钢-复合材料防撞设施结构变形性能的测试、评价方法技术

本发明专利技术涉及钢

【技术实现步骤摘要】
钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试、评价方法


[0001]本专利技术涉及钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试、评价方法；属于道路桥梁防撞设施测试领域。

技术介绍

[0002]随着桥梁数量的日益增多和航运需求的不断增加，航道桥的桥墩受到船舶撞击的概率大大增加，国内外出现了多起船撞桥墩致毁的事故。船撞桥事故不但威胁船舶的通行安全，还严重影响桥梁的运营安全，带来巨大的人身安全威胁和财产损失，有时还会造成生态灾难。
[0003]为降低船
‑
桥碰撞等事故的发生带来的经济损失，提升公共基础设施的安全性，航道桥梁目前普遍安装钢和纤维复合材料(即钢
‑
复合材料)相结合的墩柱防撞设施，包括固定式和漂浮式。然而，众多厂家生产的钢
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复合材料防撞设施产品质量参差不齐，结构变形性能未知，防护效果不确定。产品质量标准缺失，尚未建立统一的评价体系。设计人员在制定桥梁防撞设施方案的过程中存在困难。
[0004]在公开号为CN214363304U的专利文件中，公开了一种钢覆复合材料自浮式桥墩防撞设施，该专利通过复合材料壳体节段、防撞架和法兰盘组成防撞设施，可随水面变化调整防护高度；该项专利中防撞设施防护性能不明确，结构在船舶撞击后变形性能未知，难以与其他防撞设施进行比选。
[0005]在公开号为CN214301462U的专利文件中，公开了一种钢覆复合材料防撞设施；该专利通过C型卡槽连接两个防撞块，使其与墩柱贴合；该项专利中结构在不同程度撞击作用下的变形程度未有衡量指标，其变形性能无法直观获得，在实际使用中的防护效果难以确定。
[0006]综上所述，防撞设施结构变形性能是其在船舶撞击后对桥梁墩柱防护能力的重要体现。防撞设施的结构变形性能不足会导致船舶与桥梁墩柱发生直接碰撞，且防撞设施在低能量碰撞后难以二次使用，更换安装增加施工量和经济成本。因此，提供一种钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试、评价方法是必要的，对桥梁墩柱防撞设计方案的制订起到重要指导作用，对于钢
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复合材料防撞设施的进一步推广应用具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供的钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试、评价方法。本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术所述的钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试方法，该评价方法步骤如下：
[0009]步骤一、设置钢
‑
复合材料防撞设施，并在钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板的中心点设置位移传感器；采用高速摄像机为形变监控设备，高速摄像机设置在防撞设施支撑架侧面的相应位置，高速摄像机的摄像头侧向对准钢
‑
复合材料防撞设施的前面钢板中心
点；
[0010]步骤二、利用冲击设备对钢
‑
复合材料防撞设施进行冲击试验，根据钢
‑
复合材料防撞设施的结构力学性能选择冲击设备的冲击强度，该冲击设备冲击钢
‑
复合材料防撞设施的前面钢板中心点；
[0011]步骤三、当冲击设备冲击钢
‑
复合材料防撞设施完毕后，采用高速摄像机获取钢
‑
复合材料防撞设施前面钢板中心点的残余变形值Δd1；
[0012]步骤四、采用位移传感器获取钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线；计算钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的积分平均值，为钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板中心点的残余变形值Δd2，即：
[0013][0014]式中：
[0015]t
‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的总时间，t＝t2‑
t1；
[0016]t1‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的开始时间；
[0017]t2‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的结束时间；
[0018]ΔD
‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程某一时刻对应的变形量；
[0019]dt
‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的时间积分量。
[0020]本专利技术所述的钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试方法，基于步骤根据步骤三及步骤四所测得的钢
‑
复合材料防撞设施前面钢板中心点的残余变形值Δd1及钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板中心点的残余变形值Δd2；评价方法如下：
[0021]步骤一、若防撞设施中心点的残余变形值Δd＜0.1h，则该钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能良好，h为钢
‑
复合材料防撞设施的厚度；
[0022]步骤二、若防撞设施中心点的残余变形值0.1h＜Δd＜0.2h，则该钢
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复合材料防撞设施结构变形性能中等，h为钢
‑
复合材料防撞设施的厚度；
[0023]步骤三、若防撞设施中心点的残余变形值Δd＞0.2h，则该钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能较差，h为钢
‑
复合材料防撞设施的厚度。
[0024]本专利技术所述的钢
‑
复合材料防撞设施结构变形性能的测试方法，所述的钢
‑
复合材料防撞设施布置在防撞设施支撑架上，位于防撞设施支撑架上钢
‑
复合材料防撞设施的撞击面面向冲击设备。
[0025]本专利技术所述的钢
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复合材料防撞设施结构变形性能的测试方法，所述的防撞设施支撑包括上水平横撑、下水平横撑、竖向刚架和斜撑；所述的竖向刚架为两个且相互平行竖立，所述竖向刚架上设有上水平横撑及下水平横撑；所述的竖向刚架通过斜撑进行支撑；钢
‑
复合材料防撞设施布置在上水平横撑与下水平横撑上。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术提供的钢
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复合材料防撞设施结构变形性能的测试评价方法，综合多个结
构变形的特征指标，测试步骤明确，可操作性强，在经济性、可推广性方面具有优势，可以有力补充防撞设施领域现有结构变形性能测试评价体系的空白。
[0028]测试方法方面，本方法所采用的试验设施简易，占地面积较小，传感器选用常见，相关设施置备方便，可以适应不同尺寸、不同结构布置形式的钢
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复合材料防撞设施结构变形性能的测试工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钢
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复合材料防撞设施结构变形性能的测试方法，其特征在于，该评价方法步骤如下：步骤一、设置钢
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复合材料防撞设施，并在钢
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复合材料防撞设施的背面钢板的中心点设置位移传感器；采用高速摄像机为形变监控设备，高速摄像机设置在防撞设施支撑架侧面的相应位置，高速摄像机的摄像头侧向对准钢
‑
复合材料防撞设施的前面钢板中心点；步骤二、利用冲击设备对钢
‑
复合材料防撞设施进行冲击试验，根据钢
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复合材料防撞设施的结构力学性能选择冲击设备的冲击强度，该冲击设备冲击钢
‑
复合材料防撞设施的前面钢板中心点；步骤三、当冲击设备冲击钢
‑
复合材料防撞设施完毕后，采用高速摄像机获取钢
‑
复合材料防撞设施前面钢板中心点的残余变形值Δd1；步骤四、采用位移传感器获取钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线；计算钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的积分平均值，为钢
‑
复合材料防撞设施的背面钢板中心点的残余变形值Δd2，即：式中：t
‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的总时间，t＝t2‑
t1；t1‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的开始时间；t2‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程的结束时间；ΔD
‑
钢
‑
复合材料防撞设施背面钢板中心点的变形时程曲线在冲击结束后振荡过程某一时刻对应的变形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文炜，曹宏斌，王放，梁梁，赵强，张志厅，薛平，李文艺，胡安玮，张磊，程毅，周畅，吴曾晗，
申请(专利权)人：江苏恒美德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：