[发明专利]一种涉水墩柱用气垫式抗冰防护结构、防护单元及其施工方法

权利要求书

1.一种涉水墩柱用气垫式抗冰防护结构，其特征在于，所述防护结构由防护单元(1)并排串联构成，为薄板状的模块化结构；

每一个防护单元(1)并排着立式贴附于桥墩和/或桩柱结构上与冰面的接触作用区域；

相邻防护单元(1)通过至少上下两道绳索穿过所述套槽(10)绑定到桥墩和/或桩柱结构上，紧密排布。

2.如权利要求1所述的一种防护结构，其特征在于，相邻防护单元(1)间通过充气阀(6)、排气阀(7)、气管(11)相互串联，任意一个防护单元(1)内气体可通过排气阀(7)经气管(11)流入相邻防护单元(1)，用于串联防护单元(1)间的气压传递。

3.一种防护单元，应用于权利要求1所述的一种涉水墩柱用气垫式抗冰防护结构的使用中，其特征在于，防护单元(1)，用于降低作用于桥墩和/或桩柱结构上的冰荷载，防护单元(1)包括：

至少一个的上舱室(2)，防护单元在充气后，用于承接作用于防护单元表面的冰荷载；

与所述上舱室(2)下端相连接的至少一个的下舱室(3)，防护单元在充气后，部分防护单元(1)可置于水中，用于防护单元(1)的配重。

4.如权利要求3所述的一种防护单元，其特征在于，所述上舱室(2)与所述下舱室(3)可一体成型，所述上舱室(2)与所述下舱室(3)相连接的部分为舱室隔断层(4)。

5.如权利要求3-4任意一项所述的一种涉水墩柱用气垫式抗冰防护单元，其特征在于，所述上舱室(2)内设有多层水平向的拉丝结构(5)，用于所述上舱室(2)充气后，所述上舱室(2)的形态为薄板形态。

6.如权利要求5所述的一种防护单元，其特征在于，所述上舱室(2)设有至少一个充气阀(6)、至少一个为排气阀(7)及其至少一个安全阀(8)。

7.如权利要求6所述的一种防护单元，其特征在于，所述下舱室(3)表面上设有开口(9)，用于填充、排放配重物料。

8.如权利要求7所述的一种防护单元，其特征在于，防护单元(1)的外侧表面上设有至少一个的套槽(10)，用于套接绳索固定防护单元。

9.一种防护结构施工方法，其特征在于，该方法包括：

S1、根据桥墩和/或桩柱结构的横截面周长，确定权利要求3-8任意一项所述的一种防护单元的厚度、宽度以及防护单元数目；

S2、根据桥墩和/或桩柱结构所在工程水域的常年平均冰厚、水位变幅等要素确定防护单元(1)的高度；

S3、下舱室(3)灌沙及灌水配重：先往下舱室(3)填充细沙，填充满后，再灌水，下舱室(3)空间完全被细沙与水填充；

S4、利用气泵对上舱室(2)进行充气，使气压达到0.05MPa；

S5、将已完成S3-S4步骤的防护单元运抵桥墩和/或桩柱结构所在区域，并排放置于墩和/或桩柱结构周围，确保水面与防护单元(1)上舱室中间高度位置相对齐平；

S6、将上下两道绳索通过防护单元(1)外侧面的套绳槽，将多个防护单元(1)绑定于墩柱上，形成防护结构，防护结构在自重、配重、浮力、摩擦力的作用下达到平衡；

S7、通过气管(11)将相邻防护单元串联起来，任意一个防护单元(1)内气体可通过排气阀(7)经气管(11)流入相邻防护单元(1)，实现串联防护单元(1)间的气压传递。

10.如权利要求9所述的一种防护结构施工方法，其特征在于：S7中，当上舱室(2)的气压高于0.2MPa的内压阈值时，上舱室(2)的安全阀会自动开启释放压力，待舱室内气压降低至0.2MPa后安全阀自动关闭，以避免气压过高而发生损毁。