一种自适应桥墩冲刷防护装置

摘要

本发明公开了一种自适应桥墩冲刷防护装置，在桥墩外围垂直固定若干条滑轨；设置有浮体，所述浮体正下方设置有防冲护圈，浮体与防冲护圈之间通过若干连接杆相连接，桥墩能穿过浮体中心和防冲护圈中心；所述防冲护圈内开有与滑轨形状相匹配的相同数量的滑槽。本发明装置在水深变化的情况下，可自动调节防冲护圈的上下位置，无需人工干预，自动操作。

权利要求

1.一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，在桥墩(1)外围垂直固定若干条滑轨(3)；设置有浮体(2)，所述浮体(2)正下方设置有防冲护圈(5)，浮体(2)与防冲护圈(5)之间通过若干连接杆(4)相连接，桥墩(1)能穿过浮体(2)中心和防冲护圈(5)中心；所述防冲护圈(5)内开有与滑轨(3)形状相匹配的相同数量的滑槽。

2.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述浮体(2)正下方还设置有另一个防冲护圈(5)，两个防冲护圈(5)之间平行且通过若干连接杆(4)相连接。

3.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述滑轨(3)有3个，均匀分布在桥墩(1)外围。

4.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述连接杆(4)通过上端紧固螺栓(7)固定在所述浮体(2)上，通过下端紧固螺栓(8)固定在所述防冲护圈(5)上。

5.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述连接杆(4)采用弹性绳或由弹性材料制成。

6.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述连接杆(4)采用刚性结构。

7.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述滑轨(3)为圆柱形滑轨，其与桥墩(1)相固定后，剩余圆弧角大于180°。

8.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述连接杆(4)的数量为4个。

9.如权利要求1所述的一种自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述浮体(2)采用空心圆柱形柔性结构物。

说明书

一种自适应桥墩冲刷防护装置

技术领域

[0001] 本发明涉及桥墩防冲刷技术领域，具体涉及一种自适应桥墩冲刷防护装置。

背景技术

[0002] 冲刷是水流冲蚀作用引起河床或海岸剥蚀的一种自然现象，也是造成桥梁病害的重要因素之一，每年汛期因洪水造成桥梁水毁的直接经济损失多达数十亿元，而且呈逐年上升的趋势。桥梁基础冲刷破坏往往在没有事先预警的情况下突然发生，而且在洪水期间很难被监测到。因桥墩被冲刷的不确定性，造成了解决冲刷问题的难度增大，受损维护成本较高。文献“桥梁坍塌事故的原因和风险分析”(易仁彦，养护与管理，2016年04期)收集了2000至2014年期间中国发生的坍塌事故的相关信息，对运营阶段发生桥梁坍塌事故106起的事故原因进行统计，得出30％以上的桥梁坍塌是由于冲刷破坏造成的。

[0003] 水流对桥墩的冲刷作用主要分为三个方面：下潜水流淘底、前进水流漩涡和尾涡淘底，现有的冲刷防护措施大多是针对上述三个方面进行设计的。中国发明专利CN103243639A(名称为：一种有防冲作用的环翼式桥墩)公开了一种有防护作用的环翼式桥墩，桥墩外部设置的防冲板能有效的阻挡来自桥墩迎水面的下潜水流，改变其大小和方向，削弱了水流对基础的侵蚀作用。但该设备结构较为简单，不能调节防冲板距河床底部位置等参数，当水流方向或者水深发生变化时，其防护效果将会大打折扣。因此这种环翼式桥墩防冲刷装置有待进一步改进。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应桥墩冲刷防护装置，解决现有技术中防冲装置不能实时发挥防冲作用的问题，使得在不同水深情况下都能具有较好的冲刷防护效果，且无需人工干预，自动操作。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0006] 一种自适应桥墩冲刷防护装置，在桥墩外围垂直固定若干条滑轨；设置有浮体，所述浮体正下方设置有防冲护圈，浮体与防冲护圈之间通过若干连接杆相连接，桥墩能穿过浮体中心和防冲护圈中心；所述防冲护圈内开有与滑轨形状相匹配的相同数量的滑槽。

[0007] 进一步的，还设置有另一个防冲护圈，两个防冲护圈之间通过若干连接杆相连接。

[0008] 进一步的，所述滑轨有3个，均匀分布在桥墩外围。

[0009] 进一步的，所述连接杆通过上端紧固螺栓固定在所述浮体上，通过下端紧固螺栓固定在所述防冲护圈上。

[0010] 进一步的，所述连接杆采用弹性绳或由弹性材料制成。

[0011] 进一步的，所述连接杆采用刚性结构。

[0012] 进一步的，所述滑轨为圆柱形滑轨，其与桥墩相固定后，剩余圆弧角大于180°。

[0013] 进一步的，所述连接杆的数量为4个。

[0014] 进一步的，所述浮体采用空心圆柱形柔性结构物。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，使用非常方便，成本较低，实用性较强，在水深变化的情况下，可自动调节防冲护圈的上下位置，无需人工干预，自动操作。

附图说明

[0016] 图1是本发明自适应桥墩冲刷防护装置立面布置图。

[0017] 图2是图1中A区域的放大示意图。

[0018] 图3是图1中B区域的放大示意图。

[0019] 图4是浮体与防冲护圈连接示意图。

[0020] 图5是滑轨布置示意图。

[0021] 图6是滑轨放大示意图。

[0022] 图7是防冲护圈平面示意图。

[0023] 图8是本发明自适应桥墩冲刷防护装置另一实施例的立面布置图。

[0024] 图中：1-桥墩；2-浮体；3-滑轨；4-连接杆；5-防冲护圈；6-水面；7-上端紧固螺栓；8-下端紧固螺栓。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0026] 一种自适应桥墩冲刷防护装置，其结构为：在桥墩1周围设置滑轨3，同时设置与滑轨3相对应的防冲护圈5，防冲护圈5与浮体2通过连接杆4相连接，当桥墩1位置水深变化时，本发明装置可自动调整防冲护圈5的上下位置。

[0027] 所述滑轨3与桥墩1固定连接，为了保证防冲护圈5在滑轨3上进行上下移动，滑轨3应具有较小的摩擦系数。同时为确保在滑轨3外的防冲护圈5的稳定性，根据三角形稳定结构，应至少设置三个可构成三角形的滑轨3。滑轨3沿圆柱形桥墩1环形等距分布。滑轨3剖面为圆柱形加矩形构成，外部属于圆柱体的角度大于180°，在该种结构下，防冲护圈5只会沿滑轨3进行上下移动，不会在水平上发生转动。

[0028] 所述防冲护圈5的外形为圆形构造，对不同来流方向，都具有同样的防冲刷效果，阻挡来自桥墩1迎水面的下潜水流，改变其大小和方向，削弱了水流对基础的侵蚀作用。防冲护圈5内部形状与滑轨3形状相对应。防冲护圈5的厚度应适中，也应具有刚性特征，保证在下潜水流作用下，不会发生变形；同时，其重量要小于浮体2的最大浮力。防冲护圈5通过连接杆4与浮体2相连接。另外，本发明装置可设计为包括由上至下依次分布的两个或多个防冲护圈5。

[0029] 所述浮体2位于水面中的柔性结构物，采用空心圆柱结构，其内径要比桥墩1外径稍大，当水面上有结构物撞向桥墩1时，浮体2由于其柔性能起到一定得缓冲作用，同时也能减小波浪荷载的作用。浮体2在连接杆4部分开孔，使得连接杆4通过。当水深发生变化时，浮体2也自动随水深变化而变化，浮体2的变化带动下端防冲护圈5的变化，达到自动调整防冲护圈5上下位置的目的，使得在汛期和非汛期都能起到较好的冲刷防护作用。

[0030] 所述连接杆4可为刚性结构，下端与防冲护圈5采用下端紧固螺栓8固定连接，上端与浮体2采用上端紧固螺栓7固定连接，这样，浮体2和防冲护圈5也在水流作用下不会发生相对移动，增加了结构的缓冲性和灵活性。连接杆4也可采用弹性绳或其他弹性材料，进而防冲护圈5和浮体2可发生的相对位移大大增加，其缓冲性也得到了巨大的提高。