橋梁防撞設(shè)施&鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施

jimosea

一、鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施

鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施主要分為浮動式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施和固定式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施。

1、浮動式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施

（1）結(jié)構(gòu)形式

浮動式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施是一種緩沖吸能型腹板增強(qiáng)鋼與復(fù)合材料組合式的防撞設(shè)施，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由鋼板面層、鋼腹板增強(qiáng)體、復(fù)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(jī)理

當(dāng)船舶撞擊橋墩時，防撞設(shè)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(shí)現(xiàn)緩沖吸能。內(nèi)、外表面護(hù)舷對小型船只的刮蹭、撞擊具有較好的緩沖作用，即能保護(hù)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(shè)施特點(diǎn)

1）浮動性——質(zhì)量較輕、強(qiáng)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(shè)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(dá)到不同的物理性能。

4）安裝方便——由獨(dú)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(fù)合材料防撞設(shè)施

固定式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施與浮動式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施在結(jié)構(gòu)形式、防撞機(jī)理、設(shè)施特點(diǎn)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(shè)施一般是采用打孔錨固、高強(qiáng)螺桿鎖緊的安轉(zhuǎn)方式，設(shè)施固定于承臺或墩柱上，起到保護(hù)作用，不能隨水位上下浮動；而浮動式防撞設(shè)施各節(jié)段之間可以通過法蘭或者插銷等方式進(jìn)行連接，其可以隨水位自由上下浮動。

二、GFRP復(fù)合材料防撞設(shè)施

1、GFRP復(fù)合材料防撞設(shè)施

（1）結(jié)構(gòu)形式

GFRP復(fù)合材料防撞設(shè)施是由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料面層、編織在復(fù)合材料面層之間的格構(gòu)增強(qiáng)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(shè)施具有輕質(zhì)高強(qiáng)，緩沖消能好、耐腐蝕、少維護(hù)、維修更換方便等特點(diǎn)，能在保護(hù)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(jī)理

當(dāng)船舶撞擊橋墩時，GFRP復(fù)合材料防撞設(shè)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(shí)現(xiàn)緩沖吸能。撞擊過程中，GFRP復(fù)合材料防撞設(shè)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(shè)施特點(diǎn)

1）輕質(zhì)高強(qiáng)——質(zhì)量大大降低、強(qiáng)度較高，吊裝較方便。

2）易于加工——成型方便，形狀可靈活設(shè)計，適合大批量生產(chǎn)。

3）性價比高——與鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施相比，其造價相對低一些。

4）安裝方便——由于采用纖維增強(qiáng)材料制作，其質(zhì)量大大降低，安裝時可以不需要機(jī)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(xué)成分和物理機(jī)械性能應(yīng)符合GB/T 700的規(guī)定。

2）復(fù)合材料

復(fù)合材料宜采用玻璃纖維增強(qiáng)制品、芳綸纖維增強(qiáng)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(fù)合材料的物理機(jī)械性能應(yīng)符合下表要求：

拉伸強(qiáng)度（M Pa）	壓縮強(qiáng)度（M Pa）	彎曲強(qiáng)度（M Pa）	剪切強(qiáng)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(jī)械性能應(yīng)復(fù)合下表要求。

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