本发明专利技术提供一种局部冲刷坑的促淤修复装置及方法，包括：骨架，骨架围设于桩墩的四周，且骨架内圈固定于桩墩上；固定装置，用于使骨架与桩墩周围的底床固定；设置于骨架的浮体，浮体用于为骨架提供浮力；设置于骨架上的网状部件，且网状部件完全覆盖冲刷坑的坑口，以增加桩墩周围下潜流和涡流运动的阻力，弱化网状部件下的水流强度，降低网状部件下水流的挟沙能力，使得来沙通过网状部件网孔快速落入网下而淤积；网状部件置于水中为中性浮力状态。本发明专利技术从根本上消除了冲刷产生的根源，避免了冲刷产生的危害，降低了安装难度，大大减少了建设成本；本装置的水下重量轻，不会显著增加作用在桩墩等基础上的载荷，因此无需加大对地基承载力的要求。承载力的要求。承载力的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种局部冲刷坑的促淤修复装置及方法
[0001]本专利技术涉及水利海洋工程领域，具体地，涉及一种局部冲刷坑的促淤修复装置及方法。
技术介绍
[0002]桩墩是桥梁、码头、海洋平台、海上风电的基础，现广见于江河湖海，并将随经济社会的发展而不断涌现，但往往因桩墩周围的局部冲刷而危及上部结构的安全。因此，采取相应的防冲刷措施是十分必要的。
[0003]国内外学者经过长期的研究，为解决桩墩局部冲刷问题，已发展出众多的措施，大致可以分为三类：1)被动防护也称为实体防护，即提高河床推移质的抗冲刷能力，措施主要有：抛石防护，扩大桥墩基础防护、混凝土铰链排防护、填充混凝土模袋防护、四角混凝土块防护等；2)主动防护也称减速不冲防护，即减少向下水流和马蹄形旋涡对桩体周围泥沙的冲刷，措施主要包括：护圈防护、桥墩的部分或整体开缝防护、墩前排桩防护、墩前淹没翼墙防护等；3)局部增阻促淤保护方法，不但使底床不发生冲刷，而且还起到促淤积作用，主要包括：四面体透水框架、三角网促淤防冲装置、生物及人工水草促淤防冲措施、促淤浮帘装置。但是，现有的被动防护方法都有各自的缺陷，如工程成本高，容易引发二次冲刷；主动防护方法存在难以适应天然底床高度、流向的经常变化的问题，或改变了承载结构形式、适用条件有限，或安装施工困难、增大了结构上的水动力荷载等；上述局部增阻促淤方法也存在对高流速环境下的防护能力有限、有的方法还缺乏应对流向变化的能力差等诸多不足。
[0004]比如，经检索发现，申请公布号为108468353A的中国专利，提供了一种海洋工程基础结构柔性冲刷防护结构，包括多个防护单体和连接缆索，所述多个防护单体由所述连接缆索连接成铺在海床面的柔性冲刷防护面；所述防护单体具有贯通防护单体上下表面的空腔，或者所述防护单体的外侧具有凹槽并在多个防护单体由连接缆索连接后由所述凹槽形成贯通柔性冲刷防护面的空腔，使所述柔性冲刷防护面密布贯通柔性冲刷防护面的空腔。所述的护单体的选择范围包括预制混凝土块、废旧轮胎。所述防护单体的选择范围包括预制混凝土块，所述柔性冲刷防护面至少包含多块预制混凝土块，所述预制混凝土块具有贯通预制混凝土块上下表面的空腔，或者所述制混凝土块的外侧具有凹槽并在多个防护单体由连接缆索连接后由所述凹槽形成贯通柔性冲刷防护面的空腔。所述空腔为侧壁内凹的内凹空腔。显而易见，该防护结构的重量非常重，不但施工难度大、成本高，而且传递给海洋工程基础的水下总重量大，增大了基础对地基承载力的需要，因此，反而增加了基础的不稳定性。另外，这些凹槽结构虽然增大了局部摩擦阻力，降低了行近流的总体流速，但同时也增大了临底的紊动强度，凹槽附近产生了大量的涡体，而这些涡体会直接卷起大量底沙，增大水流对泥沙的悬扬能力，因此，该防护结构非但起不到好的促淤作用，反而会增大了冲刷能力。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种局部冲刷坑的促淤修复装置及方法。
[0006]本专利技术第一个方面提供一种局部冲刷坑的促淤修复装置，包括：
[0007]骨架，所述骨架围设于桩墩的四周，且所述骨架内圈固定于所述桩墩上；
[0008]固定装置，用于使所述骨架与所述桩墩周围的底床固定；
[0009]设置于所述骨架的浮体，所述浮体用于为所述骨架提供浮力；
[0010]设置于所述骨架上的网状部件，且所述网状部件完全覆盖所述冲刷坑的坑口，以增加所述桩墩周围下潜流和涡流运动的阻力，弱化所述网状部件下的水流强度，降低所述网状部件下水流的挟沙能力，使得来沙通过所述网状部件网孔快速落入网下而淤积；所述网状部件置于水中为中性浮力状态。
[0011]优选地，所述网状部件采用比重与水接近，其水下重量轻，从而最大限度地降低了整个修复装置的总重量，保证不会显著增大该修复装置转递给桩墩上的载荷，并且采用具有防腐蚀、抗紫外线的高强度工程材料的制成。
[0012]优选地，所述网状部件的孔径为：5d
95
～500d
95
，以保证来沙颗粒能够顺利通过网孔下落，其中，d
95
为来沙中的小于该粒径的泥沙颗粒占95％的重量。
[0013]优选地，所述网状部件的孔隙率为：20％～80％，以保证来沙颗粒基本上均会通过网孔落到网下，悬空时网上来沙不会发生不断的累积。
[0014]优选地，所述网状部件的厚度：1cm～10cm。
[0015]优选地，所述网状部件四周及中间设有连接部，所述网状部件通过所述连接部与所述骨架连接。
[0016]优选地，所述网状部件由若干扇型网格或条形拼接为一体，或者所述网状部件采用圆环形柔性网，以便更好地适应冲刷坑的椭圆外形，给该修复装置的制造和施工带来便利。
[0017]优选地，所述网状部件的孔形为圆形或方形。
[0018]优选地，所述固定装置包括：
[0019]若干地锚，所述地锚埋入底床面以下，以免其受水流冲刷而露出，一旦裸漏则地锚的锚力会显著减小，从而造成该修复装置的失稳破坏；
[0020]缆绳，所述缆绳一端与所述地锚连接，所述缆绳的另一端与所述骨架连接。
[0021]优选地，所述骨架包括：
[0022]内圈，所述内圈紧密套设于所述桩墩上，且靠近底床面的一端，将桩墩作为该修复装置的一个支撑；
[0023]设置于所述桩墩最大冲刷范围外围的外圈，所述外圈与所述内圈之间设有若干网格龙骨，所述若干网格龙骨构成环型平台，用于固定和安装所述网状部件。
[0024]本专利技术第二个方面提供一种局部冲刷坑的促淤修复方法，采用上述的局部冲刷坑的促淤修复装置进行。
[0025]优选地，局部冲刷坑的促淤修复方法包括：
[0026]将骨架固定在底床平面所对应的桩墩周围最大冲刷范围的位置上；
[0027]将浮体安装于所述骨架的下方，并使所述浮体的长轴朝来流反向；
[0028]将网状部件固定在所述骨架上，使冲刷坑的坑口完全覆盖，以增加所述桩墩周围下潜流和涡流运动的阻力，弱化所述网状部件下的水流强度，降低所述网状部件下水流的挟沙能力，使得来沙通过所述网状部件网孔快速落入网下而淤积；
[0029]根据底床整体冲刷变化情况、底质条件、水流波浪要素、骨架和网状部件的几何物理参数确定固定装置，确定后将固定装置埋入底床面设定高度以下，并将所述固定装置与所述骨架连接。
[0030]优选地，为增加该修复装置的稳定性和进一步降低其工程成本，在所述将骨架固定在底床平面所对应的桩墩周围最大冲刷范围的位置上之前，还包括：
[0031]预测桩墩在没有建设前所在位置的底床最低高程，将所述骨架内圈固定于预测的最低高程的桩墩外壁位置上，以防止由于水沙条件的季节变化引起底床的整体下切而导致骨架和网状部件的悬空高度过高；
[0032]根据预测的最低高程确定所述固定装置埋入底床面设定高度，即将所述固定装置埋入底床面的最低高程以下。
[0033]本专利技术上述装置的工作机理：用一种具有几何特征的网状部件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，包括：骨架，所述骨架围设于桩墩的四周，且所述骨架内圈固定于所述桩墩上；固定装置，用于使所述骨架与所述桩墩周围的底床固定；设置于所述骨架的浮体，所述浮体用于为所述骨架提供浮力；设置于所述骨架上的网状部件，且所述网状部件完全覆盖所述冲刷坑的坑口，以增加所述桩墩周围下潜流和涡流运动的阻力，弱化所述网状部件下的水流强度，降低所述网状部件下水流的挟沙能力，使得来沙通过所述网状部件的网孔快速落入网下而淤积；所述网状部件置于水中为中性浮力状态。2.根据权利要求1所述的局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，所述网状部件采用比重与水接近，且采用具有防腐蚀、抗紫外线的高强度工程材料制成；所述网状部件的孔径为：5d
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～500d
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，其中，d
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为来沙中的小于该粒径的泥沙颗粒占95％的重量；所述网状部件的孔隙率为：20％～80％；所述网状部件的厚度：1cm～10cm。3.根据权利要求2所述的局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，所述网状部件四周及中间设有连接部，所述网状部件通过所述连接部与所述骨架连接。4.根据权利要求3所述的局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，所述网状部件由若干扇型网格或条形拼接为一体，或者，所述网状部件采用圆环形柔性网。5.根据权利要求2所述的局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，所述网状部件的网孔为圆形孔或方形孔。6.根据权利要求1所述的局部冲刷坑的促淤修复装置，其特征在于，所述固定装置包括：若干地锚，所述地锚埋入底床面以下；缆绳，所述缆绳一端与所述地锚连接，所述缆绳...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻昕蕾，
申请(专利权)人：喻昕蕾，
类型：发明
国别省市：
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