CN113308985B - 一种桥梁桥墩防波浪冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，属于桥梁建筑技术领域，该装置竖向疏波组件呈环形设置于桥墩外围并嵌入海底地基持力层，与环向疏波组件连接固定形成环形框架结构，能全方位抵挡波浪的冲击荷载。通过错开设置三层竖向疏波管和两层环向疏波管，互相连接固定形成多层网状结构，利用该结构在波浪冲击荷载作用下产生振动和对波浪的反射、破碎、摩擦作用，以及使波浪形成涡旋等方式消耗波浪冲击能量。通过设置在竖向疏波组件上的竖向消浪腔和环向疏波组件上的环向消浪腔，引导释放波浪冲击能量。本发明装置可以大量消耗波浪冲击能量，全方位地对桥墩提供防波浪冲击保护。整个装置结构简单，施工方便，成本低廉，防波浪冲击效果好。

Description

一种桥梁桥墩防波浪冲击装置

技术领域

本发明属于桥梁建筑技术领域，具体涉及一种桥梁桥墩防波浪冲击装置。

背景技术

随着我国经济发展，已建和在建跨海桥梁越来越多，规模越来越大。大海日常涨落潮引起的中小型波浪冲击跨海桥梁桥墩，会导致桥墩发生摆动影响行车舒适性，严重时会影响桥梁的正常使用。此外我国沿海又是台风频发区，台风引起的大型特大型波浪冲击跨海桥梁桥墩，会造成桥墩与主梁间的相对滑移，影响桥梁的正常使用甚至危及结构安全。

目前尚无专门用于桥墩防波浪冲击的装置，因此桥墩防波浪冲击是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，结构简单，施工方便，成本低廉，可以大量消耗波浪冲击能量，全方位地对桥墩提供防波浪冲击保护。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，该装置呈环形设置于桥墩外围，包括竖向疏波组件和环向疏波组件，所述竖向疏波组件和所述环向疏波组件都采用薄壁管，所述竖向疏波组件和所述环向疏波组件上都开设有疏波孔。

进一步，所述竖向疏波组件由内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管组成，所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都呈环形等间距布置并沿桥墩径向方向互相错开，所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都嵌入海底地基持力层。

进一步，所述环向疏波组件由内层环向疏波管、外层环向疏波管组成，所述内层环向疏波管、外层环向疏波管都沿桥墩高度方向等间距布置并沿高度方向互相错开。

进一步，所述内层环向疏波管位于所述内层竖向疏波管和所述中层竖向疏波管中间，所述内层环向疏波管的内侧和外侧分别与所述内层竖向疏波管和所述中层竖向疏波管对应连接固定，所述外层环向疏波管位于所述中层竖向疏波管和所述外层竖向疏波管中间，所述外层环向疏波管的内侧和外侧分别与所述中层竖向疏波管和所述外层竖向疏波管对应连接固定。

进一步，所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都在桥墩径向方向外侧沿高度方向等间距开设竖向疏波孔，所述竖向疏波孔分别与所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管的上端口组成竖向消浪腔。

进一步，所述内层环向疏波管、外层环向疏波管都在桥墩径向方向外侧沿环向方向等间距开设外侧环向疏波孔，在上表面沿环向方向等间距开设上侧环向疏波孔，所述外侧环向疏波孔与所述上侧环向疏波孔组成环向消浪腔。

进一步，所述薄壁管采用耐海水腐蚀薄壁钢管。

本发明的有益效果在于：

本发明一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，竖向疏波组件呈环形布置于桥墩外围并嵌入海底地基持力层，与环向疏波组件互相连接固定形成环形框架结构，自身受力性能良好，能有效抵挡波浪的冲击荷载，全方位地对桥墩提供防波浪冲击保护。

该装置通过错开设置三层竖向疏波管和两层环向疏波管，互相连接固定形成多层网状结构。(一)利用波浪冲击荷载使该结构产生振动消耗波浪冲击能量。(二)利用该结构对波浪的反射、破碎、摩擦作用消耗波浪冲击能量。(三)利用该结构使波浪形成涡旋消耗波浪冲击能量。(四)通过设置在竖向疏波组件上的竖向消浪腔和环向疏波组件上的环向消浪腔，改变波浪冲击方向，引导释放波浪冲击能量。通过以上四种途径可以大量消耗波浪冲击能量。整个装置结构简单，施工方便，成本低廉，防波浪冲击效果好。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明装置的俯视图；

图2为本发明装置的侧视图；

图3为竖向疏波管的结构示意图；

图4为环向疏波管的结构示意图。

附图中标记如下：桥墩1、竖向疏波组件2、环向疏波组件3、竖向消浪腔4、环向消浪腔5、内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23、竖向疏波孔24、内层环向疏波管31、外层环向疏波管32、外侧环向疏波孔33、上侧环向疏波孔34。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例中，如图1～2所示，本发明一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，该装置呈环形设置于桥墩1外围，包括竖向疏波组件2和环向疏波组件3，所述竖向疏波组件2和所述环向疏波组件3都采用薄壁管，所述竖向疏波组件2和所述环向疏波组件3上都开设有疏波孔。

本实施例中，如图1～2所示，所述竖向疏波组件2由内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23组成，所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23都呈环形等间距布置于桥墩外围并沿桥墩径向方向互相错开。

本实施例中，如图1～2所示，所述环向疏波组件3由内层环向疏波管31、外层环向疏波管32组成，所述内层环向疏波管31、外层环向疏波管32都沿桥墩高度方向等间距布置并沿高度方向互相错开。

本实施例中，如图1～2所示，所述内层环向疏波管31位于所述内层竖向疏波管21和所述中层竖向疏波管22中间，所述内层环向疏波管31的内侧和外侧分别与所述内层竖向疏波管21和所述中层竖向疏波管22对应连接固定，所述外层环向疏波管32位于所述中层竖向疏波管22和所述外层竖向疏波管23中间，所述外层环向疏波管32的内侧和外侧分别与所述中层竖向疏波管22和所述外层竖向疏波管23对应连接固定。

本实施例中，如图3所示，所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23都在桥墩径向方向外侧沿高度方向等间距开设竖向疏波孔24，所述竖向疏波孔24分别与所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23的上端口组成竖向消浪腔4。

本实施例中，如图4所示，所述内层环向疏波管31、外层环向疏波管32都在桥墩径向方向外侧沿环向方向等间距开设外侧环向疏波孔33，在上表面沿环向方向等间距开设上侧环向疏波孔34，所述外侧环向疏波孔33与所述上侧环向疏波孔34组成环向消浪腔5。

本实施例中，如图1～2所示，所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23都嵌入海底地基持力层，对整个装置起到支撑和稳固作用。

本实施例中，如图1～2所示，所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23与所述内层环向疏波管31、外层环向疏波管32互相连接固定形成环形框架结构，自身受力性能良好，可以全方位抵挡波浪的冲击荷载。

本实施例中，如图1～4所示，所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管22、外层竖向疏波管23、内层环向疏波管31、外层环向疏波管32都采用耐海水腐蚀薄壁钢管。

本实施例中，如图1～4所示，通过错开设置所述内层竖向疏波管21、中层竖向疏波管 22、外层竖向疏波管23、内层环向疏波管31、外层环向疏波管32，互相连接固定形成多层网状结构。首先利用波浪冲击荷载使该结构产生振动消耗波浪冲击能量，其次利用该结构对波浪的反射、破碎、摩擦作用消耗波浪冲击能量，再次利用该结构使波浪形成涡旋消耗波浪冲击能量，最后通过设置在所述竖向疏波组件2上的所述竖向消浪腔4和所述环向疏波组件 3上的所述环向消浪腔5，改变波浪冲击方向，引导释放波浪冲击能量。通过以上四种途径可以大量消耗波浪冲击能量，达到全方位保护桥墩的目的。

本实施例中，其他需要补充说明的几个问题：

①本发明一种桥梁桥墩防波浪冲击装置可以根据实际情况多重设置，以达到防更大波浪冲击的目的，此外还可用于施工过程中未成型的防波堤段防波浪冲击。

②我国跨海桥梁主要集中于几大湾区，而几大湾区皆有大江大河入海，所以几大湾区水深都较浅，且多为淤泥质海底，非常有利于竖向疏波组件2嵌入海底地基持力层施工。其设计与施工可以参考《港口工程桩基规范》(JTJ 254)、《高桩码头设计与施工规范》(JTJ 167-1)、《板桩码头设计与施工规范》(JTJ 167-3)等相关规范中有关条文。

③根据实际桥位的设计水位、设计波高和设计波长等设计参数，竖向疏波组件2的高度、竖向疏波组件2与桥墩1的间距、环向疏波组件3的设置部位及高度、疏波孔的开孔部位及开孔率等的设计与施工可以参考《防波堤设计与施工规范》(JTS 154-1-2011)等相关规范中有关条文。

④竖向疏波管的直径和间距、环向疏波管的直径和间距等参数设计可以参考《大直径圆筒结构的透浪系数研究》(刘晨，汤子扬，陈国平，严士常，水运工程，2015(1)，499)、《透浪系数计算方法的探讨》(王文鼎，常梅，黄晨，高晨，中国港湾建设，2008(6)，158)、《桩基挡板式透空堤透浪系数计算及试验研究》(陈德春，茆福文，沈丽宁，殷福安，水利水运工程学报，2012(5))等文献相关研究成果。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种桥梁桥墩防波浪冲击装置，其特征在于：该装置呈环形设置于桥墩外围，包括竖向疏波组件和环向疏波组件，所述竖向疏波组件和所述环向疏波组件都采用薄壁管，所述竖向疏波组件和所述环向疏波组件上均开设有疏波孔，所述竖向疏波组件由内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管组成，所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都呈环形等间距布置并沿桥墩环向方向互相错开，所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都嵌入海底地基持力层，所述环向疏波组件由内层环向疏波管、外层环向疏波管组成，所述内层环向疏波管、外层环向疏波管都沿桥墩高度方向等间距布置并沿高度方向互相错开；所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管都在桥墩径向方向外侧沿高度方向等间距开设竖向疏波孔，所述竖向疏波孔分别与所述内层竖向疏波管、中层竖向疏波管、外层竖向疏波管的上端口组成竖向消浪腔；所述内层环向疏波管、外层环向疏波管都在桥墩径向方向外侧沿环向方向等间距开设外侧环向疏波孔，在上表面沿环向方向等间距开设上侧环向疏波孔，所述外侧环向疏波孔与所述上侧环向疏波孔组成环向消浪腔。

2.根据权利要求1所述的桥梁桥墩防波浪冲击装置，其特征在于：所述内层环向疏波管位于所述内层竖向疏波管和所述中层竖向疏波管中间，所述内层环向疏波管的内侧和外侧分别与所述内层竖向疏波管和所述中层竖向疏波管对应连接固定，所述外层环向疏波管位于所述中层竖向疏波管和所述外层竖向疏波管中间，所述外层环向疏波管的内侧和外侧分别与所述中层竖向疏波管和所述外层竖向疏波管对应连接固定。

3.根据权利要求1所述的桥梁桥墩防波浪冲击装置，其特征在于：根据权利要求1所述的桥梁桥墩防波浪冲击装置，其特征在于：所述薄壁管采用耐海水腐蚀薄壁钢管。

Images