[發(fā)明專利]一種基于水流自耗能促進(jìn)積淤的防沖刷裝置

有效

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• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114606986B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬會環(huán);張舒燁
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;E02D31/06;E02D27/52;E02D5/60
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發(fā)明公開了一種基于水流自耗能促進(jìn)積淤的防沖刷裝置，包括樁套筒、以及圍繞樁套筒周側(cè)布置的擾流機(jī)構(gòu)、引流機(jī)構(gòu)和護(hù)底；樁套筒兩端貫通；擾流機(jī)構(gòu)用于對進(jìn)入其內(nèi)部的水流減速消能；引流機(jī)構(gòu)與樁套筒的外周壁相互分離，引流機(jī)構(gòu)設(shè)有回流通道和沉積入口，回流通道的進(jìn)水端與擾流機(jī)構(gòu)的出水端連接導(dǎo)通，沉積入口與回流通道導(dǎo)通；護(hù)底置于引流機(jī)構(gòu)圍納空間內(nèi)，護(hù)底與引流機(jī)構(gòu)的之間的空間形成沉積池，沉積池與沉積入口導(dǎo)通。在采用以上基于水流自耗能促進(jìn)積淤的防沖刷裝置后，實現(xiàn)了對樁前下降流的耗能減速處理，防止了樁周馬蹄渦和樁尾渦的產(chǎn)生，同時利用海水對流形成近底低速流區(qū)，使泥沙沉積，形成砂質(zhì)防護(hù)層，對樁柱進(jìn)行沖刷防護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上防沖刷裝置領(lǐng)域，特別涉及一種基于水流自耗能促進(jìn)積淤的防沖刷裝置。

背景技術(shù)

海上樁柱經(jīng)常收到海水的沖刷，其原因在于水流在樁前的水平運(yùn)動由于樁體的阻擋受到阻礙，產(chǎn)生樁前下降流，同時樁前下降流存在的水平運(yùn)動速度分量使其繞樁側(cè)運(yùn)動，進(jìn)而形成了馬蹄渦，馬蹄渦會引起樁側(cè)泥沙發(fā)生起動，泥沙在樁側(cè)上升流的作用下被帶出原有位置，逐漸在樁側(cè)便形成了沖刷坑。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用水下拋石、鋪設(shè)重力式砂被、地基灌漿加固等措施對海洋結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)進(jìn)行防沖刷保護(hù)，但這些工程措施往往需要耗費大量材料，工期較長，成本高，施工時易損傷樁基表面防腐層。目前也有出現(xiàn)一些有效解決該問題的防沖刷結(jié)構(gòu)，但當(dāng)前大量樁柱防沖刷結(jié)構(gòu)都是基于擾流結(jié)構(gòu)對樁柱進(jìn)行主動防護(hù)，比如設(shè)置過多的擾流結(jié)構(gòu)進(jìn)行水流消能，卻忽略了樁周水流的流動形態(tài)，未能利用水流粘滯力進(jìn)行自身耗能并促進(jìn)積淤，導(dǎo)致防護(hù)能力低效。為此，急需一種能夠解決此問題的技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有防沖刷裝置忽略樁周水流流動形態(tài)，未能利用水流粘滯力進(jìn)行自身耗能并促進(jìn)積淤而導(dǎo)致防護(hù)能力低效問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于水流自耗能促進(jìn)積淤的防沖刷裝置，包括樁套筒、以及圍繞所述樁套筒周側(cè)布置的擾流機(jī)構(gòu)、引流機(jī)構(gòu)和護(hù)底；所述樁套筒兩端貫通；所述擾流機(jī)構(gòu)用于對進(jìn)入其內(nèi)部的水流減速消能；所述引流機(jī)構(gòu)與所述樁套筒的外周壁相互分離，所述引流機(jī)構(gòu)設(shè)有回流通道和沉積入口，所述回流通道的進(jìn)水端與所述擾流機(jī)構(gòu)的出水端連接導(dǎo)通，所述沉積入口與所述回流通道導(dǎo)通；所述護(hù)底置于所述引流機(jī)構(gòu)圍納空間內(nèi)，所述護(hù)底與所述引流機(jī)構(gòu)的之間的空間形成沉積池，所述沉積池與所述沉積入口導(dǎo)通。

在其中一個實施例中，所述樁套筒外周側(cè)設(shè)有多塊繞其圓周分布的隔板，相鄰的所述隔板之間設(shè)有所述擾流機(jī)構(gòu)和所述引流機(jī)構(gòu)。

在其中一個實施例中，每個單元的所述擾流機(jī)構(gòu)均設(shè)有多塊擾流擋板，多塊所述擾流擋板呈上下交錯分離布置。

在其中一個實施例中，在每個單元遠(yuǎn)離所述引流機(jī)構(gòu)的擾流擋板中，至少有一塊所述擾流擋板設(shè)有多個通孔。

在其中一個實施例中，每個單元的所述回流通道出水端下均設(shè)有泥沙沉積槽，所述回流通道與所述泥沙沉積槽導(dǎo)通。

在其中一個實施例中，每個單元的所述引流機(jī)構(gòu)外壁設(shè)有多個導(dǎo)流槽，多個所述導(dǎo)流槽的開口朝向所述泥沙沉積槽。

在其中一個實施例中，多個所述導(dǎo)流槽朝靠近所述泥沙沉積槽到遠(yuǎn)離所述泥沙沉積槽方向等距分布。

在其中一個實施例中，每個單元的所述引流機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有擋板，所述擋板設(shè)于所述沉積入口與所述回流通道之間。

在其中一個實施例中，在所述防沖刷裝置進(jìn)水往出水的方向上，所述擾流機(jī)構(gòu)和所述引流機(jī)構(gòu)逐漸擴(kuò)寬。

在其中一個實施例中，所述護(hù)底呈圓臺狀，所述護(hù)底朝向所述引流機(jī)構(gòu)的表面設(shè)有波紋。

本發(fā)明的有益效果如下：