專利名稱：一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置及方法，屬于橋梁工程 領域。
背景技術：
河床上橋墩根部附近的河床被水流沖刷淘蝕，可引起橋基乃至橋梁損壞； 因此，防止橋墩基部淘蝕是橋梁建設和維護工程中的一大重要課題。通常的解 決橋墩基部淘蝕的方法是從結構上加強橋墩基礎。
在橋墩和河床的交接區(qū)，河水在繞流橋墩的過程中形成馬蹄形渦旋(如圖l 所示)，劇烈旋轉的水流產(chǎn)生的剪切力對橋墩附近的河床會進行不斷的磨損、淘 蝕，造成對于橋墩的危害。很顯然，把橋墩基礎結構建得堅固是抗淘蝕的一個 途徑，但這不僅要投入更多的資金，而且也不是完全可靠的，因為"水滴石穿"， 水流日夜不停地旋轉著，并挾帶沙石，因此其淘蝕力非常強。本發(fā)明提供的方 法是從源頭削弱水流的渦旋度，控制水流旋渦，從而降低其對于橋墩基礎的淘 蝕力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置及方法，該裝置通過抑 制繞過橋墩根部的馬蹄渦系的方法，以減輕水流對橋墩下部河床的沖刷淘蝕作 用。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種減輕橋墩基部淘蝕的方法，在橋墩的正上游安裝一根傾斜柱體，具體 安裝方法是所述傾斜柱體的一端固定在河床上，所述傾斜柱體的另一端固定 在橋墩上或靠近但尚未接觸橋墩處，以抑制繞過橋墩根部的馬蹄渦系，從而減
輕水流對橋墩下部河床的沖刷淘蝕作用；使用鋼鐵或混凝土構建所述傾斜柱體，
依據(jù)橋墩浸水高度來確定所述傾斜柱體的高度， 一般取水面下橋墩高度的l/5; 所述斜柱的柱基與橋墩前緣的距離為橋墩迎水寬度的一半，柱徑為此寬度的
1/5。
一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置，該裝置在橋墩的迎水面、橋墩的 正上游安裝一根傾斜的柱體，傾斜柱體的一端固定在河床上，傾斜柱體的另一 端固定在橋墩上或靠近但尚未接觸橋墩，以抑制繞過橋墩根部的馬蹄渦系，從 而減輕水流對橋墩下部河床的沖刷淘蝕作用；所述柱體使用鋼鐵或混凝土構建， 高度依據(jù)橋墩浸水高度來定， 一般取水面下橋墩l/5高度；所述斜柱的柱基與橋 墩前緣的距離為橋墩迎水寬度的一半，柱徑為此寬度的1/5。
本發(fā)明的有益效果是:適用于待建或已建的橋墩，可以減少橋墩與河水交接 區(qū)馬蹄形渦對于橋墩下部河床的淘蝕，對于保護橋梁具有重要作用。同時也能 減輕水流對于橋墩的沖擊力，并防止船只對于橋墩的直接撞擊(其效果要由結 構設計來實現(xiàn)，例如斜柱高出水面，斜柱與橋墩適當分離并有獨立基礎等)。此 種斜柱裝置適合不同形狀的橋墩，結構簡單，作用顯著。


圖1為橋墩與河床交接區(qū)的馬蹄形旋渦水流的結構示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的河床上橋墩迎水面斜柱裝置示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明在橋墩迎水面安裝斜柱裝置的實例圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述 實施例l:圖2為根據(jù)本發(fā)明的河床上橋墩迎水面斜柱裝置示意圖。圖示中 河床l用平板示意，橋墩2用平板上的圓柱體示意，假設水流方向由左至右，
在橋墩的正上游安裝一根斜柱3，斜柱3的一端固定在河床1上，斜柱3的另一
端固定在橋墩2上或接近橋墩2，以抑制繞過橋墩根部的馬蹄渦系，從而減輕水 流對橋墩下部河床的沖刷淘蝕作用。該斜柱使用鋼鐵或混凝土構建，高度依據(jù)
橋墩浸水高度來定，在本實施例中，取水面下橋墩約l/5高度。該斜柱的柱基 與橋墩前緣的距離約為橋墩迎水寬度的一半，柱徑約為此寬度的1/5。本發(fā)明提 供的斜柱裝置，不僅減少了橋墩與河水交接區(qū)馬蹄形渦對于橋墩下部河床的淘 蝕，減輕了水流對于橋墩的沖擊力，同時也防止了船只對于橋墩構成直接撞擊， 有效地保護了橋梁。
實施例2圖3示出根據(jù)本發(fā)明在橋墩迎水面安裝斜柱裝置的實例圖。如圖 中所示，水流方向由矢量U表示，假設橋墩高度為H，橋墩圓柱面直徑為D。 在本實施例中，斜柱直徑為橋墩柱面直徑D的1/5，該斜柱的上端僅靠橋墩并固 定在距橋墩底部1/5橋墩高度H處；該斜柱的下端則固定在橋墩正上游距離橋 墩V2橋墩柱面直徑D處的河床上。
權利要求
1. 一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置，其特征在于，該裝置在橋墩的正上游安裝一根傾斜柱體，所述傾斜柱體的一端固定在河床上，所述傾斜柱體的另一端固定在橋墩上或靠近但尚未接觸橋墩處。
2. 根據(jù)權利要求l所述的一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置，其特征 在于，所述傾斜柱體使用鋼鐵或混凝土構建，高度依據(jù)橋墩浸水高度來定，一 般取水面下橋墩l/5高度。
3. 根據(jù)權利要求l所述的一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置，其特征 在于，所述傾斜斜柱的柱基與橋墩前緣的距離為橋墩迎水寬度的一半，柱徑為 橋墩迎水寬度的1/5。
4. 一種減輕橋墩基部淘蝕的方法，其特征在于，在橋墩的正上游安裝一根 傾斜柱體，將所述傾斜柱體的一端固定在河床上，將傾斜柱體的另一端固定在 橋墩上或靠近但尚未接觸橋墩處，以抑制繞過橋墩根部的馬蹄渦系，從而減輕 水流對橋墩下部河床的沖刷淘蝕作用；使用鋼鐵或混凝土構建所述傾斜柱體， 其高度依據(jù)橋墩浸水高度取水面下橋墩高度的l/5;所述傾斜柱體的柱基與橋墩 前緣的距離為橋墩迎水寬度的一半，柱徑為橋墩迎水寬度的1/5。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減輕橋墩基部淘蝕的前置斜柱裝置。該裝置通過在橋墩的正上游安裝一根傾斜的柱體，從而有效地抑制繞過橋墩根部的馬蹄渦系，減輕旋渦流對橋墩基部的沖刷淘蝕作用。此種前置斜柱方法適合不同形狀的橋墩，結構簡單，作用顯著。
文檔編號E01D19/02GK101377073SQ200810119950
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者王亞利, 王建明, 魏慶鼎 申請人:北京大學