桥梁防撞设施&钢覆复合材料防撞设施

jimosea

一、钢覆复合材料防撞设施

钢覆复合材料防撞设施主要分为浮动式钢覆复合材料防撞设施和固定式钢覆复合材料防撞设施。

1、浮动式钢覆复合材料防撞设施

（1）结构形式

浮动式钢覆复合材料防撞设施是一种缓冲吸能型腹板增强钢与复合材料组合式的防撞设施，其内部结构主要由钢板面层、钢腹板增强体、复合材料防腐层以及耗能芯材组成。具体结构形式如图所示。

（2）防撞机理

当船舶撞击桥墩时，防撞设施钢外壳箱体及其内部填充的耗能材料在撞击力作用下压缩变形，实现缓冲吸能。内、外表面护舷对小型船只的刮蹭、撞击具有较好的缓冲作用，即能保护装置外观良好，亦能减少装置在上下浮动过程中的磨损。撞击过程中，钢外壳及内部耗能芯材共同吸收了撞击能量，减少了船舶和桥墩在撞击过程的能量吸收，减小了桥梁和船舶的破坏，同时降低了撞击力。

（3）设施特点

1）浮动性——质量较轻、强度较高，自浮性良好，吊装较方便。

2）易于加工——成型方便，形状可灵活设计，适合大批量生产。

3）性能良好可控——由于钢板存在，装置防撞性能高；且在不改变结构外形的前提下，可改变材料组分达到不同的物理性能。

4）安装方便——由独立的模块组成，安装便捷***，各单元损坏后维修更换方便。

5）疏水性——能够在海水和淡水中保持性能稳定，不怕油和各类物质的侵蚀，在发生局部破损时，可以保证装置的浮动性能。

2、固定式钢覆复合材料防撞设施

固定式钢覆复合材料防撞设施与浮动式钢覆复合材料防撞设施在结构形式、防撞机理、设施特点上无太大差别，两者***主要的区别是安装方式不同，固定式防撞设施一般是采用打孔锚固、高强螺杆锁紧的安转方式，设施固定于承台或墩柱上，起到保护作用，不能随水位上下浮动；而浮动式防撞设施各节段之间可以通过法兰或者插销等方式进行连接，其可以随水位自由上下浮动。

二、GFRP复合材料防撞设施

1、GFRP复合材料防撞设施

（1）结构形式

GFRP复合材料防撞设施是由纤维增强复合材料面层、编织在复合材料面层之间的格构增强体以及填充在格构体之间的耗能芯材组成，并通过螺栓固定安装于桥墩上，该类型设施具有轻质高强，缓冲消能好、耐腐蚀、少维护、维修更换方便等特点，能在保护桥梁的同时***限度地减轻船舶的损伤。具体结构形式如图所示。

（2）防撞机理

当船舶撞击桥墩时，GFRP复合材料防撞设施外壳箱体及其内部填充的耗能材料在撞击力作用下压缩变形，实现缓冲吸能。撞击过程中，GFRP复合材料防撞设施吸收了撞击能量，减少了船舶和桥墩在撞击过程的能量吸收，减小了桥梁和船舶的破坏，同时降低了撞击力。

（3）设施特点

1）轻质高强——质量大大降低、强度较高，吊装较方便。

2）易于加工——成型方便，形状可灵活设计，适合大批量生产。

3）性价比高——与钢覆复合材料防撞设施相比，其造价相对低一些。

4）安装方便——由于采用纤维增强材料制作，其质量大大降低，安装时可以不需要机械辅助。

5）疏水性——能够在海水和淡水中保持性能稳定，不怕油和各类物质的侵蚀。

三、材料性能

1）钢材

钢板和型钢的化学成分和物理机械性能应符合GB/T 700的规定。

2）复合材料

复合材料宜采用玻璃纤维增强制品、芳纶纤维增强制品，其基脂可采用乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、不饱和树脂等。

复合材料的物理机械性能应符合下表要求：

拉伸强度（M Pa）	压缩强度（M Pa）	弯曲强度（M Pa）	剪切强度（M Pa）
≥300	≥200	≥300	≥350
拉伸模量（G Pa）	吸水率（%）	巴氏硬度（H Ba）
≥16	≤1	≥45

3）耗能芯材

耗能芯材宜采用聚氨酯闭孔泡沫，聚氨酯闭孔泡沫的物理机械性能应复合下表要求。

吸水率（%）	剪切强度（M Pa）	平压强度（M Pa）
≤2.5	≥0.15	≥0.15