一種高強度復合彈性吸能防撞裝置及其生產方法與流程

本發明涉及一種防撞裝置，特別涉及種高強度復合彈性吸能防撞裝置及其生產方法。

背景技術：

隨著社會經濟與技術的飛速發展，江河湖海上的大跨度橋梁逐漸增多；船舶的噸位、數量、速度也在快速增長，船舶撞擊墩身事件時有發生，這對橋梁的安全構成很大的威脅；目前較多采用的防撞設施材質以橡膠、玻璃鋼為主，其存在以下局限與缺陷：（1）玻璃鋼防撞設施：玻璃鋼防撞設施脆性大，剛性強。在接受撞擊時，在此種材料的承受范圍內，出現最大形變和反力，但是由于此材料回復形變能力差，同時破壞了船體；在下一次撞擊時，若撞擊力相同，則材料產生的形變量較少，在這樣反復撞擊下，材料會出現形變量的最小值，直至不再變形，再次撞擊的情況下會對橋墩產生毀壞；（2）橡膠防撞設施：隨著碰撞加劇，橡膠材質防撞設施會受到最大的撞擊力，此時受壓到一定范圍內，會出現一個反力最大值，伴隨著反力最大值的出現，橡膠防撞設施受到壓縮的最大變形量，則會有反壓縮的彈性過程，但在這樣的撞擊下，橡膠防撞設施并不能完全回復形變，即回彈過程中出現一個較低的變形量和反力，隨著這樣的變形量值固定后，反力作用亦不再改變，防護效果大大降低；另外，現有的防撞設施所能抵消的撞擊能量有限，同時還存在一些僅能從某些特殊角度上來抵消局部撞擊能量的防撞設備，因而防撞效果不太好，所起到的防護作用有限；綜上，現有的船舶用防撞設施均不同程度地存在投入成本較高、使用壽命較短、防撞效果較差等多種缺陷和不足。

技術實現要素：

本發明采用高分子閉孔發泡材料為緩沖吸能介質，外層采用高強度纖維及3D無模澆注相結合的先進工藝，材質采用高強度、高彈性、耐老化、耐腐蝕的高分子聚酯材料加工而成；以其材質的特性解決上述材質的缺陷與不足，從而完全替代。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，

一種高強度復合彈性吸能防撞裝置生產方法，步驟如下，

步驟1：高分子閉孔發泡材料，通過模具制作成型，中間放置尺寸為79mm、140mm、170mm鋼管作為增強結構，整體尺寸大小按實際要求制作為直徑300mm、500mm、1000mm、1500mm、2000mm；

步驟2：用旋轉澆注機以3D無模澆注，先3D扁嘴澆注底層高強度纖維，厚度為2～3mm；

步驟3：用旋轉澆注機以3D無模澆注，再以3D圓嘴澆注復合纖維強力層，澆注厚度為2～3mm；

步驟4：最后以人工澆注SPUA表面涂層，澆注厚度5～8mm，經自然溫度固化成型。優選的，所述步驟5中固化成型產品在使用現場通過頭尾以鋼鏈連接，360°環繞橋墩以保證橋墩安全。

一種高強度復合彈性吸能防撞裝置，從內至外依次設置鋼管、包覆在鋼管軸向周側表面的高分子閉孔式發泡材料芯體、包覆在高分子閉孔式發泡材料芯體軸向周側表面的高強度纖維材料層、復合纖維強力層和SPUA澆注涂層。

優選的，所述高分子閉孔式發泡材料芯體為圓筒體、半圓體、矩型體、梯型體、拱型體或鼓型體。

優選的，所述高分子閉孔式發泡材料芯體為聚丙烯閉孔式發泡材料芯體。

優選的，所述高強度纖維材料層的厚度為2～3mm。

優選的，所述復合纖維強力層為交織纏繞碳纖維結構，所述復合纖維強力層的厚度為2～3mm。

優選的，所述SPUA澆注涂層的厚度為5～8mm。

本發明的積極效果表現在：高強度復合彈性吸能防撞設施中，隨著船體與防撞設施的相撞會逐漸出現一組最大的變形量，同時此種材料能夠最大限度的吸收船體撞擊的能量，并實現能量的傳遞、轉換。在出現下一次撞擊前，此種材料又能夠恢復變形，接受撞擊；在撞擊條件下，會出現另一組最大形變和反力，在這種情況下，能夠承受住多次撞擊；因此，其具有壓縮變形大、反力小、吸能量大并具有防腐耐老化性能優異、自漂浮、易安裝、免維護、使用壽命長等優點。

附圖說明

附圖1為一種高強度復合彈性吸能防撞裝置結構示意圖；

附圖2為一種高強度復合彈性吸能防撞裝置施工平面布置圖；

附圖3為一種高強度復合彈性吸能防撞裝置的大直徑力－位移曲線示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

在以下給出的詳細說明和較佳實施例中，可以對本發明更全面了解，這些說明和附圖1、2、3并不僅限于特定實施例，而只是起到解釋和理解的作用。

具體實施例，

高強度復合彈性吸能防撞裝置生產方法，

第一步，高分子閉孔發泡材料，通過模具制作成型（如圓筒型），中間放置尺寸為79mm、140mm、170mm鋼管作為增強結構，整體尺寸大小按實際要求制作為直徑300mm、500mm、1000mm、1500mm、2000mm；

第二步，用旋轉澆注機以3D無模澆注，先3D扁嘴澆注底層高強度纖維，厚度為3mm；

第三步：用旋轉澆注機以3D無模澆注，再以3D圓嘴澆注復合纖維強力層，澆注厚度為2mm；

第四步：最后以人工澆注SPUA表面涂層(SPUA為噴涂聚脲彈性體，噴涂聚脲彈性體是一種新型無溶劑，無污染的綠色施工技術);澆注厚度2mm，經自然溫度固化成型；所得高強度復合彈性吸能防撞裝置從內至外依次設置鋼管1、包覆在鋼管1軸向周側表面的高分子閉孔式發泡材料芯體2、包覆在高分子閉孔式發泡材料芯體2軸向周側表面的高強度纖維材料層3、復合纖維強力層4和SPUA澆注涂層5；高分子閉孔式發泡材料芯體2為圓筒體，高分子閉孔式發泡材料芯體2為聚丙烯閉孔式發泡材料芯體；高強度纖維材料層的厚度為2～3mm，復合纖維強力層4為交織纏繞碳纖維結構，復合纖維強力層的厚度為2～3mm；SPUA澆注涂層的厚度為5～8mm；多個高強度復合彈性吸能防撞裝置本體6現場通過頭尾以鋼鏈7連接，360°環繞橋墩8以保證橋墩安全。（如附圖2所示施工平面布置圖）

本防撞設施是以高分子閉孔發泡材料為緩沖性能介質，外層采用高強度纖維3D無模澆注相結合的工藝，材質采用高強度、高彈性、耐老化、耐腐蝕的高分子材料加工而成；根據使用場合不同，確定不同形狀的防撞設施；多個防撞裝置現場通過頭尾以鋼鏈連接，360°環繞橋墩以保證橋墩安全的防撞設施，隨著船體與防撞設施的相撞會出現一組最大的變形量（如附圖3所示：大直徑力－位移曲線）,同時，此種材料能夠最大限度的吸收船體撞擊的能量，并實現量的傳遞、轉換；出現下次一次碰撞前，此種材料又恢復形變，接受撞擊；在限定的條件下，會出現一組最大形變和最大反力,在這種環境下，能夠承受多次撞擊；與傳統的設備相比；壓縮變形大，反力小，吸能量大，防腐耐老化性能優異、自漂浮、易安裝、免維護，長壽命。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。