CN114635391B - 桥墩防护装置以及桥墩防护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥墩防护装置以及桥墩防护系统，桥墩防护装置，用于设置在桥墩旁边，包括：消能组件，消能组件包括中心桩、以及可转动地设置于中心桩上的消能件；防冲刷组件，防冲刷组件包括多个均与中心桩连接的防冲刷件，多个防冲刷件均位于消能件的下方，且多个防冲刷件沿中心桩的轴向间隔排布，防冲刷件包括与中心桩连接的阻流部、及环绕阻流部设置的外环，外环与阻流部之间形成有镂空区；及保护组件，保护组件包括多个保护件，多个保护件围绕消能组件设置，每个保护件均与所有防冲刷件的外环连接，中心桩、多个保护件以及多个防冲刷件配合形成防护系统。
Description
技术领域
本发明涉及桥墩防护技术领域，尤其是涉及一种桥墩防护装置以及桥墩防护系统。
背景技术
墩柱是广泛应用于桥梁、码头以及海上平台等水工建筑的基础结构之一，主要受到水流冲刷和航船冲撞两方面的影响。
对于桥墩而言，为了保证桥墩的安全性，传统的方式通常是在桥墩上套设一个防撞装置，用来减轻船只冲撞桥墩时对桥墩产生的损伤，但是，这种装置并不能解决水流作用下桥墩附近床面冲刷问题。冲刷深度过大会造成桥墩失去稳定，对结构安全造成严重威胁，可靠性较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可靠性高的桥墩防护装置。
本发明还提出一种具有上述桥墩防护装置的桥墩防护系统。
根据本发明第一方面实施例的一种桥墩防护装置，用于设置在桥墩旁边，包括：消能组件，所述消能组件包括中心桩、以及可转动地设置于所述中心桩上的消能件；防冲刷组件，所述防冲刷组件包括多个均与所述中心桩连接的防冲刷件，多个所述防冲刷件均位于所述消能件的下方，且多个所述防冲刷件沿所述中心桩的轴向间隔排布，所述防冲刷件包括与所述中心桩连接的阻流部、及环绕所述阻流部设置的外环，所述外环与所述阻流部之间形成有镂空区；及保护组件，所述保护组件包括多个保护件，多个所述保护件围绕所述消能组件设置，每个所述保护件均与所有所述防冲刷件的所述外环连接，所述中心桩、多个所述保护件以及多个所述防冲刷件配合形成防护系统。
根据本发明实施例的桥墩防护装置，至少具有如下技术效果：
上述的桥墩防护装置中，当水流冲击消能件时，消能件能够发生转动，从而改变水流的运动形态，消除水流的一部分能量，从而减少水流对桥墩的冲击，避免桥墩受到损害。并且，当水流冲击中心桩形成向下的水流时，防冲刷件的阻流部可以阻挡并削弱下潜水流，进一步影响马蹄形漩涡的形成和削弱涡系能量，从而削弱局部冲刷作用，减小桥墩前床面的最大冲刷深度，起到保护桥墩的作用，可靠性高。另外，可以通过最上方的防冲刷件的镂空区向防护系统内填充石块，石块填充至防护系统的内部后，一方面可以对床面起保护作用，增加床沙起动或扬动所需流速，同时一定程度上增加了河床的糙率，能减小周围水流速度，从而减弱水流冲刷作用，起到保护桥墩的作用，另一方面，保护件、防冲刷组件以及中心桩能够对石块起到限位作用，避免石块被水流冲走。
根据本发明的一些实施例，所述消能件包括可转动地套设于所述中心桩外的安装套、以及设置于所述安装套上的叶片。
根据本发明的一些实施例，所述中心桩的侧壁设有限位槽，所述安装套位于所述限位槽内。
根据本发明的一些实施例，所述阻流部固定地套设于所述中心桩外，所述防冲刷件还包括用于连接所述阻流部与所述外环的多个连接部，多个所述连接部沿所述中心桩的周向间隔设置。
根据本发明的一些实施例，所述中心桩包括第一固定部、以及与所述第一固定部活动连接的第一活动部，所述第一活动部能够相对于所述第一固定部上下移动，所述消能件设置于所述第一固定部上，多个所述防冲刷件均与所述第一固定部连接；
所述保护件包括第二固定部、以及与所述第二固定部活动连接的第二活动部，所述第二活动部能够相对于所述第二固定部上下移动，每个所述保护件的所述第二固定部均与所有所述防冲刷件的所述外环连接；
所述桥墩防护装置还包括顶部连接体、以及与所述顶部连接体连接的浮体，所述第一活动部以及所有的所述保护件的所述第二活动部均与所述顶部连接体固定连接。
根据本发明的一些实施例，所述第一固定部的顶部设有第一导向柱，所述第一活动部的下侧设有第一导向孔，所述第一导向柱可活动地穿设于所述第一导向孔内。
根据本发明的一些实施例，所述第二固定部的顶部设有第二导向柱，所述第二活动部的下侧设有第二导向孔，所述第二导向柱可活动地穿设于所述第二导向孔内。
根据本发明的一些实施例，所述第一固定部与所述第一活动部之间连接有第一弹簧；和/或所述第二固定部与所述第二活动部之间连接有第二弹簧。
根据本发明的一些实施例，所述顶部连接体包括与所述第一活动部连接的内连接体、以及与所述第二活动部连接的外连接体。
根据本发明第二方面实施例的一种桥墩防护系统，包括：桥墩；以及如上所述的桥墩防护装置，所述桥墩防护装置设置在所述桥墩的旁边。
根据本发明实施例的桥墩防护系统，至少具有如下技术效果：
上述的桥墩防护系统中，当水流冲击消能件时，消能件能够发生转动，从而改变水流的运动形态，消除水流的一部分能量，从而减少水流对桥墩的冲击，避免桥墩受到损害。并且，当水流冲击中心桩形成向下的水流时，防冲刷件的阻流部可以阻挡并削弱下潜水流，进一步影响马蹄形漩涡的形成和削弱涡系能量，从而削弱局部冲刷作用，减小桥墩前床面的最大冲刷深度，起到保护桥墩的作用，可靠性高。另外，可以通过最上方的防冲刷件的镂空区向防护系统内填充石块，石块填充至防护系统的内部后，一方面可以对床面起保护作用，增加床沙起动或扬动所需流速，同时一定程度上增加了河床的糙率，能减小周围水流速度，从而减弱水流冲刷作用，起到保护桥墩的作用，另一方面，保护件、防冲刷组件以及中心桩能够对石块起到限位作用，避免石块被水流冲走。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一实施例的桥墩防护系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例的桥墩防护装置的结构示意图；
图3是本发明一实施例的桥墩防护装置的局部结构示意图；
图4是本发明一实施例的消能组件的爆炸结构示意图；
图5是本发明一实施例的保护件的爆炸结构示意图。
附图标记：
10、桥墩防护装置；11、消能组件；111、中心桩；1111、第一固定部；11111、第一导向柱；1112、第一活动部；11121、第一导向孔；112、消能件；1121、安装套；1122、叶片；12、防冲刷组件；121、防冲刷件；1211、阻流部；1212、外环；1213、连接部；13、保护组件；131、保护件；1311、第二固定部；13111、第二导向柱；1312、第二活动部；14、顶部连接体；141、内连接体；142、外连接体；143、中间连接体；15、浮体；16、连接绳；
20、桥墩。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一实施例涉及的一种桥墩防护系统，包括桥墩20以及桥墩防护装置10，桥墩防护装置10设置在桥墩20旁边。
具体地，桥墩防护装置10用于设置在桥墩20的周围，且桥墩防护装置10与桥墩20相间隔。
更具体地，桥墩防护装置10用于固定在河床上，如此，可以防止桥墩防护装置10在水流的作用下发生移动。
如图2所示，桥墩防护装置10包括消能组件11、防冲刷组件12以及保护组件13。
消能组件11包括中心桩111、以及可转动地设置于中心桩111上的消能件112。
具体地，消能件112可转动地设置于中心桩111上，当水流冲击消能件112时，消能件112能够发生转动，从而改变水流的运动形态，消除水流的一部分能量，从而减少水流对桥墩20的冲击，避免桥墩20受到损害。
结合图1，更具体地，桥墩防护装置10的数量有多个，多个桥墩防护装置10围绕桥墩20设置，如此，无论水流从哪个方向朝向桥墩20流动，总会有桥墩防护装置10对水流进行消能，从而减少水流对桥墩20的冲击，避免桥墩20受到损害。
如图4所示，其中，消能件112为消能叶轮。
具体地，消能件112包括安装套1121、以及设置于安装套1121上的叶片1122，安装套1121可转动地套设于中心桩111外。当朝向桥墩20流动的水流冲击叶片1122时，叶片1122可以带动整个消能件112转动，从而对水流进行消能。
更具体地，安装套1121与中心桩111之间设置有轴承，如此，可以使得消能件112相对于中心桩111转动时更加稳定。
进一步地，中心桩111的侧壁设有限位槽，安装套1121可转动地套设于中心桩111外，并位于限位槽内。限位槽的槽壁能够对安装套1121进行限位，从而防止整个消能件112上下移动。
如图2、图3所示，防冲刷组件12包括多个均与中心桩111连接的防冲刷件121，多个防冲刷件121均位于消能件112的下方，且多个防冲刷件121沿中心桩111的轴向间隔排布，每个防冲刷件121均包括与中心桩111连接的阻流部1211。
当水流冲击中心桩111形成向下的水流时，防冲刷件121的阻流部1211可以阻挡并削弱下潜水流，进一步影响马蹄形漩涡的形成和削弱涡系能量，从而削弱局部冲刷作用，减小桥墩20前床面的最大冲刷深度，起到保护桥墩20的作用。
具体地，防冲刷件121的阻流部1211为环状结构，阻流部1211固定地套设于中心桩111外，并且，阻流部1211的外径为阻流部1211的内径的两倍。
如图2、图3所示，保护组件13包括多个保护件131，多个保护件131围绕消能组件11设置。
保护组件13用于对消能组件11起到保护作用，当船只、漂石或浮木朝向桥墩20移动时，保护件131可以提前阻挡，保护件131受到撞击后可以吸收撞击产生的能量，避免桥墩20和中心桩111受到直接的伤害。
进一步地，每个防冲刷件121均还包括环绕阻流部1211设置的外环1212，外环1212与阻流部1211之间形成有镂空区，每个保护件131均与所有防冲刷件121的外环1212连接，中心桩111、多个保护件131以及多个防冲刷件121配合形成防护系统。
具体地，阻流部1211固定地套设于中心桩111外，防冲刷件121还包括用于连接阻流部1211与外环1212的多个连接部1213，多个连接部1213沿中心桩111的周向间隔设置。如此，可以使得外环1212与阻流部1211之间形成有镂空区。
更具体地，多个保护件131沿中心桩111的周向间隔设置，且每个保护件131均与所有的防冲刷件121的外环1212连接。如此，可以使得多个保护件131环绕设置在消能组件11的周围，并且使得中心桩111、多个保护件131以及多个防冲刷组件12配合形成防护系统。
该防护系统可以用来填充石块，填充的石块能够对床面起保护作用，增加床沙起动或扬动所需流速，同时一定程度上增加了河床的糙率，能减小周围水流速度，从而减弱水流冲刷作用，起到保护桥墩20的作用。
具体地，可以通过最上方的防冲刷件121的镂空区内填充石块，石块一方面可以对床面起保护作用，增加床沙起动或扬动所需流速，同时一定程度上增加了河床的糙率，能减小周围水流速度，从而减弱水流冲刷作用，起到保护桥墩20的作用，另一方面，保护件131、防冲刷组件12以及中心桩111能够对石块起到限位作用，避免石块被水流冲走。
如图2、图4所示，在其中一个实施例中，中心桩111包括第一固定部1111、以及与第一固定部1111活动连接的第一活动部1112，第一活动部1112能够相对于第一固定部1111上下移动。
具体地，第一固定部1111为中心桩111的下部分，第一活动部1112为中心桩111的上部分，第一活动部1112相对于第一固定部1111能够上下移动。
更具体地，第一固定部1111的顶部设有第一导向柱11111，第一活动部1112的下侧设有第一导向孔11121，第一导向柱11111可活动地穿设于第一导向孔11121内，如此，可以使得第一活动部1112能够相对于第一固定部1111上下移动。
消能件112设置于第一固定部1111上，所有的防冲刷件121均与第一固定部1111连接，消能件112的高度位置以及防冲刷件121的高度位置均与第一固定部1111保持不变。
如图2、图5所示，保护件131包括第二固定部1311、以及与第二固定部1311活动连接的第二活动部1312，第二活动部1312能够相对于第二固定部1311上下移动。
具体地，第二固定部1311为保护件131的下部分，第二活动部1312为保护件131的上部分，第二活动部1312能够相对于第二固定部1311上下移动。
更具体地，第二固定部1311的顶部设有第二导向柱13111，第二活动部1312的下侧设有第二导向孔，第二导向柱13111可活动地穿设于第二导向孔内，如此，可以使得第二活动部1312能够相对于第二固定部1311上下移动。
每个保护件131的第二固定部1311均与所有的防冲刷件121的外环1212连接，保护件131的第二固定部1311的高度位置与防冲刷件121保持不变。
如图2所示，桥墩防护装置10还包括顶部连接体14、以及与顶部连接体14连接的浮体15，中心桩111的第一活动部1112以及所有的保护件131的第二活动部1312均与顶部连接体14固定连接。
具体地，顶部连接体14包括与第一活动部1112连接的内连接体141、与第二活动部1312连接的外连接体142、以及用于连接内连接体141与外连接体142的中间连接体143。
更具体地，浮体15与顶部连接体14通过连接绳16连接。
可选地，浮体15可以是浮球或者浮筒等密度小于水的物件。
如此，当水位上涨时，受浮体15浮力作用，浮体15能够带动顶部连接体14、第一活动部1112以及第二活动部1312向上移动，使得保护件131在高水位时仍然能发挥应有功能的目的。而当水位下降时，浮体15也会下降，使得第一活动部1112以及第二活动部1312向下移动。
需要说明的是，通过使得第一导向柱11111以及第二导向柱13111的长度足够长，第一导向孔11121以及第二导向孔的深度足够深，可以防止水位上升时，第一固定部1111与第一活动部1112分离，第二固定部1311与第二活动部1312分离。
进一步地，第一活动部1112与第一固定部1111之间连接有第一弹簧，和/或第二活动部1312与第二固定部1311之间连接有第二弹簧。如此，当水位下降时，还能够依靠第一弹簧和/或第二弹簧的弹力使得第一活动部1112以及第二活动部1312向下移动。
如图1、图2所示，上述的桥墩防护系统中，当水流冲击消能件112时，消能件112能够发生转动，从而改变水流的运动形态，消除水流的一部分能量，从而减少水流对桥墩20的冲击，避免桥墩20受到损害。并且，当水流冲击中心桩111形成向下的水流时，防冲刷件121的阻流部1211可以阻挡并削弱下潜水流，进一步影响马蹄形漩涡的形成和削弱涡系能量，从而削弱局部冲刷作用，减小桥墩20前床面的最大冲刷深度，起到保护桥墩20的作用，可靠性高。另外，可以通过最上方的防冲刷件121的镂空区内填充石块，石块一方面可以对床面起保护作用，增加床沙起动或扬动所需流速，同时一定程度上增加了河床的糙率，能减小周围水流速度，从而减弱水流冲刷作用，起到保护桥墩20的作用，另一方面，保护件131、防冲刷组件12以及中心桩111能够对石块起到限位作用，避免石块被水流冲走。并且，当水位上涨时，受浮体15浮力作用，浮体15能够带动顶部连接体14、第一活动部1112以及第二活动部1312向上移动，使得保护件131在高水位时仍然能发挥应有功能的目的，而当水位下降时，浮体15也会下降，使得第一活动部1112以及第二活动部1312向下移动。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种桥墩防护装置，用于设置在桥墩旁边，其特征在于，包括：
消能组件，所述消能组件包括中心桩、以及可转动地设置于所述中心桩上的消能件；
防冲刷组件，所述防冲刷组件包括多个均与所述中心桩连接的防冲刷件，多个所述防冲刷件均位于所述消能件的下方，且多个所述防冲刷件沿所述中心桩的轴向间隔排布，所述防冲刷件包括与所述中心桩连接的阻流部、及环绕所述阻流部设置的外环，所述外环与所述阻流部之间形成有镂空区；
保护组件，所述保护组件包括多个保护件，多个所述保护件围绕所述消能组件设置，每个所述保护件均与所有所述防冲刷件的所述外环连接，所述中心桩、多个所述保护件以及多个所述防冲刷件配合形成防护系统；
所述中心桩包括第一固定部、以及与所述第一固定部活动连接的第一活动部，所述第一活动部能够相对于所述第一固定部上下移动，所述消能件设置于所述第一固定部上，多个所述防冲刷件均与所述第一固定部连接；
所述保护件包括第二固定部、以及与所述第二固定部活动连接的第二活动部，所述第二活动部能够相对于所述第二固定部上下移动，每个所述保护件的所述第二固定部均与所有所述防冲刷件的所述外环连接；
所述桥墩防护装置还包括顶部连接体、以及与所述顶部连接体连接的浮体，所述第一活动部以及所有的所述保护件的所述第二活动部均与所述顶部连接体固定连接。
2.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述消能件包括可转动地套设于所述中心桩外的安装套、以及设置于所述安装套上的叶片。
3.根据权利要求2所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述中心桩的侧壁设有限位槽，所述安装套位于所述限位槽内。
4.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述阻流部固定地套设于所述中心桩外，所述防冲刷件还包括用于连接所述阻流部与所述外环的多个连接部，多个所述连接部沿所述中心桩的周向间隔设置。
5.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述第一固定部的顶部设有第一导向柱，所述第一活动部的下侧设有第一导向孔，所述第一导向柱可活动地穿设于所述第一导向孔内。
6.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述第二固定部的顶部设有第二导向柱，所述第二活动部的下侧设有第二导向孔，所述第二导向柱可活动地穿设于所述第二导向孔内。
7.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述第一固定部与所述第一活动部之间连接有第一弹簧；和/或所述第二固定部与所述第二活动部之间连接有第二弹簧。
8.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于，所述顶部连接体包括与所述第一活动部连接的内连接体、以及与所述第二活动部连接的外连接体。
9.一种桥墩防护系统，其特征在于，包括：
桥墩；以及
如上权利要求1至8任一项所述的桥墩防护装置，所述桥墩防护装置设置在所述桥墩的旁边。
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