CN111851398A - 河道下游河床修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道下游河床修复系统，包括行进机构、横移机构、围堰和顶压机构。行进机构的前移动座与后移动座之间通过两根平行的固定导杆连接为一体，固定导杆同时贯穿于相应基座上设置的导向孔内，基座与前移动座与后移动座之间设置有同步推拉机构，在两侧前移动座和两侧之间各固定连接有横梁，在前后横梁之间滑动安装有一对纵梁，一对纵梁被横向牵引机构驱动能够沿横向平移，在纵梁的下方连接有围堰，纵梁与变形围堰之间设置顶压机构。本发明采用的河道下游河床修复系统方案，主要针对河道下游区域河床存在不同破坏程度进行修复。在施工过程中能够确保系统整体稳定性，而且具有灵活的移动功能。

Description

河道下游河床修复系统

技术领域

本发明属于水利施工设备技术领域，具体涉及一种河道下游河床因长期不均匀冲刷导致点状或片状受损进行修复系统。

背景技术

河道在长期泄洪引流过程中，河道下游流速缓急不定性和不均匀，导致其下游河床局部被冲刷严重，下游河床出现连续或不连续坑洞，影响河道两侧边坡稳定性，如不及时修复会存在多种不利隐患。由于河道下游流速缓急不定性和不均匀性，河道下游河床受损呈点状、片状分布，采用常规围堰施工的方式存在效率差和施工难度大的问题，受水流持续影响，对围堰的稳定性要求高，而点状、片状分布的特点要求围堰具有灵活的移动功能，目前应用于河道下游河床修复的施工设备中，没有同时具有稳定性和灵活移动的性能特征。

发明内容

针对河道下游常年因不均匀水流冲击存在局部受损严重和存在安全隐患的问题，以及现有技术中缺乏行之有效的设备和处理方案，本发明提供一种使用方便有效河道下游河床修复系统，达到稳定性和灵活移动相结合的效果，满足河道下游河床的高效修复应用需求。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种河道下游河床修复系统，主要包括行进机构、横移机构、围堰和顶压机构。

行进机构：包括位于河道两侧边坡上的一对基座、一对前移动座和一对后移动座，每侧边坡上的前移动座与后移动座之间通过至少两根平行的固定导杆连接为一体，所述的固定导杆同时贯穿于相应基座上设置的导向孔内，在每一侧边坡上的基座与前移动座与后移动座之间设置有同步推拉机构，在两侧前移动座之间固定连接有横梁，在两侧后移动座之间固定有横梁，横移机构：在前后横梁之间滑动安装有一对纵梁，一对纵梁被横向牵引机构驱动能够沿横向平移，在纵梁的下方连接有围堰，纵梁与变形围堰之间设置顶压机构。

围堰采用变形围堰：包括两侧壁和前后各一对端壁，各侧壁与各端壁依次通过转轴铰接在一起形成环状，其中左右两侧壁分别通过顶压机构连接相应的纵梁。

在围堰或变形围堰的底部设置密封止水结构。例如在变形围堰的内壁下方固定有内衬钢板，内衬钢板的面积小于围堰各侧壁的面积，内衬钢板与位于侧壁之间套固有橡胶层，且橡胶层向下引出围堰下方并向外翻折形成明显凸出的翻边。再进一步通过将L形底角板与内衬钢板固定，使L形底角板的拐角向外翻，且压迫在所述橡胶层下方凸出的翻边外侧。

顶压机构：包括连接在纵梁与相应侧壁之间的竖向滑动结构，在纵梁与向相应侧壁之间连接有顶压缸，通过控制顶压缸伸缩来驱动围堰侧壁向下或向上移动。

基座的底部通过销轴铰接有垫板，垫板与基座之间分别设置限位槽和限位板，且限位槽和限位板匹配嵌装在一起，垫板周边设置有固定孔或安装有可控吸盘。

在每个纵梁的外侧分别固定有牵引孔并连接钢丝绳，横梁端部安装导向轮，钢丝绳穿过导向轮后与牵引部分连接，牵引部分可以是电葫芦或人力拉动并固定。

横梁采用内外套装且能够伸缩和被锁定的结构，横梁内侧滑动部分为普通梁体结构，外侧滑动部分为中空的桁架结构。

本发明的有益效果：本发明采用的河道下游河床修复系统方案，主要针对河道下游区域河床存在不同破坏程度进行修复。在施工过程中能够确保系统整体稳定性，而且具有灵活的移动功能。

本发明采用的行进机构能够沿河道两侧边坡平移，两个行进液压缸通过同步阀交替供油实现一个推出和另一个同步缩进，沿河道边坡向前移动控制，以便于沿河道推进围堰逐一对河床受损位置进行修复。

本发明采用变形围堰通过钢丝绳牵引相应的侧壁，使围堰侧壁同时向外展开，而且变形量还可以进一步变化，使围堰变宽或变窄以适应施工面积。围堰在没有被牵引的状态下回被两侧水流冲击压缩处于收缩状态，以利于导流。收缩状态下围堰受水流冲击力较小，处于该状态下有利于通过同步推拉机构来移动整个系统前进，防止因水流冲击围堰造成围堰边坡上的基座或前后移动座移位。

在纵梁与变形围堰之间设置顶压机构能够使围堰根据不同河床高度进行调节，而且能够进一步顶压围堰使其底部与河床底部紧密接触。

本发明通过上述顶压缸的顶推作用使变形围堰底部的密封止水结构与河床紧密贴合达到密封效果，将围堰底部的橡胶层向下引出围堰下方并向外翻折形成明显凸出的翻边，再利用L形底角板的拐角向外翻压迫在橡胶层下方凸出的翻边外侧，在水压作用下，能够将外翻的橡胶裙摆部分压贴在河床底部，达到水压密封功能。

还可以在基座、前移动座和后移动座的底部通过销轴铰接有垫板，根据不同边坡角度进行适应性调整变化，达到使基座、前移动座和后移动座能够分别于边坡固定的同时，确保整个系统正常运行。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图。

图2是图1中行进机构的结构示意图。

图3是图1中变形围堰的俯视状态示意图。

图4是图3中变形围堰的变形状态示意图之一。

图5是图3中变形围堰的变形状态示意图之二。

图6是图1中变形围堰的侧面结构示意图。

图7是图6的剖面结构示意图。

图8是图1中行进机构的运动状态示意图。

图9是可调节基座的结构示意图。

图中标号：基座1，前移动座2，后移动座3，固定导杆4，行进液压缸5，横梁6，纵梁7，轨道轮8，竖套管9，吸盘10，固定座11，牵引孔12，钢丝绳13，导向轮14，变形围堰15，橡胶层16，内衬钢板17，L形底角板18，伸缩杆19，纵架20，U形滑杆21，滑杆固定座22，滑套23，顶压缸24，缸后座25，穿销26，垫板27，销轴28，限位槽29，限位板30。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：河道的泄洪引流功能导致其下游河床被冲刷严重，下游河床出现连续或不连续坑洞，影响河道两侧边坡稳定性，存在多种不利隐患。本发明采用一种如图1所示的河道下游河床修复系统方案，用于针对河道下游区域河床存在不同破坏程度进行修复。由于河道下游流速缓急不定性和不均匀性，河道下游河床受损呈点状、片状分布，采用常规围堰施工的方式存在效率差和施工难度大的问题，受水流持续影响，对围堰的稳定性要求高，而点状、片状分布的特点要求围堰具有灵活的移动功能。如图1所示，用于河道下游河床修复的系统包括行进机构、横移机构、变形围堰和顶压机构等结构组件。

在实现整体行进方面，采用如图2所示的行进机构，该机构包括位于河道两侧边坡上的一对基座1、一对前移动座2和一对后移动座3，其分布情况如图1所示。每侧边坡上的前移动座2与后移动座3之间通过至少两根平行的固定导杆4连接为一体。

从图1和图2可以看出，同时在基座1上设置了对应的导向孔，位于前移动座2与后移动座3之间的固定导杆4同时贯穿于相应基座1上设置的导向孔内。

在每一侧边坡上的基座1分别与前移动座2和后移动座3之间设置有同步推拉机构，在本实施例中所采用的推拉机构是如图1所示的多级液压缸，即分别在基座1与前移动座2之间连接一个行进液压缸5，又在基座1与后移动座3之间连接一个行进液压缸5，这两个行进液压缸5通过同步阀交替供油实现一个推出和另一个同步缩进。如图8所示，当前移动座2与后移动座3分别被固定后，基座1接触固定，此时控制两个行进液压缸5分别推送和缩进，从而基座1被移动至靠近前移动座2的位置，然后固定基座1，再使前移动座2和后移动座3分别接触固定，此时控制两个行进液压缸5分别缩进和推送，从而使前移动座2和后移动座3同步前移。上述过程实现了行进机构沿河道边坡向前移动控制，以便于沿河道推进围堰逐一对河床受损位置进行修复。

图1中还显示了在两侧前移动座2之间固定连接有横梁6，在两侧后移动座3之间固定有横梁。由于前移动座2和后移动座3之间通过固定导杆连接为一体，所以前后两个横梁之间的距离固定。也可以同时在两横梁的靠边缘位置固定连接梁或杆件以提高整体稳定性。

进一步又在前后横梁之间滑动安装有一对纵梁，一对纵梁结合横向牵引机构后形成了横移机构。在本实施例中，一对纵梁分别为独立纵梁，两者没有约束关系。每个横梁都能够被横向牵引机构分别驱动能够沿横向平移，如图3所示，在每个纵梁的外侧分别固定有牵引孔12并连接钢丝绳13，横梁端部安装导向轮14，钢丝绳13穿过导向轮14后与牵引部分连接，牵引部分可以是电葫芦或人力拉动并固定。

在纵梁的下方连接有变形围堰，具体地，变形围堰如图4和图5所示，包括两侧壁和前后各一对端壁，各侧壁与各端壁依次通过转轴铰接在一起形成环状，其中左右两侧壁分别通过顶压机构连接相应的纵梁。在通过横向牵引机构驱动纵梁向两侧移动时，同时也通过钢丝绳牵引相应的侧壁，在横向牵引机构驱动作用下，纵梁和相应的侧壁同时向外展开，实现变形围堰如图4所示的展开状态，而且其变形量还可以进一步变化，使围堰变宽或变窄以适应施工面积。围堰在没有被牵引的状态下回被两侧水流冲击压缩处于如图5所示的状态，该状态下围堰受水流冲击力较小，处于该状态下有利于通过同步推拉机构来移动整个系统前进，防止因水流冲击围堰造成围堰边坡上的基座或前后移动座移位。

在纵梁与变形围堰之间设置顶压机构的目的是使围堰能够根据不同河床高度进行调节，而且能够进一步顶压围堰使其底部与河床底部紧密接触。具体地，如图6和图7所示，在纵梁的下方向下垂直固定有竖套管9，其内匹配套装有伸缩杆19，在竖套管9或伸缩杆19侧壁设置一系列安装孔以适应不同高度调节需要，在竖套管9或伸缩杆19对应的安装孔内通过穿销26固定连接，该结构主要满足使围堰能够根据不同河床高度进行调节功能。

进一步地，如图7所示，又在伸缩杆19的下方固定有纵架20，纵架20的两侧分别固定有滑套23，U形滑杆21的两侧杆分别匹配套装于两侧的滑套23内且能够自由滑动。U形滑杆21的下端通过滑杆固定座22固定在变形围堰对应的侧壁上。又在纵架20与相应侧壁之间设置顶压缸24，该顶压缸24的下端通过缸后座25固定在围堰侧壁，其活塞杆固定在纵架20中部下方。变形围堰的底部设置密封止水结构，通过上述顶压缸24的顶推作用，能够使变形围堰底部的密封止水结构与河床紧密贴合达到密封效果，对于河床孔洞较大的区域和位置，还可以在变形围堰底部的局部增设柔性垫层，通过顶压缸24的顶压作用，实现变形围堰下缘周边与河床的紧密贴合。

实施例2：在实施例1基础上，所采用的变形围堰的内壁下方固定有内衬钢板17，内衬钢板17的面积小于围堰各侧壁的面积，内衬钢板17与位于侧壁之间套固有橡胶层16，且橡胶层16向下引出围堰下方并向外翻折形成明显凸出的翻边。再进一步通过将L形底角板18与内衬钢板17固定，使L形底角板18的拐角向外翻，且压迫在所述橡胶层16下方凸出的翻边外侧。

实施例3：在实施例1基础上，一对纵梁之间的距离被固定，例如通过连杆将两侧纵梁固定在一起。而且围堰形状固定，仍然在位于与纵梁之间设置顶压机构。

实施例4：在实施例1基础上，顶压机构还可以是连接在纵梁与相应侧壁之间的竖向滑动结构，在纵梁与向相应侧壁之间连接有顶压缸，通过控制顶压缸伸缩来驱动围堰侧壁向下或向上移动。

实施例5：在实施例1基础上，基座1、前移动座2和后移动座3的底部通过销轴28铰接有垫板27，垫板27与基座之间分别设置限位槽29和限位板30，且限位槽29和限位板30匹配嵌装在一起，垫板27周边设置有固定孔或安装有可控吸盘。从而，基座1、前移动座2和后移动座3能够适应各种不同角度的河道边坡，具有根据不同边坡角度进行适应性调整变化，达到使基座1、前移动座2和后移动座3能够分别于边坡固定的同时，确保整个系统正常运行。

实施例6：在实施例1基础上，所述横梁采用内外套装且能够伸缩和被锁定的结构，以实现横梁能够根据河道两侧边坡宽度进行宽度调整。横梁内侧滑动部分为普通梁体结构，外侧滑动部分为中空的桁架结构。

Claims (6)

1.一种河道下游河床修复系统，其特征在于，包括行进机构、横移机构、围堰和顶压机构，所述的行进机构：包括位于河道两侧边坡上的一对基座（1）、一对前移动座（2）和一对后移动座（3），每侧边坡上的前移动座（2）与后移动座（3）之间通过至少两根平行的固定导杆（4）连接为一体，所述的固定导杆（4）同时贯穿于相应基座（1）上设置的导向孔内，在每一侧边坡上的基座（1）与前移动座（2）与后移动座（3）之间设置有同步推拉机构，在两侧前移动座（2）之间固定连接有横梁，在两侧后移动座（3）之间固定有横梁，横移机构：在前后横梁之间滑动安装有一对纵梁，一对纵梁被横向牵引机构驱动能够沿横向平移，在纵梁的下方连接有围堰，纵梁与围堰之间设置顶压机构。

2.根据权利要求1所述的河道下游河床修复系统，其特征在于，所述围堰是变形围堰：包括两侧壁和前后各一对端壁，各侧壁与各端壁依次通过转轴铰接在一起形成环状，其中左右两侧壁分别通过顶压机构连接相应的纵梁。

3.根据权利要求1所述的河道下游河床修复系统，其特征在于，所述围堰或变形围堰的底部设置密封止水结构。

4.根据权利要求1所述的河道下游河床修复系统，其特征在于，顶压机构包括连接在纵梁与相应侧壁之间的竖向滑动结构，在纵梁与向相应侧壁之间连接有顶压缸，通过控制顶压缸伸缩来驱动围堰侧壁向下或向上移动。

5.根据权利要求1所述的河道下游河床修复系统，其特征在于，基座（1）的底部通过销轴（28）铰接有垫板（27），垫板（27）与基座之间分别设置限位槽（29）和限位板（30），且限位槽（29）和限位板（30）匹配嵌装在一起，垫板（27）周边设置有固定孔或安装有可控吸盘。

6.根据权利要求1所述的河道下游河床修复系统，其特征在于，横梁采用内外套装且能够伸缩和被锁定的结构，横梁内侧滑动部分为普通梁体结构，外侧滑动部分为中空的桁架结构。

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