[發明專利]橋墩興波阻力消減器

無效

• 申請號: 201310723193.9
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103790102A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王贊芝
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

技術領域

本發明涉及橋梁結構領域，具體涉及一種橋墩興波阻力消減器。

背景技術

按照《公路橋涵設計通用規范》JTG?D60-2004，作用在公路橋梁上的各種荷載和外力歸納成三類：永久作用、可變作用、偶然作用。其中與水有關的作用有兩個，即水的浮力和流水壓力。水的浮力屬永久作用，實際上是水的靜壓力；流水壓力屬可變作用，是水動壓力。

橋墩處在水、氣分界面上，在水流動時，將在分界面（或稱自由面）上興起波浪；另一方面，水又具有不可忽視的粘性。因此，解決橋墩對水作用力的問題既涉及自由液面流體力學問題又涉及粘性流體力學問題。按作用力發生的物理本質予以劃分，作用力可分為摩擦阻力R_f、壓強阻力R_p，而壓強阻力R_p根據其發生的原因又分為由于粘性而產生的粘壓阻力R_vp、由于自由面的存在而產生的興波阻力R_w。

幾乎每年的汛期來臨，都會有不少橋墩被沖毀。橋墩受到水的作用力中，隨著水的流速增高，興波阻力R_w占的的份額增大，最多甚至可達50%。因此，如果能有效地降低興波阻力R_w，勢必可以避免許多橋梁的水毀事故。

目前在橋梁設計中，沒有按照上述水的作用力發生的物理本質確定橋梁的設計荷載，因而不是全面的、科學的、合理的。

發明內容

本發明旨在提供一種橋墩興波阻力消減器，該興波阻力消減器可以有效消減水流興波阻力，減小水流對橋墩的沖擊，保證橋梁在汛期的安全。

本發明的技術方案如下：一種橋墩興波阻力消減器，包括消減器主體和滑軌，所述的消減器主體為鼻型，包括前部下方的鼻部、前部上方的鼻梁部和背部；所述的背部與橋墩的墩面形狀相對應，背部與橋墩通過豎直方向的滑軌連接，消減器主體能沿滑軌自由的上下運動；所述的鼻部設置為中空結構，在浮力作用下，鼻部與鼻梁部的連接處與水面平齊。

所述鼻部為半球形、半梨形、半橢球形、撞角形。

所述的滑軌固定安裝于橋墩的面向水流方向的墩面上，所述背部上固定安裝有與滑軌相配合的滾動軸承。

所述鼻部的排水體積與橋墩排水體積之比不超過1.7%。

所述鼻部縱截面最大面積與橋墩水下部分縱截面面積之比不大于11%。

本發明橋墩興波阻力消減器主體的弧面結構可以有效減小水流動時的興波阻力，保證汛期時橋梁的安全；鼻部的中空結構設置以及與滑軌的配合使得消減器主體可以適應水位的變化，保持鼻部與鼻梁部的連接處恰好位于水面之下的位置，保證消減器的作用得到充分發揮。

附圖說明

圖1為本發明實施例1橋墩興波阻力消減器的俯視圖。

圖2為本發明實施例1橋墩興波阻力消減器的滑軌示意圖。

圖3為本發明實施例1橋墩興波阻力消減器的主視圖。

圖4為本發明實施例1橋墩興波阻力消減器的側視圖。

圖中各部分名稱及標號如下：

1為消減器主體，11為鼻部，12為鼻梁部，13為背部，2為滑軌，3為橋墩，4為滾動軸承。

具體實施方式

實施例１

如圖1~4所示，本實施例提供的橋墩興波阻力消減器，包括消減器主體1和滑軌2，所述的消減器主體1為鼻型，包括前部下方的鼻部11、前部上方的鼻梁部12和背部13；所述的背部13與橋墩3的墩面形狀相對應，背部13與橋墩3通過豎直方向的滑軌2連接，消減器主體1能沿滑軌2自由的上下運動；所述的鼻部11設置為中空結構，在浮力作用下，鼻部11與鼻梁部12的連接處與水面平齊；

所述鼻部11為半球形；

所述的滑軌2固定安裝于橋墩3的面向水流方向的墩面上，所述背部13上固定安裝有與滑軌2相配合的滾動軸承4；

所述鼻部11的排水體積與橋墩5排水體積之比為1.0%；

所述鼻部11縱截面最大面積與橋墩5水下部分縱截面面積之比為8%。

實施例2

本實施例提供的橋墩興波阻力消減器，包括消減器主體1和滑軌2，所述的消減器主體1為鼻型，包括前部下方的鼻部11、前部上方的鼻梁部12和背部13；所述的背部13與橋墩3的墩面形狀相對應，背部13與橋墩3通過豎直方向的滑軌2連接，消減器主體1能沿滑軌2自由的上下運動；所述的鼻部11設置為中空結構，在浮力作用下，鼻部11與鼻梁部12的連接處與水面平齊；

所述鼻部11為半梨形；

所述鼻梁部12?設置為中空結構；