[发明专利]一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩

说明书

本发明涉及桥墩抗冲刷、水闸闸墩抗冲刷等紊流区墩体抗冲刷技术领域，尤其为一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩，包括矩形柱式墩体、鱼体式墩体、金属紧固装置、半球型抗冲刷装置、孔状曲面结构板、W型导流槽和椭圆弧形孔状结构导流板，所述墩体需预制紧固螺栓的金属件，且半球型抗冲刷装置与墩体、孔状结构曲面板与半球型抗冲刷装置、椭圆弧形孔状结构导流板与墩体均为金属螺栓紧固连接，本发明中，装备半球型抗冲刷装置和孔状结构曲面板的紊流被动控制防冲刷承重结构墩可适应波浪、潮汐等变化激烈的水流环境，并且孔状曲面结构板可以拦截部分垃圾，减少垃圾对墩体的正面直接碰撞接触。

技术领域

本发明涉及桥墩抗冲刷、水闸闸墩抗冲刷等紊流区墩体抗冲刷技术领域，具体为一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩。

背景技术

桥墩是各类桥梁的重要组成部分之一，是保证桥梁安全稳定的关键承重结构。水闸闸墩是保证闸室稳定、闸门可靠运行的关键承重结构。目前，建筑桥墩、水闸闸墩等墩体的材料主要是钢筋混凝土。随着社会的进步和发展，桥墩、水闸闸墩等墩体需要在更加复杂的水流条件下建设运行，但是长期运行，以及各类不可避免的自然因素影响，会使得墩体出现自然老损、意外损坏等现象，因此一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩的研发能更好地延长墩体使用寿命，方便后期维修养护，社会对一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩的需求日益增长。

在未知的水流条件下，墩体周围水流形态复杂，存在各种紊流和涡流，且墩体周围水流具有较大的紊动动能和流速。当水流冲撞墩体时，容易出现尾部涡流、侧面旋涡、下降冲刷水流等危险水流形态，使得墩体易被水流淘刷暴露钢筋、墩体周围河床出现冲刷坑等，最终会导致墩体倾斜易位，使得桥梁、水闸等工程出现整体倾斜、开裂、倒塌等重大危险事故，造成人民生命财产的重大损失。除了紊流、涡流等不良水流形态的威胁，在北方冬季水域易出现的浮冰和冰凌对墩体发生冲击碰撞，破坏混凝土保护层，大大缩减了墩体的使用寿命，并且在水下维修混凝土墩体十分不便，施工成本、设计施工技术要求较高。因此，针对上述问题提出一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种紊流被动控制局部防冲刷承重结构墩，包括矩形柱式墩体，鱼体式墩体，半球型抗冲刷装置，孔状结构曲面板，金属紧固装置，椭圆弧形孔状结构导流板和W型导流槽，所述矩形柱式墩体与鱼体式墩体通过浇筑固定连接，所述矩形柱式墩体和鱼体式墩体通过浇筑固定连接有金属紧固装置，所述矩形柱式墩体的外端面预留开设有“W”型导流槽，所述孔状结构曲面板固定在半球型抗冲刷装置的外端面上。

优选的，所述半球型抗冲刷装置包括半球型混凝土预制件、金属紧固螺栓、橡胶垫圈、固定槽，所述橡胶垫圈分别位于半球型混凝土预制件和矩形柱式墩体与鱼体式墩体之间，所述半球型混凝土预制件的内侧对称开设有两个内凹的固定槽，且半球型混凝土预制件的一侧固定连接有金属紧固螺栓。

优选的，所述半球型混凝土预制件通过金属紧固螺栓与金属紧固装置螺旋连接，所述橡胶垫圈为耐腐蚀橡胶材质，且橡胶垫圈的厚度为1.0cm。

优选的，所述孔状曲面结构板包括缓冲连接系统、曲面板、气泡型筛滤系统，所述孔状曲面结构板通过缓冲连接系统和半球型抗冲刷装置进行连接，且曲面板的内侧通过立体打孔成型气泡型筛滤系统。

优选的，所述缓冲连接系统包括螺旋轴、紧固螺栓、弧形转接管和缓冲弹簧管装置，所述缓冲弹簧管装置通过螺旋轴与曲面板固定连接，所述弧形转接管与缓冲弹簧管装置通过螺旋轴扭紧固定连接，所述弧形转接管通过紧固螺栓固定在固定槽的内侧。