一种V字型墩前防冲刷装置

一种v字型墩前防冲刷装置
技术领域
1.本实用新型涉及桥墩技术领域，具体为一种v字型墩前防冲刷装置。


背景技术：

2.桥墩是桥梁的重要组成部分，是桥梁能够长期稳定与耐久的。但是随着长期水流的冲刷作用，桥墩难免会因冲刷而发生损毁。因此桥墩局部冲刷及其防护是桥梁建设的前提和关键，因此，对一种v字型墩前防冲刷装置的需求日益增长。
3.桥墩防冲刷措施一般基于两种原理：第一种是增加桥墩周围河床的防冲能力；第二种是减少水流冲刷的能量。除了传统的防护措施如抛石防护、桥墩墩身开缝防护、扩大基础防护等。目前还出现了许多新型防护措施，如利用六脚体调整流场结构消耗水流能量的透水六脚体防护方法；通过安装防冲板，减小下降水流，改变桥墩周围水流强度的防护方法；在桥墩前后放置分流板的方法；通过下游石板防护来减小尾流涡旋对桥墩作用使局部冲刷减小等；但这些防护措施安装不便，且不够经济，同时缺少对防护装置自身的保护，后期维护成本较高，远远不能满足工程的实际应用。因此，针对上述问题提出了一种v字型墩前防冲刷装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在一提供一种v字型墩前防冲刷桥墩，以解决上述技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种v字型墩前防冲刷装置，通过在桥墩前方安装v字型防冲刷装置，起到削弱墩前下潜水流及墩周马蹄形漩涡强度的作用。v字型防冲刷板外侧装有导流半球，引导水流，减弱尾漩涡的强度，保护装置本身的同时，能够进一步减弱冲刷。其尾部装有球窝结构，能够改变水流在冲刷板尾部的边界层分离条件，抑制残余漩涡，起到对装置的保护作用。
7.作为优化，所述v字型防冲刷板由2块单独防冲刷板组成，并通过的插接的方式进行连接；
8.作为优化，所述v字型防冲刷板之间的角度为30
°‑
45
°
；
9.作为优化，所述导流半球的直径为d，并以3
×
4的排列方式均匀分布在防冲刷板的外侧，每两个导流半球之间的横纵距离不超过d/2；
10.作为优化，所述v字型防冲刷板固定桩呈四棱锥状，其一侧紧靠防冲刷板，起到对v字型防冲刷板的固定作用；
11.作为优化，所述球窝结构的孔径为d，d应大于边界层的厚度，同时球窝结构之间的距离应大于1.2d；
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型中，通过设置的v字型防冲刷板，能够改变水流在桥墩周围的分布情况，减小墩前下降水流和墩周马蹄形漩涡的强度，对桥墩起到有效的防冲刷作用。
14.2、本实用新型中，通过设置的导流半球，能够增强对水流的导流作用，对水流进行引导，减弱尾漩涡的强度，保护装置本身的同时，进一步起到减弱冲刷的作用。
15.3、本实用新型中，通过设置的v字型防冲刷板尾部球窝结构能够改变水流在v字型防冲刷板尾部的边界层分离条件，从而抑制残余漩涡在v字型防冲刷板尾部产生冲刷，起到对装置的保护作用。
附图说明
16.图1为本实用新型安装位置示意图；
17.图2为本实用新型整体结构示意图；
18.图3为本实用新型背部示意图；
19.图4为本实用新型防冲刷板连接示意图；
20.图5为本是实用新型单个球窝结构示意图。
21.图中：桥墩
‑‑
1、v字型防冲刷板
‑‑
2、挡板固定桩
‑‑
3、导流半球
‑‑
4、球窝结构
‑‑
5、球窝
‑‑6具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
23.如图1所示该v字型墩前防冲刷装置包括桥墩、v字型防冲刷板、挡板固定桩、导流半球以及球窝结构。实际建造过程中，根据实际水流的方向，在桥墩前安装该装置，起到削弱下潜水流及马蹄形漩涡的强度，从而起到防护作用。
24.如图2所示为v字型墩前防护装置的整体结构示意图。v字型防冲刷板由 2块单独防冲刷板组成，并通过的插接的方式进行连接。v字型防冲刷板的张开角度为30
°‑
45
°
。其外侧装有导流半球，以3
×
4的排列方式均匀分布在 v字型防冲刷板的外侧。
25.如图3所示为v字型墩前防护装置的背部结构示意图。其背部设有挡板固定桩，起到固定作用。固定桩可由工厂预先设计，之后运输到施工现场。
26.如图4所示为两块单独v字型防冲刷板示意图。其前端分别设有圆形连接块和圆形连接槽，通过插接的方式进行连接。
27.如图5所示球窝结构，单块由模具浇筑而成，之后进行堆叠安装在v字型防冲刷板尾部。每个单块球窝结构之间进行粘合处理以加强其与隔板的结合。球窝孔径应大于边界层厚度。


技术特征：
1.一种v字型墩前防冲刷装置，包括桥墩(1)、v字型防冲刷板(2)、挡板固定桩(3)、导流半球(4)和球窝结构(5)，其特征在于：所述v字型防冲刷板(2)置于所述桥墩(1)前方，外侧设有所述导流半球(4)，内侧设有所述挡板固定桩(3)，v自型防冲刷挡板的尾部设有所述球窝结构(5)。2.根据权利要求1所述的一种v字型墩前防冲刷装置，其特征在于所述v字型防冲刷板(2)由2块单独的防冲刷板组成，采用插接的方式进行连接，所述v字型防冲刷板(2)之间的角度呈30
°‑
45
°
。3.根据权利要求1所述的一种v字型墩前防冲刷装置，其特征在于所述导流半球(4)以3
×
4的排列均匀分布在每侧v字型防冲刷板外部，每个导流半球(4)的直径为d，每两个导流半球(4)之间的横纵距离不超过d/2。4.根据权利要求1所述的一种v字型墩前防冲刷装置，其特征在于所述球窝结构(5)由单块所述球窝(6)模具浇筑而成，通过堆叠安装在v字型防冲刷板(2)的尾部，并对每个单块球窝结构之间进行粘合处理。5.根据权利要求1所述的一种v字型墩前防冲刷装置，其特征在于所述球窝结构(5)的球窝(6)孔径应大于边界层厚度。6.根据权利要求1所述的一种v字型墩前防冲刷装置，其特征在于所述球窝(6)之间的间距大于球窝(6)直径的1.2倍。

技术总结
本实用新型涉及桥墩防护技术领域，尤其为一种V字型墩前防冲刷装置，包括桥墩本体、V字型防冲刷板、挡板固定桩、导流半球和球窝结构。所述V字型墩前防冲刷装置置于桥墩前方，挡板之间约呈30


技术研发人员：叶涵 王琳婕 李东风 翁俊康 舒展 徐聪聪 刘港 胡建永 周宇 谢峰 张照宇 江曹栋 戎文轩 赵沈杰
受保护的技术使用者：浙江水利水电学院
技术研发日：2020.11.13
技术公布日：2021/12/21