[发明专利]海洋工程结构物桩基础防冲刷装置及方法

说明书

一种海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，它包括竖直滑轨、水平滑轨、格栅板和调节机构，通过多个竖直滑轨组成圆形筒体，水平滑轨呈放射状布设于圆形筒体周围，格栅板位于水平滑轨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，圆形筒体与单桩连接，单桩下端深入海床中，水平滑轨与单桩基础接触，圆锥形防冲刷体离圆形筒体上下端的高度可调，圆锥形防冲刷体的锥度可调，有效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，让部分来沙直接通过格栅板，促进泥沙在格栅板后方沉降落淤，降低格栅板前后的趾冲，有效达到缓流促淤的防冲刷效果，施工周期短，成本低，不易伤及单桩表面，操作简单方便。

技术领域

本发明属于海洋基础防护技术领域，涉及一种海洋工程结构物桩基础防冲刷装置及方法。

背景技术

在海洋工程中，通常采用贯入至海底底床持力层的桩基础作为承载上部结构物荷载的基础，桩基础的安全稳定对海洋工程结构物的生产运行至关重要。在复杂的海洋环境中，波流共同作用在桩腿附近形成涡流，水体的运动裹挟起桩腿附近的泥沙，使得泥面冲刷，桩腿露出泥面。海床冲刷现象严重影响了桩基础的稳定性，底床刚度改变使得海洋工程结构物固有周期发生缓慢改变，加剧结构疲劳损伤，对平台长期安全生产产生不利影响，且实际冲刷往往比设计阶段预测的冲刷量严重。同样的现象也广泛存在设于浅海海域和岸边部署的港口码头基础、桥墩、海底管道等设施。故采用一定的、可靠地冲刷防护装置和方法对海洋结构物基础进行保护，对于海洋结构物的长期安全服役和降低运行维护压力有利无害。

现有的防护措施主要有水下抛石、铺设重力式砂被、地基灌浆加固等措施，但这些工程措施往往需要耗费大量材料，工期较长，成本高，施工时易损伤桩基表面防腐层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋工程结构物桩基础防冲刷装置及方法，结构简单，采用多个竖直滑轨组成圆形筒体，水平滑轨呈放射状布设于圆形筒体周围，格栅板位于水平滑轨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，圆形筒体与单桩连接，单桩下端深入海床中，水平滑轨与单桩基础接触，调节机构在单桩深入海床过程中沿竖直滑轨滑动调节圆锥形防冲刷体离圆形筒体上下端的高度，打桩前，调节机构沿水平滑轨滑动调节圆锥形防冲刷体的锥度，有效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，让部分来沙直接通过格栅板，促进泥沙在格栅板后方沉降落淤，降低格栅板前后的趾冲，有效达到缓流促淤的防冲刷效果，施工周期短，成本低，不易伤及单桩表面，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种海洋工程结构物桩基础防冲刷装置，它包括竖直滑轨、水平滑轨、格栅板和调节机构；多个所述的竖直滑轨沿竖直方向间隔布设成圆形筒体，多个水平滑轨呈放射状布设于圆形筒体周围，多个格栅板位于水平滑轨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；调节机构沿竖直滑轨滑动调节圆锥形防冲刷体离圆形筒体上下端的高度，调节机构沿水平滑轨滑动调节圆锥形防冲刷体的锥度。

所述竖直滑轨为工字型材，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。

所述水平滑轨为工字型材，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。

所述格栅板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。

所述格栅板上设置多个格栅孔；格栅孔为按孔隙率分布的圆形孔、矩形孔或异形孔。

所述调节机构包括竖直滑动座、水平滑动座、支撑臂和锁定销，竖直滑动座与竖直滑轨滑动配合且与水平滑轨连接，水平滑动座与水平滑轨滑动配合；所述竖直滑轨的下端设置限位块阻挡竖直滑动座下滑。

所述支撑臂一端与靠近圆形筒体的一个水平滑动座铰接，支撑臂的另一端与格栅板的滑槽孔滑动配合。