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複合材料防撞設施

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複合材料防撞設施
 
    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、財産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爲必要,其根本目的是:防止橋梁遇船舶(車輛)撞擊力而發生結構毀壞,同時盡可能地保護船舶(車輛),將損失減少到最低程度。

    自浮式複合材料柔性消能防撞設施是由纖維增強複合材料、內設消能肋、消能柱,內填耗能閉孔泡沫材料,主要爲了消耗船舶撞擊時的撞擊力,以保護船舶和橋梁本體結構免受損傷。纖維增強複合材料耐腐蝕性能極佳,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。複合材料柔性消能護舷由纖維,碳纖維,矽材料,耗能閉孔泡沫材料等制成,能有效將撞擊力分散,消能肋爲波形筋段和面層聯接,又和消能柱交叉,呈波形和螺旋柱形便具有類似彈簧的結構,是有較強的緩沖變形能力,消能材料受到撞擊,消能柱因爲撞擊力壓縮變形,一方面將撞擊物的動能轉化爲彈性勢能,另一方面延長了撞擊物與複合材料柔性消能護舷的作用時間,最終減少了撞擊力的力量。耗能閉孔泡沫在複合材料柔性消能護舷遭撞擊變形時産生耗能,防撞結構應允許有較大的變形,通過變形耗能將船的撞擊力降低至50%以上。

    複合材料柔性消能護舷一般情況下將受到重力、浮力、潮流力、波流力等荷載的作用,對于這些靜態和半靜態的荷載,複合材料柔性消能護舷經過理論設計和試驗證明,實際應用已不存在問題。但當其遇到船的碰撞而形成沖擊載荷時,其內部的動態、響態和靜態相比是完全不同的,屬于複雜的流固耦合非淺性系統的碰撞問題。在橋體設計時若不能定量考慮由碰撞引起的巨大沖擊力將容易導致橋體的關鍵部位發生意想不到的破壞,甚至造成巨大的人員和財産損失。因此對複合材料柔性消能護舷的沖擊性能消能性能進行定量研究設計並制造,對保護船舶和橋梁結構的安全具有理論和實際意義。

    複合材料柔性消能護舷可設計成標准型與定制型,標准型號的複合材料柔性消能護舷單元具有相同的外觀形狀和結構形式,大小相同的複合材料柔性消能護舷單元按照規定組合成複合材料柔性消能護舷;定制型號的複合材料柔性消能護舷單元可根據防撞部位的具體需求單獨設計防撞護舷外觀要求和結構形狀以達到防撞效果。複合材料柔性消能護舷根據需求形式可以分類爲固定式和自浮式二種款式,固定式複合材料柔性消能護舷固定安裝在橋梁的防撞部位;自浮式複合材料柔性消能護舷安裝在橋梁的橋墩四周,隨著江面(河道)水位的高低自浮式複合材料柔性消能護舷依靠水的浮力沿著橋墩軸線上下升降,複合材料柔性消能護舷始終處于船舶的撞擊高度。複合材柔性消能護舷剖面形式有矩形、半圓形、圓形、異面形、多邊形等等。