一种桥墩防护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种桥墩防护装置，受水流流向影响较小，能够适应实时变化的床面，为桥墩提供实时的局部冲刷防护，防护效果好，适应性强，且不易失效，结构成本低。包括刚性主体和柔性主体；其中，所述刚性主体套设在桥墩外围，刚性主体呈旋转抛物曲面的薄壳结构；所述柔性主体套设在所述刚性主体外围，柔性主体由多个单元板拼接形成圆环状结构，所述柔性主体的外围设置有边缘配重。的外围设置有边缘配重。的外围设置有边缘配重。

【技术实现步骤摘要】
一种桥墩防护装置


[0001]本技术涉及桥梁防护工程
，具体为一种桥墩防护装置。

技术介绍

[0002]冲刷是水流对河床的侵蚀作用引起的自然现象，可分为一般冲刷、自然演变冲刷和局部冲刷，其中局部冲刷通常被认为是桥梁水毁的主要原因。局部冲刷会带走桥墩周围的泥沙，导致桥墩稳定性下降，当桥墩下部的基础裸露到一定程度时，可能导致桥墩倾斜甚至桥梁整体倒塌的后果。因此，桥墩局部冲刷的防护对于桥梁的安全运营至关重要。
[0003]局部冲刷与桥墩附近的流场密切相关。位于河床上的垂直墩在稳定水流作用下，由于河床粘性作用会产生边界层效应，使水流产生压力梯度。水流受到桥墩阻挡时，水流在压力梯度的作用下产生分离，在基础前会出现水面抬高的现象，部分水流向下形成下行水流。垂直向下的水流冲击河床表面的泥沙，在桥墩前形成冲刷坑。下行水流在桥墩周围的床面翻滚形成马蹄形漩涡，马蹄形漩涡产生的剪应力将泥沙带向下游。旋涡在桥墩边缘脱落形成尾涡，尾涡的吸引力将上游的泥沙牵引至下游。综上，下行水流，马蹄形旋涡和尾涡是引起河床局部冲刷的主要原因。
[0004]现有桥墩局部冲刷防护措施分为主动防护与被动防护两种。主动防护通过偏转水流，削弱水流的冲刷力来实现冲刷防护，比较典型的方法有护圈、墩前牺牲桩、环翼式桥墩、桥墩开缝等。被动防护措施旨在提高桥墩周围河床的抗侵蚀能力，典型的方法有扩大基础防护、抛石防护、部分抛石灌浆等。在实践中，目前现有桥墩局部冲刷防护措施存在如下问题：
[0005]被动防护的抛石防护面临“二次冲刷”，抛石防护面高程下降的问题，需要定期进行维护，防护效率较低；
[0006]主动防护中的牺牲桩和桥墩开缝受水流流向的影响较大，适应性差；
[0007]针对于传统采用的扁平防护圈，为保证在正常使用期间内避免河流冲刷的影响，使得冲刷不会发展到基础，通常做法是提高防护圈的半径，但是该种防护措施费用昂贵且不便于施工，此外，当发生洪水或风暴潮等灾害时，传统的扁平防护圈容易面临失效的风险。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种桥墩防护装置，受水流流向影响较小，能够适应实时变化的床面，为桥墩提供实时的局部冲刷防护，防护效果好，适应性强，且不易失效，结构成本低。
[0009]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0010]一种桥墩防护装置，包括刚性主体和柔性主体；
[0011]其中，所述刚性主体套设在桥墩外围，刚性主体呈旋转抛物曲面的薄壳结构；
[0012]所述柔性主体套设在所述刚性主体外围，柔性主体由多个单元板拼接形成圆环状
结构，所述柔性主体的外围设置有边缘配重。
[0013]优选地，所述多个单元板之间以及所述柔性主体与所述刚性主体之间均通过弹性连接件连接。
[0014]优选地，所述刚性主体的内壁通过滚轮与桥墩外围滑动连接。
[0015]优选地，所述滚轮与所述刚性主体内缘预设的预埋件螺栓连接。
[0016]优选地，所述边缘配重与河流床面接触的位置处布置有长钉，所述长钉的底部设置有倒钩，所述长钉通过倒钩与河流床面固定。
[0017]优选地，所述边缘配重的底面设置有底部纤维。
[0018]优选地，所述底部纤维完全覆盖所述边缘配重的底面，所述底部纤维采用尼龙或聚丙烯制作而成。
[0019]优选地，所述单元板采用梯形板或者三角形板。
[0020]优选地，还包括变形控制系统，所述变形控制系统包括平台、缆绳和定滑轮；
[0021]其中，所述平台套设在水面上方的桥墩部分外围，所述定滑轮设置在所述刚性主体的顶部，所述缆绳的一端与平台连接，另一端通过所述定滑轮与所述边缘配重锚固连接。
[0022]优选地，所述柔性主体的底部直径范围在3D
‑
3.5D之间，所述柔性主体的竖向高度范围在0.25D
‑
0.5D之间，所述刚性主体的底部直径范围在1.5D
‑ꢀ
2D之间，其中，D为桥墩的直径。
[0023]与现有其他技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0024]本技术提供的一种桥墩防护装置，通过考虑到实际水流冲刷下桥墩周围三维漩涡的结构情况，提出了在一定程度上可以偏转下行水流与马蹄形漩涡的呈抛物线形刚柔结合的防护圈，其抛物线形的曲面在受到偏转的下行水流时能够抵消一部分来流，从而起到减小桥墩前水流速度的作用，同时马蹄形旋涡受到抛物线形防护圈的偏转作用，对于床面的冲刷作用也会显著减弱，提升防护效果。本技术还针对传统防护圈防护下水流对基础周围沉积物的侵蚀规律，通过采用一种自适应可变形的柔性主体的防护结构，在防护圈边缘受到水流侵蚀时，防护圈的边缘通过在设置的边缘配重的重力作用下可以发生变形，从而贴紧受到侵蚀的沙床，避免水流掏蚀防护圈下方的沉积物，起到防护避免侵蚀的作用。
[0025]进一步地，所述边缘配重的底面设置有底部纤维，通过在所述柔性主体的边缘植有纤维，能够起到固定床面沉积物和阻挡水流进入护圈与床面的交界面的作用，进一步提升防护效果。
附图说明
[0026]图1为本技术桥墩冲刷防护装置的剖面结构主视图；
[0027]图2为本技术柔性主体中相邻单元板的连接细节图；
[0028]图3为本技术刚性主体与柔性主体的俯视图；
[0029]图4为本技术边缘配重下部区域的细节图；
[0030]图5为本技术实施例2中防护圈的剖面结构主视图；
[0031]图6为本技术实施例3中柔性主体中相邻单元板的连接细节图；
[0032]图7为本技术实施例4中刚性主体与柔性主体的俯视图。
[0033]图中：1、平台；2、缆绳；3、定滑轮；4、边缘配重；5、滚轮；6、刚性主体；7、弹性连接件；8、单元板；9、底部纤维；10、床面；11、水面； 12、预埋构件；13、螺栓；14、长钉。
具体实施方式
[0034]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥墩防护装置，其特征在于，包括刚性主体(6)和柔性主体；其中，所述刚性主体(6)套设在桥墩外围，刚性主体(6)呈旋转抛物曲面的薄壳结构；所述柔性主体套设在所述刚性主体(6)外围，柔性主体由多个单元板(8)拼接形成圆环状结构，所述柔性主体的外围设置有边缘配重(4)。2.根据权利要求1所述的一种桥墩防护装置，其特征在于，所述多个单元板(8)之间以及所述柔性主体与所述刚性主体(6)之间均通过弹性连接件(7)连接。3.根据权利要求1所述的一种桥墩防护装置，其特征在于，所述刚性主体(6)的内壁通过滚轮(5)与桥墩外围滑动连接。4.根据权利要求3所述的一种桥墩防护装置，其特征在于，所述滚轮(5)与所述刚性主体(6)内缘预设的预埋件螺栓连接。5.根据权利要求1所述的一种桥墩防护装置，其特征在于，所述边缘配重(4)与河流床面接触的位置处布置有长钉(14)，所述长钉(14)的底部设置有倒钩，所述长钉(14)通过倒钩与河流床面固定。6.根据权利要求1所述的一种桥墩防护装置，其特征在于，所述边缘配重(4)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗可典，陆少华，梁泊阳，斯宇航，齐洪亮，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：