阅读说明：本技术 一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置 (Self-adaptive pier scouring protection device based on water flow direction and flow velocity ) 是由 魏炜 李程程 李基恒 罗安仲 王富强 覃家飞 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置,涉及桥墩防冲刷技术领域。其技术要点是：包括桥墩本体,桥墩本体底部套设有第一转环,第一转环与桥墩本体底部固定连接,第一转环转动连接有第二转环,第二转环套设于桥墩本体,第二转环周侧固定连接有若干第一挡流板,第一转环顶部设有第二挡流板,第二挡流板周侧固定连接有导流板,第二挡流板与第二转环之间设有调节件。本发明具有的优点是可以通过第一挡流板的旋转改变桥墩本体附近水平方向水流的流速与流向,并且可以根据水流的不同流向、不同流速自行调整,通过第二挡流板与导流板的设置改变桥墩本体附近竖直方向水流的流速与流向,进而实现对桥墩本体更为全面的防护。(The invention discloses a self-adaptive pier scouring protection device based on water flow direction and flow velocity, and relates to the technical field of pier scouring prevention. The technical key points are as follows: including the pier body, pier body bottom cover is equipped with first change, first change and pier body bottom fixed connection, and first change rotates to be connected with the second change, and the pier body is located to the second change cover, and a plurality of first fender stream boards of second change week side fixedly connected with, first change top are equipped with the second fender stream board, and second fender stream board week side fixedly connected with guide plate is equipped with the regulating part between second fender stream board and the second change. The pier body protection device has the advantages that the flow velocity and the flow direction of water flow in the horizontal direction near the pier body can be changed through rotation of the first flow baffle, the pier body protection device can be automatically adjusted according to different flow directions and different flow velocities of the water flow, the flow velocity and the flow direction of water flow in the vertical direction near the pier body are changed through arrangement of the second flow baffle and the flow guide plate, and accordingly more comprehensive protection on the pier body is achieved.)

一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置

技术领域

本发明涉及桥墩防冲刷技术领域，具体为一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置。

背景技术

冲刷是水流冲蚀作用引起河床或海岸剥蚀的一种自然现象，也是造成桥梁病害的重要因素之一，每年汛期因洪水造成桥梁水毁的直接经济损失多达数十亿元，而且呈逐年上升的趋势。桥梁基础冲刷破坏往往在没有事先预警的情况下突然发生，而且在洪水期间很难被监测到。因桥墩被冲刷的不确定性，造成了解决冲刷问题的难度增大，受损维护成本较高。文献“桥梁坍塌事故的原因和风险分析”(易仁彦，养护与管理，2016年04期)收集了2000至2014年期间中国发生的坍塌事故的相关信息，对运营阶段发生桥梁坍塌事故106起的事故原因进行统计，得出30％以上的桥梁坍塌是由于冲刷破坏造成的。

中国发明专利CN103243639A(名称为：一种有防冲作用的环翼式桥墩)公开了一种有防护作用的环翼式桥墩，桥墩外部设置的防冲板能有效的阻挡来自桥墩迎水面的下潜水流，改变其大小和方向，削弱了水流对基础的侵蚀作用。但是不能削弱水平方向下水流对桥墩的冲刷与腐蚀。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置，其具有的优点是：第一转环的设置为第二转环提供支撑，第二转环的设置为第一挡流板提供支撑，第一挡流板的设置是为了实现在水流动时，可以通过自身的旋转来改变桥墩本体附近水平方向水流的流速与流向，并且可以根据水流的不同流向、不同流速自行调整，第二挡流板与导流板的设置是为了改变桥墩本体附近竖直方向水流的流速与流向，进而实现对桥墩本体更为全面的防护，调节件的设置是为了使得第二挡流板的位置随着水深自行调节，增加实用性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置，包括桥墩本体，所述桥墩本体底部套设有第一转环，所述第一转环与所述桥墩本体底部固定连接，所述第一转环转动连接有第二转环，所述第二转环套设于所述桥墩本体，所述第二转环周侧固定连接有若干第一挡流板，所述第一转环顶部设有第二挡流板，所述第二挡流板周侧固定连接有导流板，所述第二挡流板与所述第二转环之间设有调节件。

通过采用上述技术方案，第一转环的设置为第二转环提供支撑，第二转环的设置为第一挡流板提供支撑，第一挡流板的设置是为了实现在水流动时，可以通过自身的旋转来改变桥墩本体附近水平方向水流的流速与流向，并且可以根据水流的不同流向、不同流速自行调整，第二挡流板与导流板的设置是为了改变桥墩本体附近竖直方向水流的流速与流向，进而实现对桥墩本体更为全面的防护，调节件的设置是为了使得第二挡流板的位置随着水深自行调节，增加实用性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调节件包括若干支撑环与支撑板，所述支撑环套设于所述桥墩本体且所述支撑环置于所述第二转环内，所述第一挡流板空心设置，所述第一挡流板顶部开口设置，所述支撑板与所述支撑环固定连接且所述支撑板置于所述第一挡流板内，所述支撑板与所述第一挡流板滑动连接，所述支撑板内插设有第三挡流板且两者滑动连接，所述第三挡流板置于所述支撑板内的一端与所述支撑板之间固定连接有若干第一弹簧，所述支撑板固定连接有的挡板，所述挡板转动连接有第三转环，所述第三转环与所述桥墩本体滑动连接，所述第三转环固定连接有固定杆，所述固定杆与所述第二挡流板固定连接。

通过采用上述技术方案，调节件的设置使得第二挡流板的位置可以根据水深自行调整，并且可以根据水深自行调节第三挡流板的位置，使得可以缓解水平方向水的流速与方向，对桥墩本体进行保护，支撑环的设置为支撑板提供支撑，并且可以保证第第二转环、支撑环、第一转环与挡板之间的密闭性，防止有水进入，第三转环的设置是为了便于挡板、支撑环与第三挡流板等的旋转，固定杆的设置是为了对第二挡流板进行支撑。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一转环套设有配重袋且与其固定连接。

通过采用上述技术方案，配重袋的设置可以对桥墩本体周围河床进行覆盖，对桥墩周围的下潜水流有一定的缓冲作用，同时保护河床泥沙不被冲走。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：任意两个所述第一挡流板之间的连线不与所述第二转环的任一条直径重合，且任一相邻所述第一挡流板之间的角度不相等。

通过采用上述技术方案，任意两个第一挡流板之间的连线不与第二转环的任一条直径重合是为了保证在水流的作用下使得第二转环两侧的第一挡流板承受不一样的力，这样就可以实现在水流的作用下第一挡流板带动第二转环旋转，进而可以改变水流的流速与方向。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.第一转环的设置为第二转环提供支撑，第二转环的设置为第一挡流板提供支撑，第一挡流板的设置是为了实现在水流动时，可以通过自身的旋转来改变桥墩本体附近水平方向水流的流速与流向，并且可以根据水流的不同流向、不同流速自行调整，第二挡流板与导流板的设置是为了改变桥墩本体附近竖直方向水流的流速与流向，进而实现对桥墩本体更为全面的防护，调节件的设置是为了使得第二挡流板的位置随着水深自行调节，增加实用性；

2.调节件的设置使得第二挡流板的位置可以根据水深自行调整，并且可以根据水深自行调节第三挡流板的位置，使得可以缓解水平方向水的流速与方向，对桥墩本体进行保护，支撑环的设置为支撑板提供支撑，并且可以保证第第二转环、支撑环、第一转环与挡板之间的密闭性，防止有水进入，第三转环的设置是为了便于挡板、支撑环与第三挡流板等的旋转，固定杆的设置是为了对第二挡流板进行支撑；

3.任意两个第一挡流板之间的连线不与第二转环的任一条直径重合是为了保证在水流的作用下使得第二转环两侧的第一挡流板承受不一样的力，这样就可以实现在水流的作用下第一挡流板带动第二转环旋转，进而可以改变水流的流速与方向。

附图说明

图1是本发明第一视角结构示意图。

图2是本发明第二视角结构示意图。

图3是本发明支撑板内部结构示意图。

附图标记：1、桥墩本体；2、第一转环；3、第二转环；4、第一挡流板；5、第二挡流板；6、导流板；7、调节件；71、支撑板；72、第三挡流板；73、第一弹簧；74、挡板；75、固定杆；76、支撑环；77、第三转环；8、配重袋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1与图2所示，为本发明提供的一种基于水流方向与流速的自适应桥墩冲刷防护装置，包括桥墩本体1，桥墩本体1底部套设有第一转环2，第一转环2与桥墩本体1底部固定连接，河床以下的桥墩本体1图中未绘制，第一转环2转动连接有第二转环3，第二转环3与桥墩本体间隙设置，第二转环3套设于桥墩本体1，第二转环3周侧固定连接有若干第一挡流板4，第一转环2顶部设有第二挡流板5，第二挡流板5周侧固定连接有导流板6，第二挡流板5与第二转环3之间设有调节件7，第一转环2的设置为第二转环3提供支撑，第二转环3的设置为第一挡流板4提供支撑，第一挡流板4的设置是为了实现在水流动时，可以通过自身的旋转来改变桥墩本体1附近水平方向水流的流速与流向，并且可以根据水流的不同流向、不同流速自行调整，第二挡流板5与导流板6的设置是为了改变桥墩本体1附近竖直方向水流的流速与流向，进而实现对桥墩本体1更为全面的防护，调节件7的设置是为了使得第二挡流板5的位置随着水深自行调节，增加实用性。

如图2与图3所示，调节件7包括若干支撑环76与支撑板71，支撑环76套设于桥墩本体1且支撑环76置于第二转环3内，支撑环76与第二转环3内壁滑动连接且两者贴合设置，第一挡流板4空心设置，第一挡流板4顶部开口设置，支撑环76的数量与第一挡流板4的数量一致，支撑板71与支撑环76固定连接且支撑板71置于第一挡流板4内，支撑板71与第一挡流板4滑动连接，支撑板71内插设有第三挡流板72且两者滑动连接，第三挡流板72置于支撑板71内的一端与支撑板71之间固定连接有若干第一弹簧73，第一弹簧73的数量可以保证第三挡流板72在支撑板71内稳定滑动即可，第三挡流板72的滑动方向与支撑板71的滑动方向垂直，支撑板71固定连接有的挡板74，挡板74设置在支撑板71的顶部，并且第三挡流板72与挡板74贴合设置，挡板74转动连接有第三转环77，第三转环77与桥墩本体1滑动连接，第三转环77沿桥墩本体1滑动，第三转环77固定连接有固定杆75.固定杆75的数量不做限定，可以支撑第二挡流板75即可，固定杆75与第二挡流板5固定连接，调节件7的设置使得第二挡流板5的位置可以根据水深自行调整，并且可以根据水深自行调节第三挡流板72的位置，第三挡流板72远离支撑板71一端倾斜设置，并且在第三挡流板72底部设置凸块，使得第三挡流板72不会滑出第一挡流板4，凸块图中未标识，这样可以增加受力面积，更好的缓解流速，使得可以缓解水平方向水的流速与方向，对桥墩本体1进行保护，支撑环76的设置为支撑板71提供支撑，并且可以保证第二转环3、支撑环76、第一转环2与挡板74之间的密闭性，防止有水进入，第三转环77的设置是为了便于挡板74、支撑环76与第三挡流板72等的旋转，固定杆75的设置是为了对第二挡流板5进行支撑。

如图1与图2所示，第一转环2套设有配重袋8且与其固定连接，配重袋8的设置可以对桥墩本体1周围河床进行覆盖，河床图中未标识，对桥墩周围的下潜水流有一定的缓冲作用，同时保护河床泥沙不被冲走。

如图2与图3所示，任意两个第一挡流板4之间的连线不与第二转环3的任一条直径重合，且任一相邻第一挡流板4之间的角度不相等，这是为了保证在水流的作用下使得第二转环3两侧的第一挡流板4承受不一样的力，这样就可以实现在水流的作用下第一挡流板4带动第二转环3旋转，进而可以改变水流的流速与方向。

本实施例的实施原理为：把整个装置安装在桥墩本体1的底部，当无论水流在水平哪个方向流动，由于任一两个第一挡流板4之间的连线与第一转环2的直径不重合，所以任一第一挡流板4在水流下所受到的力不同，所以在水流动时，第一挡流板4会在水流的作用下带动第二转环3旋转，使得可以改变水流的流向速度，对桥墩本体1起到保护作用，在水深不同时，第二挡流板5、导流板6等在浮力的作用下会进行循环的上升与下降，实现第二挡流板5、导流板6在桥墩本体1上的自动调节，并且在第二挡流板5、导流板6循环的上升与下降时，支撑板71带动第三挡流板72也会循环的上升或下降，由于第三挡流板72一面倾斜设置，使第三挡流板72会在第一弹簧73的作用下循环的伸出或者伸进。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。