CN201292501Y - 套筒式桥墩消浪装置 - Google Patents

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CN201292501Y CNU2008201238360U CN200820123836U CN201292501Y CN 201292501 Y CN201292501 Y CN 201292501Y CN U2008201238360 U CNU2008201238360 U CN U2008201238360U CN 200820123836 U CN200820123836 U CN 200820123836U CN 201292501 Y CN201292501 Y CN 201292501Y
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刘高
陈上有
孟凡超
徐国平
吴宏波
刘天成
陈汉宝
张亚辉
刘海源
李毅
赵岩
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中交公路规划设计院有限公司
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Abstract

一种套筒式桥墩消浪装置,涉及桥梁技术,包括套筒、加劲板;在桥墩周圆上正交固设有均匀分布的板条状加劲板,加劲板长方向与桥墩轴向一致;加劲板为梯形板,加劲板内端缘为长边与桥墩表面固接,加劲板外端缘为短边与套筒内壁固接;加劲板短边的长度=套筒的高度。套筒、加劲板上布有多个通孔,套筒、加劲板与桥墩构成消浪腔室,消浪腔室上下透空。加劲板高度的中心位置与桥墩的设计水位平齐,加劲板短边的长度=2.5~3.0倍设计波高,加劲板长边的长度=3.0~4.0倍设计波高。套筒、加劲板采用钢板、钢筋混凝土板或复合材料制作。本实用新型能够有效地消减作用在桥墩上的波浪力,且结构简单,经济合理。

Description

套筒式桥墩消浪装置
技术领域
本实用新型涉及桥梁工程技术领域,是一种用于消减作用在桥墩上波浪力的消浪装置。
背景技术
跨海桥梁的桥墩所处环境比较恶劣,波浪对桥墩产生冲击作用,这种冲击作用为随机动力荷载,峰值很大,将会对桥梁造成严重威胁。为保障桥梁结构安全,需要研制消浪装置来消减作用在桥墩上的波浪力峰值。
根据工程实践和研究试验,对于具有强大破坏力的海浪,采取消减波能或顺应海浪的方法比直接采取抗御的方法更有效。因此,近几十年来世界各国竟相研究各种新型的消浪结构或消浪块体。
40年代,法国在码头工程中开始使用大圆筒深水防波堤。1961年,加拿大人加兰(Jarlan)开发了多孔式沉箱直立堤。此后,研究者对大圆筒深水防波堤和多孔式沉箱直立堤进行改进,发展了一系列消浪原理相似的消浪结构,如日本研究开发的半圆型堤、多孔凹型曲面堤、波浪自稳防波堤、曲面纵向开孔堤、防冲击型堤等;中国提出一种梳式防波堤,梳式防波堤是直立式防波堤结构型式的改进。
目前,用于直立式岸壁的消浪块体有十余种,比较成功的消浪块产品有日本的WAROK及中国台湾的天力消浪块,而后者是于80年代在日本各种消浪砌块的基础上经多次实验研究后制造出一种新的改进型式,其性能较日本的各种消浪块都有改善。双柱式消浪块是近年来提出的另外一种新型的消浪块,其性能可与日本的WAROK及台湾的天力消浪块相媲美。
研究发现,上述消浪结构或消浪块体的消浪原理值得借鉴,但将其直接应用于桥墩消浪有一定的困难,原因在于:(1)目前用于港口、码头工程的消浪结构或消浪块体,其主要的目的在于降低波浪反射率,尽可能减
3少港内外侧的波浪能量交换,因此消浪结构往往自成一体,直接放置在海床上,从海床到水面以上都是连续的,结构比较庞大和笨重。对于桥墩结构而言,桥墩消浪结构的主要目的是消减其所受的波浪力,而波浪能量主要集中在海面附近,因此,为了节省工程量,作为桥墩的消浪结构可以只在海面附近设置,且消浪结构与桥墩可以有机的结合在一起。(2)港口、码头工程中的消浪结构或消浪块体只需消减港外侧的波浪。对桥墩而言,波浪将可能从四周对桥墩造成冲击。因此,桥墩消浪结构应该对四周入射的波浪都具有很好的消浪功能。
因此,寻求性能优异的桥墩消浪装置,需要借鉴已有的技术和经验,进行创新设计。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决现有技术的不足,提供一种套筒式桥墩消浪装置,适用于跨海桥墩的消浪,能够最大限度地消减作用在桥墩上波浪力的峰值。
为达到上述目的,本实用新型的技术解决方案是:
一种套筒式桥墩消浪装置,包括套筒l、加劲板2;其在桥墩3的周圆上正交固设有均匀分布的板条状加劲板2,加劲板2的长方向与桥墩3
的轴向一致;加劲板2为梯形板,加劲板2的内端缘为长边与桥墩3表面固接,加劲板2的外端缘为短边与套筒1内壁固接;加劲板2短边的长度=套筒1的高度;套筒1布有多个通孔4,加劲板2上布有多个通孔5;套筒l、加劲板2与桥墩3构成消浪腔室,消浪腔室上下透空。
所述的套筒式桥墩消浪装置,所述加劲板2高度的中心位置与桥墩3的设计水位平齐,加劲板2短边的长度=2.5〜3.0倍设计波高,加劲板长边的长度=3. 0〜4. 0倍设计波高。
所述的套筒式桥墩消浪装置,其所述套筒1与桥墩3之间的净距=0. 0625〜0. 125倍设计波长。
所述的套筒式桥墩消浪装置,其所述套筒1上的通孔4和加劲板2上的通孔5,可以是圆形、方形或矩形;套筒1上的通孔率为30%〜50%。
所述的套筒式桥墩消浪装置,其所述套筒l、加劲板2采用钢板、钢筋混凝土板或复合材料制作。
本实用新型的套筒式桥墩消浪装置是个全新的产品,其有益效果是:
一、 通孔套筒能够减小消浪装置的迎浪面积,既起到破碎入射波浪的作用,又减少了结构用材。
二、 通孔套筒、加劲板和桥墩构成消浪腔室,当波浪袭击桥墩时,形成入射波和反射波相互叠加、干扰、相互抵消的有利条件,从而消耗波浪能量,最大限度的消减作用在桥墩上的波浪力峰值。
三、 本实用新型构造简单,实施方便。
附图说明
图l为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的立体示意图;
图2为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的俯视示意图;
图3为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的主视示意图;
图4为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的套筒立体示意图;
图5为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的套筒主视示意图;
图6为本实用新型套筒式桥墩消浪装置的加劲板结构示意图,其中,
图6A为加劲板立体示意图,图6B为加劲板主视图示意图。
附图中标记如下:套筒l;加劲板2;桥墩3;
套筒通孔4;加劲板通孔5;波浪设计波高H;套筒与桥墩净距D;加劲板短边长H1;加劲板长边长H2
具体实施方式
结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的描述。
如图l、 2所示,本实用新型一种套筒式桥墩消浪装置,包括套筒l、加劲板2;其在桥墩3的周圆上正交固设有均匀分布的板条状加劲板2,加劲板2的长方向与桥墩3的轴向一致;加劲板2为梯形板,加劲板2的内端缘为长边与桥墩3表面固接,加劲板2的外端缘为短边与套筒1内壁固接;加劲板2短边的长度=套筒1的高度;套筒l、加劲板2与桥墩3构成消浪腔室,消浪腔室上下透空。本实用新型的加劲板2高度的中心位置与桥墩3的设计水位平齐,加劲板2短边的长度H2二2. 5〜3.0倍设计波高H,加劲板长边的长度H1^3. 0〜4. 0倍设计波高H。在套筒1上布设有多个通孔4,在加劲板2上布设有多个通孔5。套筒1上的通孔率为30%〜50%。加劲板2上的通孔率在满足强度要求的情况下尽可能大。套筒1和加劲板2上的通孔形式可以采用圆形、方形或矩形等。
如图1和图3所示,在加劲板2的底部和顶部各有一过渡段,过渡段对加劲板2进行加强。加劲板2的设置数量和其板厚主要根据消浪装置的受力要求确定。
本实用新型装置,当波浪袭击桥墩时,套筒表面直接承受波浪的冲击,大部分的波浪透过套筒上的通孔进入套筒、加劲板和桥墩构成的消浪腔室。在消浪腔室内的各种入射波和反射波存在一定的相位差,这些波叠加后可消耗波浪能量,从而减小作用在桥墩结构上波浪力的峰值。同时,由于流体的粘滞阻尼作用及流体与空气的掺混作用,也可以消耗波浪能量。
套筒上下透空,水流在竖直方向可以自由流通,使得结构所受的竖直方向的波浪力较小。
本实用新型能够有效地消减作用在桥墩上的波浪力峰值,而且结构简
单,造价低廉。

Claims (5)

1、一种套筒式桥墩消浪装置,包括套筒(1)、加劲板(2);其特征在于: 在桥墩(3)的周圆上正交固设有均匀分布的板条状加劲板(2),加劲板(2)的长方向与桥墩(3)的轴向一致;加劲板(2)为梯形板,加劲板(2)的内端缘为长边与桥墩(3)表面固接,加劲板(2)的外端缘为短边与套筒(1)内壁固接;加劲板(2)短边的长度=套筒(1)的高度;套筒(1)上布有多个通孔(4),加劲板(2)上布有多个通孔(5);套筒(1)、加劲板(2)与桥墩(3)构成消浪腔室,消浪腔室上下透空。
2、 根据权利要求1所述的套筒式桥墩消浪装置,其特征在于:所述加劲板(2)高度的中心位置与桥墩(3)的设计水位平齐,加劲板(2) 短边的长度为2. 5〜3. 0倍设计波高,加劲板长边的长度为3. 0〜4. 0倍设 计波高。
3、 根据权利要求1所述的套筒式桥墩消浪装置,其特征在于:所 述套筒(1)与桥墩(3)之间的净距为0.0625〜0. 125倍设计波长。
4、 根据权利要求1所述的套筒式桥墩消浪装置,其特征在于:所 述套筒(1)上的通孔(4)和加劲板(2)上的通孔(5),可以为圆形、 方形或矩形;套筒(1)上的通孔率为30%〜50%。
5、 根据权利要求1所述的套筒式桥墩消浪装置,其特征在于:所 述套筒(1)、加劲板(2)采用钢板、钢筋混凝土板或复合材料制作。
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