[发明专利]一种具有涉水桥梁的河床防护装置及防护方法

说明书

本发明涉及涉水桥梁基础冲刷防护技术领域，具体是涉及一种具有涉水桥梁的河床防护装置及防护方法。包括用于向河水中通入气体以减小在桥墩处水流对河床冲刷的鼓风曝气系统，用于检测水流参数的参数检测单元，用于依据参数检测单元获取的数据向鼓风曝气系统发送指令的控制系统；参数检测单元的输出端连接控制系统的输入端，控制系统的输出端连接鼓风曝气系统的输入端。从河床面向河水中通入一定压力的气体，能够改变桥墩周围水流结构，阻碍桥墩前水流下潜或桥墩周边湍流漩涡对河床的冲刷而带走桥墩周围的泥沙，来降低水流对桥梁基础的影响，保证桥梁基础稳定。

技术领域

本发明涉及涉水桥梁基础冲刷防护技术领域，具体是涉及一种具有涉水桥梁的河床防护装置及防护方法。

背景技术

设置在河道中的桥墩减小了桥位处原河道的过水面积，桥位处区段的河道水流加速，加之墩前下潜水流、墩周马蹄涡流和垂直管状尾涡等作用，在桥墩周围形成结构复杂的湍流漩涡体系，剧烈扰动的旋涡带走桥墩周围河床泥沙形成一个局部冲刷区，桥墩基础局部冲刷将减小桥梁基础的埋深，造成桥梁基础受损、桥梁承载力下降，特别是洪水期间冲刷剧烈，严重还会导致桥墩失稳和桥梁倾覆。虽然人们已就桥墩局部流场结构、泥沙侵蚀输运特性、局部冲坑演变特征等进行了深入研究，但由于湍流漩涡体系复杂，目前仍难于全面掌握局部冲刷演变机理，采用一定的工程措施进行桥梁基础局部冲刷防护是常用方法。由于局部冲刷受水流状态、桥墩墩形、床沙组成、河床形态等因素影响，已有的桥梁基础局部冲刷防护效果均有不足之处。

剧烈扰动的旋涡带走桥墩周围河床面泥沙形成桥梁浅基，桥梁浅基即由于桥墩周围的泥沙被带走而导致桥墩周围的泥沙减少。浅基桥梁不但使汛期行车安全受到威胁，严重还会导致桥墩失稳和桥梁倾覆。

因此，亟需解决河水冲刷带走桥墩周围的泥沙以降低冲刷对桥墩的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一是提供了一种具有涉水桥梁的河床防护装置，通过向河水中鼓入气体，局部改变水流结构，消减水流的冲刷作用，降低水流对桥梁基础的影响，保证桥梁基础稳定。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种具有涉水桥梁的河床防护装置，包括用于向河水中通入气体以减小在桥墩处水流对河床冲刷的鼓风曝气系统，用于检测水流参数的参数检测单元，用于依据参数检测单元获取的数据向鼓风曝气系统发送指令的控制系统；所述参数检测单元的输出端连接控制系统的输入端，所述控制系统的输出端连接鼓风曝气系统的输入端。

进一步，所述鼓风曝气系统包括鼓风机和冲刷防护管网，所述鼓风机与冲刷防护管网连通；所述控制系统的输出端与鼓风机的驱动端连接。

进一步，所述冲刷防护管网设置在桥墩的上游来水侧和/或冲刷防护管网设置在桥墩的四周。

进一步，所述冲刷防护管网包括与鼓风机相连通的鼓风曝气管道，设置在鼓风曝气管道上且与鼓风曝气管道连通的曝气头，各个鼓风曝气管道彼此连通。

进一步优选的，所述曝气头的上部和/或侧面和/或底部设置有出气孔。

进一步，所述参数检测单元包括水压传感器，所述水压传感器的输出端与控制系统的输入端连接；或者，所述参数检测单元包括流速传感器，所述流速传感器的输出端与控制系统的输入端连接；或者，所述参数检测单元包括水压传感器和流速传感器，所述水压传感器的输出端和控制系统的第一输入端连接，所述流速传感器的输出端和控制系统的第二输入端连接。

进一步优选的，所述水压传感器的外部设置有外罩，所述外罩为镂空状。

本发明的目的之二是提供一种具有涉水桥梁的河床防护方法，包括如下步骤：

S1，获取河水的水流参数；