[發(fā)明專利]一類減小橋墩水阻的鉸接整流板

有效

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• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112853942B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 許福友;王品卿;柳春玉;胡倩
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01D19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發(fā)明提供了一類減小橋墩水阻的鉸接整流板，屬于橋墩抗洪技術領域。對于跨越江河橋梁，在水中橋墩尾部設置可根據(jù)水流方向自適應調(diào)整自身位置和姿態(tài)的鉸接整流板，實現(xiàn)干擾橋墩尾部水流旋渦脫落、調(diào)節(jié)橋墩背部負壓，最大限度地減小流水阻力的目的。相比于傳統(tǒng)固定在橋墩上的剛性矩形實心導流板裝置，本裝置的優(yōu)點包括：根據(jù)可變的水流方向，在很大范圍內(nèi)自適應改變整流板的位置和姿態(tài)，多塊整流板相互之間可以轉(zhuǎn)動形成夾角，整流板可以開孔，也可以采用曲面板，以上措施可以更好地降低流水阻力；整流板形狀、尺寸、數(shù)量、開孔位置和孔徑等參數(shù)靈活可變；裝置構(gòu)造簡單、安裝方便、布置靈活、經(jīng)濟高效。

技術領域

本發(fā)明涉及一類減小橋墩水流阻力的裝置，具體涉及一類鉸接整流板。

背景技術

國內(nèi)外修建了數(shù)以百萬計的跨河、跨江橋梁，很多橋墩修建在水中。河水和江水流向相對較為穩(wěn)定，橋墩承受的水流沖擊荷載方向也相對較為固定。橋墩經(jīng)常采用圓形或類圓形斷面，水流阻力系數(shù)較大。當流速和阻水面積較大時，橋墩會受到很大的水平推力，甚至會危及橋梁結(jié)構(gòu)安全。因此，應盡可能采取措施減小橋墩的水阻系數(shù)，以策橋梁結(jié)構(gòu)安全。對于特定橫斷面的橋墩，目前往往通過添加固定在橋墩上的整流板、整流罩來減小橋墩水阻系數(shù)。

上述減阻措施相對橋墩的姿態(tài)是固定的，而由于水位變化或河床沖刷，水流方向并不是嚴格固定的，有可能在一定范圍內(nèi)變化。因此傳統(tǒng)的橋墩整流板、整流罩不能自動適應水流方向，無法達到最佳的減阻效果。當水流方向發(fā)生較大傾斜時，甚至會增大阻力系數(shù)，給橋梁結(jié)構(gòu)抗洪安全造成威脅。另外，整流罩裝置存在加工麻煩、安裝復雜，費用較高的不足；一旦安裝，便難以調(diào)整、更換。因此，亟需研究一種靈活度高、實用性強、經(jīng)濟性好的橋墩減阻裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是針對江河中減小橋墩水阻的工程需求，提供一類可以根據(jù)水流方向自適應改變自身姿態(tài)、便于安裝、經(jīng)濟、高效、實用的整流板裝置。

本發(fā)明的技術方案：

一類減小橋墩水阻的鉸接整流板，包括固定在橋墩1上的弧形滑桿2，帶有卡扣3和剛性圓環(huán)5的整流板4；具有足夠剛度、強度和長度的若干弧形滑桿2根據(jù)上下間距需要分散錨固于橋墩背水側(cè)；整流板4的上游端設有與弧形滑桿2對應的卡扣3，下游端固結(jié)對應的剛性圓環(huán)5；整流板4依靠卡扣3連接支撐在弧形滑桿2上，整流板呈豎直狀態(tài)；整流板4可以根據(jù)水流方向沿弧形滑桿2水平滑動和豎直轉(zhuǎn)動，達到更好的減阻效果；另外，也可以利用卡扣3和剛性圓環(huán)5使尺寸較小的多塊整流板4前后鉸接，鉸接的多塊整流板4可根據(jù)水流方向自適應動態(tài)改變自身位置，形成多塊折線板的相對姿態(tài)，更好地降低流水阻力，保障橋梁結(jié)構(gòu)安全。

所述的橋墩1的形狀和尺寸不限。

所述的弧形滑桿2的弧線直徑可以采用橋墩直徑，弧長由橋墩尺寸和水流最大偏角決定，最大偏角一般在-10°至10°之間，弧長在20至40cm之間?？梢圆捎弥睆?0-60mm的白鋼管制作。

所述的整流板4為一類輕質(zhì)剛性板，并且應具有足夠的強度和良好的耐久性，以保證裝置的使用壽命。優(yōu)選地，可選用加勁鍍鋅鋁板或鋼板，厚度3-5mm；單塊整流板4的寬度根據(jù)其數(shù)量和橋墩的尺寸來確定，整流板4的總寬度一般在橋墩橫流向尺寸的0.5-2倍之間。

所述的整流板4沿橋墩1高度方向分段布置，避免采用過大尺寸，一方面可以方便施工，降低工程造價，另一方面也可以適應不同深度處的流速，減阻效果更好。另外，整流板4無需沿橋墩1通長布置，流速較低的深水區(qū)可以不布置，一方面避免低效減阻，一方面降低工程費用。

所述的多塊整流板4之間及其與弧形滑桿2之間可以通過卡扣3快速方便地實現(xiàn)鉸接，從而保證整流板可以在豎直面內(nèi)實現(xiàn)大角度自由扭轉(zhuǎn)，適應減阻需要。

所述的整流板4可以采用孔板，孔的分布和大小可以根據(jù)試驗優(yōu)化確定；整流板4不一定局限于矩形板，也可以采用鋸齒形等異形板；整流板4不一定局限于平板，也可以采用凹凸空間曲面板。