一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置制造方法及图纸

一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，包括套装在桥墩上的格栅式装置，格栅式装置与桥墩之间设置有若干橡胶减震珠，其中，格栅式装置由两个V型结构的装置相对设置构成，V型结构的装置内壁与橡胶减震珠之间设置有若干格栅。本实用新型专利技术附着于桥墩上，能够保证自身的稳定性。它随水流行进方向能自动转动到最小阻水位置，设置的横隔板能阻止墩前向下水流和减弱马蹄涡流，从而减小墩身周围冲刷；该设施能够在水平面内转动，并且内部有柔性橡胶球，避免河中漂浮物直接撞击桥墩，有利于缓解漂浮物对桥墩撞击的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置
本技术涉及一种桥墩消能防撞防冲刷设施，涉及一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置。
技术介绍
随着山区交通运输的发展，跨越河谷的斜交桥增多。若桥墩等混凝土结构位于主泓线上，阻水面积较大，受到较大的水流冲刷作用，并处于动水环境中，更易被氯离子硫酸根离子的侵蚀和发生碳化作用，还会受到携带泥沙的山洪磨蚀和来自上游河流中漂浮物的撞击，即使采用力学性能优异及低渗水、干缩自收缩小、耐侵蚀耐磨损的高性能水工混凝土仍会出现混凝土磨蚀，剥落，露筋等破坏，大大缩短桥梁下部结构的使用寿命。因而，提高桥墩结构物抵抗冲刷磨损和撞击的能力是十分必要的。除了从提高桥墩混凝土自身性能方面考虑外，还可以在外侧增设外部构造物来增强其使用性能。但是高性能混凝土的研发费用较高。对于如山区跨河流桥墩这样的水工混凝土结构，为防止水流或洪水冲刷，漂浮物撞击，桥墩多采用圆形；对于桥墩混凝土多采用高性能混凝土、纤维增强混凝土、混凝土表面涂层保护技术；而对于桥墩混凝土中的钢筋，可以采用阴极防护技术、钢筋阻锈剂或环氧涂层钢筋等措施；加深桩基础，防止墩身周围水流过量冲刷下切；选桥位选择时尽量避免桥墩位于中泓线上，适当加深桩基础，更多的是采用一些结构性设施，比如钢箱型防撞装置、薄壁圆管、加筋板格等。大多采用躲避的方法，而没有针对斜交桥桥墩开发专门的防护设施。有鉴于上述的缺陷和认知，本技术创设一种防冲刷防撞设施，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为克服现有技术中的问题，本技术的目的在于提供一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，改变墩身周围的水流结构状态，减少桥墩周围的冲刷，并降低河中漂浮物对墩身撞击的能量，保护墩身混凝土和减少跨线斜交桥对河床演变的影响，延长桥梁下部结构的寿命。为实现上述目的，本技术通过以下技术方案来实现的：一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，包括套装在桥墩上的格栅式装置，格栅式装置与桥墩之间设置有若干橡胶减震珠，其中，格栅式装置由两个V型结构的装置相对设置构成，V型结构的装置内壁与橡胶减震珠之间设置有若干格栅。进一步的，桥墩上套装有一个环形装置，若干橡胶减震珠设置在环形装置内，格栅式装置设置在环形装置外侧。进一步的，所述环形装置与桥墩之间设置有一层涂层材料。进一步的，所述橡胶减震珠由内层橡胶、外层橡胶以及位于内层橡胶与外层橡胶之间的弹簧构成。进一步的，格栅式装置上设置有与桥墩相垂直的水平横隔板。进一步的，所述水平横隔板为长方形或者圆形。进一步的，所述水平横隔板设置在河流上层动水和下层静水分层界面附近。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术的防冲刷防撞设施结构简单，有利于水流通过桥墩而减少河床的泥沙影响，根据水工试验得知，能减少40％的冲刷。(2)本技术的防冲刷防撞设施结构，减少桥墩混凝土表面与水接触，从而有利于避免磨蚀，化学侵蚀，碳化等，从而使桥墩混凝土桥墩更加耐用。(3)本技术的设施能够转动且内部的橡胶减震珠能缓冲消能，避免漂浮物直接撞击桥墩，从而具有良好的抗撞击性能，使桥墩更易满足技术要求和使用需求。(4)本技术有利于延长桥墩的使用寿命，从而降低养护运营成本。本技术的桥墩防冲刷防撞设施，显著减少桥墩周围的冲刷，减少对河床的扰动；避免河中漂浮物直接撞击桥墩，同时内层树脂涂层使桥墩混凝土与水隔离，有利于保护桥墩混凝土，延长桥墩使用寿命。进一步的，设置一层涂层材料，保护内部混凝土，并有利于该设施与桥墩的高效接触和附着。附图说明图1是桥墩周围水流形态图。图2是防冲刷防撞装置整体俯视图。图3是橡胶减震珠示意图。图4是防冲刷防撞设施使用时主视图。图中，1为墩前表面雍水，2为向下水流，3为水流，4为河床，5为马蹄形涡流，6为冲刷坑，7为尾流，8为桥墩；2-1为格栅式装置，2-2为橡胶减震珠，2-3为涂层材料，2-4为水平横隔板，2-5为格栅；3-1为内层橡胶，3-2为弹簧，3-3为外层橡胶。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细说明。参见图2，本技术包括套装在桥墩上的格栅式装置2-1，格栅式装置2-1由两个横截面呈V型结构的装置相对设置，组成一个横截面类似平行四边形的形状，桥墩位于格栅式装置2-1内，格栅式装置2-1与桥墩之间设置有环形装置，环形装置内设置有若干橡胶减震珠2-2，环形装置与桥墩之间设置有一层涂层材料2-3，V型结构的装置内壁与环形装置之间设置有若干格栅2-5。格栅式装置2-1上设置有与桥墩相垂直的水平横隔板2-4。格栅式装置2-1有厚度，格栅式装置2-1的几何外形使水流更易通过桥墩，并能随水流转动到阻水面积小的位置；且与橡胶减震珠2-2配合，能改变漂浮物的航向，减少桥梁吸收的能量；格栅2-5发生压坏变形，也能缓冲体和吸收撞击的能量。参见图3，橡胶减震珠2-2由内层橡胶3-1、外层橡胶3-3以及位于内、外层橡胶之间的弹簧3-2构成；它使格栅式装置2-1能够转动，且橡胶减震珠2-2本身弹性变形也能缓冲和消耗撞击能量。本技术中的涂层材料2-3用于防止桥墩的冲刷和氯离子侵蚀、碳化，也是一种对桥墩混凝土的保护，可以采用树脂涂层。本技术中的水平横隔板2-4，不限于所述的长方形薄板，也可以为圆形薄板。水平横隔板2-4能改变墩身周围的水流形态，其工作原理如图4所示：当水流3行近桥墩8时，墩前向下水流2被水平横隔板2-4隔断，改变方向逆向流动与水流3混合，从而减弱水流3的流速；马蹄形涡流5也因水平横隔板2-4挡住向下水流2而减弱，减少了墩前的冲刷；水平横隔板2-4的存在让尾流7摆脱桥墩8周围移向远处，将墩后附近的河床4冲刷推移到远处，从而减弱桥墩周围的河床的冲刷。该装置直接附着于桥墩上，在考虑桥墩几何尺寸和墩身周围的水流形态的基础上设计而成。本技术的格栅式装置质量轻，强度高，自身几何形态有利于水流通过桥墩，其压坏变形也能缓冲消能，减少冲撞。橡胶减震珠能够在环形装置中滚动，也能够缓冲消能，且能使格栅式装置自由转动。在河流上层动水和下层静水分层界面附近设有水平横隔板，来改变墩身附近的水流结构形态，减少对河床的冲刷。本技术适用于山区洪涝灾害频繁，位于主泓线附近斜交桥桥墩或对河床演变影响较大的桥墩。本技术涉及一种功能明确、结构简单、不影响桥墩正常使用的桥墩附属设施，该防冲刷防撞设施的工作原理：根据墩身周围水流形态，设置导流分流设施，改变水流运动形态，有利于水流通过桥墩，从而减少河中桥墩对河岸演变的影响，减少冲刷；该设施能够转动和内部设有橡胶减震珠，能避免漂流物直接撞击桥墩，减弱撞击力。与有关附属设施相比，更实用且成本低、结构装配简单，后期更换维修十分快捷。通过水工模型试验模拟不同墩型、冲刷角度、行进流速和流量下的动床冲刷和静床冲刷，对桥墩周围水流通过时的结构进行了分析，得出桥孔的布设考虑到建桥后桥墩对河床演变的影响。桥墩周围的冲刷主要是由于墩前向下水流和墩后尾流引起的，通过本技术设计的改变水流方向和设置水平横隔薄板，就能阻断墩前向下水流，并且能将尾流向外推移，从而消除墩身周围水流冲刷，用冲刷深度和冲刷范围等指标来表征，至少能减少40％桥墩周围河床冲刷。如图1所示，现有技术中桥墩8前面存在墩前表面雍水1，墩身周围的冲刷主要是墩前向下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，其特征在于，包括套装在桥墩上的格栅式装置(2‑1)，格栅式装置(2‑1)与桥墩之间设置有若干橡胶减震珠(2‑2)，其中，格栅式装置(2‑1)由两个V型结构的装置相对设置构成，V型结构的装置内壁与橡胶减震珠(2‑2)之间设置有若干格栅(2‑5)。

【技术特征摘要】
1.一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，其特征在于，包括套装在桥墩上的格栅式装置(2-1)，格栅式装置(2-1)与桥墩之间设置有若干橡胶减震珠(2-2)，其中，格栅式装置(2-1)由两个V型结构的装置相对设置构成，V型结构的装置内壁与橡胶减震珠(2-2)之间设置有若干格栅(2-5)。2.根据权利要求1所述的一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，其特征在于，桥墩上套装有一个环形装置，若干橡胶减震珠(2-2)设置在环形装置内，格栅式装置(2-1)设置在环形装置外侧。3.根据权利要求2所述的一种山区斜交桥桥墩防冲刷防撞装置，其特征在于，所述环形装置与桥墩之间设置有一层涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭辉，申爱琴，郭寅川，张铨，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61