生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置装置及方法与流程

本发明涉及河道护坡施工，尤其涉及生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置装置及方法。

背景技术：

1、在对河道护坡转角处施工时，对于其上铺设的预制生态砖，需要排布形成特定角度，为保障平面预排布完成的生态框砖沿着河道转角按设计角度完成布置，

2、现有技术cn221837510u公开了一种河道护岸生态砌块，包括砌块本体；砌块本体的一侧开设有安装槽一，另一侧开设有与相邻砌块本体上的安装槽一对应的安装槽二；相邻的砌块本体之间通过位于安装槽一和安装槽二上的连接组件实现可转动连接。通过弹簧将滑块从安装槽一内的固定架的开口处弹出，并伸入安装槽二中的固定架内，接着将安装槽二内的固定架上的固定块塞进滑块上的插槽中，将滑块限位在安装槽二中的固定架内，最后根据河道弯折的角度调节两个砌块本体之间的连接角度。根据河道转弯角度调节两个砌块本体之间的连接角度，使砌块本体能够始终贴合护岸铺设，使砌块本体不易从护岸上脱落，适用范围广。

3、虽然上述生态砌块之间可以适应河道转弯处进行角度调节，但是其只能进行单一角度调节，角度调节后的生态砌块与河道转角处存在不适配的可能性，同时，生态砌块随着水位的升降变化，生态砌块的自重会因为浮力消失或者水流冲击带来的淤泥积在砌块表面而加重，会导致河道转弯处的生态砌块发生位移偏移，而上述生态砌块之间的连接在角度调节后为刚性连接，发生位移偏移时刚性连接处可能会开裂，而破坏河道转弯处的生态砌块整体的稳定性。

4、因此，亟需提供生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置装置及方法，相对于现有技术，使生态砌块角度调节更适配河道的转角，同时保证生态砌块的整体稳定性。

技术实现思路

1、本发明解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置装置及方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置装置，包括包括多个生态砖组件，每个所述生态砖组件都包括生态砖、第一弹簧组件和第二弹簧组件，所述生态砖左端螺纹连接所述第一弹簧组件、右端螺纹连接所述第二弹簧组件，同一层中，生态砖的第一弹簧组件与其左侧相邻的生态砖的第二弹簧组件通过弹簧单元连接或者直接连接，生态环的第二弹簧组件预期右侧相邻的生态砖的第一弹簧组件通过弹簧单元连接或者直接连接；所述生态砖背侧壁沿其周向设有多个安装槽，所述安装槽内可拆卸连接压力传感器。

4、进一步地，，所述第一弹簧组件包括第一螺纹杆、第一连接套、第一弹性垫、第一连接弹簧、第二弹性垫和第一法兰，所述第一螺纹杆一端螺纹连接在生态砖的侧壁内、另一端固定连接第一连接套，所述第一连接套内固定设置所述第一弹性垫，所述第一弹性垫上固定设置所述第一连接弹簧，所述第一连接弹簧远离所述第一弹性垫一端固定连接所述第二弹性垫，所述第二弹性垫外壁固定套设第一法兰。

5、更进一步地，，所述第二弹簧组件包括第二螺纹杆、第二连接套、第三弹性垫、第二连接弹簧、第四弹性垫和第二法兰，所述第二螺纹杆一端螺纹连接在生态砖的侧壁内、另一端固定连接第二连接套，所述第二连接套内固定设置所述第三弹性垫，所述第三弹性垫上固定设置所述第二连接弹簧，所述第二连接弹簧远离所述第三弹性垫一端固定连接所述第四弹性垫，所述第四弹性垫外壁固定套设第二法兰。

6、更进一步地，，所述弹簧单元包括第三连接弹簧、第五弹性垫、第六弹性垫、第三法兰和第四法兰，所述第三连接弹簧一端固定连接所述第五弹性垫、另一端固定连接所述第六弹性垫，所述第五弹性垫外壁固定连接第三法兰，所述第六弹性垫外壁固定连接第四法兰。

7、更进一步地，，所述第一弹簧组件与所述第二弹簧组件直接连接的情况时，使用螺栓对第一法兰和第二法兰连接固定；所述第一弹簧组件和所述第二弹簧组件通过弹簧单元连接的情况时，第一法兰和第三法兰之间通过螺栓连接固定，第二法兰和第四法兰之间通过螺栓连接固定。

8、生态混凝土框在河道转角处自动调整角度布置方法，包括以下步骤：

9、s1、根据待施工河道护坡的转角半径和生态砖的边长，得到几何张开量，从而得到安全余量，几何张开亮与安全余量相加为初始长度；设置第一连接弹簧和第二连接弹簧的最大伸长量都为1/2初始长度；

10、s2、获取待施工河道所在地区往年的河道水位值，包括多个最高水位值和多个最低水位值，对其进行分析处理，得到第一高度值和第二高度值，第一高度值高于第二高度值；

11、s3、对待施工河道护坡进行生态砖施工安装，从待施工河道护坡底部向上逐层施工安装生态砖，将每层相邻的两个生态砖之间的距离放置为初始长度，在安装生态砖时，将压力传感器固定在安装槽内，不断挪动生态砖，直至单个生态砖上的全部压力传感器中存在大于等于%数量的压力传感器都存在数值时，停止对生态砖的挪动；

12、s4、待施工河道护坡上全部的生态砖都安装完毕后，对不同层中相邻两个生态砖之间的弹簧单元的数量进行设置，对每一层相邻的生态砖按照该层设置的弹簧单元的数量，将弹簧单元与第一弹簧组件和第二弹簧组件进行连接，不设置弹簧单元的直接将第一弹簧组件和第二弹簧组件对应连接。

13、更进一步地，，s1步骤中的几何张开量、初始长度通过下式计算得出：

14、；

15、；

16、上式中，表示初始长度，为常数，取0.2-0.3；表示几何张开量，表示生态砖的边长，表示河道护坡的转角半径。

17、更进一步地，，s2步骤中，将全部的最高水位值和全部的最低水位值形成数据组，数据组中水位最高的设为第一水位、水位最低的设为第二水位，使用k-means聚类方法对数据组内的数据进行聚类，形成k个簇，计算每个簇之间的间距值，将第一水位所在簇筛选出，设为第一簇，将第二水位所在簇以及与该簇间距值最近的k/3簇筛选出，设为第二簇组；对第一簇中的水位值取均值，设为第一高度值；对第二簇组中的水位值取均值，设为第二高度值。

18、进一步地，，s4步骤中，对第二高度值至待施工河道底部这个区域内的生态砖，每层相邻的生态砖之间不设置弹簧但愿；对第二高度值至第一高度值这个区域内的生态砖，从下层至上层方向，每层相邻的生态砖之间设置的弹簧单元的数量从n逐渐减少至1个。

19、更进一步地，，n具体通过下式计算得出：

20、；

21、；

22、上式中，表示生态砖的自重最大值，表示弹簧刚度，表示第三连接弹簧的最大伸长量；表示生态砖材料的饱和容重，表示单块生态砖的实体体积，表示泥沙水下饱和容重，表示生态砖全部孔洞所能淤满的淤泥的体积；表示坡面与水平面的夹角；表示取比内部计算结果的整数大于1的值，n表示生态砖上设置第一弹簧组件或者第二弹簧组件的数量，n不超过2。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

24、本发明中通过在相邻的生态砖之间设置第一弹簧组件和第二弹簧组件，使生态砖与河道护坡转角处贴合的同时保证生态砖之间连接的稳定性，同时第一弹簧组件与生态砖之间为柔性连接，第二弹簧组件与生态砖之间也为柔性连接，通过第一连接弹簧、第一弹性垫、第二弹性垫、第二连接弹簧、第三弹性垫、第四弹性垫，可以保证在水流冲刷过程补偿生态砖的位移偏差；同时，本发明中考虑到部分区域中的生态砖会受到水流冲击生态砖孔洞中会留下淤泥导致自重增加，或者水位上涨后又下降，导致浮力消失的自重增加，所以对这一区域的生态砖，需要在布置时，在第一弹簧组件和第二弹簧组件之间连接至少一个弹簧单元，通过弹簧单元来补偿因为生态砖自重发生变化而产生的位移偏移量，可以保证生态砖之间连接的稳定性。