一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，包括沿水流方向從前到后依次設(shè)置在橋梁主墩前方的來(lái)流起始樁、中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁，來(lái)流起始樁為一根單樁，是防護(hù)裝置中高度最低的樁，中間過(guò)渡樁形成群樁，每?jī)筛虚g過(guò)渡樁形成一個(gè)組別，不同組別的中間過(guò)渡樁之間存在高度差，墩前收尾樁為兩根等高度樁，是防護(hù)裝置中高度最高的樁；來(lái)流起始樁將水流打散為左右兩股小水流，之后中間過(guò)渡樁將水流疏導(dǎo)擾亂，最后墩前收尾樁將水流作用最終擴(kuò)散到影響橋梁主墩周?chē)翆拥姆秶?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置既可以工廠預(yù)加工，又可以現(xiàn)場(chǎng)加工，實(shí)際生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單方便，所需修繕維護(hù)投入小，一次投入長(zhǎng)期使用，性價(jià)比較高。
【專利說(shuō)明】一種變高度犧牲粧群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋墩防沖刷裝置，尤其是涉及一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁工程在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用，通過(guò)橋梁將兩岸溝通，促進(jìn)交流，從而使得經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。但是橋梁水毀帶來(lái)的問(wèn)題也隨之而來(lái)，特別是位于山區(qū)、江河入?？趨^(qū)域的橋梁，由于水文地質(zhì)條件復(fù)雜，沖刷作用更為明顯，橋梁水毀事故時(shí)有發(fā)生，如何更好地解決橋梁的局部沖刷問(wèn)題成為一項(xiàng)重大任務(wù)。然而目前國(guó)內(nèi)外的沖刷防護(hù)方式仍然停留在被動(dòng)防護(hù)領(lǐng)域，這樣會(huì)導(dǎo)致維護(hù)修繕成本增大，需要的勞力勞工增多，當(dāng)無(wú)法完成定期的修繕任務(wù)時(shí)就有可能會(huì)出現(xiàn)局部沖刷導(dǎo)致的水毀，損失慘重。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)被動(dòng)防護(hù)方式的局限性，提出犧牲樁防護(hù)這種新型防護(hù)方式，其中關(guān)鍵技術(shù)是樁群的布置參數(shù)，目前無(wú)相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服傳統(tǒng)防護(hù)中的被動(dòng)防護(hù)的方式，而提供一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，該裝置主動(dòng)地將來(lái)流分區(qū)域多次擾動(dòng)，從而達(dá)到降低橋墩沖刷的效果。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，設(shè)置在待保護(hù)的橋梁主墩前方，該防護(hù)裝置包括沿水流方向從前到后依次設(shè)置在橋梁主墩前方的來(lái)流起始樁、中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁，所述的來(lái)流起始樁為一根單樁，是防護(hù)裝置中高度最低的樁，所述的中間過(guò)渡樁設(shè)有數(shù)個(gè)，形成群樁，每?jī)筛虚g過(guò)渡樁形成一個(gè)組別，不同組別的中間過(guò)渡樁之間存在高度差，所述的墩前收尾樁為兩根等高度樁，是防護(hù)裝置中高度最高的樁；
[0006]所述的來(lái)流起始樁將水流進(jìn)行第一步分解，將水流打散為左右兩股小水流，之后所述的中間過(guò)渡樁將水流疏導(dǎo)擾亂，可以彈性控制中間過(guò)渡樁的防護(hù)效果，所述的墩前收尾樁是對(duì)來(lái)流擾動(dòng)的最后環(huán)節(jié)，將水流作用最終擴(kuò)散到影響橋梁主墩周?chē)翆拥姆秶狻?br> [0007]每?jī)筛虚g過(guò)渡樁形成一個(gè)組別，同一組別中的兩根中間過(guò)渡樁高度及樁徑相同，且相對(duì)于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線左右對(duì)稱設(shè)置。
[0008]當(dāng)中間過(guò)渡樁形成兩個(gè)以上組別時(shí)，不同組別的中間過(guò)渡樁沿水流方向高度漸增，不同組別的高度差根據(jù)來(lái)流和橋梁主墩情況確定，且不同組別的中間過(guò)渡樁到來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線的垂直距離越來(lái)越大。
[0009]所述的墩前收尾樁為兩個(gè)，兩個(gè)墩前收尾樁相對(duì)于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線左右對(duì)稱設(shè)置。
[0010]位于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線一側(cè)的所有中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁與來(lái)流起始樁形成一條直線，且該條直線與水流方向形成來(lái)流角，來(lái)流角的大小影響防護(hù)裝置的防護(hù)效果。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇25°至45°之間的來(lái)流角。當(dāng)來(lái)流速度過(guò)大且方向單一時(shí)，應(yīng)取角度偏小，當(dāng)來(lái)流為斜向水流且傾斜程度過(guò)大時(shí)，應(yīng)當(dāng)取較大來(lái)流角。為工程方便，宜按照5°為增量取值。
[0011]所述的來(lái)流起始樁與橋梁主墩的距離為墩樁最大距Smax，所述的中間過(guò)渡樁的間距為群樁間距Sp，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和裙樁數(shù)量選擇墩樁最大距Smax為2D至4D之間，群樁間距SPS0.67D至1.?之間，其中，D為橋梁主墩的直徑。當(dāng)來(lái)流速度過(guò)大且方向單一時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇3_與\較小的組合，當(dāng)來(lái)流為斜向水流且傾斜程度過(guò)大時(shí)，應(yīng)選擇二者較大的組合。為工程方便，Sfflax宜按照0.5D增量取值，Sp以能滿足均勻排布為宜。
[0012]所述的中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁的數(shù)量多少影響防護(hù)裝置的防護(hù)效果。所述的中間過(guò)渡樁的數(shù)量增加時(shí)，防護(hù)裝置的防護(hù)效果相應(yīng)增加。來(lái)流起始樁(一根)與墩前收尾樁(兩根)為必須存在且數(shù)量一定，中間過(guò)渡樁數(shù)量增多時(shí)，防沖效果增強(qiáng)。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇裙樁總數(shù)為5至9根為宜，按2根為增量選取樁數(shù)。當(dāng)工程對(duì)防沖要求高，資金投入多，來(lái)流速度過(guò)大時(shí)，取較多裙樁數(shù)目為宜。
[0013]根據(jù)不同的橋梁主墩形式配置不同數(shù)量的中間過(guò)渡樁，根據(jù)不同數(shù)量的中間過(guò)渡樁選擇不同來(lái)流角和樁墩最大距，使得防沖刷效果最大化。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置既可以工廠預(yù)加工，又可以現(xiàn)場(chǎng)加工，雖然理論復(fù)雜，但實(shí)際生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單方便，所需修繕維護(hù)投入小，一次投入長(zhǎng)期使用，性價(jià)比較高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為實(shí)施例1中本發(fā)明裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為實(shí)施例1中本發(fā)明裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為實(shí)施例1中本發(fā)明裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，I為防護(hù)裝置，2為橋梁主墩，3為來(lái)流起始樁，4為中間過(guò)渡樁，5為墩前收尾樁，a為來(lái)流角，b為墩樁最大距，h為高度值。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例
[0021]一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，如圖1?圖3，設(shè)置在待保護(hù)的橋梁主墩2前方，周?chē)岛恿鞔裁婊蚝Ｆ矫姝h(huán)境，該防護(hù)裝置I包括沿水流方向從前到后依次設(shè)置在橋梁主墩2前方的來(lái)流起始樁3、中間過(guò)渡樁4及墩前收尾樁5，來(lái)流起始樁3為一根單樁，是防護(hù)裝置中高度最低的樁，中間過(guò)渡樁4設(shè)有偶數(shù)個(gè)，形成群樁，每?jī)筛虚g過(guò)渡樁4形成一個(gè)組別，同一組別中的兩根中間過(guò)渡樁4高度及樁徑相同，且相對(duì)于來(lái)流起始樁3與橋梁主墩2的連線左右對(duì)稱設(shè)置。當(dāng)中間過(guò)渡樁4形成兩個(gè)以上組別時(shí)，不同組別的中間過(guò)渡樁4沿水流方向高度漸增，不同組別的高度差h根據(jù)來(lái)流和橋梁主墩2情況確定，且不同組別的中間過(guò)渡樁4到來(lái)流起始樁3與橋梁主墩2的連線的垂直距離越來(lái)越大。墩前收尾樁5為兩根等高度樁，是防護(hù)裝置中高度最高的樁，兩個(gè)墩前收尾樁5相對(duì)于來(lái)流起始樁3與橋梁主墩2的連線左右對(duì)稱設(shè)置。[0022]位于來(lái)流起始樁3與橋梁主墩2的連線一側(cè)的所有中間過(guò)渡樁4及墩前收尾樁5與來(lái)流起始樁3形成一條直線,且該條直線與水流方向形成來(lái)流角a,來(lái)流角a的大小影響防護(hù)裝置的防護(hù)效果。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇25°至45°之間的來(lái)流角a。當(dāng)來(lái)流速度過(guò)大且方向單一時(shí)，應(yīng)取角度偏小，當(dāng)來(lái)流為斜向水流且傾斜程度過(guò)大時(shí)，應(yīng)當(dāng)取較大來(lái)流角。為工程方便，宜按照5°為增量取值。來(lái)流起始樁3與橋梁主墩2的距離為墩樁最大距Smax,圖中以b表示，中間過(guò)渡樁4的間距為群樁間距Sp，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和裙樁數(shù)量選擇墩樁最大距Smax為2D至4D之間，群樁間距Sp為0.67D至1.5D之間，其中，D為橋梁主墩的直徑。當(dāng)來(lái)流速度過(guò)大且方向單一時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇Smax與Sp較小的組合,當(dāng)來(lái)流為斜向水流且傾斜程度過(guò)大時(shí)，應(yīng)選擇二者較大的組合。為工程方便，Smax宜按照0.5D增量取值，Sp以能滿足均勻排布為宜。
[0023]中間過(guò)渡樁4的數(shù)量多少影響防護(hù)裝置的防護(hù)效果。根據(jù)不同的橋梁主墩2形式配置不同數(shù)量的中間過(guò)渡樁4，根據(jù)不同數(shù)量的中間過(guò)渡樁4選擇不同來(lái)流角a和樁墩最大距，使得防沖刷效果最大化。
[0024]來(lái)流起始樁3,是擾動(dòng)來(lái)流的第一步也是比較關(guān)鍵的一步,將水流進(jìn)行第一步分解，將水流打散為左右兩股小水流，之后中間過(guò)渡樁4將水流疏導(dǎo)擾亂，可以彈性控制中間過(guò)渡樁4的防護(hù)效果，墩前收尾樁5是對(duì)來(lái)流擾動(dòng)的最后環(huán)節(jié)，將水流作用最終擴(kuò)散到影響橋梁主墩2周?chē)翆拥姆秶猓_(dá)到防護(hù)效果。
[0025]本實(shí)施例中，當(dāng)橋梁主墩D=4.5m，橋梁主墩露出水面高度H=20m，水流速度較大，斜向程度為中，工程防護(hù)投入低時(shí)，犧牲樁(包括來(lái)流起始樁、中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁)的樁徑為d=lm，犧牲樁的露出高度hmax=18m，犧牲樁變高度的增量h=0.2hmax=3.6m，布置的來(lái)流角α =30°，墩樁最大距b=Smax=10m，Sp=0.67D=3m，樁數(shù)為5根，布置方式如附圖1、2、3所示。
【權(quán)利要求】
1.一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，設(shè)置在待保護(hù)的橋梁主墩前方，其特征在于，該防護(hù)裝置包括沿水流方向從前到后依次設(shè)置在橋梁主墩前方的來(lái)流起始樁、中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁，所述的來(lái)流起始樁為一根單樁，是防護(hù)裝置中高度最低的樁，所述的中間過(guò)渡樁設(shè)有數(shù)個(gè)，形成群樁，每?jī)筛虚g過(guò)渡樁形成一個(gè)組別，不同組別的中間過(guò)渡樁之間存在高度差，所述的墩前收尾樁為兩根等高度樁，是防護(hù)裝置中高度最聞的樁； 所述的來(lái)流起始樁將水流進(jìn)行第一步分解，將水流打散為左右兩股小水流，之后所述的中間過(guò)渡樁將水流疏導(dǎo)擾亂，最后所述的墩前收尾樁將水流作用最終擴(kuò)散到影響橋梁主墩周?chē)翆拥姆秶狻?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，每?jī)筛虚g過(guò)渡樁形成一個(gè)組別，同一組別中的兩根中間過(guò)渡樁高度及樁徑相同，且相對(duì)于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線左右對(duì)稱設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，當(dāng)中間過(guò)渡樁形成兩個(gè)以上組別時(shí)，不同組別的中間過(guò)渡樁沿水流方向高度漸增，且不同組別的中間過(guò)渡樁到來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線的垂直距離越來(lái)越大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，所述的墩前收尾樁為兩個(gè)，兩個(gè)墩前收尾樁相對(duì)于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線左右對(duì)稱設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，位于來(lái)流起始樁與橋梁主墩的連線一側(cè)的所有中間過(guò)渡樁及墩前收尾樁與來(lái)流起始樁形成一條直線，且該條直線與水流方向形成來(lái)流角，來(lái)流角選擇25°至45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，所述的來(lái)流起始樁與橋梁主墩的距離為墩樁最大距Smax，所述的中間過(guò)渡樁的間距為群樁間距sp，墩樁最大距Smax為2D至4D之間，群樁間距Sp為0.67D至1.5D之間，其中，D為橋梁主墩的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變高度犧牲樁群抵抗橋墩基礎(chǔ)局部沖刷的防護(hù)裝置，其特征在于，所述的中間過(guò)渡樁的數(shù)量增加時(shí)，防護(hù)裝置的防護(hù)效果相應(yīng)增加。
【文檔編號(hào)】E02B3/28GK103603267SQ201310594339
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】梁發(fā)云, 王琛, 鐘桂輝 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)