本實(shí)用新型涉及橋梁安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于橋墩防撞的裝置。

背景技術(shù)：

車(chē)輛船舶撞擊橋墩而導(dǎo)致的嚴(yán)重事故每年都有發(fā)生，所造成的各種損失無(wú)法估量，而車(chē)船撞橋的概率并沒(méi)有想象中的那么低，因此對(duì)橋墩保護(hù)裝置的研究是非常必要的，關(guān)于這點(diǎn)也引起了越來(lái)越多相關(guān)人員的關(guān)注。

針對(duì)車(chē)輛船舶對(duì)橋墩撞擊事故，國(guó)內(nèi)外對(duì)防撞裝置進(jìn)行了多年的研究。根據(jù)設(shè)置地點(diǎn)的不同可以簡(jiǎn)單的分為直接構(gòu)造與間接構(gòu)造。直接構(gòu)造防撞裝置主要是使力通過(guò)緩沖后作用到橋墩上，如護(hù)舷方式、繩索變形方式、緩沖材料設(shè)施方式或浮動(dòng)防撞裝置等。間接構(gòu)造防撞裝置使力傳遞不到橋梁結(jié)構(gòu)，避開(kāi)了相撞問(wèn)題。如群樁基礎(chǔ)、人工筑島、人工圍堰等。直接構(gòu)造防撞裝置主要通過(guò)自身的柔性和耗能能力來(lái)削弱撞擊力和減小撞擊破壞程度，但如果防撞裝置柔度過(guò)大，則當(dāng)車(chē)輛船舶碰觸防撞裝置后，防撞裝置的變形主要發(fā)生在相碰觸的部位，其他部位起不到分散撞擊力的作用。而如果防撞裝置剛度過(guò)大，則無(wú)法起到很好的耗能作用，無(wú)法提供很好的防撞效果，且碰撞過(guò)程中易造成車(chē)輛船舶受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于橋墩防撞的裝置，在車(chē)輛船舶撞擊橋墩時(shí)能智能調(diào)節(jié)防撞裝置的剛度，起到有效防撞效果、避免嚴(yán)重后果的同時(shí)減小車(chē)輛船舶所受的損害。

本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種用于橋墩防撞的裝置，包括多個(gè)封閉單元2，封閉單元2相互連接，圍設(shè)在橋墩1周?chē)糜跇蚨辗雷玻忾]單元2內(nèi)設(shè)置有電磁感應(yīng)裝置、內(nèi)導(dǎo)電板7和外導(dǎo)電板8，內(nèi)導(dǎo)電板7和外導(dǎo)電板8之間設(shè)置有壓電材料4，且分別與電磁感應(yīng)裝置連接，在封閉單元2內(nèi)還填充有磁流變彈性體5，磁流變彈性體5設(shè)置在封閉單元2上的承撞部位，且處于電磁感應(yīng)裝置的激勵(lì)范圍內(nèi)。

所述的封閉單元2沿徑向由內(nèi)向外依次包括外室13和內(nèi)室14，所述的內(nèi)導(dǎo)電板7和外導(dǎo)電板8設(shè)置在內(nèi)室14內(nèi)；所述的磁流變彈性體5填充在外室13內(nèi)；外室13內(nèi)還設(shè)置有環(huán)形室15，環(huán)形室15用于安裝電磁感應(yīng)裝置。

所述的內(nèi)導(dǎo)電板7和外導(dǎo)電板8之間填充有填充材料6，填充材料6與壓電材料4相間設(shè)置，且壓電材料4兩側(cè)均填充有填充材料6。

所述的環(huán)形室15沿著外室13和內(nèi)室14的交界處設(shè)置一周。

所述的電磁感應(yīng)裝置為線圈9，線圈9為漆包銅線繞制而成的線圈，線圈9的一端與內(nèi)導(dǎo)電板7連接，另一端與外導(dǎo)電板8連接。

所述的封閉單元2的材質(zhì)為低碳鋼，外室13與內(nèi)室14之間的隔板以及外室13與環(huán)形室15之間的隔板的材質(zhì)均為低碳鋼，封閉單元的外表面上設(shè)置有絕緣層3。

所述的內(nèi)導(dǎo)電板7與封閉單元2之間和外導(dǎo)電板8與封閉單元2之間均絕緣。

所述的內(nèi)導(dǎo)電板7與封閉單元2之間和外導(dǎo)電板8與封閉單元2之間分別設(shè)置有內(nèi)絕緣紙10和外絕緣紙12。

所述的內(nèi)導(dǎo)電板7和外導(dǎo)電板8均為銅板，壓電材料4為壓電陶瓷、壓電聚合物或復(fù)合壓電材料。

所述的填充材料6為橡膠、合成橡膠或復(fù)合彈性材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的防撞裝置通過(guò)在封閉單元內(nèi)設(shè)置壓電材料，壓電材料與內(nèi)導(dǎo)電板和外導(dǎo)電板分別連接，內(nèi)導(dǎo)電板與外導(dǎo)電板分別與線圈的兩端連接，當(dāng)車(chē)輛船舶碰觸封閉單元時(shí)與封閉單元上的承撞部位接觸，產(chǎn)生的撞擊壓力傳遞給壓電材料，壓電材料發(fā)生變形產(chǎn)生電，壓電材料產(chǎn)生的電通過(guò)導(dǎo)電板傳輸給線圈，通電的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)激勵(lì)磁流變彈性體，使磁流變彈性體的剛度發(fā)生變化。如果撞擊力變大，則壓電材料所受的壓力也變大，產(chǎn)生的電壓隨之變大，進(jìn)而線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也變大，使得磁流變彈性體的剛度變大，反之則磁流變彈性體的剛度變小。撞擊力的變化使防撞裝置的剛度具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，使防撞裝置更加智能化，在碰撞時(shí)能很好地吸收碰撞能量，能對(duì)橋墩起到有效的保護(hù)效果，同時(shí)能減小碰撞發(fā)生時(shí)對(duì)車(chē)輛船舶及人員的傷害，更加人性化。

本實(shí)用新型利用壓電材料發(fā)電改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，從而改變磁流變彈性體的剛度，改變橋墩防撞裝置的剛度，能智能化應(yīng)對(duì)外界的撞擊，很好的保護(hù)橋墩安全。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本實(shí)用新型的一種用于橋墩防撞的裝置縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A處局部放大示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的一種用于橋墩防撞的裝置橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的一種用于橋墩防撞的裝置單個(gè)封閉單元組成示意圖，其中圖4(a)為側(cè)視圖，圖4(b)為俯視圖。

其中：1-橋墩，2-封閉單元，3-絕緣層，4-壓電材料，5-磁流變彈性體，6-填充材料，7-內(nèi)導(dǎo)電壓板，8-外導(dǎo)電壓板，9-線圈，10-內(nèi)絕緣紙，11-接線槽，12-外絕緣紙，13-外室，14-內(nèi)室，15-環(huán)形室。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意的方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。在各個(gè)附圖中，相同的構(gòu)件采用類(lèi)似的附圖標(biāo)記來(lái)表示，具體尺寸可以根據(jù)具體實(shí)施工程擬定。

如圖1～圖4所示，本實(shí)用新型提供了一種用于橋墩防撞的裝置，包括多個(gè)封閉單元2，封閉單元2由外室13，內(nèi)室14以及內(nèi)外室之間的環(huán)形室15組成。封閉單元2的外表面覆蓋一層絕緣層3。外室13內(nèi)填充有磁流變彈性體5。內(nèi)室14內(nèi)包括內(nèi)導(dǎo)電壓板7，內(nèi)絕緣紙10，外導(dǎo)電壓板8，外絕緣紙12，壓電材料4，填充材料6。內(nèi)導(dǎo)電壓板7與內(nèi)室壁間有一層內(nèi)絕緣紙10，外導(dǎo)電壓板8與內(nèi)室壁間有一層外絕緣紙12。內(nèi)外導(dǎo)電壓板(7，8)之間填充有壓電材料4與填充材料6。壓電材料4與填充材料6相間設(shè)置，壓電材料4的兩側(cè)均有填充材料6。環(huán)形室15中有線圈9，封閉單元上開(kāi)設(shè)有接線槽11，線圈9的兩端通過(guò)接線槽11分別與內(nèi)導(dǎo)電壓板7、外導(dǎo)電壓板8連接。

本實(shí)用新型的一種用于橋墩防撞的裝置的封閉單元2為低碳鋼材料，且各個(gè)室(13，14，15)之間的隔板亦為低碳鋼材料；壓電材料4為壓電陶瓷、壓電聚合物或復(fù)合壓電材料中的一種；磁流變彈性體5由硅橡膠、硅油、羰基鐵粉、鐵顆粒或由聚氨酯橡膠、硅橡膠、羰基鐵粉、鐵顆粒中的一種方法制備；填充材料6為橡膠、合成橡膠或復(fù)合彈性材料中的一種；內(nèi)外導(dǎo)電壓板為銅板；線圈9由漆包銅導(dǎo)線繞制而成。

將本實(shí)用新型的裝置安裝在待防護(hù)橋墩的防撞位置，當(dāng)車(chē)輛船舶碰觸封閉單元2時(shí)，觸碰產(chǎn)生的壓力傳遞給壓電材料4，壓電材料4通過(guò)形變發(fā)處的電通過(guò)線圈9，通電的線圈9產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)激勵(lì)磁流變彈性體5，使磁流變彈性體5的剛度發(fā)生變化。如果撞擊力變大則壓電材料4所受的壓力也變大，產(chǎn)生的電壓隨之變化，進(jìn)而通電線圈9產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也變化，引起磁流變彈性體5的剛度變大，反之則磁流變彈性體5的剛度變小。

本實(shí)用新型的有益效果是：當(dāng)車(chē)輛船舶碰觸封閉單元時(shí)產(chǎn)生壓力傳遞給壓電材料，壓電材料形變發(fā)電通過(guò)線圈，通電的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)激勵(lì)磁流變彈性體，使磁流變彈性體的剛度發(fā)生變化。如果撞擊力變大則壓電材料所受的壓力也變大，產(chǎn)生的電壓隨之變化，進(jìn)而通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也變化，引起磁流變彈性體的剛度變大，反之則磁流變彈性體的剛度變小。該過(guò)程使防撞裝置的剛度具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，使防撞裝置更加智能化，在碰撞時(shí)能很好地吸收碰撞能量，能對(duì)橋墩起到有效的保護(hù)效果，同時(shí)能減小碰撞發(fā)生時(shí)對(duì)車(chē)輛船舶及人員的傷害，更加人性化。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改或變形都視為對(duì)本實(shí)用新型的等同替換，仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。