本實用新型涉及橋梁安全防護技術領域，具體涉及一種用于橋墩防撞的裝置。

背景技術：

車輛船舶撞擊橋墩而導致的嚴重事故每年都有發(fā)生，所造成的各種損失無法估量，而車船撞橋的概率并沒有想象中的那么低，因此對橋墩保護裝置的研究是非常必要的，關于這點也引起了越來越多相關人員的關注。

針對車輛船舶對橋墩撞擊事故，國內(nèi)外對防撞裝置進行了多年的研究。根據(jù)設置地點的不同可以簡單的分為直接構造與間接構造。直接構造防撞裝置主要是使力通過緩沖后作用到橋墩上，如護舷方式、繩索變形方式、緩沖材料設施方式或浮動防撞裝置等。間接構造防撞裝置使力傳遞不到橋梁結構，避開了相撞問題。如群樁基礎、人工筑島、人工圍堰等。直接構造防撞裝置主要通過自身的柔性和耗能能力來削弱撞擊力和減小撞擊破壞程度，但如果防撞裝置柔度過大，則當車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大，則無法起到很好的耗能作用，無法提供很好的防撞效果，且碰撞過程中易造成車輛船舶受損。

技術實現(xiàn)要素：

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

本實用新型的目的是采用如下技術方案來實現(xiàn)的：

一種用于橋墩防撞的裝置，包括多個封閉單元2，封閉單元2相互連接，圍設在橋墩1周圍用于橋墩防撞，封閉單元2內(nèi)設置有電磁感應裝置、內(nèi)導電板7和外導電板8，內(nèi)導電板7和外導電板8之間設置有壓電材料4，且分別與電磁感應裝置連接，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設置在封閉單元2上的承撞部位，且處于電磁感應裝置的激勵范圍內(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)導電板7和外導電板8設置在內(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)還設置有環(huán)形室15，環(huán)形室15用于安裝電磁感應裝置。

所述的內(nèi)導電板7和外導電板8之間填充有填充材料6，填充材料6與壓電材料4相間設置，且壓電材料4兩側均填充有填充材料6。

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

所述的電磁感應裝置為線圈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)導電板7連接，另一端與外導電板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置有絕緣層3。

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

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

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

所述的填充材料6為橡膠、合成橡膠或復合彈性材料。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型的防撞裝置通過在封閉單元內(nèi)設置壓電材料，壓電材料與內(nèi)導電板和外導電板分別連接，內(nèi)導電板與外導電板分別與線圈的兩端連接，當車輛船舶碰觸封閉單元時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)生的電通過導電板傳輸給線圈，通電的線圈產(chǎn)生磁場，該磁場激勵磁流變彈性體，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，進而線圈產(chǎn)生的磁場強度也變大，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調(diào)節(jié)能力，使防撞裝置更加智能化，在碰撞時能很好地吸收碰撞能量，能對橋墩起到有效的保護效果，同時能減小碰撞發(fā)生時對車輛船舶及人員的傷害，更加人性化。

本實用新型利用壓電材料發(fā)電改變磁場強弱，從而改變磁流變彈性體的剛度，改變橋墩防撞裝置的剛度，能智能化應對外界的撞擊，很好的保護橋墩安全。

【附圖說明】

圖1為本實用新型的一種用于橋墩防撞的裝置縱剖面結構示意圖；

圖2為圖1的A處局部放大示意圖；

圖3為本實用新型的一種用于橋墩防撞的裝置橫截面結構示意圖；

圖4為本實用新型的一種用于橋墩防撞的裝置單個封閉單元組成示意圖，其中圖4(a)為側視圖，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)導電壓板，8-外導電壓板，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。

【具體實施方式】

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意的方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。在各個附圖中，相同的構件采用類似的附圖標記來表示，具體尺寸可以根據(jù)具體實施工程擬定。

如圖1～圖4所示，本實用新型提供了一種用于橋墩防撞的裝置，包括多個封閉單元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)導電壓板7，內(nèi)絕緣紙10，外導電壓板8，外絕緣紙12，壓電材料4，填充材料6。內(nèi)導電壓板7與內(nèi)室壁間有一層內(nèi)絕緣紙10，外導電壓板8與內(nèi)室壁間有一層外絕緣紙12。內(nèi)外導電壓板(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相間設置，壓電材料4的兩側均有填充材料6。環(huán)形室15中有線圈9，封閉單元上開設有接線槽11，線圈9的兩端通過接線槽11分別與內(nèi)導電壓板7、外導電壓板8連接。

本實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?；蛴删郯滨ハ鹉z、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、合成橡膠或復合彈性材料中的一種；內(nèi)外導電壓板為銅板；線圈9由漆包銅導線繞制而成。

將本實用新型的裝置安裝在待防護橋墩的防撞位置，當車輛船舶碰觸封閉單元2時，觸碰產(chǎn)生的壓力傳遞給壓電材料4，壓電材料4通過形變發(fā)處的電通過線圈9，通電的線圈9產(chǎn)生磁場，該磁場激勵磁流變彈性體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，進而通電線圈9產(chǎn)生的磁場強度也變化，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。

本實用新型的有益效果是：當車輛船舶碰觸封閉單元時產(chǎn)生壓力傳遞給壓電材料，壓電材料形變發(fā)電通過線圈，通電的線圈產(chǎn)生磁場激勵磁流變彈性體，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，進而通電線圈產(chǎn)生的磁場強度也變化，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。該過程使防撞裝置的剛度具有自動調(diào)節(jié)能力，使防撞裝置更加智能化，在碰撞時能很好地吸收碰撞能量，能對橋墩起到有效的保護效果，同時能減小碰撞發(fā)生時對車輛船舶及人員的傷害，更加人性化。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，本領域的相關技術人員應該理解的是，在不偏離本實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本實用新型的等同替換，仍在本實用新型的保護范圍。