一種防護勾連體及由其組成的堆砌空間結構的製作方法
2023-09-19 06:36:30
專利名稱：一種防護勾連體及由其組成的堆砌空間結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防護勾連體，特別是涉及一種構件自身在散拋狀態下可實現各自勾連的防護勾連體。
背景技術：
以往的航道防護工程實例表明，航道防護建築物中護灘或者護底的破壞是引起防護建築物損壞和灘漕不穩的主要原因之一。目前對岸灘和防護建築物的基礎砂體免受衝刷的守護措施，大多是利用護灘或者護底排體自身的重量來維持岸灘或護底的穩定。這種完全被動式的守護，在較高水流條件下，由於水流的脈動性等原因，造成排體邊緣或者護體之間局部淘刷最終形成嚴重破壞的情況較為常見。隨著工程科學技術的發展，越來越多的人開始研究能夠改善護灘、護底破壞的結構型式，國內上世紀80年代末水利部西北水利科學研究所韓瀛觀等提出了一種四面六邊透水框架，在護岸加固中得到了較好的應用，但是在實際運用中也存在一些不足，主要體現在以下兩個方面:(1)四面六邊透水框架在實際使用時，由於各四面六邊透水框架間勾連性較弱，需要3 5個綁紮拋投，但整體穩定性仍然不足，在水流作用下產生位移，降低了防護效果；(2)四面六邊透水框架杆件焊接處容易腐蝕、開裂，杆件散落，導致結構完全破壞。
發明內容為了解決上述以往工程中的不足，本實用新型的目的在於提供一種能夠有效改善水底水流結構、在守護區形·成較好的消能防衝效果，且不易變形、具有較好強度的防護勾連體。本實用新型所述的防護勾連體，包括中間體，中間體的兩端連接具有開口的勾體，中間體和/或勾體由中空的柱狀體構成，勾體首尾相連形成的封閉平面的面積為勾體面積，勾體柱狀體的橫截面積為勾體截面面積，所述勾體面積與勾體截面面積之比為50:1-200:1。若勾體首尾相連形成的封閉平面為正方形，則勾體面積為邊長*邊長之積；若勾體首尾相連形成的封閉平面為長方形，則勾體面積為長*寬之積；若勾體首尾相連形成的封閉平面為梯形，則勾體面積為1/2 (上底+下底)*高。其中，上述的邊長、長、寬、上底、下底、高均為軸線的長度。本實用新型所述的防護勾連體，通過中間體及中間體兩端具有開口的勾體，勾連體單元之間不需增加其他約束，通過拋投，單元之間即可實現主動勾連，這樣勾連在一起的勾連體很難被分開。當產生連鎖效應或勾連在一起的勾連體數量增加後，各勾連體之間更難被分隔開。由於各單元之間可以實現主動勾連，整體性更好，勾連體拋投區域形成孔隙性結構，能夠有效降低水流速度，起到消能防衝的作用。本實用新型可以調整勾體面積與勾體截面面積之比，比值過小，自重變形大；比值過大，延伸勾連體強度不夠。本實用新型的防護勾連體，勾體是由一底部連接到內臂、外臂構成的一側有開口的彎勾，內臂與中間體連接，這樣的結構具有良好的勾連能力。本實用新型的防護勾連體，勾體由中空的柱狀體構成，勾體內壁上連接有若干加強筋，各加強筋間形成孔狀，這樣一方面可以節省材料，降低成本，減少自身重量，另一方面再將勾連體拋入岸灘後，泥沙等可以填充入形成的孔狀結構內，使勾連體的重心下移，能夠更好的起到防衝的作用。優選的，所述加強筋為上下兩組相切的圓弧，圓弧首尾相接並與內壁相連形成若干孔狀，相切圓弧的設置不但可以提高勾體的強度，而且可以減少應力，在防護過程中，使勾體結構不易被破壞，提高勾連體的使用壽命。本實用新型的防護勾連體，所述加強筋還可以為其他多種形式，如可以為柵狀、〃Z〃形或"X"形。本實用新型所述的勾連體壁厚與加強筋的厚度相同，優選為l_4mm。本實用新型的防護勾連體，中間體與勾體之間可以一體成型，也可以是可拆卸的。當中間體與勾體之間可拆卸時，中間體與勾體通過卡環或卡銷連接，使兩勾體可以圍繞中間體再任意方向轉動，從而增加勾連的機率。本實用新型的防護勾連體，其中間體與勾體的底部、內臂、外臂的長度相同，中間體與兩端勾體形成一個空間立方體，使整個勾連體具有各向同性，這樣可以提高勾連體單元之間的勾連能力，隨意亂放，都能很容易彼此相勾連，脫離更困難。本實用新型的防護勾連體，所述中間體和勾體的截面可以為多種形式的，如可以為"U"形截面、圓形截面或矩形截面，優選"U"形截面。本實用新型所述的防護勾連體的材料為塑料，優選為大比重的塑料。
本實用新型還公開了一種由防護勾連體組成的堆砌空間結構，所述防護勾連體具有第一勾體、第二勾體和第一勾體、第二勾體之間的中間體，當兩個防護勾連體相交時，防護勾連體之間通過第一勾體、第二勾體或中間體勾連。本實用新型的防護勾連體在堆砌的過程中可以隨意勾連。這種性質可以快捷、有效地形成堆砌空間結構。本實用新型所述的堆砌空間結構還包括過濾材料，所述過濾材料至少與防護勾連體的一部分相接觸。如果空間堆砌結構用來加固堤壩，土、砂、礫石這樣的材料可以填入到空間結構中。相互勾連的防護勾連體可以保證和堤壩芯的強連接。依據過濾材料的種類，這樣的堤壩芯可以允許水透過或植被生長。依據所需，堆砌結構中的過濾材料可以多種多樣，如含有天然材料(土體)和(或)塑料和(或)膠和(或)其他材料等。本實用新型所述堆砌空間結構用於覆蓋或加固地表結構。所述地表結構含有一個傾斜表面，具體為壩體、水下、或者部分在水上，部分在水下。本實用新型所述堆砌空間結構用途廣泛，比如人工礁、道路和建築支撐、防止土壤侵蝕、土體加固、築壩或防洪柵、鋼纜、防水布、浮島、樁頭、獨立基礎、陡坡、臨時道路、鋼筋混凝土等等。當用做流體表面的覆蓋時，防護勾連體可以設計成中空形式以滿足特定的質量需要。當應用於海底加固或製作人工礁石等，堆砌單元可以從船中被放置下海，到達海底時，藉助水流作用或者潛水員勾連在一起。
[0022]圖1是防護勾連體的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型，以下實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受下述實施例的限制。實施例1如圖1所示，防護勾連體，包括中間體3，中間體3的兩端連接具有開口的勾體1、勾體2，勾體1、勾體2由中空的柱狀體構成。勾體I是由一底部11連接到內臂12、外臂13構成的一側有開口的彎勾，內臂12與中間體3相接。勾體2是由一底部21連接到內臂22、外臂23構成的一側有開口的彎勾，內臂22與中間體3相接。中間體3與勾體I的底部11、內臂12、外臂13和勾體2的底部21、內臂22、外臂23的長度相同，勾體1、勾體2與中間體3形成一個空間立方體，勾體1、勾體2和中間體3的截面為"U"形截面。勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為上下兩組相切的圓弧，圓弧首尾相接並與內壁相連形成外露的孔狀。勾體1、勾體2與中間體3之間是可拆卸的，勾體1、勾體2與中間體3之間通過卡環連接，以便於拆卸和裝配，利於運輸。本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為2.0 g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同,均為1mm。勾體I面積為600mm*600mm，勾體I截面面積為60mm*60mm，勾體I面 積與勾體I截面面積之比為100:1，勾體2面積為600mm*600mm，勾體2截面面積為60mm*60mm，勾體2面積與勾體2截面面積之比為100:1，勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量和在5公斤拉力作用下的變形量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，再通過計算求出其變形角，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。實施例2勾體1、勾體2和中間體3的截面為矩形截面，勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為柵狀，勾體1、勾體2與中間體3之間是可拆卸的，勾體1、勾體2與中間體3之間通過卡鞘連接，其餘同實施例1 ;本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為2.0 g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同,均為4mm。勾體I面積為400mm*400mm，勾體I截面面積為40mm*20mm，勾體I面積與勾體I截面面積之比為200:1，勾體2面積為400mm*400mm，勾體2截面面積為40mm*20mm，勾體2面積與勾體2截面面積之比為200:1，勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量和在5公斤拉力作用下的變形量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，再通過計算求出其變形角，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。實施例3勾體1、勾體2和中間體3的截面為圓形截面，勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為〃z"形，勾體1、勾體2與中間體3之間是一體成型的，其餘同實施例1 ;本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為2.0 g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同，均為2mm。勾體I面積為600mm*300mm，勾體I截面面積為3600mm2，勾體I面積與勾體I截面面積之比為50:1，勾體2面積為600mm*300mm，勾體2截面面積為3600mm2，勾體2面積與勾體2截面面積之比為50:1，勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量和在5公斤拉力作用下的變形量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，再通過計算求出其變形角，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。實施例4勾體1、勾體2和中間體3的截面為"U"形截面，勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為"X"形，其餘同實施例1;本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為2.0 g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同,均為4mm。勾體I面積為400mm*300mm，勾體I截面面積為800 mm2,勾體I面積與勾體I截面面積之比為150:1,勾體2面積為400mm*300mm，勾體2截面面積800 mm2,勾體2面積與勾體2截面面積之比為150:1，勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量和在5公斤拉力作用下的變形量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，再通過計算求出其變形角，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。實施例5將大量的如圖1所示的防護勾連體單元被堆砌放置，在空間上與其他防護勾連體單元自由勾連，從而形成一種堆砌空間結構。此結構能夠有效降低水流，起到消能防衝的作
用。 對比例1勾體1、勾體2和中間體3的截面為圓形截面，勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為〃z"形，勾體1、勾體2與中間體3之間是一體成型的，其餘同實施例1 ;本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為2.0g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同,均為3mm。勾體I面積為900mm*900mm，勾體I截面面積為3000mm2，勾體I面積與勾體I截面面積之比為270:1，勾體2面積為900mm*900mm，勾體2截面面積3000mm2，勾體2面積與勾體2截面面積之比為270: 1，勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量，再通過計算求出其變形角，勾連體在5公斤的拉力作用下裝配的地方已經出現裂紋，無法進行測量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。對比例2勾體1、勾體2和中間體3的截面為矩形截面，勾體1、勾體2內壁上連接有若干加強筋，加強筋為柵狀，勾體1、勾體2與中間體3之間是可拆卸的，勾體1、勾體2與中間體3之間通過卡鞘連接，其餘同實施例1 ;本實施例所示防護勾連體所用材料為大比重的塑料聚丙烯+BaSO4,比重為
2.0 g/cm3,勾連體壁厚與加強筋的厚度相同，均為2mm。勾體I面積為300mm*300mm，勾體I截面面積為150mm*20mm，勾體I面積與勾體I截面面積之比為30:1，勾體2面積為3OOmm*3OOmm,勾體2截面面積150mm*20mm，勾體2面積與勾體2截面面積之比為30:1,勾連體裝配完成後，用尺子分別量出勾連體在自重作用下的變形量和在5公斤拉力作用下的變形量，其中5公斤拉力的受力點在勾體遠端點位置，再通過計算求出其變形角，測量在常溫下進行(15°C 30°C )，測試結果如表I所示。表 I
權利要求1.一種防護勾連體，其特徵在於，包括中間體，中間體的兩端連接具有開口的勾體，中間體和/或勾體由中空的柱狀體構成，勾體首尾相連形成的封閉平面的面積為勾體面積，勾體柱狀體的橫截面積為勾體截面面積，所述勾體面積與勾體截面面積之比為50:1-200:1。
2.根據權利要求1所述的防護勾連體，其特徵在於，所述勾體面積與勾體截面面積之比為 100:1-150:1。
3.根據權利要求1或2所述的防護勾連體，其特徵在於，所述勾體是由一底部連接到內臂、外臂構成的一側有開口的彎勾，內臂與中間體連接。
4.根據權利要求1或2所述的防護勾連體，其特徵在於，所述勾體內壁上連接有若干加強筋，各加強筋間形成孔狀。
5.根據權利要求4所述的防護勾連體，其特徵在於，所述加強筋為上下兩組相切的圓弧，圓弧首尾相接並與內壁相連形成若干孔狀。
6.根據權利要求4所述的防護勾連體，其特徵在於，所述加強筋為柵狀、"Z"形或"X"形。
7.根據權利要求4所述的防護勾連體，其特徵在於，所述勾連體壁厚與加強筋的厚度相同，為l-4mm。
8.根據權利要求1或2所述的防護勾連體，其特徵在於，所述中間體與勾體之間通過卡環或卡銷連接。
9.根據權利要求3所述的防護勾連體，其特徵在於:所述中間體與勾體的底部、內臂、外臂的長度相同。
10.根據權利要求1或2所述的防護勾連體，其特徵在於:所述中間體與勾體的截面為"U"形截面、圓形截面或矩形截面。
11.根據權利要求1所述的防護勾連體，其特徵在於，所述防護勾連體的材料為塑料。
12.—種由權利要求1所述的防護勾連體組成的堆砌空間結構，其特徵在於，所述防護勾連體具有第一勾體、第二勾體和第一勾體、第二勾體之間的中間體，當兩個防護勾連體相交時，防護勾連體之間通過第一勾體、第二勾體或中間體勾連。
13.根據權利要求12所述的堆砌空間結構，其特徵在於，還包括過濾材料，所述過濾材料至少與防護勾連體的一部分相接觸。
14.根據權利要求13所述的堆砌空間結構，其特徵在於，所述過濾材料包含土體材料、塑料材料或膠體材料。
15.根據權利要求12所述的堆砌空間結構，其特徵在於，所述堆砌空間結構用於覆蓋或加固地表結構。
16.根據權利要求15所述的堆砌空間結構，其特徵在於，所述地表結構含有一個傾斜表面。
17.根據權利要求16所述的堆砌空間結構，其特徵在於，所述地表結構為壩體、水下、或者部分在水上，部分在水下。
專利摘要本實用新型公開了一種防護勾連體及由其組成的堆砌空間結構，其中防護勾連體包括中間體，中間體的兩端連接具有開口的勾體，中間體和/或勾體由中空的柱狀體構成，勾體首尾相連形成的封閉平面的面積為勾體面積，勾體柱狀體的橫截面積為勾體截面面積，所述勾體面積與勾體截面面積之比為50:1-200:1。本實用新型的勾連體單元之間不需增加其他約束，通過拋投，單元之間即可實現主動勾連,整體性更好，勾連體拋投區域形成孔隙性結構，能夠有效降低水流，起到消能防衝的作用。將勾體面積與勾體截面面積之比限定在特定比例，此結構不易變形，且具有較好的強度，可廣泛應用於岸灘防護、橋墩防護、航道防護以及堤壩等工程建設。
文檔編號E02B3/14GK203113280SQ201320084610
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月25日 優先權日2013年2月25日
發明者吳澎, 肖大選, 肖鵬, 蔣賢志, 周發林, 姜俊傑, 方愛東, 王大中, 葉南飈, 黃明毅, 蘆志強, 曹民雄, 祝振宇, 佘俊華, 高志偉, 王效遠, 蔡建冬, 趙凱, 鄧榮堅 申請人:金髮科技股份有限公司, 中交水運規劃設計院有限公司, 長江南京以下深水航道建設工程指揮部