簡介
橡膠護舷
護舷又稱護木，是港口碼頭或船舶上使用的一種能量緩衝裝置，用以減緩船舶與碼頭或船舶與船舶在靠泊或系泊時的衝擊或擊震，使船舶和碼頭免受損壞。
橡膠護舷具有彈性好、吸能高、維護方便、使用壽命長和便於大批定型生產等特點，在日本、歐美和東南亞國家被廣泛採用。橡膠護舷不僅可以保護船舶和碼頭，而且可以減小作用於碼頭的水平載荷，提高碼頭的停泊能力，使新建碼頭輕型化並降低造價。
橡膠護舷主要包括剪下型、轉動型、壓縮型、充氣型和水壓型。其中壓縮型橡膠護舷具有結構簡單、製造容易和安裝方便等特點，是國內外套用最廣的品種。其又可按結構形式細分為D 型、圓筒型、V 型、拱形（V 型的改進型）、H 型、鼓型和II 型。
對橡膠護舷進行選型設計時，首先應確定船舶靠岸的有效撞擊能量，所選用的橡膠護舷在設計壓縮變形時的吸能量要大於船舶的有效撞擊能量，而護舷反力應小於靠船建築物的允許反力，護舷面壓力應小於船舶傍板的容許面壓力。隨著我國經濟的快速發展，我國的現代航運業、船舶製造業及港口碼頭的建設也日新月異，橡膠護舷的作用及其發展趨勢也越來越突顯其重要性。本課題組通過對多組橡膠護舷進行試驗研究，針對橡膠護舷力學性能試驗方法進行不斷的改進，達到良好效果 。
世界最大的船用橡膠護舷材
世界上最大的船用橡膠護舷材“ Cell型C3000H ” 已由日本出光興產公司與鹿島建設公司共同試製成功。所謂C ell型護舷材就是指費爾什通公司生產的園筒立體結構型橡膠護舷材, 它是具有低反力、高吸收能力的大型船舶用護舷材。
Cell型C3000H護舷材是高3 m、凸緣外徑3.5 m、本體直徑2.8 m 的巨大護舷材。其重量僅本體就18 頓, 與框架總計24 頓。一個“ Cell 型C3000H” 橡膠護舷材的重量, 相當於2000條轎車輪胎的重量.
之前生產的“ Cell型C2000H(仍在生產) 與日本的’, “Cell型C3000H ” 相比, “Cell型C3000H ” 要高1 .5倍，重量多4倍, 能吸收量約3。5倍。發展這種大型橡膠護舷材的背景是:
① 隨著油船大型化的發展, 為吸收靠牢時所受的巨大衝擊能量, 有必要進一步研究包括護舷材在內的港口設定。
②港口設定除了船舶的衝擊力之外, 還要考慮狂風、巨浪、潮流等影響。過去, 生產大型橡膠護舷材時, 在生產上存在超大型硫化罐, 在技術上存在形狀設計、製造條件等問題, 可是費爾什通總結了各橡膠廠家的技術能力、利用電子計算機進行了形狀設計、製造條件等設計、終於完成了世界最大的橡膠護舷材。對大型護舷材的實物使用尚未進行質量鑑定, 該公司僅用超大型壓縮試驗裝置進行了大型油船靠岸衝擊能量模似試驗, 試驗結果, 有很高的可靠性。日本出光輿產北海道制油所把“Cell型C3000H ” 三個為一組設定二組。從橡膠護舷材的能力來看, 一組就可承受40 ~ 50 萬頓級的油船靠岸, 一個“Cell型C3000H ” 護舷材的吸收能量為460頓/ 米。
橡膠護舷材
材料特性
主橋橋墩防捶護舷構造製造橡膠護舷的基材是橡膠。橡膠是高分子化合物，分子結構決定了其屬於粘彈性高阻尼材料，具有彈性和粘性雙重特性。橡膠的粘彈性質主要表現為下述兩方面。
(1)彈性模量小、形變大。這是由於大分子的鏈段在外力作用下可以運動，即分子沿受力方向進行取向，能使橡膠的彈性形變高達1 000%。橋墩保護對柔性防撞裝置的基本要求就是必須具有反力小、變形(位移)大的良好碰撞性能。用橡膠護舷製造的防撞裝置完全具備該特性。
(2)形變需要時間。彈性形變和塑性形變同時發生是高分子材料的形變行為特徵，稱為粘彈性，粘彈行為則依賴於時間[6]。形變落後於應力稱為滯後現象口]，滯後現象會使一部分彈性能轉變成熱能損耗掉。將具有粘彈性能的橡膠製作橋墩防撞設備——橡膠護舷，因其表現出粘滯性，能消耗掉船舶一部分的撞擊能，同時撞擊過程需要較長時間，大大降低撞擊力。
結構與性能
我國於1987年制訂並實施GB/T 7540((橡膠護舷》國家標準，在2003年用新標準HG/T 2866替代了GB/T 7540—1987和HG/T 2866—1997，使橡膠護舷產品實現了標準化和系列化。
結構
橡膠護舷按結構分為圓筒型(CY)、半圓型(D)、超級拱型(A，sA)和超級鼓型(sc)等D]。每種結構的產品規格已經形成系列化，例如圓筒型護舷，從CYl50×L到CYl600×L共有17個規格等級。D型、A型(V型)、SA型和SC型等均各自形成相關規格系列，具體可參見HG/T 2866--2003((橡膠護舷》標準。每種結構的橡膠護舷的壓縮變形量均達本體的50%以上，這個結構特點證明用其完全符合橋墩防撞裝置“反力要小，變形要大”的實用要求。
性能
表1 內河船舶撞擊作用標準值HG/T 2866--2003《橡膠護舷》標準對各規格橡膠護舷的力學性能已作出相應的規定。GB 50139--2004((內河通航標準》將內河航道按可通航內河船舶的噸級劃分為7級(見表1)。我國兩個行業標準JTG D 60—2004《公路橋涵設計通用規範》和TB 10002．1—2005《鐵路橋涵設計基本規範》均提出對位於通航河流中的橋樑墩台設計時應考慮船舶或漂流物的撞擊作用，並列出撞擊作用的標準值(見表1)
套用舉例
四川通善大橋橋墩防撞設施工程
通善大橋橋墩防攫裝置效果圖
橡皮護舷材通善大橋原是四川遂寧培江一、二橋，要求通航100噸級旅遊船。通過現場勘察，知道大橋的水中樁柱均為圓形，選用艷色(黃色)圓筒型200×2500橡膠護舷作橋墩防撞裝置的主要構件，將其圓周均勻布置在樁柱上，防撞裝置效果圖見右圖。圓筒型橡膠護舷具有下列特點。
(1)圓筒型橡膠護舷被撞上時會後退(受壓縮)，此時雖受力較小，變形會很大；由於護舷是圓型，其被撞的每一點都是切點，撞點能給船頭一個780 kg)、貼面板(超高分子聚乙烯材質)、貼面板安裝用的不鏽鋼螺栓、預埋螺栓(安裝護舷用)、定位板(厚6 mm)，合計約15 000元。(3)安裝難度大。防撞設施設計是利用定位板將橡膠護舷安裝在圓弧防撞圍牆上(見圖3)，但會出現兩端翹起現象，護舷不能緊固，必須加工有弧度的支承護舷底座，才能安裝橡膠護舷，使之與圓弧防撞牆緊固，但是底座與預埋套筒的連線側向推力使船頭滑開，這是一種理想的防撞態勢(見右圖)。
CY型護舷防撞裝置結構及撞擊示意(2)圓筒型橡膠護舷安裝固定點是各類型橡膠護舷中最少的，將其配置於正在運作使用中的橋墩(舊橋墩)是較理想的防撞構件。採用創新型的緊固護舷的結構使施工過程不損傷水中樁柱的鋼筋或橋墩內在結構，由於橋墩受到橡膠護舷防撞裝置的合理保護，因此還會延長橋墩的使用壽命。
橡皮護舷材(3)規格為200×2500的圓筒型橡膠護舷的力學性能完全能夠滿足100噸級旅遊船通航的安全要求。查HG/T 2866—2003得CY200X1000的R=59.8 kN，E=2.6 kJ，換算得CY200×2500的R=59.8x 2.5=149.5 kN，E=2.6 X 2.5=6.5kJ。根據GB 50139—2004所列100噸級船舶的船型寬5．5 m，那么不管船體是以橫橋向還是順橋向碰撞橋墩，都會觸及兩組以上的圓筒型橡膠護舷，可見其抵禦船舶的撞擊力是綽綽有餘的。此項工程的實施得到遂寧市的好評。
