自浮式復合材料橋梁防撞設施

自浮式復合材料橋梁防撞設施，是安裝在橋梁橋墩四周，隨著江面（河道、海面）水位的高低依靠自身的浮力沿著橋墩軸線上下升降，始終處于船舶撞擊高度的防撞設施。

根據(jù)設防橋梁或承臺規(guī)格，當最高水位與最低水位相差較多，且橋墩或承臺垂直方向尺寸相同或變化不大，可使用自浮式橋梁防撞設施，使其隨水位漲落而漂浮在水面始終處于迎撞面，保護橋梁或承臺不直接遭受船舶撞擊。

自浮式復合材料橋梁防撞設施是由復合材料外殼、內(nèi)部消能格構腹板、內(nèi)填耗能閉孔吸能材料及組件連接機構、內(nèi)側阻尼元件組成。

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抗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與剛性，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、壓饋延長撞擊時間，吸收撞擊動能，起到耗能作用。

自浮式復合材料防撞設施可以采用卯榫結構連接，或采用承插螺栓連接，增強連接結構強度，并保障連接尺寸精度，又便于安裝、更換。

防撞設施撞擊仿真效果：

本次計算采用最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為未設置橋梁防撞設施的橋墩所受的船舶撞擊力，曲線B為設置了橋梁防撞設施后橋墩所受的撞擊力。從圖中曲線趨勢可以看出，設置橋梁防撞設施后，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。

1、柔性材料、撞擊力吸能好

自浮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，還能夠最大限度的降低船舶的損傷。

2、耐腐蝕、耐久性、耐撞性、耐疲勞性能優(yōu)異

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；

復合材料抗疲勞能力強、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。

獨立單元重量輕、運輸、吊裝費用低。

4、受撞擊可改變船舶航向

自浮式復合材料橋梁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

自浮式復合材料橋梁防撞設施由多個獨立的單元組成，可采用卯榫或插銷式連接方式，可拆裝，運輸和安裝便捷、高效，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

自浮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。

在自浮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。

由于自浮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。

總結自浮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。