CN204000580U - 用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，包括套于桥梁墩柱底端的主要由槽钢、H型钢、角钢、圆钢、钢板中至少一种制成的封闭框架式的钢笼，以及将该钢笼内、桥梁墩柱外的空间填满的数个砾石，其中，砾石的粒径大于钢笼上的孔的孔径，且各个砾石之间存在间隙。本实用新型通过钢笼内装砾石的结构形成多孔过滤式的防护结构，不仅能改变墩柱周围的局部水环境，而且能改变墩柱周遭的局部绕流特征，有效地起到过滤泥沙、减缓水流速度的作用，从而减轻水沙冲刷对桥梁墩柱磨蚀影响的作用，增强了桥梁墩柱的安全性和耐久性。

Description

用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼

技术领域

本实用新型涉及桥梁防护工程领域，具体来讲，是涉及一种用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼。

背景技术

近些年来，由于水土流失严重，国内河流的泥沙含量日趋增高，个别河流已经位居世界前列，由此导致各类水工结构物、跨江跨河工程产生不可忽视的水沙磨蚀作用。己建的不少大中型水利水电工程泄水建筑物在高水头大流量挟沙水流作用下遭受到不同程度的磨蚀，尤以华北、西北和西南地区的工程较为突出，水沙磨蚀成为多沙河流中兴建水工结构、跨河跨江工程的棘手问题。

目前对于桥梁墩柱的保护措施主要有加厚保护层厚度，外包钢板等。加厚保护层虽说能减缓磨蚀，并能一定程度上降低河砂滚石的冲击能量，但同样不能避免墩柱被滚石撞击破坏，并且随着时间推移，墩柱会受到不同程度的磨蚀，甚至出现受力钢筋裸露、锈蚀，直至破坏，后果非常严重。而且加厚保护层不能改变局部绕流特征，导致墩柱承台下方基础被掏空，可能造成基础支撑不够稳定的情况；外包钢板虽说能避免桥梁墩柱免受水沙磨蚀，但不能减缓墩柱遭受滚石冲击的能量，墩柱混凝土同样会被撞坏，墩柱外包钢板同样不能改变局部绕流特征，导致墩柱承台下方基础被掏空的问题。

随着我国对减灾防灾重视程度的不断提高，治理灾害资金投入的迅猛增加，如何有效防范桥梁墩柱的水沙磨蚀也是本领域技术人员重点研究的课题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种结构简单、施工方便快捷、滤水性能好、成本低廉的主要用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，包括套于桥梁墩柱底端的主要由槽钢、H型钢、角钢、圆钢、钢板中至少一种制成的封闭框架式的钢笼，以及将该钢笼内、桥梁墩柱外的空间填满的数个砾石，其中，砾石的粒径大于钢笼上的孔的孔径，且各个砾石之间存在间隙。

作为优选，所述砾石为卵石。

具体地，所述钢笼包括相互拼接的顶架、侧架和底架，其中，顶架和底架上均具有与桥梁墩柱的横截面匹配且同心的套孔。

进一步地，为了更好地改善局部绕流特征，所述钢笼的横截面呈圆形、类圆形或多边形。

更进一步地，为了加强固定作用和增强抗冲击能力，所述钢笼的底架上设有深入河床的固定杆。

再进一步地，为了方便使用，所述侧架或顶架上设有便于放入砾石的门。

为提高使用寿命，所述钢笼表面涂覆有防腐层。

本实用新型的原理为：结合砾石的阻流过滤作用，在桥梁墩柱下部采用钢笼将砾石聚集来保护墩柱，并在其自身中形成很多的孔缝，当大流量的挟沙水流经过时，沙被聚集的砾石所过滤，一定量的水能从孔缝间流过，减缓了水流速度，从而极大地减小了水沙对墩柱的直接侵蚀，进而有效地保护墩柱，极大地延长墩柱的使用寿命和维护成本。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过钢笼内装砾石的结构形成多孔过滤式的防护结构，不仅能改变墩柱周围的局部水环境，而且能改变墩柱周遭的局部绕流特征，有效地起到过滤泥沙、减缓水流速度的作用，从而减轻水沙冲刷对桥梁墩柱磨蚀影响的作用，增强了桥梁墩柱的安全性和耐久性，具有实质性特点和进步，而且其构思巧妙，结构简单，成本低廉，具有广泛的市场应用前景，适合推广应用。

（2）本实用新型的钢笼采用拼接式的组合连接，能够根据墩柱的不同特点和需要进行多种形式的组合连接，非常灵活。

（3）本实用新型的钢笼具有一定的变形能力，除减小泥沙的磨蚀作用外，还能够防止河流中石块的直接撞击，由于砾石之间的间隙，当遭受到滚石撞击时，通过钢笼变形、砾石间相互挤压来耗散滚石的能量，有效地起到了缓冲减压的作用，非常有助于保护桥梁墩柱。

附图说明

图1为本实用新型中钢笼的俯视图。

图2为本实用新型的安装结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-墩柱，2-砾石，3-钢笼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图2所示，该钢框石笼主要用于桥梁墩柱1防水沙磨蚀，主要包括封闭框架式的钢笼3和填装在其内的数个砾石2。其中，钢笼包括相互拼接的顶架、侧架和底架，其均主要由槽钢、H型钢、角钢、圆钢、钢板中至少一种制成，而且在顶架和底架上均具有与桥梁墩柱的横截面匹配且同心的套孔。钢笼在使用时是套装于桥梁墩柱底端，其纵向的高度通常略小于水面高度，砾石具体填装在桥梁墩柱外的钢笼内并填满，为了防止砾石在正常情况下漏出，砾石的粒径大于钢笼上的孔的孔径，并且各砾石间存在间隙，作为一种优选，砾石选用卵石。

为了更好地改善局部绕流特征，所述钢笼的横截面呈圆形、类圆形或多边形。为了加强固定作用和增强抗冲击能力，所述钢笼的底架上设有深入河床的固定杆。为了方便使用，所述侧架或顶架上设有便于放入砾石的门。为提高使用寿命，所述钢笼表面涂覆有防腐层。

应用时，预先按工厂标准化流程采用钢材制作好顶架、侧架和底架，通常为方便安装，带有套孔的顶架和底架均由至少两块组件拼接而成，也就是说，预先制作好的钢笼组件运输至桥梁处，再组装拼接，其样式及组合方式还可灵活多变，根据现场条件进行具体规划。通常来讲，对于在建桥梁，可直接在桥墩底端进行钢笼组装，先由底架和侧架构成框体，填装满砾石之后将顶架组装固定即可，固定方式可采用焊接，也可以是螺栓等可拆卸式连接方式；对于在用桥梁的维护改造，可在桥墩上端进行钢笼的组装，完成后再沿桥墩下放至底端并使其底部与河床固定。另外，在砾石填装时，还可以先将钢笼组装完成，在其上预设门，由门口填装砾石，再封闭。

该钢框石笼主要用于桥梁墩柱防水沙磨蚀，同时还具有优秀的防滚石撞击作用。防水沙磨蚀是利用了其形成的多孔式过滤结构，过滤泥沙、减缓水流速度，使水经过墩柱表面时能够对墩柱产生的影响非常小，从而实现防护作用，并且该构造不会完全阻挡水流，而是改变局部绕流特征，更能保护墩柱基础。防滚石撞击是利用了钢笼自身的变形能力及砾石形成的缓冲结构，当河水携带石块来袭时，石块不会直接撞击墩柱，避免其直接损伤，而是先撞击钢笼，钢笼由其自身的能力消耗部分滚石能量，再由砾石间的间隙被挤压缓冲消耗滚石的剩余能量，有效地保护墩柱。

本实用新型部件工厂标准化，质量有保证；采用模块化组装，施工快捷，工期短；对应应急、临时使用等情况，还具有可重复利用的优点；其纵向柔性好，能够适应较大沉降；其内装砾石形成多孔式结构，滤水性能好，有清澈河流、保护自然环境的优点。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的内容基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，包括套于桥梁墩柱底端的主要由槽钢、H型钢、角钢、圆钢、钢板中至少一种制成的封闭框架式的钢笼，以及将该钢笼内、桥梁墩柱外的空间填满的数个砾石，其中，砾石的粒径大于钢笼上的孔的孔径，且各个砾石之间存在间隙。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述砾石为卵石。

3.根据权利要求1或2所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述钢笼包括相互拼接的顶架、侧架和底架，其中，顶架和底架上均具有与桥梁墩柱的横截面匹配且同心的套孔。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述钢笼的横截面呈圆形或多边形。

5.根据权利要求4所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述钢笼的底架上设有深入河床的固定杆。

6.根据权利要求5所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述侧架或顶架上设有便于放入砾石的门。

7.根据权利要求4~6任一项所述的用于桥梁墩柱防水沙磨蚀的钢框石笼，其特征在于，所述钢笼表面涂覆有防腐层。