[實(shí)用新型]一種具有涉水橋梁的河床防護(hù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020142097.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN212175671U
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧西平;胡甜;胡超;陳靈蔚;尹藝帆;陳清;魏松
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B1/00
• 分類號(hào): E02B1/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本實(shí)用新型涉及涉水橋梁基礎(chǔ)沖刷防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有涉水橋梁的河床防護(hù)裝置。包括用于向河水中通入氣體以減小在橋墩處水流對河床沖刷的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，用于檢測水流參數(shù)的參數(shù)檢測單元，用于依據(jù)參數(shù)檢測單元獲取的數(shù)據(jù)向鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)發(fā)送指令的控制系統(tǒng)；參數(shù)檢測單元的輸出端連接控制系統(tǒng)的輸入端，控制系統(tǒng)的輸出端連接鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的輸入端。從河床面向河水中通入一定壓力的氣體，能夠改變橋墩周圍水流結(jié)構(gòu)，阻礙橋墩前水流下潛或橋墩周邊湍流漩渦對河床的沖刷而帶走橋墩周圍的泥沙，來降低水流對橋梁基礎(chǔ)的影響，保證橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及涉水橋梁基礎(chǔ)沖刷防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有涉水橋梁的河床防護(hù)裝置。

背景技術(shù)

設(shè)置在河道中的橋墩減小了橋位處原河道的過水面積，橋位處區(qū)段的河道水流加速，加之墩前下潛水流、墩周馬蹄渦流和垂直管狀尾渦等作用，在橋墩周圍形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的湍流漩渦體系，劇烈擾動(dòng)的旋渦帶走橋墩周圍河床泥沙形成一個(gè)局部沖刷區(qū)，橋墩基礎(chǔ)局部沖刷將減小橋梁基礎(chǔ)的埋深，造成橋梁基礎(chǔ)受損、橋梁承載力下降，特別是洪水期間沖刷劇烈，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致橋墩失穩(wěn)和橋梁傾覆。雖然人們已就橋墩局部流場結(jié)構(gòu)、泥沙侵蝕輸運(yùn)特性、局部沖坑演變特征等進(jìn)行了深入研究，但由于湍流漩渦體系復(fù)雜，目前仍難于全面掌握局部沖刷演變機(jī)理，采用一定的工程措施進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)局部沖刷防護(hù)是常用方法。由于局部沖刷受水流狀態(tài)、橋墩墩形、床沙組成、河床形態(tài)等因素影響，已有的橋梁基礎(chǔ)局部沖刷防護(hù)效果均有不足之處。

劇烈擾動(dòng)的旋渦帶走橋墩周圍河床面泥沙形成橋梁淺基，橋梁淺基即由于橋墩周圍的泥沙被帶走而導(dǎo)致橋墩周圍的泥沙減少。淺基橋梁不但使汛期行車安全受到威脅，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致橋墩失穩(wěn)和橋梁傾覆。

因此，亟需解決河水沖刷帶走橋墩周圍的泥沙以降低沖刷對橋墩的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供了一種具有涉水橋梁的河床防護(hù)裝置，通過向河水中鼓入氣體，局部改變水流結(jié)構(gòu)，消減水流的沖刷作用，降低水流對橋梁基礎(chǔ)的影響，保證橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種具有涉水橋梁的河床防護(hù)裝置，包括用于向河水中通入氣體以減小在橋墩處水流對河床沖刷的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，用于檢測水流參數(shù)的參數(shù)檢測單元，用于依據(jù)參數(shù)檢測單元獲取的數(shù)據(jù)向鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)發(fā)送指令的控制系統(tǒng)；所述參數(shù)檢測單元的輸出端連接控制系統(tǒng)的輸入端，所述控制系統(tǒng)的輸出端連接鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的輸入端。

進(jìn)一步，所述鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)和沖刷防護(hù)管網(wǎng)，所述鼓風(fēng)機(jī)與沖刷防護(hù)管網(wǎng)連通；所述控制系統(tǒng)的輸出端與鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)端連接。

進(jìn)一步，所述沖刷防護(hù)管網(wǎng)設(shè)置在橋墩的上游來水側(cè)和/或沖刷防護(hù)管網(wǎng)設(shè)置在橋墩的四周。

進(jìn)一步，所述沖刷防護(hù)管網(wǎng)包括與鼓風(fēng)機(jī)相連通的鼓風(fēng)曝氣管道，設(shè)置在鼓風(fēng)曝氣管道上且與鼓風(fēng)曝氣管道連通的曝氣頭，各個(gè)鼓風(fēng)曝氣管道彼此連通。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述曝氣頭的上部和/或側(cè)面和/或底部設(shè)置有出氣孔。

進(jìn)一步，所述參數(shù)檢測單元包括水壓傳感器，所述水壓傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端連接；或者，所述參數(shù)檢測單元包括流速傳感器，所述流速傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)的輸入端連接；或者，所述參數(shù)檢測單元包括水壓傳感器和流速傳感器，所述水壓傳感器的輸出端和控制系統(tǒng)的第一輸入端連接，所述流速傳感器的輸出端和控制系統(tǒng)的第二輸入端連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述水壓傳感器的外部設(shè)置有外罩，所述外罩為鏤空狀。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

(1)當(dāng)河水從上游流至橋墩處，河水在自身向下的重力和橋墩對其水平作用力的共同影響下，河水在橋墩周圍形成漩渦，漩渦帶動(dòng)河床上的泥沙運(yùn)動(dòng)，使得橋墩所在的位置處的泥沙減小形成漩渦凹坑，這會(huì)影響橋墩的穩(wěn)固性。