堤防护岸三角截面锥体防冲结构制造技术

本实用新型专利技术属于堤护岸放冲体结构技术领域，涉及堤防护岸三角截面锥体防冲结构，该结构是由六根杆件焊接组成的正四面六边锥体透水框架；其中，杆件的截面为等边三角形；对于每一个椎体顶点，其对应的三根杆件均为棱边向外，三根杆件的外侧棱边的延长线相交于锥体对称轴上的一点。本实用新型专利技术可用于河道的阻水减速、促淤落沙，能够保护天然河道河段的河床减少水流冲蚀，保障堤防水工结构设施的安全。

【技术实现步骤摘要】
堤防护岸三角截面锥体防冲结构
本技术属于堤护岸放冲体结构
，涉及堤防护岸三角截面锥体防冲结构，是一种用于河道护岸防冲的新型三角截面锥体透水框架，该新型三角截面锥体透水框架可用于河道的阻水减速、促淤落沙，能够保护天然河道河段的河床减少水流冲蚀，保障堤防水工结构设施的安全。
技术介绍
在当前结构技术中，关于锥体透水框架的杆件截面仅仅有正方形一种，而且目前存在的锥体透水框架在堤防护岸的实际应用中存在的不足之处在于：(1)如经洪水后造成正方形截面锥体透水框架的翻滚，落地面将不再平整，杆件的棱边触地；正方形杆件截面的四面六边锥体框架杆件落地面并不总是完全贴合地面，放置平稳的框架，在遇到急速的水流使框架被冲动，或在抛投过程中发生歪斜导致转动成另一面落地，但因角度原因，此时的杆件并不会保持侧面贴合地面而是杆件的棱边接触地面，这并不利于保持它的稳定性。(2)在实际应用的制造过程中，杆件连接嵌合时棱角彼此顶撞，不利于连接，并将导致用于连接的钢筋长度加长，增加钢筋用量，并使整体轮廓增大，重心增高，稳定性降低。
技术实现思路
由于当前需要护滩的河段水流流速普遍偏大，施工河段多将抛投锥体透水框架群与抛石结合起来。针对现有技术存在的问题，为实现节省大量的施工材料和成本，且不提高施工难度的基础上使得阻水扰流效果增强、结构重心降低、更加稳定，本技术提供一种涉及节省材料、利于环保，结构合理、稳定性好、扰流更佳，可应用于当前锥体透水框架护岸技术的新型三角截面锥体透水框架防冲结构。该结构在保证施工河段的阻水减速、促淤落沙的同时，能够利用其杆件截面的特点，降低重心、增大杆件糙率增强阻水效果、扰流消能的效果和稳定性，保护河床和岸坡，大大地节省工程材料和成本，更利于节能环保。为了达到上述目的，本技术的技术方案为：堤防护岸三角截面锥体防冲结构，是由六根杆件焊接组成的正四面六边锥体透水框架；其中，杆件的截面为等边三角形；对于每一个椎体顶点，其对应的三根杆件均为棱边向外，三根杆件的外侧棱边的延长线相交于锥体对称轴上的一点。所述的杆件，其中部为钢筋混凝土，两端为裸露的钢筋，两端供相邻的杆件焊接使用，且两端的裸露部分长度均不小于杆件截面的边长。所有杆件横截面形状、尺寸、材料及结点连接方式均相同。在水平面上，结构的任意面着地均与水平面贴合。工作原理：将多个本技术的堤防护岸三角截面锥体防冲结构彼此连接成四面六边锥体透水框架群，抛投或吊装落至施工段河床，水流会穿过透水框架流淌，但受到锥体透水框架群内部众多框架体的杆件阻碍，干扰水流，实现阻水和对水的消能。透水框架同时具备了透水和阻水消能的特点，可对水流进行多层次的，逐级削弱水流的冲刷能量，这样减小了水流对堤防岸滩的冲刷。当水流经过消能后，水流流速小于泥沙的沉降速度时，将会促进水体中泥沙的淤积沉淀，达到防冲、促淤的效果，很好地保护了岸堤，并且自身稳定性好，基础不易被冲刷，适合地形变化，当泥沙沉积，将会同时掩埋部分框架，这更利于稳定。由于框架是四面六边锥体结构，因此当被过大的水流冲倒时，可翻滚至另一个面朝地，结构的对称性使它仍然为稳定平放的锥体，稳定性好且应变灵活。此外，四面六边锥体框架透水，内部也有较大空间，为一些底栖、浮游、附着生物提供了栖息场所，为岸滩两栖生物提供了生活通道，起到生态保护的作用。本技术的有益效果：(1)截面为等边三角形的四面六边锥体框架连接时，杆件均使一个棱边背对重心保持向外，使锥体的四个面保持平整，这样能保证无论新型三角截面锥体防冲结构如何翻滚，落地面都保持平整，相对于正方形截面锥体结构更加稳定。(2)根据杆件截面为等边三角形的特点，等边三角形截面可以增大杆件糙率，增强阻水效果，扰流消能，保护河床和岸坡。(3)保持同样的截面高度设计计算，等边三角形截面杆件的截面边长A1，正方形截面杆件边长A2，有A1×cos30°＝A2，按照此关系计算，本技术的新型三角截面锥体防冲结构的杆件重心高度下降1/3，整体使用材料相对于正方形截面锥体结构约节省42.26％，大大地节省工程材料和成本。因此，在不提高施工难度的基础上，本技术的新型三角截面锥体防冲结构实现了阻水扰流效果增强、结构重心降低、更加稳定，同时节省大量施工材料和成本，也更利于节能环保。附图说明图1为本技术的堤防护岸三角截面锥体防冲结构立体示意图；图2为本技术的堤防护岸三角截面锥体防冲结构立体说明注释图；图3为新型锥体所用杆件的立体示意说明图；图4(a)和图4(b)为三角形截面和正方形截面的对比示意说明图；图5(a)、图5(b)和图5(c)为本技术的三视图；图中：1-6杆件；7-10锥体顶点。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本技术的具体实施方式。如图1，本技术的堤防护岸三角截面锥体防冲结构，是由六根完全相同的钢杆件1-6构成的正四面六边锥体。该堤防护岸防冲体结构的四个椎体顶点7-10由杆件裸露部分的钢筋焊接而成，中间的混凝土结构为主要阻水促淤的结构。如图2所示，锥体顶点M1的三根杆件的摆放位置，均为棱边向外，棱边的延长线相交于经过椎体顶点M1的锥体对称轴I1上的一点K，能保证无论新型三角截面锥体防冲结构如何翻滚，都保持落地面平整，相对于正方形截面更加稳定。如图3所示，本技术的杆件是由轴线重合的一根钢筋和混凝土构成，混凝土包裹在中部钢筋外，形成正三棱柱。共点的三根杆件(如图1中的杆件1、2、3)需满足完全对称且杆件的棱边朝外，如此可以使得放冲锥体在水流中如何翻滚都将保持一致。如图3、图4(a)和图4(b)所示，整体杆件长为L，杆件长细比，为单根杆件的中部钢筋混凝土部分的长度L1与等边三角形横截面的边长A1之比，两端裸露的钢筋两端等长为L2，且不能短于A1，计算的L2最小理论值为考虑实际工程中存在焊接等过程的影响，保守规定为L2不短于A1。如图4(a)和图4(b)，在等边三角形截面杆件的高H与正方体截面杆件的边长A2相等情况下，杆件对水流阻碍效果相同。计算单个杆件重心，等边三角形截面杆件重心P1在距地面处，正方形截面杆件重心P2在距地面处。前者重心比后者降低如图5(a)、图5(b)和图5(c)，在杆件长度均为L的情况下，计算透水框架重心，正三角截面锥体透水框架重心O距地面高度计算如下：正方形截面锥体透水框架重心距地面高度计算如下：本技术的等边三角形截面椎体透水框架与正方形截面锥体透水框架相比，重心降低本技术的堤防护岸三角截面锥体防冲结构，杆件重心高度下降1/3(为)，整体使用材料约为正方形截面锥体结构的57.74％，节省了约42.26％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.堤防护岸三角截面锥体防冲结构，其特征在于，所述的堤防护岸三角截面锥体防冲结构是由六根杆件焊接组成的正四面六边锥体透水框架；其中，杆件的截面为等边三角形；对于每一个椎体顶点，其对应的三根杆件均为棱边向外，三根杆件的外侧棱边的延长线相交于锥体对称轴上的一点。/n

【技术特征摘要】
1.堤防护岸三角截面锥体防冲结构，其特征在于，所述的堤防护岸三角截面锥体防冲结构是由六根杆件焊接组成的正四面六边锥体透水框架；其中，杆件的截面为等边三角形；对于每一个椎体顶点，其对应的三根杆件均为棱边向外，三根杆件的外侧棱边的延长线相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚坤，于松立，张帝，张雨楠，王秋绎，张栋，吴剑，王龙，杨姣，邓杨玉，段双帅，冯云飞，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21