CN208668251U - 一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，包括有由抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙单独或联合形成的防护结构，抗滚石钢筋混凝土墙为沿滚石袭击方向呈对称分布的、箭头状的直立墙，其两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条滚石路径边界之间；抗泥石流钢筋混凝土墙为沿泥石流袭击方向呈对称分布的、箭头状、迎泥石流面墙体呈台阶状的直立墙，其两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条泥石流路径边界之间。本实用新型采用“宜疏不宜堵”的思路，迫使滚石与泥石流改变运动轨迹远离桥墩，保护装置不会受到太大的能量冲击，结构简单，施工方便，整体刚度大，稳定性高，防护效果好。

Description

一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置

技术领域：

本实用新型涉及桥梁桥墩的保护技术，主要涉及一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置。

背景技术：

桥墩是桥梁工程中的重点部位及薄弱环节，在交通工程运营期间需要重点保护。位于高山峡谷地区的桥梁经常受到各种地质灾害的威胁，包括崩塌滚石、泥石流等，这些地质灾害可能导致桥墩产生损伤与破坏。

滚石是指个别块石因某种原因从边坡和陡崖表面失稳后，经下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等运动方式最终到达静止状态的过程，当滚石运动范围内有工程设施并引起一定的损失时，就构成了滚石灾害。如2009年7月25日，岷江右岸山体高位(落差达500m)危岩发生大面积崩塌，崩塌体总体积超过10000立方米，巨石沿陡坡滚落而下直接撞击彻底关大桥8^#桥墩，使8^#桥墩瞬间折断，导致第8、9跨共长60m的梁体落梁，第10、11跨梁体受牵引向映秀方向滑移26cm，第11桥台处伸缩缝损坏，滚石灾害导致3人死亡，12人受伤，7辆车辆损毁。可见，有必要发展桥梁桥墩的抗滚石冲击装置。

中国专利授权公告号CN103741610B公布了一种桥墩刚性防滚石碰撞装置，该装置包括混凝土结构、弧形轨道、挡块条和型钢护栏结构，混凝土结构用于滚石运动的一侧设有弧形轨道，其弧形面与陡峭山体相切；挡块条设置于弧形轨道表面，并形成阻挡滚石运动的挡块条；型钢护栏结构设置于混凝土结构顶部，并与混凝土结构宽度方向平行。该专利的局限性在于：所提装置属于“正面迎敌”方法，迫使运动中的滚石最终变为静止状态，碰撞装置需承受非常大的冲击能量，其尺寸与强度应足够大，使得总体造价偏高；所提装置上设置挡块条与型钢护栏结构，结构复杂，增加了施工与安装工作量；混凝土结构上的弧形轨道，给模板支护与混凝土浇筑施工带来困难；需经常清理混凝土结构上弧形轨道处的岩土体堆积物，否则影响后续防撞功能的发挥。

事实上，对于对桥墩具有威胁的滚石，可以改变其运动轨迹并远离桥墩，从而达到保护桥墩的效果。即采用“宜疏不宜堵”的思路，迫使滚石改变运动轨迹远离桥墩，而没必要使其变为静止状态，这样防护装置既不会受到太大的能量冲击，又有效保护了桥墩，防护装置的截面尺寸可大大减小，从而达到降低工程量、减小造价的目的。

另外，山区的桥梁工程桥墩还需考虑泥石流的威胁。在某些特殊地段，若桥墩同时受到不同方向的滚石与泥石流潜在威胁时，防护装置需同时具备这两种地质灾害的抵抗功能。

可见，有必要探讨山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，促进现有技术的革新与进步。

实用新型内容：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，其结构简单、施工方便，为山区桥梁桥墩的抗滚石与泥石流冲击提供一种可靠的保护装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，其特征在于：包括有由抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙单独或联合形成的防护结构，所述抗滚石钢筋混凝土墙为沿滚石袭击方向呈对称分布的、箭头状的直立墙，其两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条滚石路径边界之间；所述抗泥石流钢筋混凝土墙为沿泥石流袭击方向呈对称分布的、箭头状、迎泥石流面墙体呈台阶状的直立墙，其两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条泥石流路径边界之间。

所述的抗滚石钢筋混凝土墙的底部设有钢筋混凝土基础，两翼墙体向滚石袭击方向的下游倾斜，迎滚石面与背滚石面的墙面均为平面。

所述的抗滚石钢筋混凝土墙的中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条滚石路径边界之间。

所述的抗泥石流钢筋混凝土墙的底部设钢筋混凝土基础，两翼墙体向泥石流袭击方向的下游倾斜，迎泥石流面的墙面呈台阶状，背泥石流面的墙面为平面。

所述的抗泥石流钢筋混凝土墙的中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条泥石流路径边界之间。

所述的抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙联合形成共同抵抗滚石与泥石流冲击的结构，其具体结构是沿滚石袭击方向的外侧设置抗滚石钢筋混凝土墙，其为上述箭头状直立墙的一半，沿泥石流袭击方向的外侧设置抗泥石流钢筋混凝土墙，其也为上述箭头状直立墙的另一半，所述抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙之间用等厚的钢筋混凝土墙体连接，所述钢筋混凝土墙体倾斜设置，其与抗滚石钢筋混凝土墙组合截面呈箭头状，其与抗泥石流钢筋混凝土墙组合截面也呈箭头状。

所述的抗滚石钢筋混凝土墙与中间连接墙体均向滚石袭击方向的下游倾斜，所述抗泥石流钢筋混凝土墙与中间连接墙体均向泥石流袭击方向的下游倾斜，其整体结构使拟防护桥墩位于滚石路径边界与泥石流路径边界之间。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，采用“宜疏不宜堵”的思路，迫使滚石与泥石流改变运动轨迹远离桥墩，使防护装置既不会受到太大的能量冲击，又有效保护了桥墩，防护装置的截面尺寸可大大减小，从而达到降低工程量、减小造价的目的；

2、本实用新型所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，均为钢筋混凝土直立墙，结构简单，钢筋绑扎、支模、混凝土浇筑等工序施工方便；

3、所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，其截面布置使得沿滚石或泥石流冲击方向的刚度最大，整体稳定性高；

4、所提抗泥石流钢筋混凝土墙的迎泥石流面墙面呈台阶状，其功能类似于渠道中的“跌水”，能有效缓解泥石流对墙体的冲力，使泥石流逐渐远离墙体而达到保护墙后桥墩的作用。

5、可根据需要把抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙联合起来一起设计与施工，同时抵抗不同方向的滚石与泥石流袭击，功能多样，防护效果好。

附图说明：

图1 为本实用新型的抗滚石冲击装置结构示意图。

图2 为本实用新型的抗滚石冲击装置俯视图。

图3 为本实用新型的抗滚石冲击装置详图。

图4 为图3中的D-D剖面图。

图5 为本实用新型的抗泥石流冲击装置结构示意图。

图6 为本实用新型的抗泥石流冲击装置俯视图。

图7 为本实用新型的抗泥石流冲击装置详图。

图8 为图7中的E-E剖面图。

图9 为本实用新型的抗滚石与泥石流冲击装置结构示意图。

图10 为本实用新型的抗滚石与泥石流冲击装置俯视图。

图11 为本实用新型的抗滚石与泥石流冲击装置详图。

图12 为图11的F-F剖面图。

附图标记说明： 1、抗滚石钢筋混凝土墙；2、基础；3、承台；4、桥墩；5、抗泥石流钢筋混凝土墙；A、滚石路径边界；B、泥石流路径边界。

具体实施方式：

参见附图。

一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，其特征在于，包括抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5，抗滚石钢筋混凝土墙1为沿滚石袭击方向呈对称分布的、箭头状直立墙，抗滚石钢筋混凝土墙1的两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩4位于两条滚石路径边界A之间；抗泥石流钢筋混凝土墙5为沿泥石流袭击方向呈对称分布的、箭头状、迎泥石流面墙体呈台阶状的直立墙，抗泥石流钢筋混凝土墙5的两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩4位于两条泥石流路径边界B之间；由抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5单独或联合形成山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置。

所述的抗滚石钢筋混凝土墙1为沿滚石袭击方向呈对称分布的、箭头状直立墙，底部设钢筋混凝土基础2，两翼墙体向滚石袭击方向的下游倾斜，迎滚石面与背滚石面的墙面均为平面，中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩4位于两条滚石路径边界A之间，如图1～图4所示。

一般地，山区桥墩可能遭受滚石袭击的方位可根据地形地势进行综合判断，最终可确定一个或多个滚石袭击的潜在方向。滚石路径边界A与滚石袭击方向相互平行。由于抗滚石钢筋混凝土墙1对滚石的遮挡作用，使得抗滚石钢筋混凝土墙1后方形成一个保护区域，拟防护桥墩4位于这个保护区域内部，滚石路径边界A即为这个保护区域的边界。

抗滚石钢筋混凝土墙1位于两条滚石路径边界A之间，呈对称分布的箭头状，箭头的中心指向滚石来袭的反方向。两翼墙体向滚石袭击方向的下游倾斜，使得墙体不与滚石“正面冲突”，墙体仅约束、改变滚石的方向，使其远离墙后的拟防护桥墩4。滚石同与其运动方向倾斜相交的墙体碰撞后，其运动方向发生改变，沿着避开墙体的随机方向向下游继续运动。墙体的作用并不是使滚石达到静止状态，故其受到的冲击能量不大。

抗滚石钢筋混凝土墙1中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，如图4所示。该构型使墙体其沿滚石冲击方向的刚度最大，整体稳定性高，防护效果好。抗滚石钢筋混凝土墙1能保护同一承台3上的所有桥墩4。

所述的抗泥石流钢筋混凝土墙5为沿泥石流袭击方向呈对称分布的、箭头状直立墙，底部设钢筋混凝土基础2，两翼墙体向泥石流袭击方向的下游倾斜，迎泥石流面的墙面呈台阶状，背泥石流面的墙面为平面，中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩4位于两条泥石流路径边界B之间，如图5～图8所示。

一般地，山区桥墩可能遭受泥石流袭击的方位可根据地形地势进行综合判断，最终可确定一个或多个泥石流袭击的潜在方向。泥石流路径边界B与泥石流袭击方向相互平行。由于抗泥石流钢筋混凝土墙5对泥石流的遮挡作用，使得抗泥石流钢筋混凝土墙5后方形成一个保护区域，拟防护桥墩4位于这个保护区域内部，泥石流路径边界B即为这个保护区域的边界。

抗泥石流钢筋混凝土墙5位于两条泥石流路径边界B之间，呈对称分布的箭头状，箭头的中心指向泥石流来袭的反方向。两翼墙体向泥石流袭击方向的下游倾斜，使得墙体不与泥石流“正面冲突”，墙体仅约束、改变泥石流的方向，使其远离墙后的拟防护桥墩4。

抗泥石流钢筋混凝土墙5的迎泥石流面的墙面呈台阶状，如图8所示，其功能类似于渠道中的“跌水”，能有效缓解泥石流对墙体的冲力，使泥石流逐渐远离墙体而达到保护墙后桥墩的作用。

泥石流同与其运动方向倾斜相交的墙体碰撞后，其运动方向发生改变，沿着避开墙体的随机方向向下游继续运动。墙体的作用并不是使泥石流达到静止状态，故其受到的冲击能量不大。

抗泥石流钢筋混凝土墙5中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，该构型使墙体其沿泥石流冲击方向的刚度最大，整体稳定性高，防护效果好。抗泥石流钢筋混凝土墙5能保护同一承台3上的所有桥墩4。

当桥墩4同时遭受不同方向的滚石与泥石流潜在威胁时，可把抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5联合起来一起设计与施工，同时抵抗不同方向的滚石与泥石流袭击。沿滚石袭击方向的外侧设置抗滚石钢筋混凝土墙1，沿泥石流袭击方向的外侧设置抗泥石流钢筋混凝土墙5，抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5之间用等厚的钢筋混凝土墙体连接，抗滚石钢筋混凝土墙1与中间连接墙体均向滚石袭击方向的下游倾斜，抗泥石流钢筋混凝土墙5与中间连接墙体均向泥石流袭击方向的下游倾斜，最终使拟防护桥墩4位于滚石路径边界A与泥石流路径边界B之间，如图9～图12所示。

从滚石袭击方向上看，抗滚石钢筋混凝土墙1与中间连接墙体均向滚石袭击方向的下游倾斜，使得墙体不与滚石“正面冲突”，墙体仅约束、改变滚石的方向，使其远离墙后的拟防护桥墩4。从泥石流袭击方向上看，抗泥石流钢筋混凝土墙5与中间连接墙体均向泥石流袭击方向的下游倾斜，使得墙体不与泥石流“正面冲突”，墙体仅约束、改变泥石流的方向，使其远离墙后的拟防护桥墩4。

由于组合墙体的遮挡作用，使得组合墙体后方形成一个保护区域，拟防护桥墩4位于这个保护区域内部，滚石路径边界A与泥石流路径边界B即为这个保护区域的两侧边界，如图10所示。组合墙体的刚度更大，整体稳定性更高，防护效果更好。

抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5的底部均设置钢筋混凝土的基础2，基础2的宽度大于上方墙体的厚度，基础2的埋设应符合防冲刷要求。基础2与上部墙体是同步钢筋绑扎与浇筑混凝土的，整体性好。

抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5的厚度与高度应满足抵抗滚石与泥石流冲击的强度要求。滚石或泥石流与墙体碰撞后，其将改变方向继续运动，并不会在墙脚处堆积，故无需对墙脚进行经常性清理与维护。

当山区桥墩仅受到滚石威胁时，可采用抗滚石钢筋混凝土墙1对桥墩进行防护，如图1～图4所示；当山区桥墩仅受到泥石流威胁时，可采用抗泥石流钢筋混凝土墙5对桥墩进行防护，如图5～图8所示；当山区桥墩同时受到不同方向的滚石与泥石流威胁时，可采用抗滚石钢筋混凝土墙1与抗泥石流钢筋混凝土墙5联合墙体对桥墩进行防护，如图9～图12所示。故可根据不同情况，选用本技术所提的各类防护方案。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，采用“宜疏不宜堵”的思路，迫使滚石与泥石流改变运动轨迹远离桥墩，使防护装置既不会受到太大的能量冲击，又有效保护了桥墩，防护装置的截面尺寸可大大减小，从而达到降低工程量、减小造价的目的；所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，均为钢筋混凝土直立墙，结构简单，钢筋绑扎、支模、混凝土浇筑等工序施工方便；所提防滚石与泥石流冲击的保护装置，其截面布置使得沿滚石或泥石流冲击方向的刚度最大，整体稳定性高；所提抗泥石流钢筋混凝土墙的迎泥石流面墙面呈台阶状，其功能类似于渠道中的“跌水”，能有效缓解泥石流对墙体的冲力，使泥石流逐渐远离墙体而达到保护墙后桥墩的作用。可根据需要把抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙联合起来一起设计与施工，同时抵抗不同方向的滚石与泥石流袭击，功能多样，防护效果好。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种山区桥墩防滚石与泥石流冲击的保护装置，其特征在于：包括有由抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙单独或联合形成的防护结构，所述抗滚石钢筋混凝土墙为沿滚石袭击方向呈对称分布的、箭头状的直立墙，其两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条滚石路径边界之间；所述抗泥石流钢筋混凝土墙为沿泥石流袭击方向呈对称分布的、箭头状、迎泥石流面墙体呈台阶状的直立墙，其两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条泥石流路径边界之间；所述的抗滚石钢筋混凝土墙的底部设有钢筋混凝土基础，两翼墙体向滚石袭击方向的下游倾斜，迎滚石面与背滚石面的墙面均为平面；所述的抗滚石钢筋混凝土墙的中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼直立墙体使滚石偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条滚石路径边界之间；所述的抗泥石流钢筋混凝土墙的底部设钢筋混凝土基础，两翼墙体向泥石流袭击方向的下游倾斜，迎泥石流面的墙面呈台阶状，背泥石流面的墙面为平面；所述的抗泥石流钢筋混凝土墙的中部墙体最厚、两翼端部墙体最薄，两翼台阶状墙体使泥石流偏离桥墩位置、使拟防护桥墩位于两条泥石流路径边界之间；所述的抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙联合形成共同抵抗滚石与泥石流冲击的结构，其具体结构是沿滚石袭击方向的外侧设置抗滚石钢筋混凝土墙，其为上述箭头状直立墙的一半，沿泥石流袭击方向的外侧设置抗泥石流钢筋混凝土墙，其也为上述箭头状直立墙的另一半，所述抗滚石钢筋混凝土墙与抗泥石流钢筋混凝土墙之间用等厚的钢筋混凝土墙体连接，所述钢筋混凝土墙体倾斜设置，其与抗滚石钢筋混凝土墙组合截面呈箭头状，其与抗泥石流钢筋混凝土墙组合截面也呈箭头状；所述的抗滚石钢筋混凝土墙与中间连接墙体均向滚石袭击方向的下游倾斜，所述抗泥石流钢筋混凝土墙与中间连接墙体均向泥石流袭击方向的下游倾斜，其整体结构使拟防护桥墩位于滚石路径边界与泥石流路径边界之间。