[發明專利]模擬開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 202110583033.3
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113405767B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 吳海民;田振宇;肖洋;李一彤;張茂雪;袁康
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發明公開了模擬開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗裝置及其試驗方法，屬于水利工程領域，包括支架、水平滑軌、翻板支座、翻板旋轉軌和翻板。水平滑軌通過螺桿連接支架，可調節高度適應不同試驗水深；翻板支座通過兩側支撐軸與所述水平滑軌相連，可調節間距模擬不同駁船最大開口；翻板旋轉軌焊接在所述翻板支座上，翻板通過轉軸和滑動軸分別和翻板支座和翻板旋轉軌相連，可在選定角度內旋轉模擬開底駁船開底過程。本發明通過調整裝置結構，可用于不同類型原型駁船、不同模型比尺的模型試驗，適用性性廣、結構簡單，解決了不同比尺、不同工況下開展駁船開底拋投沙袋的模型試驗時缺乏可用的專門試驗裝置的問題。

技術領域

本發明屬于水利工程領域，具體涉及模擬開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗裝置及其試驗方法。

背景技術

近年來，隨著長江下游河道江蘇段河勢持續改變和調整，長江河道岸坡治理工作愈發面廣量大。隨著環保理念的增強和長江大保護工作的不斷推進，傳統拋石護岸所需大量塊石料源接近枯竭，沙袋水下護岸技術作為一種新型護岸技術能有效解決這一問題。沙袋是以土工織物通過縫制手段塑形，在船艙內形成尺度較大的袋體。其內部充填泥砂漿，現成縫合脫水后形成構筑物，拋投至水下。沙袋護岸技術因其施工材料就地易取、造價低廉，能避免開采石料等造成的環境破壞，又能穩定河勢、保障堤防安全，國際上已廣泛應用于河口海岸防護工程中。

在沙袋水下護岸工程施工過程中，沙袋是在駁船上充填完成，隨后拋投入水下沉至設計位置。沙袋入水后會在水流流速、流向的影響下產生一定距離的漂移，需要根據一定理論大致估計漂移方向及水平位移，從而進行拋投船舶的定位。實踐中往往通過模型試驗來模擬拋投過程，可以直觀反映各種流態水流中不同外形沙袋的漂移沉落規律。

一方面，該試驗領域缺乏專用的試驗裝置：在本發明之前，針對沙袋的拋投試驗裝置，已有人結合模擬駁船水上翻板拋投的模型試驗裝置提出了“一種三聯體土工包及其拋投漂移量計算方法(CN106777447A)”。但使用開底駁船拋投過程中，土工包始終處于水下，且拋投過程中會與駁船底板接觸摩擦發生擠壓變形并導致土工包位移，即采用開底駁船拋投時土工包產生位移的影響因素和表現特征與采用駁船水上翻板拋投時差異較大，現有的翻板拋投試驗裝置無法應用于該研究領域，需要一種專門的模擬開底駁船開底過程的模型試驗裝置。

另一方面，出于試驗條件和實際原型工況的不同，可能在多次模型試驗中采用不同的模型比尺。開底駁船開底拋投沙袋過程中，其底部最大開口寬度、開口角度均會影響沙袋入水姿態，對試驗結果造成影響。適用一種比尺的試驗裝置在另一比尺中則不在適用。因此，需要一種能夠靈活調整自身結構從而適應不同原型工況、試驗比尺的需求。

發明內容

發明目的：為解決模擬拋投沙袋水下護岸工程中使用的開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗難以開展的問題，本發明提供模擬開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗裝置；本發明的另一目的是提供其試驗方法。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：模擬開底駁船開底拋投沙袋過程的試驗裝置，包括水平滑軌，在所述的水平滑軌上對稱設置兩個翻板支座，在每個所述的翻板支座的兩側均設有翻板旋轉軌，在每個所述的翻板支座上均設有翻板，所述的翻板通過轉軸和翻板支座相連，所述的翻板通過滑動軸和翻板旋轉軌相連，在所述的翻板底部的兩側設有轉軸滑軌，所述的轉軸和滑動軸的兩端均分別設置在轉軸滑軌中。配合后，所述的翻板通過滑動軸實現沿著翻板旋轉軌的轉動，所述的翻板通過轉軸和滑動軸上的軸支座實現沿著轉軸滑軌的滑動。

進一步地，還包括與水平滑軌平行設置的支架，所述的水平滑軌通過螺桿連接支架，所述的水平滑軌通過調節螺桿垂直移動。

進一步地，所述的翻板旋轉軌焊接在翻板支座上，所述的翻板旋轉軌為圓弧形軌道，所述的翻板旋轉軌的圓心與轉軸預留孔圓心對齊接至翻板支座上。

進一步地，所述的翻板支座通過兩側支撐軸與水平滑軌相連，配合后，所述的翻板支座通過支撐軸在水平滑軌上調節水平位置。