[实用新型]下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置

权利要求书

1.一种下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，该装置在桥墩或桥桩底部周围局部冲刷坑达到设定深度后铺设，用于对跨海或跨河桥梁桥墩基础冲刷进行防护；

该装置包括下凹的旋转正态曲面防护结构以及铺设在所述旋转正态曲面防护结构内部的特定厚度的散粒体，所述的旋转正态曲面防护结构包括一段旋转正态曲面壳体以及一段插入河床中用于固定所述正态曲面壳体的底座，且所述旋转正态曲面壳体的底部位于床面以下mh_b处，h_b为最大冲刷坑深度,m＝0.7～0.9。

2.根据权利要求1所述的下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述旋转正态曲面防护结构的厚度为a，以桥墩的中心与未冲刷的河床平面的交点为原点，水流方向为x轴正方向、水平面内垂直于水流方向的为y轴、桥墩轴线向下为z轴正方向，则所述正态曲面壳体的内表面为满足如下方程的曲面：

其中，x,y,z为正态曲面壳体内表面点的坐标，l为所述正态曲面壳体套设在桥墩后正态曲面壳体的内表面距离桥墩表面的间隙距离；σ为与冲刷坑范围相关的方差值，h₀为正态曲面壳体上部到床面的距离。

3.根据权利要求1所述的下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述散粒体层厚度Δh与冲刷坑最大深度h_b的比值λ满足如下条件：

散粒体颗粒有效重力：G'＝G-F_T

散粒体重力：

浮力：

水流力：A为迎水面面积：C_D为推力系数；

其中，F_w为水流力；μ为冲刷坑床面的摩擦系数；L为冲刷坑长度；α，β为冲刷坑前后两部分坡面与水平面的夹角，ρ_w为水密度。

4.根据权利要求1所述的下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，所述底座为圆柱套筒形底座，其厚度与正态曲面壳体厚度相同，该底座的内表面满足如下关系：

h_c为圆柱套筒形底座高度。

5.根据权利要求4所述的下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，a＝0.1～0.3m，h_c＝1～2m。

6.根据权利要求3所述的下凹型旋转正态曲面与散粒体结合的桥墩冲刷防护装置，其特征在于，散粒体粒径d为当地自然条件下极端流速作用时泥沙起动粒径的3～5倍。