一种降低局部冲刷的桥墩保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及桥墩安全防护技术领域，用于施工栈桥的桥墩防护，特别涉及一种降低局部冲刷的桥墩保护装置。


背景技术：

2.在施工过程中，常常会搭设临时用施工栈桥。栈桥搭设在河流中，每到河流处于汛期时，时常会发生栈桥被水流冲坏的事故，如图1，其主要原因是桥墩 1的局部冲刷。水流正面冲击桥墩1时，会在桥墩1周围形成漩涡体系，所述漩涡体系包括在桥墩下部形成的马蹄形漩涡4和桥墩两侧水流分离引起的尾流漩涡3，马蹄形漩涡4是产生桥墩局部冲刷的直接原因。
3.由水力学可知，形成马蹄形漩涡4的内在原因是桥墩1前的下降水流5和和绕过桥墩1两侧形成的集中水流2，集中水流2在桥墩1靠近下游的一侧形成尾流漩涡3，尾流漩涡3进一步扩大马蹄形漩涡4的影响范围。桥墩的局部冲刷会导致桥墩1下端支承面的破坏，引起桥墩移位甚至垮塌。
4.现有技术中通常通过加固桥墩基础的做法来降低桥墩的局部冲刷带来的损害，但其缺陷在于：采用加固桥墩基础的方法会大幅增加造价，对于临时用施工栈桥，其成本过高。


技术实现要素：

5.本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中桥墩局部冲刷防护造价较高的问题，提供一种降低局部冲刷的桥墩保护装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种降低局部冲刷的桥墩保护装置，包括扰流板，所述扰流板的两端分别与两个相邻的沿河道横向布设的桥墩连接。
8.扰流板通过其两端与桥墩之间的连接处将水流对扰流板的冲击转移至桥墩承担，而临时用施工栈桥的桥墩之间的距离较短，可保证连接处的受力合理，不易发生破坏。扰流板的具体安装位置不受限，可安装在两个桥墩的相对面之间，也可安装在两个桥墩面向上游水流的同一侧。扰流板应安装在水面之下或部分与水面接触，以起到扰流效果。所述扰流板的板面面向水流，以形成阻力。扰流板的板面并不局限于平面，波浪形板面和扰流板整体呈三棱柱均不影响使用。
9.扰流板受到水流冲击产生横向漩涡，横向漩涡和扰流板共同作用，首先扰乱集中水流，直接影响马蹄形漩涡的形成，其次扰乱集中水流的水流路径，使得尾流漩涡失去形成条件，最后扰乱集中水流产生的尾流漩涡，降低尾流漩涡对马蹄形漩涡的影响。经由上述作用从而影响马蹄形漩涡和尾流漩涡的形成，使得桥墩受到局部冲刷的影响降低，从而保护桥墩。扰流板的造价较低，适用于临时用构筑物的短期防护。
10.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板有两个，两个所述扰流板分别布设于所
述桥墩的两侧，两个所述扰流板成一扰流板组。
11.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板组有多个，所述扰流板组沿所述桥墩的高度方向排布。
12.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板与所述桥墩螺栓连接。
13.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板的形状为矩形。
14.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板为钢板。
15.作为本实用新型的优选方案，所述扰流板上设有多个过水孔，所述过水孔沿河道横向布置。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
17.1、通过在两个相邻的沿河道横向布设的桥墩之间设置扰流板，扰流板扰乱了桥墩之间的集中水流，集中水流紊乱后，直接影响马蹄形漩涡的形成。
18.2、通过在两个相邻的沿河道横向布设的桥墩之间设置扰流板，扰流板扰乱集中水流的水流路径，使尾流漩涡失去形成条件，进而降低马蹄形漩涡的破坏范围。
19.3、通过在两个相邻的沿河道横向布设的桥墩之间设置扰流板，扰流板扰乱集中水流产生的尾流漩涡，使得单个桥墩左右两侧的尾流漩涡无法相互作用，降低尾流漩涡对马蹄形漩涡的影响。
20.4、扰流板的造价较低，且易更换，适用于临时用的构筑物。
21.5、扰流板将相邻两个桥墩连接在一起，使得桥墩之间协同受力，提高了施工栈桥的整体性。
附图说明
22.图1是桥墩周围的水流流向示意图；
23.图2为实施例1的保护装置的安置位置示意图；
24.图3为高水位下保护装置的安置位置示意图；
25.图4为保护装置的安置位置的俯视示意图；
26.图中标记：1、桥墩；2、集中水流；3、尾流漩涡；4、马蹄形漩涡；5、下降水流；6、扰流板；7、过水孔。
具体实施方式
27.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.实施例1
30.请参照图1至图4，本实施例公开了一种降低局部冲刷的桥墩保护装置，包括扰流板6，所述扰流板6的两端分别与相邻的两个沿河道横向布设的桥墩1连接；所述扰流板6有两个，两个所述扰流板6分别布设于所述桥墩1的两侧，两个所述扰流板6成一扰流板组。
31.扰流板6通过其两端与桥墩1之间的连接处将水流对扰流板6的冲击转移至桥墩1承担，而临时用施工栈桥的桥墩1之间的距离较短，可保证连接处的受力合理，不易发生破
坏。扰流板6的具体安装位置不受限，可安装在两个桥墩1的相对面之间，也可安装在两个桥墩1面向上游水流的同一侧。扰流板6 应安装在水面之下或部分与水面接触，以起到扰流效果。所述扰流板6的板面面向水流，以形成阻力。扰流板6的板面并不局限于平面，波浪形板面和扰流板6整体呈三棱柱均可使用。
32.桥墩1并非至沿河道布设一排，其布设应沿河道横向至少两排。
33.从上游流向下游的水流在冲击临时用施工栈桥时，首先冲击靠近上游的桥墩1，水流受到桥墩1的阻挡后，同时在桥墩1前形成下降水流5和在桥墩1后形成绕过桥墩1两侧的集中水流2。下降水流4和集中水流2是形成马蹄形漩涡 4的内在原因，扰乱甚至阻止其中任何一个水流的形成均可对马蹄形漩涡4的形成产生影响。且集中水流2绕过桥墩1后形成尾流漩涡3，且两侧的集中水流2 形成的尾流漩涡3会相互作用从而增强尾流漩涡3，尾流漩涡3会进一步加剧马蹄形漩涡4的破坏范围。本实施例在两个相邻的沿河道横向布设的桥墩1之间连接扰流板6，扰流板6与水流接触，从而使得水流沿扰流板6的上下两侧绕过扰流板6，沿扰流板6上下绕过的水流的旋转方向与集中水流2的旋转方向垂直，从而形成横向漩涡，其所达到的技术效果在于：
34.1、扰乱桥墩1之间的集中水流2，集中水流2紊乱后，直接影响马蹄形漩涡的形成；
35.2、扰乱集中水流2的水流路径，使尾流漩涡3失去形成条件，进而降低马蹄形漩涡的破坏范围；
36.3、扰乱集中水流2产生的尾流漩涡3，使得单个桥墩1左右两侧的尾流漩涡3无法相互作用，降低尾流漩涡3对马蹄形漩涡的影响。
37.所述扰流板6与临时用施工栈桥同时安装，栈桥的布设时间为所在河流的枯水期，枯水期的水流冲击力较小，便于安装扰流板6和栈桥。扰流板6安装时沿河道横向连续排布或间隙排布均可，只要扰乱桥墩1一侧的水流即可，同时扰乱两侧水流更佳。
38.额外地，使用扰流板6连接多个桥墩1，有助于多个桥墩1协同受力，提高施工栈桥整体的刚度。
39.通过在两个相邻的沿河道横向布设的桥墩1之间设置扰流板6，扰流板6受到水流冲击产生横向漩涡，扰乱集中水流2，从而影响马蹄形漩涡和尾流漩涡3 的形成，使得桥墩1受到局部冲刷的影响降低，从而保护桥墩1。扰流板6的造价较低，适用于临时用施工栈桥的防护。
40.进一步地，所述扰流板6有两个，其分布于所述桥墩1的两侧，所述两个扰流板6成一扰流板组。
41.在桥墩1正面受到水流冲击的一侧和尾流漩涡3形成的一侧均设置扰流板 6，两个相邻的沿河道横向布设的桥墩1和两个扰流板6之间形成一个区域。单个扰流板6虽能扰乱集中水流2，但水流在冲击扰流板6后，同样会从竖直方向的两侧绕过扰流板6，从而形成新的横向漩涡，而紧接着前一块扰流板6设置的第二块扰流板6将形成的新的横向漩涡和可能还存在的尾流漩涡3扰乱，从而进一步确保降低马蹄形漩涡4的影响。第二块扰流板6设置于桥墩1的尾流漩涡3形成的一侧，因而即使横向漩涡再次形成，其距离桥墩1已有一定距离，对桥墩1的局部冲刷影响不大。
42.进一步地，还可在位于上流的桥墩1后方的位于下流的桥墩1同样设置扰流板组，对相对位置位于下流的桥墩1进行防护。
43.实施例2
44.请参照图1至图4，在实施例1的基础上，本实施例提供部分扰流板6的优选方案，具体为所述扰流板组有多个，其沿所述桥墩1的轴线依次间隔均匀排布；所述扰流板6上设有多个过水孔7，所述过水孔7沿河道横向布置。
45.扰流板6设置在水流中的不同位置时，其扰乱集中水流2和尾流漩涡3的效果不尽相同，当扰流板6设置在集中水流2的上部时，即尾流漩涡3的上部时，其扰乱效果最佳。而扰流板6是在河流枯水期安装的，因而实施例1所述扰流板组可根据河流水位的高低设置多个，所述扰流板组沿所述桥墩1的轴线依次间隔均匀排布。每个扰流板组对应一个水位，当河流处于丰水期时，确保有一个或多个扰流板组拦截集中水流2的上部，确保扰流效果，同时因为河流上涨而位于集中水流2的下部的扰流板组亦可对集中水流2进行扰乱。与此同时，扰流板组的设置个数应综合桥墩1的抗弯承载力等因素进行计算得到，防止布设过多扰流板组，导致施工栈桥的水下部分的截水面积过大，增大了桥墩1 的受力。
46.而在所述扰流板6上设有多个过水孔7，过水孔7的轴线平行于河道的纵向，过水孔7可防止扰流板6的截水面积过大而导致冲击力过大，同时起到降低扰流板6的造价和通过绝大部分砂砾的效果。
47.进一步地，所述扰流板6为矩形，矩形板便于从厂家直接购买，但扰流板6 并不限于矩形。扰流板6选用钢板，也可选用铁板等刚度较高，且不易锈蚀的材质。临时用施工栈桥的桥墩为钢管桩，因而扰流板6可与桥墩1螺栓连接，螺栓连接使得在扰流板6露出水面时，可对扰流板6进行拆装更换。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。