CN218712673U - 一种透空式带肋桩基丁坝结构 - Google Patents
一种透空式带肋桩基丁坝结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种透空式带肋桩基丁坝结构。结构包括第一钢管阵列、第二钢管阵列、桩间肋板和桩顶横梁；两个钢管阵列依次平行间隔设置，两个钢管阵列的顶端均通过桩顶横梁与岸坡固定连接，且底端均通过人工基床与水底泥沙质底床固定连接，两个钢管阵列均是由多个钢管桩均布间隔地竖直排列组成，且第一钢管阵列的钢管桩与第二钢管阵列的钢管桩依次交错设置；每个钢管桩的两侧均对称安装有桩间肋板，且每个桩间肋板与各自钢管桩的弦切角均相同，且第一钢管阵列的桩间肋板均沿着潮浪的方向倾斜，且第二钢管阵列的桩间肋板均沿着潮浪的反方向倾斜。通过交错设置的肋板，有效提高同等间距下钢管桩的消浪效果，提高丁坝的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及了水利工程技术领域的一种丁坝结构，尤其涉及一种透空式带肋桩基丁坝结构。
背景技术
丁坝结构作为一种能够有效削减潮波能量，防止岸堤侵蚀，维护江河航道稳定，保护人民财产安全的重要水利工程设施，对江河入海口的保护与发展有着越来越重要的作用。
传统的重力式丁坝往往以堆石或混凝土建成，一侧连接堤岸，一侧深入河道，具有一定程度的消浪防护作用。但这样的丁字坝结构也存在建设耗材多，修复养护困难，施工周期长等问题；同时，重力式丁坝不透水的特性容易导致泥沙淤积、航道收窄等工程问题以及垃圾堆积、水质恶化等生态环境问题。这些问题使得传统的堆石丁坝的建设成本高，且实际应用限制很大。
而钢管桩桩基透水丁坝作为一种建设成本较低、建设便捷、维护方便的新型丁坝结构，受到了水利护岸工程领域的广泛关注。其具有一定的透水性，能够沟通坝体内外水体，维护水域环境稳定；且保证河床水沙运动，能够有效防止局部泥沙淤积，维持航道稳定。
实用新型内容
鉴于上述对现有技术的分析，本实用新型提供了一种交错排列的带肋排桩丁坝结构，在保证排桩施工间距的基础上，优化了消浪结构，提升了消浪效果，降低了工程整体造价，同时基于钢管桩结构，能够有效防止泥沙淤积，保护水域生态稳定，具有显著的工程实用价值。
本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型包括第一钢管阵列、第二钢管阵列、桩间肋板和桩顶横梁；所述第一钢管阵列和第二钢管阵列沿着平行于潮浪的方向依次平行间隔设置，所述第一钢管阵列和第二钢管阵列的顶端均通过桩顶横梁与岸坡固定连接，所述第一行钢管阵列和第二行钢管阵列的底端均通过人工基床与水底泥沙质底床固定连接，所述第一钢管阵列和第二钢管阵列均是由多个钢管桩沿着垂直于潮浪的方向均布间隔地竖直排列组成，且第一钢管阵列的钢管桩与第二钢管阵列的钢管桩依次交错设置；每个所述钢管桩的两侧均对称分布的安装有桩间肋板，所述桩间肋板与钢管桩的迎浪面成一定夹角布置，且每个桩间肋板与各自钢管桩的弦切角均相同，且第一钢管阵列的钢管桩的桩间肋板与相邻的第二钢管阵列的钢管桩的桩间肋板互相平行间隔设置，且第一钢管阵列的钢管桩的桩间肋板均沿着潮浪的方向倾斜，且第二钢管阵列的钢管桩的桩间肋板均沿着潮浪的反方向倾斜。
所述桩间肋板上部高出潮浪水面，且桩间肋板上部与桩顶横梁不接触，桩间肋板上部与桩顶横梁之间形成肋板上部透水空隙；所述桩间肋板下部入水深度K为1.5～2倍的有效波高，且桩间肋板下部与人工基床之间留有空隙形成肋板下部透水空隙。
所述桩间肋板的宽度B均为0.5倍桩径，桩间肋板的厚度M均为0.1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩与相邻的第二钢管阵列的钢管桩在平行于潮浪的方向上的中心距Dy为1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩与相邻的第二钢管阵列的钢管桩在垂直于潮浪的方向上的中心距Dx为1.4倍桩径。
所述桩径为钢管桩的柱面直径。
所述钢管桩为圆柱体结构。
所述钢管桩与桩间肋板通过焊接连接；所述钢管桩顶端与桩顶横梁采用混凝土现浇帽梁进行连接。
本实用新型的有益效果是：
1)相比传统重力堆石丁坝，本实用新型对基底施工要求低，对砂石原料需求少，可异地预制，施工便捷，适用面广，经济效益高。
2)本实用新型透空式丁坝结构交错设置桩间肋板，可以有效提高同等间距下的钢管桩阵列的消浪效果，提高丁坝的实用价值。
3)交错放置的桩间肋板能够有效沟通水域上层水体，保证上层水体交换，防止浮沫或漂浮物停留影响水生生态环境。同时，交错放置的桩间肋板下部不插入水底，保证水生生物活动，且能够保证底部泥沙交换，避免桩基底部出现泥沙的局部冲淤等问题。
4)迎浪面前肋板侧向迎浪，后肋板受前肋板掩护，直接波浪作用力小，结构安全稳定，有效提高工程使用年限。
附图说明
图1为本实用新型主视图；
图2为本实用新型正面局部放大示意图；
图3为本实用新型A-A截面俯视示意图；
图4为本实用新型侧视图。
图中所示：1为水底泥沙质底床，2人工基床，3钢管桩，4桩间肋板，5桩顶横梁，6岸坡，31-肋板下部透水空隙，32-肋板上部透水空隙，41-桩间迎浪测肋板，42-桩间背浪侧肋板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本结构包括第一钢管阵列、第二钢管阵列、桩间肋板4和桩顶横梁5；第一钢管阵列和第二钢管阵列沿着平行于潮浪的方向依次平行间隔设置，第一钢管阵列和第二钢管阵列的顶端均通过桩顶横梁5与岸坡6固定连接，第一行钢管阵列和第二行钢管阵列的底端均通过人工基床2与水底泥沙质底床1固定连接，第一钢管阵列和第二钢管阵列均是由多个钢管桩3沿着垂直于潮浪的方向均布间隔地竖直排列组成，且第一钢管阵列的钢管桩3与第二钢管阵列的钢管桩3依次交错设置，第二钢管阵列的钢管桩3位于第一钢管阵列的相邻两个钢管桩3之间。
如图3所示，每个钢管桩3的两侧均对称分布的安装有桩间肋板4，桩间肋板4与钢管桩3的迎浪面成一定夹角布置，保证水体交换的同时提高排桩消浪效果。且每个桩间肋板4与各自钢管桩3的弦切角均相同，且第一钢管阵列的钢管桩3的桩间肋板4与相邻的第二钢管阵列的钢管桩3的桩间肋板4互相平行间隔设置，且第一钢管阵列的钢管桩3的桩间肋板4均沿着潮浪的方向倾斜，且第二钢管阵列的钢管桩3的桩间肋板4均沿着潮浪的反方向倾斜。防止波浪直接透射至坝后水域，提高消浪效果，保证坝头水域稳定。具体地，第一钢管阵列的桩间肋板4为桩间迎浪测肋板41，每个桩间迎浪测肋板41与各自钢管桩3的迎浪面成45°夹角向沿着潮浪的方向倾斜，分散波浪对肋板的正向作用力；第二钢管阵列的桩间肋板4为桩间背浪侧肋板42，每个桩间背浪侧肋板42与各自钢管桩3的迎浪面成45°夹角向沿着潮浪的反方向倾斜，提高消浪性能的同时保证水面部分的水体交换。
如图2和图4所示，由波浪理论知，波浪能量主要集中于静水面上下2倍有效波高的范围内，因此桩间肋板4上部高出潮浪水面，且桩间肋板4上部与桩顶横梁5不接触，桩间肋板4上部与桩顶横梁5之间形成肋板上部透水空隙32，以允许极端波浪的越浪，在极端气候下保证丁坝结构的安全；桩间肋板4下部入水深度K为1.5～2倍的有效波高，且桩间肋板4下部与人工基床2之间留有空隙形成肋板下部透水空隙31，保证桩底透水区的坝体内外水体交换，利于桩底间隙的泥沙运动，同时也利于水生生物的港内外活动。具体的，设置桩间肋板4下部入水深度K为潮浪水面以下2倍有效波高，能够有效削弱波浪透射，保证坝后岸坡的安全。同时，依据潮位与波浪情况设定桩间肋板4上部高出潮浪水面1倍有效波高。当桩间肋板4的入水深度与桩间肋板4下部留有透水空隙冲突时，应优先保证桩间肋板4下部留有充足的透水空隙，避免港内泥沙淤积。其中，有效波高为当地水域中潮浪的有效波高。
桩间肋板4的宽度B均为0.5倍桩径，桩间肋板4的厚度M均为0.1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩3与相邻的第二钢管阵列的钢管桩3在平行于潮浪的方向上的中心距Dy为1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩3与相邻的第二钢管阵列的钢管桩3在垂直于潮浪的方向上的中心距Dx为1.4倍桩径。适用于钢管桩3之间距离较大的情况，同时满足施工打桩间距要求，而且底部透空率较大，可以保持下部水体交换，防止结构下部泥沙淤积。
优选的，桩径为钢管桩3的柱面直径。
优选的，钢管桩3为圆柱体结构。
优选的，钢管桩3与桩间肋板4通过焊接连接，保证结构强度，便于异地预制；钢管桩3顶端与桩顶横梁5采用混凝土现浇帽梁进行连接，用于支撑丁坝景观结构。钢管桩3在使用过程中采用喷涂油漆或者电化学的方式进行防锈蚀维护。
综上，该实例工程具有优化排桩数量，提高消浪效果，保证水沙交换，防止泥沙淤积，维护港内环境等优势。在工程中具有更好的经济价值、实用价值与应用前景。
Claims (6)
1.一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：包括第一钢管阵列、第二钢管阵列、桩间肋板(4)和桩顶横梁(5)；所述第一钢管阵列和第二钢管阵列沿着平行于潮浪的方向依次平行间隔设置，所述第一钢管阵列和第二钢管阵列的顶端均通过桩顶横梁(5)与岸坡(6)固定连接，所述第一钢管阵列和第二钢管阵列的底端均通过人工基床(2)与水底泥沙质底床(1)固定连接，所述第一钢管阵列和第二钢管阵列均是由多个钢管桩(3)沿着垂直于潮浪的方向均布间隔地竖直排列组成，且第一钢管阵列的钢管桩(3)与第二钢管阵列的钢管桩(3)依次交错设置；每个所述钢管桩(3)的两侧均对称分布的安装有桩间肋板(4)，所述桩间肋板(4)与钢管桩(3)的迎浪面成一定夹角布置，且每个桩间肋板(4)与各自钢管桩(3)的弦切角均相同，且第一钢管阵列的钢管桩(3)的桩间肋板(4)与相邻的第二钢管阵列的钢管桩(3)的桩间肋板(4)互相平行间隔设置，且第一钢管阵列的钢管桩(3)的桩间肋板(4)均沿着潮浪的方向倾斜，且第二钢管阵列的钢管桩(3)的桩间肋板(4)均沿着潮浪的反方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：所述桩间肋板(4)上部高出潮浪水面，且桩间肋板(4)上部与桩顶横梁(5)不接触，桩间肋板(4)上部与桩顶横梁(5)之间形成肋板上部透水空隙(32)；所述桩间肋板(4)下部入水深度K为1.5～2倍的有效波高，且桩间肋板(4)下部与人工基床(2)之间留有空隙形成肋板下部透水空隙(31)。
3.根据权利要求1所述的一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：所述桩间肋板(4)的宽度B均为0.5倍桩径，桩间肋板(4)的厚度M均为0.1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩(3)与相邻的第二钢管阵列的钢管桩(3)在平行于潮浪的方向上的中心距Dy为1倍桩径；第一钢管阵列的钢管桩(3)与相邻的第二钢管阵列的钢管桩(3)在垂直于潮浪的方向上的中心距Dx为1.4倍桩径。
4.根据权利要求3所述的一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：所述桩径为钢管桩(3)的柱面直径。
5.根据权利要求1所述的一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：所述钢管桩(3)为圆柱体结构。
6.根据权利要求1所述的一种透空式带肋桩基丁坝结构，其特征在于：所述钢管桩(3)与桩间肋板(4)通过焊接连接；所述钢管桩(3)顶端与桩顶横梁(5)采用混凝土现浇帽梁进行连接。
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