可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構及裝配、預警方法技術

本發明專利技術涉及可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構及裝配、預警方法。屬于土木工程、航道橋梁防護領域。第二拼接板插入第一拼接板，并通過夾具固定形成拼接單元，拼接單元間裝有連接螺桿進行固定，防撞單元通過拼接單元上的栓釘相連；警報系統中各部件通過導線連接，警報器、信號處理器和微型蓄電池在第二拼接板外表面，薄片壓力傳感器在第二拼接板內表面，激光發射器和接收器設在支撐桿上，支撐桿通過栓釘固定在第一拼接板上。本發明專利技術能夠對拼接結構和防撞單元的工作性能實時監測并自動預警，有助于維護橋墩防撞設施和增強橋梁結構安全；它適用于不同厚度及高度防撞單元，并可更換任意損壞防撞體，施工方便且應用范圍廣；它還能防水防銹，耐久性好。耐久性好。耐久性好。

【技術實現步驟摘要】
可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構及裝配、預警方法


[0001]本專利技術涉及可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構及裝配、預警方法。屬于土木工程、航道橋梁防護


技術介紹

[0002]隨著交通運輸業的迅速發展，船舶航線越來越密集，跨江跨海大橋數量也逐年上升，這些變化在促進人們生產生活的同時，船橋碰撞的概率也極大增加。作為兩種水上結構物，船舶和橋梁一旦發生碰撞事故，可能造成巨大的經濟損失或人員傷亡。因此，橋梁的防撞措施尤為重要，采用預制拼裝式防撞單元便是其中一種，而拼接結構則是衡量該防撞單元工作性能好壞的關鍵指標，引起了人們的大量關注。中國專利CN207904832U公開了一種復合材料橋梁防撞裝置的拼接結構，該裝置雖然拆裝方便，卻抵御不了江水或海水等惡劣環境的腐蝕，中國專利CN203307756U公開了一種鏈條拼接式緩沖吸能型大橋防撞裝置，該裝置外殼采用樹脂基纖維增強復合材料或高分子塑料，耐腐蝕性強，但上述專利不能實時監測結構工作性能是否正常，也不能在結構損壞時自動預警，在工程應用中存在一定缺陷。

技術實現思路

[0003]本專利技術提供了可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構及裝配、預警方法，該裝置的報警系統能對拼接結構和防撞單元的工作性能實時監測并自動預警，有助于維護橋墩防撞設施和增強橋梁結構安全；它適用于不同厚度及高度防撞單元，且防水防銹，施工方便、應用范圍廣、耐久性好。
[0004]本專利技術采用如下技術方案：
[0005]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，包括第一拼接板，第二拼接板；所述的第一拼接板為若干塊；第一拼接板位于相鄰的橋墩防撞單元之間，若干塊所述的第一拼接板上、下、左、右相互拼接將橋墩防撞單元形成拼接結構；
[0006]所述的第一拼接板的上端緣設有凹槽，第一拼接板的下端緣設有向外延伸的凸塊，所述的第一拼接板的凸塊嵌置在上下相鄰的第一拼接板凹槽內；上、下相鄰的兩塊第一拼接板的交接處通過連接螺桿相連接；左、右相鄰的兩塊第一拼接板的交接處通過栓釘相互錯位相連；第二拼接板位于第一拼接板的側緣，第二拼接板垂直于第一拼接板且位于橋墩防撞單元的外側壁；第二拼接板通過栓釘與橋墩防撞單元相連；所述的第二拼接板上設有報警系統；
[0007]左、右相互拼接第一拼接板的延展長度與橋墩防撞單元的厚度相適配；該橋墩防撞單元為固定式橋墩防撞單元或自浮式橋墩防撞單元。
[0008]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，所述左、右相互拼接第一拼接板為單板結構或“三段”式拼接結構或“五段”式拼接結構；根據橋墩防撞單元的厚度通過單板結構或“三段”式拼接結構或“五段”式拼接結構進行適配。
[0009]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，還包括夾具，底座，支撐桿；
所述的底座上設有支撐桿，底座固定在第一拼接板側緣，支撐桿與第二拼接板相平行且成列排列；支撐桿上設有夾具，夾具垂直布置在第二拼接板上。
[0010]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，報警系統包括警報器、激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器、信號處理器與微型蓄電池；所述的警報器、信號處理器與微型蓄電池布置在第二拼接板的外側壁；薄片壓力傳感器布置在第二拼接板的內側壁；支撐桿上布置激光發射器及激光接收器；激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器分別與信號處理器的信號接收端相連；信號處理器的信號輸出端與警報器相連；微型蓄電池為警報器、激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器及信號處理器供電。
[0011]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，所述的第二拼接板上設有若干個預留孔洞；薄片壓力傳感器的導線穿過預留孔洞與信號處理器相連。
[0012]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，所述第一拼接板的側緣設有供第二拼接板穿插的孔洞；所述的第二拼接板成“H”形；第二拼接板的中部位于拼接板穿插的孔洞內。
[0013]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，所述的第一拼接板，第二拼接板的外表面設有碳纖維增強復合材料，碳纖維增強復合材料的外表面設有環氧樹脂膠；所述的第一拼接板，第二拼接板由高強度鋼材制成。
[0014]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，所述的報警系統中警報器外表面設有環氧樹脂膠。
[0015]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構的裝配方法，裝配方法如下：
[0016]步驟一、根據橋墩防撞單元厚度，將第一拼接板進行“一段”式、“三段”式或“五段”式連接，根據橋墩防撞單元高度，第一拼接板進行多段連接；
[0017]步驟二、在第一拼接板的側緣孔洞中插入第二拼接板，并用底座和栓釘將支撐桿固定在第一拼接板指定位置處，夾具固定在支撐桿上且夾持于第二拼接板上；
[0018]步驟三、在支撐桿上安裝激光發射器、接收器，第二拼接板內側貼上薄片壓力傳感器；
[0019]步驟四、將第一拼接板放入橋墩防撞單元，確保“一段”式、“三段”式或“五段”式的第一拼接板兩側的第二拼接板均位于橋墩防撞單元的兩側；調試并運行報警系統即可。
[0020]本專利技術所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構的預警方法，預警步驟如下
[0021]步驟一、對于任意一塊第二拼接板一側的防撞單元，薄片壓力傳感器測得兩個拼接結構壓應力，分別為σ1和σ2，當拼接結構最大擠壓應力σ＝max{σ1,σ2}≥[σ]時，警報器響并發出紅光，表明該拼接結構已損壞需要更換，其中[σ]表示結構容許擠壓應力，σ表示拼接結構最大擠壓應力；
[0022]步驟二、光發射器和接收器測得任意一個防撞單元的實時形變量
△
L＝L0?
L1,
[0023]L0和L1分別為橋墩防撞單元的初始及實時厚度，進而由信號處理器得出橋墩防撞單元的實時應變如下：
[0024][0025]當0≤ε<ε
e
時，警報器無反應，防撞單元正常工作，ε
e
為彈性極限應變；
[0026]步驟三、基于步驟二實時應變中，當ε
e
≤ε<ε
p
時，警報器響并發出藍光，表明該防撞
單元要維修后使用，ε
p
為塑性極限應變；
[0027]步驟四、基于步驟二實時應變中當ε≥ε
p
時，警報器響并發出黃光，表明該防撞單元已損壞需要更換。
[0028]有益效果
[0029]本專利技術能夠對拼接結構和防撞單元的工作性能實時監測并自動預警，有助于維護橋墩防撞設施和增強橋梁結構安全。
[0030]本專利技術通過調整第一拼接板，可用于不同厚度和高度的橋墩防撞單元，并能更換任意損壞防撞體，施工方便且應用范圍廣。
[0031]本專利技術部件外表面涂有碳纖維增強復合材料(CFRP)和環氧樹脂膠，防銹防水，耐久性好，還增強了拼接結構及防撞單元的抗沖擊能力。
附圖說明
[0032]圖1為本專利技術的結構示意圖；<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：包括第一拼接板，第二拼接板；所述的第一拼接板為若干塊；第一拼接板位于相鄰的橋墩防撞單元之間，若干塊所述的第一拼接板上、下、左、右相互拼接將橋墩防撞單元形成拼接結構；所述的第一拼接板的上端緣設有凹槽，第一拼接板的下端緣設有向外延伸的凸塊，所述的第一拼接板的凸塊嵌置在上下相鄰的第一拼接板凹槽內；上、下相鄰的兩塊第一拼接板的交接處通過連接螺桿相連接；左、右相鄰的兩塊第一拼接板的交接處通過栓釘相互錯位相連；第二拼接板位于第一拼接板的側緣，第二拼接板垂直于第一拼接板且位于橋墩防撞單元的外側壁；第二拼接板通過栓釘與橋墩防撞單元相連；所述的第二拼接板上設有報警系統；左、右相互拼接的第一拼接板的延展長度與橋墩防撞單元的厚度相適配；該橋墩防撞單元為固定式橋墩防撞單元或自浮式橋墩防撞單元。2.根據權利要求1所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：所述左、右相互拼接的第一拼接板為單板結構或“三段”式拼接結構或“五段”式拼接結構；根據橋墩防撞單元的厚度通過單板結構或“三段”式拼接結構或“五段”式拼接結構進行適配。3.根據權利要求1所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：還包括夾具，底座，支撐桿；所述的底座上設有支撐桿，底座固定在第一拼接板側緣，支撐桿與第二拼接板相平行且成列排列；支撐桿上設有夾具，夾具垂直布置在第二拼接板上。4.根據權利要求1或3所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：報警系統包括警報器、激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器、信號處理器與微型蓄電池；所述的警報器、信號處理器與微型蓄電池布置在第二拼接板的外側壁；薄片壓力傳感器布置在第二拼接板的內側壁；支撐桿上布置激光發射器及激光接收器；激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器分別與信號處理器的信號接收端相連；信號處理器的信號輸出端與警報器相連；微型蓄電池為警報器、激光發射器、激光接收器、薄片壓力傳感器及信號處理器供電。5.根據權利要求4所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：所述的第二拼接板上設有若干個預留孔洞；薄片壓力傳感器的導線穿過預留孔洞與信號處理器相連。6.根據權利要求1所述的可自動預警的橋墩防撞單元拼接結構，其特征在于：所述第一拼接板的側緣設有供第二拼接板穿插的孔洞；所述的第二拼接板成“H”形；第二拼接板的中部位于拼接板穿插的孔...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王文煒，程毅，梁梁，王璐，趙強，周暢，曹宏斌，張殿承，張志廳，王哲，薛平，丁曉強，
申請(專利權)人：江蘇恒美德新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：