凸起塊式橋梁基礎消浪裝置的製作方法

2023-05-20 22:44:16 1

專利名稱：凸起塊式橋梁基礎消浪裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁工程技術領域，是一種用於消減作用在橋梁基礎 上的波浪力峰值的消浪裝置。
背景技術：
跨海橋梁的基礎所處環境比較惡劣，波浪對基礎產生衝擊作用，這種 衝擊作用為隨機動力荷載，峰值很大，將會對橋梁造成嚴重威脅。為保障 橋梁結構安全，需要研製消浪裝置來消減作用在橋梁基礎上的波浪力峰 值。
根據工程實踐和研究試驗，對於具有強大破壞力的海浪，採取消減波 能或順應海浪的方法比採取直接抗禦的方法更有效。因此，近幾十年來世 界各國竟相研究各種新型的消浪結構或者消浪塊體。
40年代，法國在碼頭工程中開始使用大圓筒深水防波堤。1961年， 加拿大人加蘭(Jarian)開發了多孔式沉箱直立堤。此後，研究者對大圓 筒深水防波堤和多孔式沉箱直立堤進行改進，發展了一系列消浪原理相似 的消浪結構，如日本研究開發的半圓型堤、多孔凹型曲面堤、波浪自穩防 波堤、曲面縱向開孔堤、防衝擊型堤等；中國提出一種梳式防波堤，梳式 防波堤是直立式防波堤結構型式的改進。
目前，用於直立式岸壁的消浪塊體有十餘種，比較成功的消浪塊產品 有日本的WAROK及中國臺灣的天力消浪塊，而後者是於80年代在日本 各種消浪砌塊的基礎上經多次實驗研究後製造出一種新的改進型式，其性 能較日本的各種消浪塊都有改善。雙柱式消浪塊是近年來提出的另外一種 新型的消浪塊，其性能可與日本的WAROK及臺灣的天力消浪塊相媲美。
研究發現，上述消浪結構或消浪塊體的消浪原理值得借鑑，但將其直 接應用於橋梁基礎消浪有一定的困難，原因在於(1)目前用於港口、碼
3頭工程的消浪結構或消浪塊體，其主要的目的在於降低波浪反射率，盡可 能減少港內外側的波浪能量交換，因此消浪結構往往自成一體，直接放置 在海床上，從海床到水面以上都是連續的，結構比較龐大和笨重。對於橋 梁基礎結構而言，橋梁基礎消浪結構的主要目的是消減其所受的波浪力， 而波浪能量主要集中在海面附近。因此，為了節省工程量，作為橋梁基礎 的消浪結構可以只在海面附近設置，且消浪結構與橋梁基礎可以有機的結 合在一起。(2)港口、碼頭工程中的消浪結構或消浪塊體只需消減港外側 的波浪。對橋梁基礎而言，波浪將可能從四周對橋梁基礎造成衝擊，因此，
橋梁基礎消浪結構應該對四周入射的波浪都具有很好的消浪功能。(3)研 究表明，消浪塊體形狀大小對不同的波浪的消浪效果不同，小型塊體適用 於短周期、短波長的波浪，而周期、波長較長的波浪則需要採用大型的塊 體。如果既需要消減波長較長的波，同時也要消減波長較短的波，則上述 消浪塊比較難以實現，原因在於同時採用大、小型的消浪塊不利於安裝， 大、小型消浪塊混用也不易形成上、下連通的孔穴，從而構不成消浪室； 對於其他一些消浪塊也存在類似的問題。對於海洋中的橋梁基礎而言，可 能既受到波長較長的波浪作用，也可能受到波長較短的波浪作用。
因此，尋求性能優異的橋梁基礎消浪裝置，需要借鑑已有的技術和經 驗，進行創新設計。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種凸起塊式橋梁基礎消浪裝置，其適用於 跨海橋梁基礎的消浪裝置，以克服現有技術的不足，它能夠最大限度地消 減作用在橋梁基礎上波浪力的峰值。
為達到上述目的，本實用新型的技術解決方案是
一種凸起塊式橋梁基礎消浪裝置，其包括大凸起塊和小凸起塊，兩者 固定在橋梁基礎側面上；
多個大凸起塊在橫向和豎向成陣列設置，在相互鄰接的大凸起塊之間 設有多個小凸起塊；
大凸起塊和小凸起塊的結構形式為多面體。
所述的消浪裝置，其所述大凸起塊的凸起高度為設計波長的0.05 0. 2倍，小凸起塊的凸起高度為大凸起塊凸起高度的0.125 0.25倍。 所述的消浪裝置，其所述多個小凸起塊，為至少3個。 所述的消浪裝置，其所述大凸起塊、小凸起塊為多面體，是至少為三
面錐體，錐尖向外。
所述的消浪裝置，其所述大凸起塊、小凸起塊可採用鋼筋混凝土或耐
腐蝕複合材料製作。
所述大凸起塊、小凸起塊布置在橋梁基礎側面沿豎向上2.5 3.0倍
設計波高區域內，該區域高度的中心位置與橋梁基礎的設計水位平齊。 本實用新型所述的用於橋梁基礎的消浪裝置是個全新的產品，其有益
效果是
一、 波浪經大凸起塊破碎後，又被小凸起塊繼續破碎，消耗能量。 因此，大、小凸起塊共同構成了消波耗能系統。
二、 大、小凸起塊形成高低起伏、凹凸不平的迎浪表面，延長了 波浪對橋梁基礎的作用時間，且作用在這些表面上的波浪力之間存在一定 的相位差，從而能夠消減作用在橋梁基礎上的波浪力峰值。
三、 大、小凸起塊還兼有防船撞的功能。
四、 消浪構件的構造簡單，可以在工廠預製加工完成後再在基礎 上安裝。因此，本實用新型實施方便、便於維護。


圖1為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置與橋梁基礎連接的立 體示意圖2為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置與橋梁基礎連接的主 視示意圖3為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置與橋梁基礎連接的左 視示意圖4為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置與橋梁基礎連接的俯 視示意圖5為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置的平面布置示意圖。 圖6為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置的另外一種平面布置圖7為本實用新型凸起塊式橋梁基礎消浪裝置的又一種平面布置形
式示意圖。
附圖中標記
大凸起塊l;小凸起塊2;橋梁基礎3;
大凸起塊高度(伸出長度)H;消浪裝置布置總高度(伸出長度)L;
設計波高Hs。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步詳細的描述。
如圖l、 2、 3、 4所示，本實用新型由大凸起塊l、小凸起塊2組成，兩 者都固定在橋梁基礎3上。
如圖l、 2、 3、 4、 5、 6和7所示，大凸起塊1和小凸起塊2在豎向和橫向 成間隔布置，形成陣列。在每一排中，相鄰大凸起塊l之間的空間，布置 三個小凸起塊2，前排的布置相對於後排布置在長度方向錯位一個大凸起 塊的位置。
如圖2、 3所示，大凸起塊1的高度H (伸出長度)根據設計波長確定， 通常為設計波長的0.05 0.2倍。小凸起塊2的高度(伸出的長度)是大凸 起塊l的高度(伸出的長度)的0.125 0.25倍。
上述圖1至圖5隻示意了一種布置方式，本實用新型還可以有其他的布 置方式。圖6和圖7給出了其他兩種布置形式，在圖6中，大凸起塊l的結構 形式為六稜錐體，在相鄰大凸起塊1間布置三個小凸起塊2，小凸起塊2的 結構形式為三稜錐體。圖7中大凸起塊的結構形式為四稜錐體，在相鄰大 凸起塊1間布置四個小凸起塊2，小凸起塊2的結構形式為四稜錐體。
大凸起塊l、小凸起塊2可採用鋼筋混凝土或耐腐蝕複合材料製作。
大凸起塊l、小凸起塊2布置在橋梁基礎3側面沿豎向上2. 5 3. 0倍設 計波高區域內，該區域高度的中心位置與橋梁基礎的設計水位平齊。
波浪襲擊橋梁基礎時，大凸起塊首先對波浪起到破碎作用，破碎的波 浪進入大凸起塊間隙時遇到小凸起塊，小凸起塊進一步破碎波浪，消耗波浪能。因此，大、小凸起塊共同構成了消波耗能系統。另一方面，相鄰凸起塊構成了凹凸不平的表面，延長了波浪對橋梁基礎的作用時間，且作用在這些表面上的波浪力之間存在一定的相位差，從而能夠消減作用在橋梁基礎上的波浪力峰值。
大、小凸起塊還具有防船撞的功能。
本實用新型所述的用於橋梁基礎的消浪裝置是個全新的產品，能夠消減作用在橋梁基礎上的波浪力峰值，且實施方便、便於維護。
權利要求1、一種凸起塊式橋梁基礎消浪裝置，其特徵在於包括大凸起塊(1)和小凸起塊(2)，兩者固定在橋梁基礎(3)側面上；多個大凸起塊(1)在橫向和豎向成陣列設置，在相互鄰接的大凸起塊(1)之間設有多個小凸起塊(2)；大凸起塊(1)和小凸起塊(2)為多面體。
2、 根據權利要求1所述的消浪裝置，其特徵在於所述大凸起塊(1)的凸起高度為設計波長的0.05 0.2倍，小凸起塊(2)的凸起高度 為大凸起塊(1)凸起高度的0.125 0.25倍。
3、 根據權利要求1或2所述的消浪裝置，其特徵在於所述多數 個小凸起塊(2)，為至少3個。
4、 根據權利要求1或2所述的消浪裝置，其特徵在於所述大凸、 起塊(1)、小凸起塊(2)為多面體，是至少為三面錐體，錐尖向外。
5、 根據權利要求1或2所述的消浪裝置，其特徵在於所述大凸 起塊(1)、小凸起塊(2)採用鋼筋混凝土或耐腐蝕複合材料製成。
6、 根據權利要求1或2所述的消浪裝置，其特徵在於所述大凸 起塊(1)、小凸起塊(2)布置在橋梁基礎(3)側面沿豎向上2.5 3.0 倍設計波高區域內，該區域高度的中心位置與橋梁基礎的設計水位平齊。
專利摘要一種凸起塊式橋梁基礎消浪裝置，涉及橋梁工程技術，包括大凸起塊和小凸起塊，兩者固定在橋梁基礎側面上，大凸起塊、小凸起塊布置在橋梁基礎側面沿豎向上2.5～3.0倍設計波高區域內，該區域高度的中心位置與橋梁基礎的設計水位平齊。多數個大凸起塊在橫向和豎向成陣列設置，在相互鄰接的大凸起塊之間設有多個小凸起塊；大凸起塊和小凸起塊為多面體。大凸起塊的凸起高度為設計波長的0.05～0.2倍，小凸起塊的凸起高度是大凸起塊凸起高度的0.125～0.25倍。大、小凸起塊採用鋼筋混凝土、耐腐蝕複合材料等製成。波浪襲擊橋梁基礎時，本實用新型的消浪裝置能夠消減作用在橋梁基礎上的波浪力峰值，且構造簡單，實施方便。
文檔編號E02D31/00GK201292540SQ20082012383
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月19日 優先權日2008年11月19日
發明者高 劉, 劉天成, 吳宏波, 孟凡超, 徐國平, 毅 李, 王秀偉, 陳上有 申請人:中交公路規劃設計院有限公司