本發(fā)明屬于海洋工程結構物安全防護領域，尤其涉及一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置。

背景技術：

隨著交通運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，跨海和通航江河的大型橋梁建造的越來越多；與此同時，世界船舶也進一步大型化、高速化。對于建造在海上的結構物，如跨海大橋、海洋平臺等，船舶撞擊風險己經成為威脅海上結構物壽命周期安全性的一個重要因素。

國際航海協(xié)會常務會議piano第19工作組建立的船撞橋國際數據庫收集了151起重大船撞橋事故，這些事故主要發(fā)生在北歐國家、口本、美國、德國、英國、法國、比利時和荷蘭等國家。據統(tǒng)計，在1960到1993年的33年中，全世界因船撞橋而導致?lián)p毀的大型橋梁達2座，死亡人數達321人。損失最大的是美國的陽光大橋、澳大利亞的塔斯曼大橋等，這些橋梁都在被船撞塌后重建。我國船撞橋事故也時有發(fā)生，其損失是巨大的。如武漢長江大橋自從1957年建成以來發(fā)生了70余起，其中直接經濟損失超過百萬的大事故超過10起；南京長江大橋建橋至今已發(fā)生約30起船撞橋事故；白沙沱大橋已發(fā)生了上百起船撞橋事故。據不完全統(tǒng)計，僅發(fā)生在我國長江、珠江、黑龍江三大水系干線上的船撞橋事故就達到300起以上。

近期的船撞橋事故也給我們敲響了警鐘。2007年6月15口凌晨5時10分，國道325廣東的九江大橋發(fā)生船撞橋事故。南桂機035號船舶偏離航道，誤入非通航孔，直接撞擊到23號橋墩，該船產生的橫橋向撞擊力遠大于設計該橋墩允許的400噸橫橋向撞擊，導致四孔非通航孔橋坍塌的事故，同時致使未坍塌的相鄰孔出現嚴重損傷。2007年月29口12時45分左右，在江蘇省昆山市大洋橋水域，一艘貨船因避讓船只，撞上大洋橋橋墩，致使大橋部分橋面發(fā)生坍塌。

船舶撞擊事故一旦發(fā)生，會給社會利益各方面造成較大的影響，不局限于巨大的經濟損失和人員傷亡，可能還會對社會工業(yè)、交通、貿易、環(huán)境及公眾心理造成極大的沖擊。據統(tǒng)計，世界范圍內每年都發(fā)生數起嚴重的船橋相撞事件。因此，如何減少船橋碰撞造成的損失，已成為橋梁運營管理部、水運航道管理部門及相關科研工作者亟待解決的現實問題。

設置防撞裝置能有效消減船碰撞力，在工程實踐中應用較多的有間接構造措施,如圍堰、剛性人工島、防撞樁群、漂浮攔網等防撞系統(tǒng)。例如，法國的諾曼底橋，美國的伊利諾依河橋采用圍堰方法；香港的青馬大橋，汀九大橋采用人工島方法；上海奉浦公路橋，黃石長江公路橋，崖門公路橋采用浮式耗能裝置方法；廣州解放橋，澳門澳凼大橋，巴西的尼泰羅依河橋，日本的東京灣公路橋采用墩外樁柱和樁圍欄方法。以上裝置系統(tǒng)通過具體措施保證船舶碰撞力不傳到保護的結構物上，但是建設成本比較高。對于直接構造防撞裝置，受撞后的船撞力要傳到海上結構物上，其核心的設計思想是削減船撞力，其中柔性耗能防撞裝置提供了一個有效思路，可實現保護海上結構物的同時保護船只。

柔性的耗能防撞裝置除了能有效耗散船舶碰撞過程中的動能，而且還應該具有良好的耐久性，保證在長期海水及海生物的侵蝕、凍融損壞、化學物質侵襲等苛刻的腐蝕性環(huán)境條下具有良好的耐久性，研究表明海洋結構物中構件的承載力會隨著時間推移而降低，特別是鋼結構腐蝕病害是海上結構物設計必須重點考慮的問題。

纖維增強復合材料即frp，是由基本材料和高分子材料復合而成，具有良好的耐腐性，相對于鋼結構，還具有質量輕強度高、比剛度大、比吸能能力強、可設計性的優(yōu)點，在土木建筑、航天和海洋工程領域得到廣泛應用。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種吸能效果好的，耐腐蝕的，維修方便的frp和鋼板組合的海上防撞裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現的：

一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置，包括多個基本防撞單元2及基本防撞單元2之間連接所用的連接件，是由多個基本防撞單元2圍繞被保護結構物1組裝而成。

所述的基本防撞單元2，為扇形柱體，包括frp殼體3，波紋鋼板防撞結構4，s型鋼板防撞結構5和頂蓋6。其中，波紋鋼板防撞結構4和s型鋼板防撞結構5嵌入在frp殼體內部。

所述的frp殼體3，為frp材料制成，frp殼體3內部挖空為不相通的外側和內側兩部分，遠離被保護結構物1的外側用來嵌入波紋鋼板防撞結構4，靠近被保護結構物1的內側用來嵌入s型鋼板防撞結構5。

所述的波紋鋼板防撞結構4，是由波紋鋼板7和frp隔板8交替堆疊連接而成。波紋鋼板7和frp隔板8均為水平放置。波紋鋼板7的空隙中填充吸能顆粒10。

所述的s型鋼板防撞結構5，是由s型鋼板9和frp隔板8交替連接而成。具體地，多塊相同高度的s型鋼板9縱向放置在frp隔板8上，水平緊密排列，s型鋼板9的空隙中填充吸能顆粒10。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提出的一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置，解決了海上結構體的安全防護問題，由于采用了frp材料，波紋鋼板防撞結構和s型鋼板防撞結構，使得裝置在吸能效果好的同時，具有很強的耐腐蝕性，降低了后期維護成本，有利于海上結構體的長期保護，基本防撞單元的采用也方便后期的維修。frp材料質量輕，具有自浮的特點，便于海上作業(yè)和組裝更換。

附圖說明

圖1是一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置的主視圖；

圖2是一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置的俯視圖；

圖3是基本防撞單元的剖視圖；

圖4是波紋鋼板防撞結構的主視圖；

圖5是s型鋼板防撞結構的主視圖；

圖6是波紋鋼板防撞結構的俯視圖；

圖7是s型鋼板防撞結構的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述：

實施例：

如圖1和圖2，一種frp和鋼板組合的海上防撞裝置，包括多個基本防撞單元2及基本防撞單元2之間連接所用的連接件，是由多個基本防撞單元2圍繞被保護結構物1組裝而成。連接件可選用螺栓、尼龍棒或frp銷釘。

如圖3，基本防撞單元2，為扇形柱體，包括frp殼體3，波紋鋼板防撞結構4，s型鋼板防撞結構5和頂蓋6。其中，波紋鋼板防撞結構4和s型鋼板防撞結構5嵌入在frp殼體內部。

frp殼體3，為frp材料制成，frp殼體3內部挖空為不相通的外側和內側兩部分，遠離被保護結構物1的外側用來嵌入波紋鋼板防撞結構4，靠近被保護結構物1的內側用來嵌入s型鋼板防撞結構5。frp殼體采用了強耐腐蝕、力學性能優(yōu)越的frp材料，可長期浸泡在海水中而不受腐蝕，有效解決了內部鋼質構件在海洋環(huán)境下的腐蝕問題。

如圖4和圖6，波紋鋼板防撞結構4，是由波紋鋼板7和frp隔板8交替堆疊連接而成。波紋鋼板7和frp隔板8均為水平放置。波紋鋼板7的空隙中填充吸能顆粒10。作為優(yōu)選，所述的吸能顆粒10為沙子，橡膠粒或泡沫鋁或陶?；蛞陨喜牧现械膸追N的組合。波紋鋼板防撞結構，受撞后變形大，吸能效果好。通過與frp構件組合，可提高整體剛性，且波紋鋼板對frp殼體起到支撐作用，從而整體上提高防撞裝置的防撞能力

如圖5和圖7，s型鋼板防撞結構5，是由s型鋼板9和frp隔板8交替連接而成。具體地，多塊相同高度的s型鋼板9縱向放置在frp隔板8上，水平緊密排列，s型鋼板9的空隙中填充吸能顆粒10。s型鋼板受力后會被壓縮變形吸收能量，同時擠壓吸能顆粒，密集的吸能顆粒又限制s型鋼板的變形，防止s形鋼板產生較大形變而被破壞，通過s形鋼板和吸能顆粒的形變，延長碰撞時間，消耗碰撞過程中產生的大部分動能，整體上提高防撞裝置的緩沖能力。

本發(fā)明采用frp材料、鋼、吸能材料三種材料，三種材料模量不同，承受相同應力時有不等的應變，形成不同材料的相對應變，因而會增加耗能。

整個裝置采用裝配式結構，由模塊化的基本防撞單元構成，基本防撞單元的各配件可在工廠預制，然后運輸到施工地進行組裝，維修更換方便快捷。

本發(fā)明解決了海上結構體的安全防護問題，由于采用了frp材料，波紋鋼板防撞結構和s型鋼板防撞結構，使得裝置在吸能效果好的同時，具有很強的耐腐蝕性，降低了后期維護成本，有利于海上結構體的長期保護，基本防撞單元的采用也方便后期的維修。frp材料質量輕，具有自浮的特點，便于海上作業(yè)和組裝更換。

需要特別指出的是，本實施例只供參考，并不對本發(fā)明起到限制作用。