江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及江河岸坡結(jié)構(gòu)，尤其是涉及江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]江河治理工程中，對(duì)河道水流斜沖、頂沖邊岸、水流束窄段，需要采取一定的工程防護(hù)措施，達(dá)到使河道岸坡安全、水流平穩(wěn)輸送目的。目前，修建防護(hù)工程使用的主要材料概括可分為四大類:土木結(jié)構(gòu)，磚石結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)。土木結(jié)構(gòu)材料以窮土、木粧和植物枝蔓為主；磚石結(jié)構(gòu)以燒制磚、塊石為主，主要以砌護(hù)結(jié)構(gòu)體抵抗水流沖刷；混凝土結(jié)構(gòu)有整體現(xiàn)澆護(hù)坡、膜袋混凝土護(hù)坡、鋼筋混凝土透水粧壩結(jié)構(gòu)等；混合結(jié)構(gòu)綜合土木和砌體聯(lián)合利用。
[0003]按防護(hù)體結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)可分為剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)兩種，通常，在河道平順段，多采取剛性結(jié)構(gòu)；在河道彎曲變形段，采用柔性結(jié)構(gòu)。剛性防護(hù)多采用現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土、模袋混凝土、鋼筋混凝土墻、漿砌石墻等；剛性結(jié)構(gòu)整體性好，抗沖能力強(qiáng)，在約束水流、穩(wěn)定岸坡、美化環(huán)境方面效果明顯，主要缺點(diǎn)是適應(yīng)變形能力差，受河底沖刷變形、背坡土基變形影響，破壞多為斷裂、局部垮塌、滑移等。柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是有一定變形空間，防護(hù)材料單體間約束小，常見工程措施有散拋石、籠石、柳石枕、多腳混凝土預(yù)制塊等，優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)變形能力強(qiáng)，易施工；缺點(diǎn)是抗沖能力弱，遇較大洪水時(shí)易損壞。破壞多為局部塌落、夾帶走失等；為加強(qiáng)防護(hù)的整體性，工程上大多用籠石小單元結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)。
[0004]通常，在大江大河的治理中，較多采取砌石和混凝土結(jié)合的剛性結(jié)構(gòu)邊岸防護(hù)，近些年來(lái)較多采用鋼絲網(wǎng)籠石柔性結(jié)構(gòu)，應(yīng)用較廣。但無(wú)論哪一種防護(hù)結(jié)構(gòu)，其防護(hù)的原理都是依靠自身抵抗沖擊或挑流離岸，偏重于被動(dòng)適應(yīng)河床變形，較少主動(dòng)改變近岸水流流態(tài)和能量來(lái)達(dá)到穩(wěn)定防護(hù)基底河床。如何通過(guò)利用江河岸坡防護(hù)自身結(jié)構(gòu)達(dá)到主動(dòng)消減近岸水能以達(dá)到安全目，目前還未見諸有關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的在于提供一種江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取下述技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型所述的江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿順?biāo)鞣较蛩焦潭ㄔ诮幼o(hù)坡坡面上的開縫鋼管和置于其內(nèi)的仿水草柔性消能體，所述開縫鋼管為沿護(hù)坡坡面上、下間隔布置的多層；所述仿水草柔性消能體為間隙套裝于開縫鋼管內(nèi)的內(nèi)鋼管，所述內(nèi)鋼管上沿軸向間隔纏繞有多根仿水草柔性纖繩，所述每根仿水草柔性纖繩的端部均延伸出開縫鋼管的開縫之外并與低密度浮球固定連接；所述低密度浮球的直徑大于開縫鋼管的開縫寬度。
[0008]所述內(nèi)鋼管為開縫內(nèi)鋼管，所述開縫內(nèi)鋼管內(nèi)沿軸向間隙插裝有卡條，所述卡條的寬度大于開縫內(nèi)鋼管的縫寬，卡條上沿軸向固定有布邊，所述多根仿水草柔性纖繩均與所述布邊固定連接；所述開縫鋼管的兩管口分別設(shè)置有管堵，所述管堵內(nèi)端面上設(shè)置有定位軸，所述定位軸延伸至開縫內(nèi)鋼管的管口中。
[0009]所述開縫鋼管的長(zhǎng)度為6米-9米，沿順?biāo)鞣较蛳噜彽拈_縫鋼管上、下交錯(cuò)布置。
[0010]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于消除因防護(hù)導(dǎo)致河底沖刷下切加大、破壞防護(hù)基礎(chǔ)的現(xiàn)象。將仿水草柔性材料和剛性措施相結(jié)合，增加了防護(hù)工程的消能作用，使防護(hù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，改善了防護(hù)工程周圍的水流邊界條件，減弱防護(hù)基底河床的沖刷變形；仿水草柔性消能體可以靈活調(diào)整位置和更換，延長(zhǎng)了工程使用年限。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述開縫鋼管布置于江河護(hù)坡坡面上的示意圖(圖中隱去仿水草柔性纖繩和低密度浮球)。
[0012]圖2是圖1的A-A向斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是圖2的B-B向剖面圖。(圖中隱去江河護(hù)坡)。
[0014]圖4是本實(shí)用新型所述開縫鋼管和置于其內(nèi)的仿水草柔性消能體的裝配示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1-4所示，本實(shí)用新型所述的江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿順?biāo)鞣较騃通過(guò)預(yù)埋錨栓水平固定在江河護(hù)坡坡面2上的開縫鋼管3和置于其內(nèi)的仿水草柔性消能體，根據(jù)江河岸坡的高程，開縫鋼管3可以沿護(hù)坡坡面2上、下間隔布置兩層、三層或多層，開縫鋼管3的長(zhǎng)度根據(jù)不同坡段在6米-9米之間選擇，相鄰坡段的開縫鋼管3上、下層交錯(cuò)布置，這樣便于更換開縫鋼管3內(nèi)的仿水草柔性消能體。
[0016]如圖3-4所示，仿水草柔性消能體為間隙套裝于開縫鋼管3內(nèi)的開縫內(nèi)鋼管4，開縫內(nèi)鋼管4內(nèi)沿軸向間隙插裝有卡條5，卡條5的寬度大于開縫內(nèi)鋼管4的縫寬以避免卡條5自縫中穿出，卡條5上沿軸向固定有布邊6，布邊6上沿長(zhǎng)度方向間隔固定有多根仿水草柔性纖繩7，仿水草柔性纖繩7采用PET-PP聚酯/聚丙烯材料制成，仿水草柔性纖繩7的長(zhǎng)度根據(jù)防護(hù)水流情況確定，布邊6和多根仿水草柔性纖繩7纏繞在開縫內(nèi)鋼管外周面，每根仿水草柔性纖繩7的端部均延伸出開縫鋼管3的開縫之外并與低密度浮球8固定連接，低密度浮球8的直徑大于開縫鋼管3的開縫寬度，以避免低密度浮球8進(jìn)入開縫鋼管3的內(nèi)腔；開縫鋼管3的兩管口分別設(shè)置有管堵9，管堵9內(nèi)端面上設(shè)置有定位軸10，定位軸10延伸至開縫內(nèi)鋼管4的管口中以起到定位開縫內(nèi)鋼管4作用。
[0017]本實(shí)用新型消能防護(hù)原理簡(jiǎn)述如下:
[0018]江河邊岸復(fù)雜水流由于渦動(dòng)疊加，使得防護(hù)工程底部河床水流漩渦更有利搬移河床土粒，使得根部出現(xiàn)下切淘挖現(xiàn)象。減弱回流及漩渦強(qiáng)度，則可削減水流對(duì)河床的不利作用。
[0019]天然河道高水位時(shí)，斜沖、頂沖部位的水流狀態(tài)為紊流，具有旋渦性、擴(kuò)散性和耗散性的特點(diǎn)。紊流場(chǎng)能量的輸送通過(guò)旋渦傳遞維持紊流的運(yùn)行，紊流的能量損失主要是在能量級(jí)串的末級(jí)小尺度旋渦的黏性耗散實(shí)現(xiàn)的，因此小尺度旋渦在能量耗散方面的作用十分顯著。紊流旋渦的逐級(jí)分裂破碎過(guò)程有使紊流運(yùn)動(dòng)趨于均勻化和各向同性化的作用，它使小尺度的旋渦各向異性大大減弱以致接近各向同性。小尺度旋渦受流場(chǎng)邊界條件的影響也逐漸減弱，直致與流場(chǎng)邊界條件無(wú)關(guān)。
[0020]天然河道彎道段的紊流，屬剪切紊流中近壁紊流下的邊界層紊流，紊動(dòng)渦流由大到小，沿坡面2傳播，靠近底部附近紊動(dòng)強(qiáng)度最大，靠近水面紊動(dòng)強(qiáng)度最弱，且由邊岸向內(nèi)逐漸減弱。
[0021]仿水草柔性消能防護(hù)改變了水流渦動(dòng)空間，低密度浮球8和仿水草柔性纖繩7漂浮于水中對(duì)水流起到拖拽作用，阻止了渦體的輸送，起到加速分解大渦體為小渦體、減小水流渦動(dòng)速度作用，使水位局部壅高，動(dòng)能降低，從而達(dá)到對(duì)江河岸坡消能防護(hù)目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括沿順?biāo)鞣较蛩焦潭ㄔ诮幼o(hù)坡坡面上的開縫鋼管和置于其內(nèi)的仿水草柔性消能體，所述開縫鋼管為沿護(hù)坡坡面上、下間隔布置的多層；所述仿水草柔性消能體包括間隙套裝于開縫鋼管內(nèi)的內(nèi)鋼管，所述內(nèi)鋼管上沿軸向間隔纏繞有多根仿水草柔性纖繩，所述每根仿水草柔性纖繩的端部均延伸出開縫鋼管的開縫之外并與低密度浮球固定連接；所述低密度浮球的直徑大于開縫鋼管的開縫寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)鋼管為開縫內(nèi)鋼管，所述開縫內(nèi)鋼管內(nèi)沿軸向間隙插裝有卡條，所述卡條的寬度大于開縫內(nèi)鋼管的縫寬，卡條上沿軸向固定有布邊，所述多根仿水草柔性纖繩均與所述布邊固定連接；所述開縫鋼管的兩管口分別設(shè)置有管堵，所述管堵內(nèi)端面上設(shè)置有定位軸，所述定位軸延伸至開縫內(nèi)鋼管的管口中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述開縫鋼管的長(zhǎng)度為6米-9米，沿順?biāo)鞣较蛳噜彽拈_縫鋼管上、下交錯(cuò)布置。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種江河岸坡仿水草消能防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括沿順?biāo)鞣较蛩焦潭ㄔ诮幼o(hù)坡坡面上的開縫鋼管和置于其內(nèi)的仿水草柔性消能體，開縫鋼管為沿護(hù)坡坡面上、下間隔布置的多層；仿水草柔性消能體為間隙套裝于開縫鋼管內(nèi)的內(nèi)鋼管，內(nèi)鋼管上沿軸向間隔纏繞有多根仿水草柔性纖繩，每根仿水草柔性纖繩的端部均延伸出開縫鋼管的開縫之外并與低密度浮球固定連接；低密度浮球的直徑大于開縫鋼管的開縫寬度。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于消除因防護(hù)導(dǎo)致河底沖刷下切加大、破壞防護(hù)基礎(chǔ)的現(xiàn)象。使防護(hù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，改善了防護(hù)工程周圍的水流邊界條件，減弱防護(hù)基底河床的沖刷變形；仿水草柔性消能體可以靈活調(diào)整位置和更換，延長(zhǎng)了工程使用年限。
【IPC分類】E02B3-06
【公開號(hào)】CN204510136
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520127278
【發(fā)明人】蘇東喜
【申請(qǐng)人】黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日