[发明专利]海洋工程结构物桩基础防冲刷装置及方法

权利要求书

1.一种海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，其特征是：它包括竖直滑轨（1）、水平滑轨（2）、格栅板（3）和调节机构（4）；多个所述的竖直滑轨（1）沿竖直方向间隔布设成圆形筒体，多个水平滑轨（2）呈放射状布设于圆形筒体周围，多个格栅板（3）位于水平滑轨（2）上部环绕于圆形筒体周围呈圆锥形防冲刷体，圆锥形防冲刷体横截面较大的一端朝下；调节机构（4）沿竖直滑轨（1）滑动调节圆锥形防冲刷体离圆形筒体上下端的高度，调节机构（4）沿水平滑轨（2）滑动调节圆锥形防冲刷体的锥度；

水平滑轨（2）为工字型材，一侧的腿宽大于另一侧的腿宽，较窄的腿上侧面设置多个轴向布设的锁定孔（21）；

调节机构（4）包括竖直滑动座（41）、水平滑动座（42）、支撑臂（43）和锁定销（44），竖直滑动座（41）与竖直滑轨（1）滑动配合且与水平滑轨（2）连接，水平滑动座（42）与水平滑轨（2）滑动配合；所述竖直滑轨（1）的下端设置限位块阻挡竖直滑动座（41）下滑；

格栅板（3）与远离圆形筒体的另一个水平滑动座（42）铰接，锁定销（44）穿过水平滑动座（42）与水平滑轨（2）上的锁定孔（21）配合；

水平滑轨（2）上的两个水平滑动座（42）其中一个锁定，另一个沿水平滑轨（2）滑动调整格栅板（3）的倾角；

其防冲刷方法它包括如下步骤：

S1，安装竖直滑轨，将多个竖直滑轨（1）沿单桩轴向焊接于单桩外壁，竖直滑轨（1）等间距布设成圆形筒体结构；

S2，安装水平滑轨，将与水平滑轨（2）连接的竖直滑动座（41）从竖直滑轨（1）上端插入与其滑动配合，由限位块阻挡竖直滑动座（41）下滑；依次完成其余水平滑轨（2）的安装，多个格栅板（3）形成圆锥形防冲刷体；此步骤中，位于水平滑轨（2）上的水平滑动座（42）被锁定销（44）锁定；

S3，锥度调整，锁定水平滑轨（2）上的一个水平滑动座（42），解除该水平滑轨（2）上的另一个水平滑动座（42），推动其沿水平滑轨（2）滑动调整格栅板（3）的倾角；依次完成其余格栅板（3）的倾角调整，使圆锥形防冲刷体的锥度达到设定锥度；

S4，打桩，采用桩机将单桩打入海床，竖直滑轨（1）的部分没入单桩基础中；此过程中，水平滑轨（2）的下侧面与单桩基础接触，随着单桩不断向下深入，竖直滑动座（41）沿竖直滑轨（1）向上滑动，圆锥形防冲刷体随之向竖直滑轨（1）上端靠近；当单桩深度达到设定深度时，桩机停止；

S5，防冲刷，来流在圆锥形防冲刷体阻挡作用下沉降落淤，降低趾冲；

S5-1，来流通过格栅板（3）时，部分水流穿过格栅板（3）上的格栅孔流出，部分水流沿圆锥形防冲刷体向上抬升；

S5-2，抬升的水流与上层水体紊流混合，消耗和降低水体动能，减弱或分散单桩周围的马蹄涡和尾涡强度；

S5-3，水流中的部分来沙直接穿过格栅板（3）上的格栅孔后，流速降低逐渐沉降于圆锥形防冲刷体内部，形成内部淤积层；水中的部分来沙被格栅板（3）阻挡，沿格栅板（3）滑落至圆锥形防冲刷体外部，形成外部淤积层；在格栅板（3）前后形成的内部和外部淤积层，降低格栅板（3）前后的趾冲，达到缓流促淤的防冲刷效果。

2.根据权利要求1所述的海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，其特征是：所述竖直滑轨（1）为工字型材，一侧的腿宽大于另一侧的腿宽，较宽的腿为弧形结构，凹进的内弧面构成圆形筒体。

3.根据权利要求1所述的海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，其特征是：所述格栅板（3）为等腰梯形结构的弧板，下底边宽度大于上底边宽度，位于上底边和下底边之间设置至少一个贯穿的滑槽孔（31）。

4.根据权利要求1所述的海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，其特征是：所述格栅板（3）上设置多个格栅孔；格栅孔为按孔隙率分布的圆形孔、矩形孔或异形孔。

5.根据权利要求1所述的海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，其特征是：所述支撑臂（43）一端与靠近圆形筒体的一个水平滑动座（42）铰接，支撑臂（43）的另一端与格栅板（3）的滑槽孔（31）滑动配合。