CN214574200U - 一种用于桥梁基础冲刷检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桥梁基础冲刷检测的装置，包括：多个检测孔，其均匀分布在桥梁基础的外围并形成空心矩阵结构，任一检测孔以河床面为顶面竖直向下设置；多组浮球，其沿检测孔的高度方向间隔设置，任一组浮球包括多个浮球，其与多个检测孔一一对应，任一浮球设置在对应的检测孔中并通过联系绳与桥梁基础连接，浮球与检测孔间填充有碎石，不同组的浮球颜色不同，同组的浮球颜色相同且位于相同的高度位置。本实用新型在桥梁基础周围挖设检测孔并按深度设置不同颜色的浮球，使用联系绳将浮球与桥梁基础连接，通过目视浮球在桥梁基础周围水面上的颜色分布即可实现对冲刷深度和冲刷地形的判断。

Description

一种用于桥梁基础冲刷检测的装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程测量技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于桥梁基础冲刷检测的装置。

背景技术

随着跨江或跨海的超大跨径桥梁越来越多，桥梁基础的横截面积越来越大，在桥梁运营期间，受潮汐、洪水因素的影响，在桥梁基础周围形成冲刷坑的深度和范围逐渐增加，传统的冲刷检测方法需要用多波束每隔一小段时间进行扫测以更新数据，每次测量需要耗费大量人力、财力；新型单点实时测量方法受到外部干扰情况严重，也无法满足桥梁基础整体冲刷形态要求。

为解决上述问题，需要提供一种新型的桥梁冲刷检测装置，在保证检测准确度的条件下简化检测流程，以满足在桥梁基础运营期间冲刷防护的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于桥梁基础冲刷检测的装置，在桥梁基础周围挖设检测孔并按深度设置不同颜色的浮球，使用联系绳将浮球与桥梁基础连接，通过目视浮球在桥梁基础周围水面上的颜色分布即可实现对冲刷深度和冲刷地形的判断。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于桥梁基础冲刷检测的装置，包括：

多个检测孔，其均匀分布在桥梁基础的外围并形成空心矩阵结构，任一检测孔以河床面为顶面竖直向下设置；

多组浮球，其沿所述检测孔的高度方向间隔设置，任一组浮球包括多个浮球，其与所述多个检测孔一一对应，任一浮球设置在对应的检测孔中并通过联系绳与桥梁基础连接，所述浮球与所述检测孔间填充有碎石，不同组的浮球颜色不同，同组的浮球颜色相同且位于相同的高度位置；

其中，当冲刷深度大于所述浮球的高度时，所述浮球漂浮至水面且位于对应的检测孔的正上方。

优选的是，所述用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述空心矩阵结构的长度方向与水流方向平行，所述空心矩阵结构的长度与桥梁基础的长度之差不小于所述空心矩阵结构的宽度与桥梁基础的宽度之差的两倍。

优选的是，所述用于桥梁基础冲刷检测的装置，任意两个相邻的检测孔的间距为5m-15m，任一检测孔的深度不小于河床的历史最大冲刷深度。

优选的是，所述用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述联系绳包括刚性绳，其一端通过固定扣与桥梁基础连接，另一端向下延伸至对应的检测孔的正上方；柔性绳，其一端与所述刚性绳的底端连接，另一端竖直向下与对应的浮球连接，所述柔性绳的长度等于所述刚性绳的底端到水面的距离。

优选的是，所述用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述刚性绳包括竖直段，其一端与所述固定扣连接，另一端沿桥梁基础的高度方向向下延伸至河床面；水平段，其一端与所述竖直段的底端连接，另一端沿河床面延伸至所述检测孔的顶部，所述水平段通过一个或多个导向扣固定在河床面上。

优选的是，所述用于桥梁基础冲刷检测的装置，任一组浮球对应的多个联系绳的刚性绳在水下互不相交。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型通过在桥梁基础周围预先挖设检测孔，利用碎石将不同颜色的浮球埋置在图层的不同深度，浮球通过联系绳与桥梁基础连接，从而，当桥梁基础冲刷至浮球对应高程时，浮球利用自身浮力飘浮至水面，巡检人员通过实时的浮球的颜色种类方便、快速的判别当前的冲刷深度和冲刷地形；

2、本实用新型不需要任何大型外部设备辅助，即能够为桥梁基础冲刷检测提供冲刷预警防护技术保障，有效降低了施工(检测)成本，且适用于各种不同环境下的桥梁基础冲刷检测，扩大了整个桥梁基础冲刷检测的适用范围；

3、本实用新型通过设置多种不同颜色的浮球，且相同颜色的浮球埋设在同一水下深度，扩大了冲刷深度和冲刷地形的检测范围，同时保证了检测准确度和检测精度；

4、通过设置固定扣和导向扣，一方面将不同检测孔对应的联系绳在空间上分隔开，避免在施工过程中联系绳缠绕在一起，影响检测结果，另一方面防止联系绳从河床面斜拉至水面，影响过往船只通航。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的一种用于桥梁基础冲刷检测的装置的立面结构示意图；

图2为上述实施例中所述用于桥梁基础冲刷检测的装置的平面结构示意图。

附图标记说明：

1、桥梁基础，2、河床面，3、青色浮球，4、绿色浮球，5、蓝色浮球，6、红色浮球，7、碎石，8、检测孔，9、固定扣，10、导向扣，11、联系绳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型提供一种用于桥梁基础冲刷检测的装置，包括：

多个检测孔8，其均匀分布在桥梁基础1的外围并形成空心矩阵结构，任一检测孔8以河床面2为顶面竖直向下设置；

多组浮球，其沿所述检测孔8的高度方向间隔设置，任一组浮球包括多个浮球，其与所述多个检测孔8一一对应，任一浮球设置在对应的检测孔8中并通过联系绳11与桥梁基础1连接，所述浮球与所述检测孔8间填充有碎石7，不同组的浮球颜色不同，同组的浮球颜色相同且位于相同的高度位置；

其中，当冲刷深度大于所述浮球的高度时，所述浮球漂浮至水面且位于对应的检测孔8的正上方。

上述技术方案中，桥梁基础1为群桩基础，由多个集中排列的桩基组成，多个检测孔8分布在群桩基础的外侧周围并在平面上形成空心矩阵结构，空心部分即为群桩基础占据的平面空间，检测孔8绕其外周分层排列。多组浮球分层设置在检测孔8内，并通过碎石7固定每组浮球在检测孔8中的高度位置，将检测孔8内的碎石7压实以模拟周围河床的实际情况，不同颜色的浮球代表不同的冲刷深度，在不受到冲刷作用时，各组浮球的位置和状态不发生改变，当河床在冲刷作用下从河床开始向下发生侵蚀时，检测孔8内的碎石7也随之发生移动或被冲散，当冲刷深度达到一定高度时，相应高度位置的浮球不再受到碎石7压力，会在浮球自身的浮力作用下上浮至水面。其中，用于填埋的碎石7的粒径不宜过大，避免影响浮球的顺利上浮。联系绳11固定在与对应的浮球相邻(位置最接近)的桩基上，从而尽可能缩短联系绳11的布置总长度，节约制作成本并提高连接的稳定性。这里，联系绳11还需要具有一定的刚度，选用韧性好、耐腐蚀、强度高的材料进行制作，联系绳11的作用为控制浮球上浮后在水面上的位移，防止浮球在水流的冲击作用下偏离原检测孔8所在的平面位置，使工作人员能够方便、直观的通过浮球的颜色判断该位置处的冲刷深度，保证检测的准确性和检测精度。另外，通过多个检测孔8处的浮球在水面上的排布及颜色，即可直观的判断出在桥梁基础周围形成的整体冲刷地形。

本实用新型通过在桥梁基础1周围预先挖设检测孔8，利用碎石7将不同颜色的浮球埋置在图层的不同深度，浮球通过联系绳11与桥梁基础1连接，从而，当桥梁基础1冲刷至浮球对应高程时，浮球利用自身浮力飘浮至水面，巡检人员通过实时的浮球的颜色种类方便、快速的判别当前的冲刷深度和冲刷地形；同时，使用本装置进行冲刷检测时不需要任何大型外部设备辅助，即能够为桥梁基础冲刷检测提供冲刷预警防护技术保障，有效降低了施工(检测)成本，且适用于各种不同环境下的桥梁基础冲刷检测，适用范围广。

在另一技术方案中，所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述空心矩阵结构的长度方向与水流方向平行，所述空心矩阵结构的长度与桥梁基础1的长度之差不小于所述空心矩阵结构的宽度与桥梁基础1的宽度之差的两倍。所述空心矩阵结构可以理解为在河床面2上形成的平面矩阵，其长度为沿水流方向距离最远的两个检测孔8的间距，宽度为沿与水流方向垂直的方向距离最远的两个检测孔8的间距，由于沿水流方向的冲刷作用较强，设定空心矩阵结构的宽度与桥梁基础1的宽度之差为基础检测范围，那么空心矩阵结构的长度与桥梁基础1的长度之差需大于该基础检测范围的两倍，以保证整体检测范围的完整性，从而实现桥梁基础在运营期间对冲刷情况的实时检测，进而满足对桥梁基础冲刷防护的要求。

在另一技术方案中，所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，任意两个相邻的检测孔8的间距为5m-15m，任一检测孔8的深度不小于河床的历史最大冲刷深度。具体的，相邻检测孔8的间距控制在5m-15m之间，任一检测孔8的直径在10cm-20cm，在保证(平面)检测范围的情况下，控制单个检测孔的大小，检测孔不宜过大以防止施工成本的增加；检测孔8的深度大于等于该处河床的历史最大冲刷深度，防止出现预设的检测深度范围(最底层的浮球的水下高度)不够，导致实际的冲刷深度超出装置的检测范围，检测结果不准确的问题。

在另一技术方案中，所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述联系绳11包括刚性绳，其一端通过固定扣9与桥梁基础1连接，另一端向下延伸至对应的检测孔8的正上方；柔性绳，其一端与所述刚性绳的底端连接，另一端竖直向下与对应的浮球连接，所述柔性绳的长度等于所述刚性绳的底端到水面的距离。其中，柔性绳允许浮球在上方碎石7散开后沿检测孔8上浮至水面，且不会影响浮球的自由位移，刚性绳可选用细钢丝进行制作，其有效限制了浮球离开检测孔8后在平面上的位置，将柔性绳与刚性绳的连接节点设置在检测孔8的孔口处，浮球在离开检测孔8后，由于刚性绳不发生形变或位移，柔性绳的底端仍被固定在检测孔8的孔口，且柔性绳的长度等于刚性绳的底端到水面的距离，使浮球仍能基本位于对应的检测孔8的正上方，不至于偏离太远，保证了冲刷地形检测的准确度和精度。

在另一技术方案中，所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，所述刚性绳包括竖直段，其一端与所述固定扣9连接，另一端沿桥梁基础1的高度方向向下延伸至河床面2；水平段，其一端与所述竖直段的底端连接，另一端沿河床面2延伸至所述检测孔8的顶部，所述水平段通过一个或多个导向扣10固定在河床面2上。上述技术方案中，通过合理布置导向扣10，将刚性绳的水平段按设计要求紧贴河床面2设置并使刚性绳处于稳定的状态，避免在检测过程中不同浮球在上浮过程中刚性绳发生位移，使不同的联系绳11相互缠绕影响观测精度。同时，通过竖直段和水平段的分布设置，防止刚性绳从河床面2斜拉至水面上，让出了检测孔上方的水下空间，保证过往船只能够顺利通航。

在另一技术方案中，所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，任一组浮球对应的多个联系绳11的刚性绳在水下互不相交。具体的，刚性绳在固定扣9和导向扣10的作用下，在水下呈横平竖直的状态分布，在空心矩阵中不同列或不同排的检测孔8对应的刚性绳在河床面2上互不相交、互不干涉，以减小水流或冲刷作用对刚性绳的影响，保证刚性绳分布位置的稳定性。同时避免在检测过程中，不同联系绳的刚性绳发生微小位移时的相互影响。

在实际施工中，还可以适当增加浮球颜色的种类(即增加浮球的组数)，在相邻组浮球的间距(高度)不变的情况下，能够提高冲刷深度的检测范围；在检测孔总高度不变的情况下，减小相邻组浮球的间距，能够提高冲刷深度的检测精度。

在本实施例中，使用所述用于桥梁基础冲刷检测的装置进行冲刷深度检测的方法如下：

步骤一、首先根据当前地质环境下河床的历年最大冲刷深度和冲刷范围，结合洪峰流速设计出检测孔8的深度和布置范围，在施工船舶上安置钻杆设备根据设计图纸在河床上进行钻孔，并根据环保要求进行废料堆放；

步骤二、当钻孔到达设计深度时，抽出钻杆，根据检测孔8的深度及检测要求设计浮球的层数，在本实施例中设置有四层浮球，从上至下的浮球颜色依次为青色、绿色、蓝色、红色；潜水人员通过摸排将底层浮球(红色浮球6)压至检测孔8内部，并通过喂料杆将浮球压制到检测孔8的底部，然后通过喂料杆向检测孔8内填充碎石7直至没过红色浮球6，并对检测孔8内的碎石7进行压实，与浮球相连的柔性绳暂时布置在船舶上；同理，按照上述方法依次埋设蓝色浮球5、绿色浮球4和青色浮球3，最后用碎石7将检测孔8顶部铺平(与河床面2平齐)；

步骤三、将柔性绳与对应的刚性绳连接，按照设定的位置将联系绳11整体下放，使刚性绳的水平部位于河床面2上，竖直部紧贴桥梁基础1的外侧壁设置，然后使用固定扣9将刚性绳的竖直部的顶端固定在桥梁基础1的外侧壁上，使用导向扣10将刚性绳的水平部固定在河床面2上，靠近桥梁基础1与河床面2连接处的导向扣10通过钢筋与桥梁基础1固定，如图2所示，不同检测孔8对应的联系绳11在平面(河床面2)上形成横平竖直且互不干涉的排列状态，从而，完成整体用于桥梁基础1冲刷检测装置的安装；

步骤四、当某一检测孔8处的冲刷深度达到红色浮球6所在的(水下)高度时，红色浮球6上方的碎石7在冲刷作用下移动或散开，红色浮球6在浮力作用下沿检测孔8的高度方向向上移动并漂浮至水面，红色浮球6离开检测孔8后在联系绳11的刚性绳的限制作用下始终位于该检测孔8的正上方，同理，其他检测孔8中的浮球也在冲刷作用下发生相应的位移。

从而，工作人员只需要在岸边/船舶上观察桥梁基础周围水面上的浮球排布情况及浮球的颜色，即可快速、直观的判断出该桥梁基础的冲刷深度和冲刷地形。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，包括：

多个检测孔，其均匀分布在桥梁基础的外围并形成空心矩阵结构，任一检测孔以河床面为顶面竖直向下设置；

多组浮球，其沿所述检测孔的高度方向间隔设置，任一组浮球包括多个浮球，其与所述多个检测孔一一对应，任一浮球设置在对应的检测孔中并通过联系绳与桥梁基础连接，所述浮球与所述检测孔间填充有碎石，不同组的浮球颜色不同，同组的浮球颜色相同且位于相同的高度位置；

其中，当冲刷深度大于所述浮球的高度时，所述浮球漂浮至水面且位于对应的检测孔的正上方。

2.如权利要求1所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，所述空心矩阵结构的长度方向与水流方向平行，所述空心矩阵结构的长度与桥梁基础的长度之差不小于所述空心矩阵结构的宽度与桥梁基础的宽度之差的两倍。

3.如权利要求1所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，任意两个相邻的检测孔的间距为5m-15m，任一检测孔的深度不小于河床的历史最大冲刷深度。

4.如权利要求1所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，所述联系绳包括刚性绳，其一端通过固定扣与桥梁基础连接，另一端向下延伸至对应的检测孔的正上方；柔性绳，其一端与所述刚性绳的底端连接，另一端竖直向下与对应的浮球连接，所述柔性绳的长度等于所述刚性绳的底端到水面的距离。

5.如权利要求4所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，所述刚性绳包括竖直段，其一端与所述固定扣连接，另一端沿桥梁基础的高度方向向下延伸至河床面；水平段，其一端与所述竖直段的底端连接，另一端沿河床面延伸至所述检测孔的顶部，所述水平段通过一个或多个导向扣固定在河床面上。

6.如权利要求5所述的用于桥梁基础冲刷检测的装置，其特征在于，任一组浮球对应的多个联系绳的刚性绳在水下互不相交。

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