擊過程中，鋼外殼及內(nèi)部耗能芯材共同吸收了撞擊能量，減少了船舶和橋墩在撞擊過程的能量吸收，減小了橋梁和船舶的破壞，同時降低了撞擊力。

（3）設施特點

1）浮動性——質(zhì)量較輕、強度較高，自浮性良好，吊裝較方便。

2）易于加工——成型方便，形狀可靈活設計，適合大批量生產(chǎn)。

3）性能良好可控——由于鋼板存在，裝置防撞性能高；且在不改變結(jié)構(gòu)外形的前提下，可改變材料組分達到不同的物理性能。

4）安裝方便——由獨立的模塊組成，安裝便捷***，各單元損壞后維修更換方便。

5）疏水性——能夠在海水和淡水中保持性能穩(wěn)定，不怕油和各類物質(zhì)的侵蝕，在發(fā)生局部破損時，可以保證裝置的浮動性能。

2、固定式鋼覆復合材料防撞設施

固定式鋼覆復合材料防撞設施與浮動式鋼覆復合材料防撞設施在結(jié)構(gòu)形式、防撞機理、設施特點上無太大差別，兩者***主要的區(qū)別是安裝方式不同，固定式防撞設施一般是采用打孔錨固、高強螺桿鎖緊的安轉(zhuǎn)方式，設施固定于承臺或墩柱上，起到保護作用，不能隨水位上下浮動；而浮動式防撞設施各節(jié)段之間可以通過法蘭或者插銷等方式進行連接，其可以隨水位自由上下浮動。

二、GFRP復合材料防撞設施

1、GFRP復合材料防撞設施

（1）結(jié)構(gòu)形式

GFRP復合材料防撞設施是由纖維增強復合材料面層、編織在復合材料面層之間的格構(gòu)增強體以及填充在格構(gòu)體之間的耗能芯材組成，并通過螺栓固定安裝于橋墩上，該類型設施具有輕質(zhì)高強，緩沖消能好、耐腐蝕、少維護、維修更換方便等特點，能在保護橋梁的同時***限度地減輕船舶的損傷。具體結(jié)構(gòu)形式如圖所示。

（2）防撞機理

當船舶撞擊橋墩時，GFRP復合材料防撞設施外殼箱體及其內(nèi)部填充的耗能材料在撞擊力作用下壓縮變形，實現(xiàn)緩沖吸能。撞擊過程中，GFRP復合材料防撞設施吸收了撞擊能量，減少了船舶和橋墩在撞擊過程的能量吸收，減小了橋梁和船舶的破壞，同時降低了撞擊力。

（3）設施特點

1）輕質(zhì)高強——質(zhì)量大大降低、強度較高，吊裝較方便。

2）易于加工——成型方便，形狀可靈活設計，適合大批量生產(chǎn)。

3）性價比高——與鋼覆復合材料防撞設施相比，其造價相對低一些。

4）安裝方便——由于采用纖維增強材料制作，其質(zhì)量大大降低，安裝時可以不需要機械輔助。

5）疏水性——能夠在海水和淡水中保持性能穩(wěn)定，不怕油和各類物質(zhì)的侵蝕。

三、材料性能

1）鋼材

鋼板和型鋼的化學成分和物理機械性能應符合GB/T 700的規(guī)定。

2）復合材料

復合材料宜采用玻璃纖維增強制品、芳綸纖維增強制品，其基脂可采用乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等。

復合材料的物理機械性能應符合下表要求：

拉伸強度（M Pa）	壓縮強度（M Pa）	彎曲強度（M Pa）	剪切強度（M Pa）
≥300	≥200	≥300	≥350
拉伸模量（G Pa）	吸水率（%）	巴氏硬度（H Ba）
≥16	≤1	≥45

3）耗能芯材

耗能芯材宜采用聚氨酯閉孔泡沫，聚氨酯閉孔泡沫的物理機械性能應復合下表要求。

吸水率（%）	剪切強度（M Pa）	平壓強度（M Pa）
≤2.5	≥0.15	≥0.15