本發明專利技術提供了一種復合材料消能護舷，包括殼體和被包裹在殼體內的消能填充體，所述消能填充體包括消能材料和若干條消能肋，所述若干條消能肋分布在消能材料的內部和/或消能材料與殼體之間,所述若干條消能肋均與殼體連為一體，這種復合材料消能護舷的消能肋構成縱橫交錯的網狀結構，具有較高的抗剪強度和一定的緩沖彈性變形能力，可保護殼體不發生較大的剪切變形整體防撞效果好，且造價低廉，使用壽命長，便于維護和修理。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了一種復合材料消能護舷，包括殼體和被包裹在殼體內的消能填充體，所述消能填充體包括消能材料和若干條消能肋，所述若干條消能肋分布在消能材料的內部和/或消能材料與殼體之間,所述若干條消能肋均與殼體連為一體，這種復合材料消能護舷的消能肋構成縱橫交錯的網狀結構，具有較高的抗剪強度和一定的緩沖彈性變形能力，可保護殼體不發生較大的剪切變形整體防撞效果好，且造價低廉，使用壽命長，便于維護和修理。【專利說明】復合材料消能護舷及其制造工藝
本專利技術涉及水上建筑安全防護
，尤其是一種復合材料消能護舷，具體地說是一種用于減小各類橋梁的橋墩、橋塔、承臺、碼頭等水上建筑在撞擊事故中受到的沖擊力的復合材料消能護舷及其制造工藝。
技術介紹
眾所周知，船(車)撞橋事故在世界各地一直在不斷地發生，船撞橋事故的頻率遠比我們想象的更高。由船撞橋事故所導致的人員傷亡、財產損失以及環境破壞是驚人的。很多船撞橋事故輕則損失數萬元，重則人員傷亡、損失以數百萬、數千萬甚至數十億美元計，大量的間接損失更是難以計算。因此對橋梁采取防撞措施尤為必要，其根本目的是:防止橋梁因船舶(車輛)撞擊力而發生結構毀壞，同時盡可能地保護船舶(車輛)，將損失減小到最低程度。經過多年的研究運用，國內外出現了多種針對船橋碰撞的橋墩防撞設施，但其基本原理是基于能量吸收、動量緩沖而設計的，每種防撞設施都有其特點和使用條件。具體來說防撞設施看分為兩大類:一為間接式，其特點為:在橋墩之外另設防撞設施，橋墩不直接接受力，讓橋墩徹底回避船舶撞擊問題。如:樁群方式、薄殼筑沙圍堰方式、人工島方式等，一般適用于水淺、地質情況較好的場合。間接式防撞方法雖然一勞永逸，但會影響航道，且常常因為造價太高或者條件不具備二放棄。二為直接式，其特點為:力經過緩沖后直接作用在橋墩上，如護弦方式、繩索變形方式、緩沖材料設施方式、緩沖設施工程方式及固定或浮式套箱防撞設施等。一般使用在航道較窄、水較深的場合，通常建造費用較省，土建工程量不大。如:湛江海灣大橋、上海長江大橋采用鋼箱型防撞裝置，該消能設施利用鋼材塑性變形破損消能，當船舶撞擊鋼套箱防撞裝置時，防撞結構外層非連續(間斷的)結構鋼板發生大的變形，吸收了部分碰撞能量，并且延長了接觸時間，使撞擊力峰值得以降低，同時由于結構變形和相互作用，從而撥動船頭方向，減少了船舶與結構間的能量交換。但鋼套箱通常承受單次撞擊，撞損后維修較困難；同時碰撞時船體易受損傷；另外鋼材常年在水中易銹蝕。維護費用較高，故采用新材料設計開發新型防撞系統迫在眉睫。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是:為了解決現有的橋梁防撞裝置存在的防撞效果差、成本高或修復難度大的問題，本專利技術提供了一種能充分消化轉移撞擊能量、成本低、應用范圍廣且綠色環保的復合材料消能護舷來解決上述問題。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種復合材料消能護舷，包括殼體和被包裹在殼體內的消能填充體，所述消能填充體包括消能材料和若干條消能肋，所述若干條消能肋分布在消能材料的內部和/或消能材料與殼體之間，所述若干條消能肋均與殼體連為一體；所述殼體為復合材料面層構成的實心殼體或者為復合材料面層內填充有夾心材料的夾層殼體，所述殼體的耐腐蝕性能極佳，使用壽命長，能長達幾十年耐受降水、海水等各種惡劣環境中的腐蝕，復合材料面層采用纖維和豎直制成，能有效將撞擊荷載迅速分散。所述消能材料由若干個單元塊組合構成，每個所述單元塊的表面上均開設有多條消能槽，所述消能肋設置于消能槽中，至少有一條消能槽是開設在消能材料的外表面上或者是一直延伸至消能材料的外表面，而其它消能槽直接與之連通或者相互之間連通后再與之連通，從而達到所有所述消能槽均與消能材料的外部空間連通的目的，所述若干條消能肋為的波形筋段或者螺旋形筋段，消能肋呈波形或者螺旋形便具有類似彈簧的結構，具有較強的緩沖變形能力，消能材料受到撞擊，消能肋因為撞擊力壓縮變形，一方面將撞擊物的動能轉化為彈性勢能，另一方面延長了撞擊物與復合材料消能護舷的作用時間，最終減小了撞擊力的大小。為了利用波形筋段或者螺旋形筋段的類彈簧結構，保證緩沖變形能，消能肋應當孤立存在，所述若干條消能肋具有的公共點的個數為零，如果兩個消能肋相交或者重疊會，會影響消能肋的壓縮變形和回彈能力，從而無法保證足夠好的緩沖能力和抗剪能力。作為優選，所述若干個單元塊為若干個形狀大小一致的長方體塊，所述長方體塊面積最大的一組相對面的兩個面為第一平面和第二平面，所述消能槽垂直相交開設在所述第一平面和第二平面上并形成多個交點，可以將所述消能槽靠近長方體塊棱邊的部分留出，不在這部分設置消能肋，用作導流槽，方便注塑時樹脂的流通；所述第一平面上的消能槽在第二平面的投影與第二平面上的消能槽重合，所述第一平面和第二平面之間以交點為端點開設有多個通孔，所述通孔垂直于第一平面，所述通孔中設置有消能柱，所述消能柱聯接和支撐第一平面和第二平面上的消能肋，將長方體塊看做房屋，消能肋好似房屋的屋梁，那么消能柱就是支撐起整個房屋的立柱，不僅加強了單元塊結構強度、抗剪能力和緩沖變形能力，而且在應對垂直與第一平面的方向力時，同樣具備了較強的防沖撞能力。所述若干個單元塊為若干個形狀大小一致的長方體塊，所述消能槽開設在所述長方體塊的六個面上，所述單元塊同一面上的所述消能槽交叉開設形成網孔為矩形或者菱形的網狀結構，網狀結構具有較強的結構強度，對于消能材料的支撐作用更加顯著，進一步加強了復合材料消能護舷防撞能力；在復合材料消能護舷某處收到撞擊力時，由于消能肋相互交聯，撞擊力會被迅速傳遞開，防止撞擊力過于集中；除了消能肋由于本身材料性質具有很一定緩沖能力外，網狀結構在受力時，結點之間相互作用，也產生較強的變形能力用于緩沖保護；網孔為菱形，理想情況是，菱形網孔的一條對角線與撞擊力的方向平行，那么撞擊力對菱形網孔進行壓縮，這條對角線對應的這組對角相互靠近，菱形網孔發生較大形變，產生回彈力，進一步加強復合材料消能護舷的彈性變形能力；網孔為矩形，矩形的一組對邊平行于撞擊力的方向，則另一組對邊垂直于撞擊力的方向，顯然含有這種網狀結構的復合材料消能護舷的不易變形，整體結構在應力上強度更大，結構穩定性更強。一種制造所述的復合材料消能護舷的制造工藝，包括以下步驟:A)制造若干個能夠組合成一個完整消能材料的單元塊；B)在每個所述單元塊的表面上開設多條消能槽，所述消能槽中至少有一條開設在消能材料的外表面上或者一直延伸開設至消能材料的外表面，從而與消能材料的外部空間直接連通，其它消能槽直接或者相互連接后與上述與消能材料的外部空間直接連通的消能槽連接，從而使所有所述消能槽均與消能材料的外部空間連通；理想情況是在任意二個相鄰的所述單元塊的組合面上的消能槽對應設置，對應設置的所述消能槽能夠組合成宮腔，消能肋設置在空腔中，實際上，空腔的形成并不需要一對消能槽對應開設，單個消能槽與平面之間也可以形成空腔，但是當一條消能肋置于單個消能槽與面形成的空腔中時，消能肋結合相鄰兩個單元塊的強度會降低，導致整個復合材料消能護舷的穩定性和結構強度降低；C)消能肋由纖維材料和樹脂材料制成，纖維材料制成絲束狀，在所述若干個單元塊上纏繞纖維絲，所述纖維絲嵌在消能槽中，纖維絲對復合材本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復合材料消能護舷（1），其特征在于：包括殼體（2）和被包裹在殼體（2）內的消能填充體（3），所述消能填充體（3）包括消能材料（4）和若干條消能肋（5），所述若干條消能肋（5）分布在消能材料（4）的內部和/或消能材料（4）與殼體（2）之間,所述若干條消能肋（5）均與殼體（2）連為一體。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣超，
申請(專利權)人：江蘇省宏遠玻璃鋼有限公司，
類型：發明
國別省市：
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