隨著我國河海航運業(yè)快速發(fā)展,河海航運量不斷加大,船舶噸位和航速不斷增加,河海橋梁大量的興建,從而導致船與橋的矛盾日益突出,撞擊事故頻發(fā),造成嚴重后果。

目前橋梁防撞設施主要有兩種：被動防撞設施和主動防撞設施。

被動防撞設施是通過對橋墩安裝一些橋梁防撞裝置進行吸能。

主動防撞設施是在沒有發(fā)生撞擊事故時對通航的船舶采取預防撞橋措施,如到航標,實行航線定線制來降低船撞橋發(fā)生的概率。

被動防撞設施較主動防撞設施容易實現(xiàn)且投入資金,時間少,防撞效果好。

在諸多的被動防撞設施中,比如防撞島,墩外防撞墩,充沙圍堰,護樁圍,防撞攔索等,防撞效果有所限制。

而柔性復合材料橋梁防撞設施可以有效地緩沖船舶的撞擊能量,保護橋梁和船舶不會產(chǎn)生更嚴重的破壞和損失。

衡水勝特科技有限公司生產(chǎn)的柔性復合材料橋梁防撞設施有固定式復合材料橋梁防撞設施,自浮式復合材料橋梁防撞設施,固定式鋼覆復合材料橋梁防撞設施和自浮式鋼覆復合材料橋梁防撞設施。

固定式復合材料橋梁防撞設施,顧名思義,是固定在橋梁的橋墩或承臺的防撞部位的橋梁防撞設施。

通過螺栓將復合材料橋梁防撞設施固定在橋墩或承臺四周,可以預埋帶有套筒的緊固件（適用于新建橋梁）,或安裝前將螺栓植筋到橋墩或承臺上（適用于老橋改造）。

通過螺栓連接方式即便于安裝,在更換時只需擰開螺栓便可更換。

復合材料橋梁防撞設施由復合材料殼體,復合材料格構腹板,高性能閉孔吸能材料三部分組成。

復合材料殼體有著很好的耐腐蝕和耐水流沖擊作用,并且在復合材料外表層加入紫外線吸收劑和舒緩老化劑,使其具有更好的耐候性。

復合材料格構腹板有著非常好的韌性和剛性,能夠使內(nèi)部填充吸能材料形成一個封閉的艙室,并作為吸能材料的骨架,擴大吸能作用。

高性能閉孔吸能材料,為閉孔結構,在撞擊時通過擠壓,壓潰延長撞擊時間,吸收撞擊動能,起到耗能作用。

固定式復合材料橋梁防撞設施能緊密貼合在橋墩,承臺表面,以柔克剛,剛柔并濟吸收動能,保護橋梁,船舶及人員的安全。

固定式復合材料橋梁防撞設施防撞效果

防撞設施撞擊模仿效果：

本次計算采用不利撞擊工況進行分析,撞擊角度0度正面撞擊,如下圖所示。作為參考,采用同角度撞擊剛性墻作為撞擊裸墩的工況,如下圖所示。

裸墩裝機效果如下圖所示,船頭出現(xiàn)明顯變形,通過船頭位置結構變形吸收船舶動能,迫使船舶停止運動。

設防撞擊效果如下圖所示,防撞設施發(fā)生部分變形,替船舶分擔了動能的耗散。

撞擊力對比如下圖所示:

曲線A為未設置防撞設施的橋墩所受的船舶撞擊力,曲線B為設置了防撞設施后橋墩所受的撞擊力。從圖中曲線趨勢可以看出,設置防撞設施后,能夠明顯降低船舶撞擊力,延長撞擊時間,達到保護橋墩的目的。

固定式復合材料橋梁防撞設施特點

1,柔性材料,撞擊力吸能好

固定式復合材料橋梁防撞設施屬于柔性材料制作,內(nèi)部填充高性能閉孔吸能材料,可大幅消減船撞力,有效的保護人,橋安全,同事,還能夠大限度的降低船舶的損傷。

2,耐腐蝕,耐久性,耐撞性,耐疲勞性能不錯

與鋼制橋梁防撞設施相比,復合材料橋梁防撞設施耐腐蝕,耐久性好,使用過程不需要維護；

結構性能好,可承受小船多次撞擊；

復合材料舒緩勞累能力強,彈性好,變形后可以恢復。

3,重量輕,運輸,安裝,更換方便

復合材料殼體比重為鋼制殼體的1/4,且高性能閉孔吸能材料比重更輕。

單獨單元重量輕,運輸,吊裝費用低。

4,受撞擊可改變船舶航向

固定式復合材料防撞設施為圓角結構,當船舶與防撞設施碰撞時,防撞裝置能夠撥開船頭,使之不再繼續(xù)沖擊橋墩,從而主動降低船舶撞擊橋墩的能量。

5,連接形式好拆裝,運輸安裝方便快捷

固定式復合材料橋梁防撞設施由多個單獨的單元組成,可采用卯榫或插銷式連接方式,可拆裝,運輸和安裝便捷,,各單元損壞后維修更換方便。

6,可塑性強,可根據(jù)具體橋墩形式,結合通航情況設計出適用的橋梁防撞裝置

7,外觀美觀,醒目

固定式復合材料橋梁防撞設施外觀可制作成任何顏色或圖案,設置成醒目顏色或反光形式,提高橋墩安全性。

固定式復合材料橋梁防撞設施安裝示意圖

固定式復合材料橋梁防撞設施防撞機理

在固定式復合材料橋梁防撞設施保護系統(tǒng)中,當船舶與防撞設施撞擊緊密接觸后,防撞設施截面本身也能承受較大的撞擊力,設施截面外殼為彈性復合材料,其內(nèi)部填充的耗能材料抗剪強度高,緩沖能力強。

由于固定式復合材料橋梁防撞系統(tǒng)具有自重輕,緩沖性,彈性模量低等特點,因此可有效保護船舶不至于局部受損。

總結固定式復合材料橋梁防撞設施的受力機理,主要有以下幾點：

彈性好,長纖維可有效分散撞擊荷載,同時保護橋梁與船舶；

纖維強度高,質(zhì)量輕；

耐腐蝕,穩(wěn)定性好,免維護,免油漆涂裝；

綠色環(huán)保材料；

重量輕,運輸,安裝,更換方便；

內(nèi)部緊密填充耗能材料,撞擊時耗能材料相互摩擦消耗能量,以降低撞擊力；

小撞不壞,中撞好修,大撞好換。