河道防撞桩的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁防护技术领域，尤其涉及一种河道防撞桩。


背景技术：

2.内河通航河道中的桥梁建设过程中，桥梁存在水中支架，船舶航行过程中发生意外时，可能会对桥梁的水中支架进行重装，造成桥梁水中支架的损坏，进而导致桥梁本身安全性下降，现行标准中，内河通航河道的最大通航船舶为500吨左右，现有技术的防撞墩采用刚性较高的防撞装置，在受到船舶冲击时产生形变较小，无法有效的缓冲冲击力，容易对船舶造成较大损伤。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种河道防撞桩，旨在解决现有的防撞装置刚性较高导致无法有效的缓冲冲击力，容易对船舶造成较大损伤的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种河道防撞桩，用于安装在桥梁水中支架的外侧，包括桩体和设置在所述桩体上的加强结构，所述加强结构位于靠近所述桩体的顶部位置，所述桩体包括三根竖向设置的支柱，三根所述支柱相互平行并围成具有内腔的三角支撑结构，所述三角支撑结构为等腰直角三角形支撑结构，所述等腰直角三角形的长边朝向背离所述水中支架的一侧，任意两根相邻的所述支柱的之间均设置有所述加强结构，所述加强结构包括两个第一加强筋和两个第二加强筋，两个所述第一加强筋沿竖直方向间隔设置，所述第一加强筋沿水平方向连接在对应的两根相邻的所述支柱之间，所述第一加强筋的两端分别与两个所述第二加强筋连接。
5.优选地，所述第一加强筋、所述第二加强筋及所述支柱均为钢制型材。
6.优选地，所述第一加强筋及所述第二加强筋均为槽钢，所述第一加强筋及所述第二加强筋的开口朝向所述内腔，所述支柱为圆柱钢管。
7.优选地，所述支柱的外径为600mm～630mm，壁厚为6mm～10mm。
8.优选地两个所述第一加强筋的竖向间距为4300mm～4700mm。
9.优选地，所述等腰直角三角形支撑结构的直角边长度为1800mm～2200mm。
10.优选地，所有所述加强结构的高度一致。
11.优选地，所述支柱靠近底部的位置具有用于伸入河底的下沉段，所述下沉段的长度为6000mm～10000mm。
12.优选地，所述下沉段设置有多条沿竖直方向间隔设置的标识线，任意相邻的两条所述标识线之间间隔1000mm。
13.优选地，靠近所述支柱顶端的所述第一加强筋与所述支柱顶端的竖向间距为600mm～1000mm。
14.在本实用新型的技术方案中，通过三根支柱围成等腰直角三角形支撑结构，三角形结构稳定，同时将等腰直角三角形的长边朝向背离水中支架的一侧，即来船侧，通过长边
与船舶接触，增加接触面积，从而使得河道防撞桩更容易挡住来撞船舶，同时支撑更稳定，在靠近桩体顶端的位置设置加强结构，桩体受到冲击时，桩体产生形变，但由于第一加强筋和第二加强筋的连接，将冲击力分散在三根支柱之间，不会有其中一根支柱因受到冲击力过大产生分离或过度形变导致损坏，同时由于加强结构在顶端，支柱本身的形变能力不会受到过度影响，在冲击下仍可通过形变缓冲冲击力，从而减小对船舶的损伤。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本实用新型一实施例河道防撞桩的结构示意图；
17.图2为本实用新型一实施例河道防撞桩的俯视示意图。
18.附图标号说明：
[0019][0020][0021]
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]
需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0024]
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0025]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0026]
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]
本实用新型提出一种河道防撞桩1。
[0028]
请结合图1和图2，本实施例的河道防撞桩1，用于安装在桥梁水中支架的外侧，包括桩体10和设置在桩体10上的加强结构，加强结构位于靠近桩体10的顶部位置，桩体10包括三根竖向设置的支柱11，三根支柱11相互平行并围成具有内腔的三角支撑结构，三角支撑结构为等腰直角三角形支撑结构，等腰直角三角形的长边朝向背离水中支架的一侧，任意两根相邻的支柱11的之间均设置有加强结构，加强结构包括两个第一加强筋和两个第二加强筋，两个第一加强筋沿竖直方向间隔设置，第一加强筋沿水平方向连接在对应的两根相邻的支柱11之间，第一加强筋的两端分别与两个第二加强筋连接。
[0029]
可以理解地，第一加强筋位于支柱11的顶端，且位于第二加强筋的上方。任意相邻的两个支柱11之间均设置有第一加强筋和第二加强筋，第二加强筋交叉连接在两个第一加强筋之间。
[0030]
在本实用新型的技术方案中，通过三根支柱11围成等腰直角三角形支撑结构，三角形结构稳定，同时将等腰直角三角形的长边朝向背离水中支架的一侧，即来船侧，通过长边与船舶接触，增加接触面积，从而使得河道防撞桩1更容易挡住来撞船舶，同时支撑更稳定，在靠近桩体10顶端的位置设置加强结构，桩体10受到冲击时，桩体10产生形变，但由于第一加强筋和第二加强筋的连接，将冲击力分散在三根支柱11之间，不会有其中一根支柱11因受到冲击力过大产生分离或过度形变导致损坏，同时由于加强结构在顶端，支柱11本身的形变能力不会受到过度影响，在冲击下仍可通过形变缓冲冲击力，从而减小对船舶的损伤。
[0031]
在一实施例中，第一加强筋、第二加强筋及支柱11均为钢制型材。钢质型材的强度高，韧性好，用于河道防撞桩1时，可以增加其稳定性，同时受冲撞时不容易破坏性损坏如折断等。同时钢材不易生锈，适用于水中施工。
[0032]
在一实施例中，第一加强筋及第二加强筋均为槽钢，第一加强筋及第二加强筋的开口朝向内腔，支柱11为圆柱钢管。槽钢力学性能好，保证强度的同时节省材料，节约成本。支柱11为圆柱钢管，圆柱型钢管可以使受力均匀分散，钢管内各部分受力相同，提高了其抗冲击能力。
[0033]
在一实施例中，支柱11的外径为600mm～630mm，壁厚为6mm～10mm。支柱11的外径为600mm～630mm，优选为600mm，壁厚为6mm～10mm，优选为8mm，可以满足应对内河通航河道的最大通航船舶的冲击的要求，同时使用最少的材料，节约成本。
[0034]
在一实施例中两个第一加强筋的竖向间距为4300mm～4700mm。两个第一加强筋的竖向间距不宜过小，过小时容易降低支柱11的韧性和形变能力，从而导致抗冲击能力降低，间距过大时又无法保证支柱11之间的连接，容易产生损坏，因此两个第一加强筋的竖向间距为4300mm～4700mm，优选为4500mm，可以在不降低支柱11的韧性和形变能力的同时，保证支柱11之间的连接强度。
[0035]
在一实施例中，等腰直角三角形支撑结构的直角边长度为1800mm～2200mm。直角
边长度决定了整体的强度，因此直角边长度为1800mm～2200mm，优选为2000mm时，可以保证等腰直角三角形支撑结构的强度，同时节省材料。
[0036]
在一实施例中，所有加强结构的高度一致。可以理解地，任意相邻的两个支柱11之间的第一加强筋的高度一致，第二加强筋的高度也一直，采用对称的结构，加强结构高度相同时，使得支柱11之间的连接更稳定，冲击力更均匀在三根支柱11之间传导，提高了其抗冲击能力。
[0037]
在一实施例中，支柱11靠近底部的位置具有用于伸入河底的下沉段，下沉段的长度为6000mm～10000mm。支柱11的底部伸入河底，为支柱11提供水平方向的支撑，下沉段如果过长，导致支柱11无法倾斜缓冲，容易造成支柱11损坏，下沉段过短时，支柱11容易在受到冲撞时脱出河底，无法进行防护，因此下沉段的长度为6000mm～10000mm，优选为8000mm最优。
[0038]
在一实施例中，下沉段设置有多条沿竖直方向间隔设置的标识线，任意相邻的两条标识线之间间隔1000mm。在下沉段每间隔一米设置一条标识线，使得安装时可以及时知道下沉段已伸入河底多少米，降低了安装难度，提高了安装效率。
[0039]
在一实施例中，靠近支柱11顶端的第一加强筋与支柱11顶端的竖向间距为600mm～1000mm。在靠上的第一加强筋与支柱11的顶端之间留有一定的间距，可以提高支柱11的韧性，竖向间距优选为800mm。
[0040]
在一具体的实施例中，支柱11采用外径630mm，壁厚8mm的圆柱钢管，下沉段为8m，槽钢规格为14a，直角边长度为2000mm，第一加强筋的竖向间距为4500mm，在800t级船撞击下，横桥向撞击作用为700kn，顺桥向撞击作用为570kn，作用在通航水位以上2m的位置，即撞击力的作用点在2.5+2＝4.5m至3.8+2＝5.8m范围。钢管桩桩底标高-10m，入土深度8m，桩土相互作用采用m法模拟。模拟结果表明，在横桥向700kn的撞击力作用下，桩顶最大水平位移9.5cm；钢管桩桩顶产生266.4mpa的拉应力和-227.5mpa的压应力。考虑施工阶段中应力可提高25％，应力可满足规范要求。
[0041]
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种河道防撞桩，用于安装在桥梁水中支架的外侧，其特征在于，包括桩体和设置在所述桩体上的加强结构，所述加强结构位于靠近所述桩体的顶部位置，所述桩体包括三根竖向设置的支柱，三根所述支柱相互平行并围成具有内腔的三角支撑结构，所述三角支撑结构为等腰直角三角形支撑结构，所述等腰直角三角形的长边朝向背离所述水中支架的一侧，任意两根相邻的所述支柱的之间均设置有所述加强结构，所述加强结构包括两个第一加强筋和两个第二加强筋，两个所述第一加强筋沿竖直方向间隔设置，所述第一加强筋沿水平方向连接在对应的两根相邻的所述支柱之间，所述第一加强筋的两端分别与两个所述第二加强筋连接。2.如权利要求1所述的河道防撞桩，其特征在于，所述第一加强筋、所述第二加强筋及所述支柱均为钢制型材。3.如权利要求2所述的河道防撞桩，其特征在于，所述第一加强筋及所述第二加强筋均为槽钢，所述第一加强筋及所述第二加强筋的开口朝向所述内腔，所述支柱为圆柱钢管。4.如权利要求3所述的河道防撞桩，其特征在于，所述支柱的外径为600mm～630mm，壁厚为6mm～10mm。5.如权利要求1所述的河道防撞桩，其特征在于，两个所述第一加强筋的竖向间距为4300mm～4700mm。6.如权利要求1至5中任一项所述的河道防撞桩，其特征在于，所述等腰直角三角形支撑结构的直角边长度为1800mm～2200mm。7.如权利要求1至5中任一项所述的河道防撞桩，其特征在于，所有所述加强结构的高度一致。8.如权利要求1至5中任一项所述的河道防撞桩，其特征在于，所述支柱靠近底部的位置具有用于伸入河底的下沉段，所述下沉段的长度为6000mm～10000mm。9.如权利要求8所述的河道防撞桩，其特征在于，所述下沉段设置有多条沿竖直方向间隔设置的标识线，任意相邻的两条所述标识线之间间隔1000mm。10.如权利要求1至5中任一项所述的河道防撞桩，其特征在于，靠近所述支柱顶端的所述第一加强筋与所述支柱顶端的竖向间距为600mm～1000mm。

技术总结
本实用新型公开了一种河道防撞桩，包括桩体和设置在桩体上的加强结构，加强结构位于靠近桩体的顶部位置，桩体包括三根竖向设置的支柱，三根支柱围成等腰直角三角支撑结构，等腰直角三角形的长边朝向背离水中支架的一侧，任意两根相邻的支柱的之间均设置有加强结构，加强结构包括两个第一加强筋和两个第二加强筋，两个第一加强筋沿竖直方向间隔设置，第一加强筋沿水平方向连接在对应的两根相邻的支柱之间，第一加强筋的两端分别与两个第二加强筋连接。本实用新型通过三根支柱围成等腰直角三角形支撑结构，将其长边朝向来船侧，同时在支柱上设置加强结构，使得支柱在冲击下产生形变进行缓冲，提高其抗冲击力，同时减小对船舶的损伤。伤。伤。


技术研发人员：吕天文 孙引浩 陈广飞 王文炜 吕兵荣 陈青松 文江 张迪 王小兵 王智磊 沈胜强
受保护的技术使用者：中铁二十局集团第一工程有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/9/20