一种复合材料浮体结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合材料浮体结构，包括浮体单元（1），浮体单元（1）由壳体（2）和填充在壳体（2）内的填充材料体（3）构成，所述浮体单元（1）的两端分别设有一向内凹进浮体单元（1）的凹端接头（4）和一向外凸出浮体单元（1）并与凹端接头（4）相吻合的凸端接头（5），相邻且相互连接的两个浮体单元（1）通过凹端接头（4）和凸端接头（5）嵌合相连后采用连接件（6）固定相连。本实用新型专利技术的浮体单元之间通过凹凸接头嵌合相连后通过沿其宽度方向设置的连接孔采用插销锁定或采用外法兰与螺栓配合的形式连成整体，具有结构简单、成本低、安装维护方便、自浮性强的特点，适用于防撞构件或组装为浮桥、浮码头等水上浮动平台。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水上浮体结构，尤其是一种利用复合材料制造的低成本、弹性大、耐腐蚀的浮体结构，具体地说是一种适用于各类桥梁的桥墩及近岸码头、水上建筑、海洋建筑用以减轻船舶、浮冰或车辆等撞击灾害以及可拼接为移动式水上栈桥码头、浮桥的复合材料浮体结构。
技术介绍
根据有关资料文献的介绍，船撞桥事故在世界各地一直在不断地发生，船撞桥事故的频率远比我们想象的更高。由船撞桥事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。很多船撞桥事故轻则损失数万元，重则人员伤亡、损失以数百万、数千万甚至数十亿美元计，大量的间接损失更是难以计算。随着交通运输业的快速发展，我国近期修建的跨越通航江河、港区和海峡的大型桥梁数量逐步增多，而航道上船舶数量也不断增加且船 型趋于大型化，使得桥梁和通行船舶之间的矛盾日趋突出，因此船舶撞击桥墩的事故亦不断增加。如武汉长江大桥，自1975年建成到1999年12月18日共发生了 70起，其中直接经济损失上百万的大事故超过10起，而发生在我国长江、珠江、黑龙江三大水系干线上的船撞桥事件更达到300余起以上。桥梁防船撞问题也正逐渐得到了有关航运管理、规划设计等部I 的闻度重视。为此，国外的学者已率先开展了相关的研究，提出了船桥碰撞理论，并设计出了一些桥梁防护设施。我国主要集中在借鉴和参考国外研究成果，进行实例桥梁的防撞装置的设计和应用，其成果被部分规范引用，但桥梁防撞击的研究工作和防撞装置的安装在我国仍然未能引起足够的重视。此外，现有防撞装置几何尺度偏大，外形欠美观，维护费用较高，也不能满足现代交通对桥墩防撞装置的要求。桥梁采取防撞措施的根本目的是防止桥梁因船舶撞击力超过桥墩的设计承载力而造成结构毁坏，同时尽可能地保护船舶，将损失减小到最低程度。防撞设施的型式不同，其工作机理就不同，或阻止船舶撞击力传到桥墩，或通过缓冲消能延长船舶撞击时间、减小船舶撞击力，最终达到保护桥梁安全的目的。各种类型的桥墩防撞设施的基本工作原理都是吸收能量、缓冲动能，每种防撞措施都有其特点和使用条件。目前常用的桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等，一般适用于水浅、地质情况较好的场合，虽然一劳永逸，但会影响航道，且常常因为造价太高或者条件不具备而放弃。而钢结构套箱消能设施利用钢材塑性变形破损消能，但其通常承受单次撞击，撞损后维修较困难；同时碰撞时船体易受损伤；另外钢材常年在水中易锈蚀，维护费用较高，故采用新材料设计开发新型防撞系统迫在眉睫。浮桥是一种由若干个具有良好通用性和互换性的浮体单元组成，根据不同的需求，配置必要的专用设备或工具后，广泛运用于交通保障、水上工程施工和特殊工程等领域，特别适合交通不便地区和浅水区域。由于浮桥架设简便，成桥迅速，整体采用模块化技术，机动性强，在军事上常被应用，因此又称“战桥”。浮桥可用于人行、公路、铁路，其构造并不复杂，架拆也方便，但维修费用高。浮桥作为跨水域浮式通道，在军事与民用领域的应用由来已久。与永久式桥梁相比，浮桥具有建造周期短、投资省(仅为同等通行能力固定桥的1/6 1/10)，机动性强和对水文、地质条件适应能力强等优点。但由于浮桥在解决立体交通、防腐以及抗风浪等方面的局限性，过去一直把它作为临时性水上交通设施。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的浮体结构耐候性差、成本高、修复难度大的问题，提供一种弹性变形大、耗能多、延缓时间长且自重轻、拼接方便、稳定性好的复合材料浮体结构。本技术的目的是通过以下技术方案解决的一种复合材料浮体结构，包括浮体单元，浮体单元由壳体和填充在壳体内的填充材料体构成，所述浮体单元的两端分别设有一向内凹进浮体单元的凹端接头和一向外凸出浮体单元并与凹端接头相吻合的凸端接头，相邻且相互连接的两个浮体单元通过凹端接头和凸端接头嵌合相连后采用连接件固定相连。所述浮体单元的两端分别设有连接孔，连接孔分别位于浮体单元的凹端接头处和凸端接头处且连接孔分别贯穿凹端接头和凸端接头位置处的浮体单元的端部。所述凹端接头处的连接孔和凸端接头处的连接孔位置一一对应；所述的凹端接头和凸端接头嵌合相连后采用连接件插入连接孔使相邻且相互连接的两个浮体单元固定相连。所述的连接件为尼龙棒、不锈钢管或防腐木棒制成的插销。所述浮体单元的两端皆设有外法兰，外法兰沿凹端接头和凸端接头的端面外侧设置。所述的凹端接头和凸端接头嵌合相连后采用连接件连接外法兰使相邻且相互连接的两个浮体单元固定相连。所述的连接件为金属或复合材料制成的螺栓。所述的凹端接头内设有向凹端接头的外侧凸出的凸块；所述的凸端接头内设有向凸端接头的内侧凹进与凹端接头内的凸块相吻合的凹槽。所述的浮体单元的内侧设有固定在浮体单元上的护舷，护舷的内侧设有聚四氟乙烯滑板制成的滑动装置。所述的填充材料体为缓冲耗能材料或者缓冲耗能材料和缓冲耗能空间格构体的组合；所述的缓冲耗能材料为聚氨酯泡沫，缓冲耗能空间格构体采用纤维与树脂制成，纤维为玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、芳纶纤维布中的一种，树脂为不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或无机树脂中的一种。本技术相比现有技术有如下优点I、本技术的浮体单元的两端分别设置凹凸接头，相邻且相互连接的浮体单元通过凹凸接头嵌合相连后通过沿凹凸接头宽度方向设置的连接孔采用插销锁定或者采用外法兰与螺栓配合的形式连成整体，独立的浮体单元之间安装便捷且容易更换。2、本技术的浮体单元可根据自重轻、拼接方便、稳定性好的特点，拼接安装为多种连接可靠、受力合理、便于安装的浮桥、浮码头等水上浮动平台，可随着水潮涨落而自动升降。3、本技术浮体单元的外壳采用了强耐腐蚀、力学特性优越的纤维增强复合材料，具有良好的抗侯性及抗冲击破坏性，能防紫外线、防冻、抗海水化学剂油溃等侵蚀；同时壳体内部紧密填充的缓冲耗能材料的缓冲耗能能力强，并能通过泡沫挤压和缓冲耗能空间格构体屈曲消耗大量能量，具有较大的变形能力，能压缩后自恢复而不破坏可适应江水、海水等各种恶劣环境，可有效保护船舶不至于局部受损并减小了维护费用。4、本技术的浮体结构自浮性强、缓冲性好、弹性模量低，并具有结构简单、制造成本低、安装维护方便的特点，适宜推广使用。附图说明附图I为本技术的浮体单元横断面结构示意图；附图2为本技术的带连接孔的浮体单元结构示意图，其中图2 Ca)为两端分别设置一个凹端接头和一个凸端接头的浮体单元结构示意图，图2 (b)为两端分别设置一个带凸块的凹端接头和一个带凹槽的凸端接头的浮体单元结构示意图，图2 (c)为两端分别设置两个凹端接头和两个凸端接头的浮体单元结构示意图，图2 Cd)为两端分别设置两个带凸块的凹端接头和两个带凹槽的凸端接头的浮体单元结构示意图，图2 Ce)为两端分别设置一个带凸块的凹端接头和一个带凹槽的凸端接头的弯曲段浮体单元结构示意图；附图3为本技术的带连接孔的浮体单元拼接结构示意图，其中图3(a)为两端分别设置一个凹端接头和一个凸端接头的浮体单元拼接结构示意图，图3 (b)为两端分别设置一个带凸块的凹端接头和一个带凹槽的凸端接头的浮体单元拼接结构示意图，图3(c)为两端分别设置两个凹端接头和两个凸端接头的浮体单元拼接结构示意图，图3 Cd)为两端分别设置两个带凸块的凹端接头和两个带凹槽的凸端接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料浮体结构，包括浮体单元(1)，浮体单元(I)由壳体(2)和填充在壳体(2 )内的填充材料体(3 )构成，其特征在于所述浮体单元(I)的两端分别设有一向内凹进浮体单元(I)的凹端接头(4)和一向外凸出浮体单元(I)并与凹端接头(4)相吻合的凸端接头(5)，相邻且相互连接的两个浮体单元(I)通过凹端接头(4)和凸端接头(5)嵌合相连后采用连接件(6)固定相连。2.根据权利要求I所述的复合材料浮体结构，其特征在于所述浮体单元(I)的两端分别设有连接孔(7)，连接孔(7)分别位于浮体单元(I)的凹端接头(4)处和凸端接头(5)处且连接孔(7)分别贯穿凹端接头(4)和凸端接头(5)位置处的浮体单元(I)的端部。3.根据权利要求2所述的复合材料浮体结构，其特征在于所述凹端接头(4)处的连接孔(7)和凸端接头(5)处的连接孔(7)位置一一对应；所述的凹端接头(4)和凸端接头(5)嵌合相连后采用连接件(6)插入连接孔(7)使相邻且相互连接的两个浮体单元(I)固定相连。4.根据权利要求3所述的复合材料浮体结构，其特征在于所述的连接件(6)为尼龙棒、不锈钢管或防腐木棒制成的插销。5.根据权利要求I所述的复合材料浮体结构，其特征在于所述浮体单元(I)的两端皆设有外法兰(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟庆，方海，冒一锋，陆伟东，
申请(专利权)人：南京工业大学，上海博泓低碳节能科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：