CN111663435A - 一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，包括设置在桥墩外侧的支架；支架包括设置在桥墩外可沿其滑动的第一支架，第一支架外侧设置有n个结构相同可沿其转动的杆状的第二支架，n≥2；相邻第二支架之间设置有柔性的防冲垫层；还包括与防冲垫层连接的第一配重袋；本发明结构简单、安装方便，成本较低，实用性强，在冲刷发展的各个阶段，都可实时调节防冲垫层的位置，与河床相贴，且无需人工干预，自动操作。

Description

一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置

技术领域

本发明涉及桥墩防护装置，具体涉及一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置。

背景技术

冲刷是造成桥梁病害的非常重要的因素之一，是水流从桥梁下部结构周围掏掘并带走泥沙及其他物质的作用过程。冲刷可以在任何时候发生，而洪水期间特别强烈，极易导致桥梁结构破坏和失稳。洪水期间发生的破坏往往没有预兆，这种不确定性使得解决冲刷问题的难度增大。易仁彦收集了中国2000年～2014年间运营阶段发生的106起桥梁坍塌事故，其中有30%是冲刷造成。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。

目前，根据原理的不同桥梁冲刷防护措施可分为被动防护和主动防护两种。被动防护通过提高河床对来流剪切应力的抵抗力来提高其抗冲刷能力。主动防护通过降低来流强度或改变其流向来减弱冲刷作用。例如专利号为CN209636841U“海上风机基础防冲刷保护结构”，公开了一种适用于海洋的基础防冲刷保护结构，该结构通过流板干扰来流的方向大小，并通过环状底板阻挡来自桥墩迎水面的下潜水流，改变水流大小和方向，削弱对基础的侵蚀作用。但该结构的环状底板为刚性平板，无法紧密贴合复杂地形。同时，其结构固定，不能随着冲刷坑形态的发展做出实时应对。在冲刷逐渐发展的过程中，其防护效果会大打折扣。这种基础防冲刷保护结构有待进一步改进。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种在不同冲刷阶段和地形条件下都能具有较好的冲刷防护效果的折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置。

本发明采用的技术方案是：一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，包括设置在桥墩外侧的支架；支架包括设置在桥墩外可沿其滑动的第一支架，第一支架外侧设置有n个结构相同可沿其转动的杆状的第二支架，n≥2；相邻第二支架之间设置有柔性的防冲垫层；还包括与防冲垫层连接的第一配重袋。

进一步的，所述第一配重袋为弧形结构，沿与桥墩同圆心的m个半径不同的圆环方向分布。

进一步的，所述第二支架下设置有第二配重袋。

进一步的，所述防冲垫层上设置有通孔，第一约束环穿过通孔将防冲垫层和第二支架及第二配重袋连接。

进一步的，所述第一支架和第二支架之间通过插销连接。

进一步的，所述防冲垫层上设置有压重块。

进一步的，所述第一配重袋通过第二约束环和防冲垫层连接。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中的配重袋可选择坚韧的柔性材料，内部填充重物；配重袋与支架固定，增加支架的重量，便于支架的下沉和展开，同时可以为防冲垫层在没有支架的边界提供一定的约束；

（2）本发明中的防冲垫层可对桥墩周围河床进行覆盖；对桥墩周围的下潜水流有一定的缓冲作用，减小下潜水流对河床的冲击作用，同时保护河床泥沙不被冲走；

（3）本发明防冲垫层上的压重块，对防冲垫层进行压重，贴合复杂地形，同时起到降低来流强度或改变其流向的作用；

（4）本发明结构简单、安装便捷、成本较低，实用性强，在冲刷发展的各个阶段，都可实时调节防冲垫层的位置，与河床相贴。

附图说明

图1为本发明使用效果图。

图2为本发明平面布置图。

图3为本发明中支架结构示意图。

图4为本发明中支架的收束及展开示意图，a为收束状态，b为展开状态。

图5为本发明中第一配重袋结构。

图6为本发明中防冲垫层的结构。

图7为本发明中第一约束环和第二约束环结构，a为平面结构，b为三维结构。

图8为本发明中第二支架、第二配重袋和第一约束环连接结构。

图中：1-桥墩，2-支架，21-第一支架，22-插销，23-第二支架，3-第一配重袋，4-防冲垫层，6-压重块，7-通孔，8-第二配重袋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1～8所示，一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，包括设置在桥墩外侧的支架2；支架2包括设置在桥墩1外可沿其滑动的第一支架21，第一支架21外侧设置有n个结构相同可沿其转动的杆状的第二支架23，n≥2；相邻第二支架23之间设置有柔性的防冲垫层4；还包括与防冲垫层4连接的第一配重袋3。

第一配重袋3为弧形结构，沿与桥墩1同圆心的m个半径不同的圆环方向分布。

第二支架23下设置有第二配重袋8。防冲垫层4上设置有通孔7，第一约束环51穿过通孔将防冲垫层4和第二支架23及第二配重袋8连接。第一支架21和第二支架23之间通过插销22连接。防冲垫层4上设置有压重块6。第一配重袋3通过第二约束环51和防冲垫层4连接。

使用时，第一支架21设置为圆环形结构，第二支架23设置有8个，第二支架23均匀分布在第一支架21外侧。圆环形第一支架21表面摩擦系数较小，可沿桥墩上下滑动。第一支架21和第二支架23通过插销22连接，第二支架23可绕插销22转动。在装置接触河床前第二支架23收起，接触河床后，第二支架23在自身重力作用下展开；防冲垫层4选择柔性材料制备；在接触河床之前一部分折叠，接触河床之后展开铺设在河床上。防冲垫层4可具体设置为扇形结构，四边有通孔，通孔形状为配合约束环设置为长条形结构；防冲垫层4为柔性材料具有一定的厚度，对桥墩1周围河床进行覆盖。可以对桥墩1周围的下潜水流有一定的缓冲作用，减小下潜水流对河床的冲击作用，同时保护河床泥沙不被冲走。防冲垫层4的周边设置有通孔7，方便约束环固定。防冲垫层4在河床铺设之后，在防冲垫层4上设置压重块6。压重块6可以选择碎石，具有一定的体积和质量，方便下沉，且不易被水流冲走。对防冲垫层4进行压重，贴合复杂地形，同时起到降低来流强度或改变其流向的作用，以减小冲刷效应。压重块6也可以选择混凝土模袋，在防冲刷的同时满足环保美观的要求；还可以采用废旧轮胎，既能起到改变来流大小方向的作用，又能将泥沙截留在轮胎内部，更好地进行防护。

第一配重袋3和第二配重袋8选择坚韧的柔性材料，内部填充重物；第一配重袋3其形状为圆弧形；第二配重袋为直线形；在装置下沉和第二支架23展开的过程中提供足够的重力，方便装置下沉和展开。第二配重袋8通过第一约束环51与第二支架23固定连接。可以增加第二支架23的重量，便于第二支架23的下沉和展开；第一配重袋3可以为防冲垫层4在不与支架连接的边界提供一定的约束。第一约束环51和第二约束环52为刚性结构，其外形为具有一定宽度的环状。约束环应有一定的强度，以保证将可折叠的支架2、配重袋和防冲垫层4进行牢固的固定。

本发明可以解决现有技术中防冲装置安装复杂，不能随着冲刷的发展实时发挥防冲作用的问题。使得在不同冲刷阶段和地形条件都能具有较好的冲刷防护效果，且无需人工干预，自动操作。本发明结构简单、安装方便，成本较低，实用性强，在冲刷发展的各个阶段，都可实时调节防冲垫层4的位置，与河床相贴，且无需人工干预，自动操作。

Claims (7)

1.一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，包括设置在桥墩外侧的支架(2)；支架(2)包括设置在桥墩(1)外可沿其滑动的第一支架(21)，第一支架(21)外侧设置有n个结构相同可沿其转动的杆状的第二支架(23)，n≥2；相邻第二支架(23)之间设置有柔性的防冲垫层(4)；还包括与防冲垫层(4)连接的第一配重袋(3)。

2.根据权利要求1所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述第一配重袋(3)为弧形结构，沿与桥墩(1)同圆心的m个半径不同的圆环方向分布。

3.根据权利要求1所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述第二支架(23)下设置有第二配重袋(8)。

4.根据权利要求3所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述防冲垫层(4)上设置有通孔(7)，第一约束环(51)穿过通孔将防冲垫层(4)和第二支架(23)及第二配重袋(8)连接。

5.根据权利要求1所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述第一支架(21)和第二支架(23)之间通过插销(22)连接。

6.根据权利要求1所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述防冲垫层(4)上设置有压重块(6)。

7.根据权利要求1所述的一种折叠式地形自适应桥墩冲刷防护装装置，其特征在于，所述第一配重袋(3)通过第二约束环(51)和防冲垫层(4)连接。

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