[發明專利]橋墩防撞防沖刷裝置

有效

• 申請號: 201610531945.5
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN106012812B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 周勤;張春澤;侯極;戴勝勇;羅偉元;米家杉;李艷
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E02B3/26
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及水上建筑安全防護制造領域，特別涉及一種橋墩防撞防沖刷裝置。

背景技術

水流對橋墩的沖刷作用主要分為三個層面：1、下潛水流淘底，主要指部分墩前水流撞擊橋墩后形成的一部分下潛水流，對墩底進行淘刷；2、前進水流漩渦(馬蹄形渦)，主要指部分前進水流遇到橋墩渦后沿墩身兩側繞流，繞流渦漩整體成馬蹄形，對墩身兩側進行淘刷；3、尾渦淘底，水流沿墩身流過后發生邊界層分離，在橋墩尾部形成強烈的渦漩，像龍卷風一樣淘刷墩尾。傳統的橋墩防沖措施按防護機理可以分為兩大類：實體抗沖類與減速降沖類，但都存在較大局限性，更重要的是，以上兩類防護措施都著眼于防護水流對橋墩的沖刷，而無法避免漂石或船舶對橋墩的撞擊。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供了一種既能防護水流對橋墩的沖刷，又能避免漂石或船舶對橋墩撞擊的橋墩防撞防沖刷裝置。

本發明的技術方案如下：

橋墩防撞防沖刷裝置，包括橋墩本體、多個固定樁、籠框和彈性板，多個所述固定樁圍繞在橋墩本體的外側，位于迎水側的所述固定樁上均設有擋流片，所述擋流片呈螺旋階梯狀排列，每個所述擋流片為下凸的弧形結構，且朝向迎流側的一端較低，朝向背流側的一端較高；所述籠框固定于橋墩本體迎水側的鋼管樁上，該籠框內填設有拋石形成第一防撞體；所述彈性板固定于橋墩本體背水側的固定樁上形成第二防撞體，該彈性板上設有進水孔，所述進水孔由多個間隔設置的第一進水孔和第二進水孔組成，多個所述第一進水孔和第二進水孔沿彈性板外側面的軸向均勻設置，該第一進水孔和第二進水孔均為條形孔，相鄰的所述第一進水孔和第二進水孔構成“八”字形。

采用以上結構，固定樁圍繞在橋墩本體的外側，固定樁的抗拉性能好，受到撞擊后可以通過彎曲變形來吸收能量，避免橋墩受到直接傷害，并且，籠框固定于橋墩本體迎水側的固定樁上，在籠框內還填設不規則的拋石，形成第一防撞體，使得橋墩周圍水流基本為靜水，消除了迎流側在橋墩周圍的沖刷條件，同時，拋石松散堆積結構可以減少撞擊作用時間，大幅減小船舶等撞向橋墩的沖量，既加強了對橋墩的保護，又避免外圍鋼管受到巨力撞擊后鋼質材料到達屈服極限而變形受損，起到緩沖和防護的雙重作用，可以大幅降低維修成本；在不增加涉水橋墩本體阻水比的前提下，第一防撞體的外形結構延長了迎水面長度，而且在擋流片的作用下，可以在很大程度上減小下潛流和馬蹄形渦流的速度與強度；彈性板固定于橋墩本體背水側的固定樁上形成第二防撞體，第二防撞體的外形結構能提高第一防撞體和第二防撞體周圍水體流態的平穩性，避免出現尾渦，使水流的沖刷流態幾乎消失，“八”字形設置的第一進水孔和第二進水孔，能保證第二防撞體內外的水壓力平衡，并使得第二防撞體只受到動水壓力，結構簡單，施工便捷，既能防水流沖刷，又能防止直接撞擊橋體，適用范圍廣。

為了實現第一防撞體和第二防撞體之間的接縫牢固且保持密封，作為優選，所述籠框和彈性板朝向橋墩本體的一端均與橋墩本體外側壁連接固定，且連接位置均與橋墩本體的表面相切。

為了更好地提高抗拉性，作為優選，所述固定樁為鋼管樁，所述籠框為鋼制籠框。

為了便于取材，降低成本，作為優選，所述拋石為不規則石塊，所述拋石的塊徑大于籠框的孔徑。

為了減小引流側的阻力系數，去除了繞流尾渦產生條件，進而避免了該裝置尾部的淘刷，作為優選，多個所述固定樁沿橋墩本體的外側構成NACA翼型的截面結構。

為了增大固定樁對籠框單位面積的支承強度，作為優選，相鄰兩個所述固定樁之間的間距為2～3m。

為了提高第二防撞體的受沖擊強度以及耐折性，作為優選，所述彈性板由PET材料制成。

有益效果：本發明能避免水流對橋墩的沖刷作用，也能避免水中撞擊體對橋墩的沖撞作用，結構簡單，成本低，既適用與新建橋墩的防護，也適用于已建橋墩的補充性防護。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。