一种对桥墩起到保护作用的防御装置及施工方法
技术领域
本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种对桥墩起到保护作用的防御装置及施工方法。
背景技术
如图1所示，一般的桥梁（30），包括设置在桥墩（32）上的桥板（31），桥墩（32）下侧的墩柱（35）固装在河道基础上，墩台（34）与基础水平线（33）在同一水平面，有的墩台（34）上还设有水位标尺（36），桥梁（30）是通过墩台（34）上的桥墩（32）来支撑桥板（31）以及桥板（31）上的行人和车辆的载荷，其中桥墩（32）的重要性不容忽视，其要承受上部的各种荷载，并将载荷可靠地传给墩台（31）和河道基础上。随着使用和时间的推移，桥梁（30）和桥墩（32）会因老化、地震等自然原因造成损坏，有时还会因船舶的撞击，或河流中漂流物的撞击，对桥墩（32）造成不同程度的破坏和毁损，尤其是在雨季河水暴涨时，河流中的漂流物数量会迅速增加，大量的漂流物对桥墩（32）的撞击会更多，损坏程度会更严重，严重的甚至还会影响整个桥梁（30）的安全。自然因素中的桥墩正常的老化以及地震等天灾对桥墩（32）的影响，人们不能从根本上对其加以控制和解决，但是对于河道中的漂流物等也会对桥墩（32）造成的不同程度破坏和毁损。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种对桥墩起到保护作用的防御装置及施工方法，通过在桥墩的上游位置设置了防御本体，防御本体先对河流中从上游漂流下来的漂流物进行阻挡和分流，对桥墩进行防护，防御本体上设置的爆炸装置，能再对其阻挡住的大质量或大体积的漂流物体进行爆破，将其炸成小体积的物体，用来减轻或减少漂流物对桥墩撞击造成的伤害，实现延长桥梁寿命，提高桥梁安全的目的。
为实现上述发明目的，本发明提供一种对桥墩起到保护作用的防御装置，包括设置在每个桥墩上游位置的防御本体，所述防御本体包括防护板，所述防护板的前防护板和后防护板相互固定连接构成双层结构，所述前防护板和后防护板的底部均设置在基础水平线下侧，所述前防护板上设有若干个朝向水流方向的爆炸装置，所述爆炸装置包括相互密闭固定连接的压盘、引爆壳和内部充满高爆炸药的炸药仓，所述压盘的中心位置设有撞针仓，所述撞针仓内设有能下运动的撞针，所述引爆壳内设有将压盘托住的碟型弹簧，在所述撞针的下侧设有用于将高爆炸药引爆的雷管，所述雷管的下侧设有雷管座。
优选的技术方案，每个爆炸装置的后侧均设有一个导向板，所述导向板的截面为内凹的弧形结构或燕尾型结构，所述导向板的背部与前防护板固定连接。
优选的技术方案，所述炸药仓的底部外侧设有工字型的卡接头，所述工字型的卡接头从导向板的上部能逐个插接在外挂座槽内。优选的技术方案，所述撞针的顶部设有压帽，所述压帽设置在压盘内部。
优选的技术方案，所述撞针的顶部设有压帽，所述压帽设置在压盘外部。
优选的技术方案，所述防护板在基础水平线下侧位置设有框架结构的支撑装置，所述支撑装置通过连接体固定在防护板上，所述支撑装置中的第一支体、第二支体、第三支体和第四支体为矩形柱、圆柱或圆管，所述第四支体的下端设置在防倾镇体的下侧，所述第三支体固定连接在第一支体的中部，所述第三支体的中部与第二支体固定连接，所述第一支体和第二支体的端部固定连接在一起。
优选的技术方案，所述第一支体、第二支体、第三支体和第四支体为粗端向细端逐渐变细的象牙结构，所述第一支体和第二支体的象牙结构弧形均向外凸且向下弯，所述第三支体和第四支体象牙结构的弧形向内凹且向上翘，所述第四支体的下端向上翘，且向上翘的部分设置在防倾镇体的下侧，所述第三支体象牙结构的弧形内凹向上翘且固定连接在第一支体的中部，所述第二支体与第三支体的中部固定连接，所述第一支体和第二支体向下弯的细端固定连接在同一点上。
优选的技术方案，所述前防护板和后防护板为一个半圆型，所述半圆型的外侧最大半径尺寸小于或等于桥墩外侧的半径。
本发明还公开一种对桥墩起到保护作用的防御装置的施工方法，所述方法包括以下步骤：S01、选择枯水期进行施工，先在距离桥墩10米位置的河道上划线，在所划线两侧距离5米的位置外侧分别建两个1.5米宽的拦水坝，再将两个拦水坝中间的水用水泵抽干，抽干水后在所划线正对每个桥墩的位置挖出一个直径6米的基础坑，基础坑的深度与墩台和墩柱的深度相同，用吊车将半圆型的后防护板放入基础坑内，使用测量工具对后防护板进行调整和效正垂直，再用支架对后防护板进行固定牢固，然后用吊车将前防护板放入基础坑内，进行调整和效正垂直后，使用电焊机或螺栓将前防护板和后防护板进行固定连接；S02、在防护板的下侧与墩台水平线下侧将钢制的第一支体、第二支体、第三支体和第四支体通过连接体按照设计的角度固定连接牢固，然后对所有的钢制部件进行防锈处理；
S03、用吊车将预制的钢筋混凝土材料制成的防倾镇体放置在第四支体的上侧且固定牢固，再用碎石和水泥砂浆混合物将基础坑回填平整，并对碎石和水泥砂浆的回填物进行养护48小时，碎石和水泥砂浆回填高度与基础水平线相同；S04、碎石和水泥砂浆的回填物养护48小时后，在高于基础水平线1.0米以上的位置将导向板固定在前防护板的外侧，截面为弧形的导向板并排且相同间隔设置固定，导向板固定连接在半圆型的前防护板外侧且固定牢固，然后再将外挂座槽固定安装在导向板的内侧；
S05、待导向板内侧的外挂座槽全部安装完毕后，再将爆炸装置上的工字型的卡接头逐个压入外挂座槽，直到压满外挂座槽，再盖上扣盖；S06、拆除并移除使用的所有建筑工程设备。
优选的技术方案，所述方法S02中，所述第一支体、第二支体、第三支体和第四支体选用的是为粗端向细端逐渐变细的象牙结构，所述第一支体和第二支体象牙结构的弧形均向外凸且向下弯，所述第三支体和第四支体象牙结构的弧形向内凹且向上翘，所述第四支体的下端向上翘，且向上翘的部分设置在防倾镇体的下侧，所述第三支体象牙结构的弧形内凹向上翘且固定连接在第一支体的中部，所述第三支体的中部与第二支体固定连接，所述第一支体和第二支体向下弯的细端固定连接在同一点上。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明能对桥墩构成威胁的漂流物进行阻挡或分流，还能通过爆炸装置对漂流物进行爆破，提高桥墩的安全保障系数；
2、本发明中的支撑装置能够对防御装置进行有效的力学支撑，保证其正常的稳定性和安全性；
3、本发明结构简单，安装后日常的维护简单且便捷。
附图说明
图1是本发明所述对桥墩起到保护作用的防御装置整体结构图；
图2是图1中A-A向的结构俯视图；
图3是图1和图2中爆炸装置的一种结构剖视图；
图4是图1和图2中爆炸装置的另一结构剖视图；
图5是图1和图2中爆炸装置的另一结构剖视图。
附图标记
图中，10—防倾镇体，11—压块，12—桩柱；20—防御本体，21—连接体，22—前防护板，23—后防护板，24—第一支体，25—第二支体，26—第三支体，27—第四支体；30—桥梁，31—桥板，32—桥墩，33—基础水平线，34—墩台，35—墩柱，36—水位标尺；40—爆炸装置，41—高爆炸药，42—炸药仓，43—碟型弹簧，44—压盘，45—压帽，46—撞针，47—撞针仓，48—引爆壳，49—雷管，410—外挂座槽，411—导向板，412—雷管座，413—卡接头。
具体实施方式
下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供的一种对桥墩起到保护作用的防御装置，包括设置在每个桥墩32上游位置的防御本体20，防御本体20包括由钢制材料制成的防护板，防护板中的前防护板22和后防护板23相互固定连接在一起构成双层结构。本实施例中，前防护板22和后防护板23均为一个半圆型，半圆型的双层结构，在安装时能够将前防护板22和后防护板23分别吊装后安装，实现在保证防护板整体具有一定强度的前提下，减轻吊装时两个结构的吊装重量，保障施工安全。其中，前防护板22和后防护板23的底部均设置在基础水平线33以下，在前防护板22上设有若干个朝向水流方向的爆炸装置40，爆炸装置40为纵向的成排设置。本实施例中，如图3所示，其中的每个爆炸装置40均包括相互密闭固定连接在一起的压盘44、引爆壳48和内部充满高爆炸药41的炸药仓42，为了保证其不仅密封防水，还能减轻重量便于运输和安装，压盘44、引爆壳48和炸药仓42均选用硬质的塑料制成。其中，在压盘44的中心位置设有撞针仓47，撞针仓47内设有能向下运动的撞针46，引爆壳48内设有将压盘44托住的碟型弹簧43，在撞针46的下侧设有用于将高爆炸药41引爆的雷管49，本实施例中，高爆炸药41选用三硝基苯甲硝胺材料制成，雷管49的下侧设有雷管座412，撞针46的顶部设有压帽45，压帽45穿过压盘44并设置在压盘44外部，当压盘44或压盘44上压帽45受到漂流物撞击时，撞针46向下运动撞击雷管49爆炸，雷管49则引爆高爆炸药41将漂流物的撞击力减小或抵消，以发挥出保护桥墩32的作用。
如图3-4所示，在每个爆炸装置40的后侧均设有一个导向板411，导向板411的底部与前防护板22固定连接，为了让高爆炸药41在爆炸时产生的爆炸冲击波能够被分散出去，减轻对防护板产生过大的变形，导向板411为截面为内凹的弧形结构或燕尾型结构，即，导向板411的整体为一个内凹弧形的圆盘型或内凹弧形的矩形盘，高爆炸药41在爆炸时，产生的爆炸冲击波能够沿着内凹的弧形结构或燕尾型结构的弧形结构向外扩散。为了方便地将爆炸装置40安装到防护板上，在炸药仓42背面外侧设有工字型的卡接头413，工字型的卡接头413卡接在外挂座槽410内的槽口内，使炸药仓42能从导向板411的上部逐个的插接在外挂座槽410内部。本实施例，为了让防御本体20中的防护板更稳固，能够抵御住比较大水流的冲击或质量大的漂流物撞击，在基础水平线33下侧设有框架结构的支撑装置，支撑装置通过连接体21固定在防护板上，支撑装置中的第一支体24、第二支体25、第三支体26和第四支体27选为钢制材料制成的矩形柱、圆柱或圆管材，同时再将第四支体27的下端设置在防倾镇体10的下侧，防倾镇体10的桩柱12固定在河床上，防倾镇体10的压块11压在第四支体27端部的上侧，起到预防防护板翘起的作用，第三支体26固定连接在第一支体24的中部，所述第三支体26的中部与第二支体25固定连接，所述第一支体24和第二支体25的端部固定连接在一起，形成三角型的支撑，当遇到质量大的漂流物撞击爆炸装置40时，压块11能压住第四支体27并对形成三角型的支撑，能够防止防御本体20因受到撞击而发生向前或向后的倾斜。
本实施例中，优选的技术方案，第一支体24、第二支体25、第三支体26和第四支体27设置为粗端向细端逐渐变细的象牙结构，所述第一支体24和第二支体25象牙结构的弧形均向外凸且端部向下弯，所述第三支体26和第四支体27象牙结构的弧形向内凹且端部向上翘，向上翘的部分设置在防倾镇体10的下侧，第三支体26象牙结构的弧形内凹向上翘且固定连接在第一支体24的中部，第三支体26的中部与第二支体25固定连接，第一支体24和第二支体25向下弯的细端固定连接在同一点上。其中，第一支体24和第二支体25逐渐变细的象牙结构，其弧形形状的前端为尖头形状，尖头能够更容易的插入压块11下侧或让第一支体24和第二支体25的尖头能够更容易插入到河床的基础上，第一支体24和第二支体25象牙结构的弧形均向外凸且向下弯的弧形结构，弧形结构更符合力学的结构，第一支体24和第二支体25不会发生弯折，能够更顺利的将受到的撞击力传递到河床的基础上；第三支体26和第四支体27象牙结构的弧形向内凹且向上翘，第四支体27向上翘且内凹的弧形结构，能够将受到的冲击力传递给压块11，保证防御本体20的稳定性。
为了让河道的宽度不受影响，能够正常流水和实现正常的排洪，优选的技术方案，前防护板22和后防护板23为一个半圆型，半圆型的外侧最大半径尺寸小于或等于桥墩32外侧的半径。
本发明还公开一种对桥墩起到保护作用的防御装置的施工方法，所述方法包括以下步骤： S01、本施工方法适合选择枯水期进行施工，先在距离桥墩32约8米、9米或10米位置的河道上划线，在所划线的两侧，约距离5米位置的外侧分别建两个1.5米宽的拦河坝，再将两个拦河坝中间的水，用水泵将水抽干排出，抽干水后，在所划线正对每个桥墩32的位置，挖一个直径6米的基础坑，基础坑的深度与墩台35和墩柱34的深度相同，用吊车将半圆型的后防护板23放入基础坑内，使用测量工具对后防护板23进行调整和效正垂直，再用支架对后防护板23进行固定牢固，然后用吊车将前防护板22放入基础坑内，进行调整和效正垂直后，使用电焊机或螺栓将前防护板22和后防护板23进行固定连接；S02、在防护板下侧，即，在墩台35的基础水平线33下，将钢制的第一支体24、第二支体25、第三支体26和第四支体27通过连接体21按照图1设计的角度固定连接牢固，然后对所有的钢制部件表面涂抹防锈漆，进行防锈处理；
S03、用吊车将预制的防倾镇体10放置在第四支体27的上侧且固定牢固，防倾镇体10为钢筋混凝土材料制成，再用碎石和水泥砂浆混合物将基础坑回填平整，碎石和水泥砂浆混合物选用半干或干性的混合物，含水量控制在5%以下，然后对碎石和水泥砂浆混合物进行36小时以上的养护，本实施例选用的使进行48小时的养护，将碎石和水泥砂浆的回填高度与基础水平线33相同；S04、碎石和水泥砂浆混合物经养护后，在高于基础水平线33约1.0米位置，进行导向板411固定在前防护板22的外侧施工，先选择出经过检验合格若干块截面为弧形的导向板411，再将导向板411并排且按照相同间隔设置固定，导向板411固定连接在半圆型的前防护板22外侧并固定牢固，然后再将外挂座槽410固定安装在导向板411的内侧，可以选择进行焊接或铆接的方式进行固定；
S05、待导向板411内侧的外挂座槽410全部安装完毕后，再将爆炸装置40上的工字型的卡接头413逐个压入外挂座槽410，直到压满外挂座槽410盖上扣盖；S06、拆除并移除使用的所有建筑工程设备。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上进行了改进，其他结构相同，其区别在于：
本实施例中，为了提高漂流物对防御本体20的撞击力，防止质量小的漂流物将爆炸装置40引爆，提高对爆炸装置40的对漂流物的撞击时的抗击强度，在硬质的塑料材料制成的压盘44中间设有钢板层，当漂流物对压盘44撞击时，让防御本体20中的压盘44能承担较大的撞击力，不致发生当压盘44受到较小的压力时，爆炸装置40就会被撞击引爆。
如图5所示，为了控制漂流物对防御本体20的撞击力，防止质量小的漂流物将爆炸装置40引爆，优选的技术方案，将撞针46顶部设有的压帽45设置在压盘44内部。
本发明的工作原理：当压盘44受到漂流物的撞击时，撞针46向下运动撞击雷管49，雷管49引爆高爆炸药41爆炸，将漂流物的撞击力减小或抵销，由于防护板中的前防护板22和后防护板23相互固定连接在一起构成双层结构，双层结构为一个半圆型结构，漂流物对设置在半圆型结构上的爆炸装置40撞击后，爆炸装置40发生爆炸，设置在半圆型结构正中间的爆炸装置40爆炸，不仅会先能将漂流物的撞击力减小或全部抵消，还会起到阻挡的作用，还会将漂流物的炸碎，用来减小漂流物的重量和体积；当漂流物对设置在半圆型结构两侧的爆炸装置40撞击后发生爆炸时，爆炸力不仅可能将漂流物炸碎，还能将漂流物的冲击方向改变，让其绕开桥墩的位置，对桥墩进行防护，减轻对桥墩损坏。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。
