一种防治山区河流桥梁基础冲刷的施工方法与流程

文档序号:11844954阅读:2231来源:国知局

本发明属于工程施工领域,具体涉及一种防治山区河流桥梁基础冲刷的施工方法。



背景技术:

洪水对桥墩的冲刷作用是导致桥梁垮塌的主要原因,特别在山区河流中该现象尤为显著。山区河流桥梁基础冲刷问题有许多设计施工方法,设计施工规范也有相应规定,主要考虑了流量、河宽、河床地质等条件,但其设计计算冲刷量一般不准确。目前对于已建成的山区河流桥梁基础冲刷防治措施通常如下:1.对于砂质河床桥位采取在上游设置截水墙,下游设置梯级跌水墙,同时对桥孔中间满铺浆砌片石的方法进行加固。2.桥基处于卵石沉积层的加固措施通常采用基底压注水泥浆的方法,在基础周围建立模浇筑砼,之后再将级配卵石回填到基础平台顶,当周围之前浇筑砼的强度达到一定程度时,在对其进行压浆处理。3.桥位处于变迁河床基础的情况通常通过疏通上游河道使水流方向改变,进而解决绕流冲刷基础的问题。但上述方法均无法从根本上解决洪水对桥墩的冲刷作用,仅能在加固后的一段时间内进行防治,随着时间的推移其作用会越来越弱。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题,并提供一种防治山区河流桥梁基础冲刷的施工方法。

针对现有山区河流桥梁基础冲刷问题没有从力学概念全面说明如何防治山区河流桥梁基础冲刷风险问题,根据冲量定律MV=Ft,采用消能降速涌水池改变流速、冲刷时间等条件,达到防治山区河流桥梁基础冲刷的目的。本发明所采用的具体技术方案如下:

防治山区河流桥梁基础冲刷的施工方法,具体为:在桥梁基础下游的河道上构建拦水坝,形成河流消能降速涌水池。

本发明所依据的理论基础如下:

第一步根据冲量定律MV=Ft寻找影响山区河流桥梁基础冲刷的关键因素;

根据冲量定律MV=Ft可建立单位长度河流的冲刷公式:

Q×γ×V=F×t (1.1)

其中Q为单位长度河流流量;γ为水的容重;V为河流流速;F为河床冲刷力;t为单位长度河流流量冲刷时间。

公式(1.1)中流量Q是不变的;流速V是可控制的;冲刷时间t是可延时的,河床冲刷力F是可改变的;而流量、河床地质等条件是无法改变的。即

F=(Q×γ×V)/t (1.2)

由(1.2)可知:采用工程措施设置拦水坝可以减小流速V,延长冲刷时间t,就可减少河床冲刷力F。

上述基础方案可以采用如下优选方式实现。

作为优选,所述的拦水坝构筑方法为:在河床中沿河道断面打入至少1排固定桩,且桩顶高出河床表面,在固定桩上游或中间放置挡水结构,形成拦水坝。该拦水坝便于施工,成本较低。挡水结构优选采用为混凝土预制块、块石或栅栏等材料。

进一步的,所述的固定桩位于桥梁基础下游10~20m,拦水坝高于河床0.8~1m。该设计可实现桥梁基础附近河床的回淤,从长远上解决基础冲刷的问题。

进一步的,所述的固定桩为预制钢筋混凝土桩,以减少造价。

进一步的,所述的固定桩之间的间距为5~6m。

进一步的,针对已被冲刷侵蚀的桥梁基础,在构筑拦水坝后需对损毁部分进行修复。

本发明根据冲量定律,采用在桥梁基础下游的河道上构建消能降速涌水池,以改变桥梁基础附件流速、冲刷时间等条件,达到防治山区河流桥梁基础冲刷的目的。与现有的山区河流桥梁基础冲刷防治方法相比,其施工简单,仅需构建一道拦水坝,成本大大降低。而且,拦水坝的设置能使已被冲刷侵蚀的桥梁基础附近的河床回淤,逐渐恢复桥梁基础埋置深度,从而根本上解决了桥梁基础冲刷问题。

附图说明

图1为实施例中河流桥梁基础冲刷与防护设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下,均可进行相应组合。

如图1所示,针对某一已被冲刷侵蚀的山区河流桥梁基础,对其采用如下加固防治施工:

(1)在桥梁基础下游15m的位置,打设1~2排10m长度预制钢筋混凝土桩,打入河床9m,作为拦水坝的固定桩。固定桩沿河道横断面设置。

(2)在固定桩(间距5-6m)上游或中间放置1m3混凝土预制块(或块石、栅栏),高于河床1m,构建1m高的河流拦水坝。经过大量的试验发现通过修建拦水坝,可以在拦水坝上游形成河流消能降速涌水池,水流在桥梁基础附近流速放缓。由此达到减小流速V,延长冲刷时间t的作用,根据冲量定理就可减少河床冲刷力F。进一步的,通过研究发现将高度设置到1m左右,可以使淤泥和沉积物在水力作用下回淤至基础附件的河床中,逐渐恢复桥梁基础埋置深度。

(3)针对已被冲刷侵蚀的桥梁基础,在构筑拦水坝后,重新修复桥梁基础水中部分,完成整个防治施工。

另外,经过试验表明,针对不同的河道,拦水坝的设置位置可以在10~20m范围内进行调整;拦水坝的高度也可以根据水力条件进行微调,大致位于0.8~1.0m之间,高度过高容易阻塞水流,高度过低回淤效果较差。经过实践观察,针对山区河流,拦水坝设置于桥梁基础下游10~20m的位置、拦水坝的高度0.8~1.0m位于之间时,可以使水流旋涡回流拟静态位置约在桥梁基础附近,使得回淤效果较好。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

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