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浙江省台州市三门县海游街道西区开发区
复合护舷:材料复合驱动的防撞性能跃升
复合护舷是区别于传统单一橡胶护舷的新一代防撞装置,通过将两种或多种不同性能的材料以特定结构复合为一体,实现单一材料难以企及的防护效能。其设计逻辑在于“材料协同、梯度吸能”——让刚性面板传递冲击力、让弹性芯材吸收能量、让耐磨表层抵御损耗,各司其职、互补增益,在船舶与桥墩、码头之间构建起更为智能的能量缓冲界面。
两大主流技术路径
当前复合护舷产品主要沿两条技术路径发展。“橡胶+UHMW-PE”表面复合型以特瑞堡Rubbylene?为代表,将弹性橡胶主体与低摩擦、高耐磨的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)护罩通过专用硫化工艺在分子层面牢固结合。UHMW-PE护罩提供了极低的摩擦系数(约0.1-0.2),能大幅减少船体与护舷之间的磨损,同时抵御盐水腐蚀和海洋生物附着,显著延长使用寿命。此类护舷适用于小型船舶码头、浮桥及内河航道等常规靠泊场景。
“刚性面板+缓冲芯材”夹层复合型则面向高能撞击防护需求。其典型代表为钢-GFRP-泡沫复合护舷——外层为钢板和GFRP(玻璃纤维增强复合材料)格构构成刚性面板,内部填充闭孔泡沫芯材,形成多层级梯度吸能结构。当船舶撞击时,外层面板首先受力并将载荷传递至芯材,芯材通过自身压溃变形吸收大部分撞击能量,显著延长碰撞持续时间并降低峰值撞击力。东南大学研究团队通过摆锤冲击试验和精细化数值模拟验证,该复合护舷能使墩柱的峰值撞击力显著降低,而碰撞持续时间大幅延长,有效减轻被保护结构的损伤程度。
在轻量化方面,复合材料护舷相比橡胶护舷在重量降低约50%的基础上,吸能比提升约13%,这对于气垫船等轻质船体结构的防护优化具有明显价值。
结构设计与工程应用
复合护舷的结构设计高度依赖刚度匹配——撞击体、护舷与被保护结构三者之间的合理刚度比,是决定防护效果的关键。研究表明,钢板或GFRP格构厚度并非越大越好,过厚反而会加剧撞击响应和柱体损伤。在实际工程中,固定式复合材料防撞护舷已广泛应用于桥梁桥墩防护,其典型结构为:纤维增强材料外壳(厚度不小于10mm)+内部增强聚氨酯弹性填充材料+增强纤维复合材料格构板。
结语
复合护舷通过打破单一材料的性能边界,以“材料复合+结构优化”的协同设计,在吸能效率、轻量化程度和使用寿命等维度实现了对传统护舷的超越。随着纤维增强复合材料与结构优化设计方法的持续成熟,复合护舷正从大型桥墩防撞向更广阔的船舶与港口防护场景延伸,为水工设施的被动安全提供更加高效、可靠的工程方案。

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