一種適應(yīng)于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及設(shè)置在港灣、海岸、河流等適于長(zhǎng)波的預(yù)制組合多孔浮式防波堤，該發(fā)明采用阻擋反射、能峰耗散、紊動(dòng)耗能、多孔滲流耗能等多種消能機(jī)理，該浮式防波堤由浮式構(gòu)件、錨泊系統(tǒng)、相鄰浮式構(gòu)件間的連接裝置三部分構(gòu)成，解決了現(xiàn)有防波堤施工方法復(fù)雜，建設(shè)周期長(zhǎng)，工程成本費(fèi)用高的問(wèn)題。該防波堤另外一個(gè)技術(shù)方案是為了達(dá)到更好消浪效果，浮式構(gòu)件迎水面設(shè)置為垂直靜水面，且在迎浪面與背浪面設(shè)置若干貫穿性消浪孔，在浮式構(gòu)件上表面設(shè)置凹槽，能夠有效地消耗波能，降低堤后波高。本發(fā)明為薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，自身強(qiáng)度高；固縫聯(lián)結(jié)成整體，堅(jiān)固性好；施工操作方便、周期短、效率高；可在渠、塘、江、河、湖、海等堤岸的迎水面或水域中垂直施工，基礎(chǔ)土方量小，鋪裝面積少，工程成本低。
【專利說(shuō)明】一種適應(yīng)于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及港口和海岸水工建筑物領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]防波堤是港口和海岸重要的水工建筑物。用于防御波浪對(duì)港域和近海岸的侵蝕，保證港口和近海岸有平穩(wěn)的水域，還可能具有防沙、防流、防冰、導(dǎo)流或內(nèi)側(cè)兼做碼頭的功能。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與貿(mào)易增長(zhǎng)，為降低水運(yùn)成本使船舶大型化，優(yōu)良港灣幾乎被開發(fā)殆盡，新建港口不得不向水深浪大、地質(zhì)復(fù)雜等環(huán)境惡劣的海域發(fā)展。但現(xiàn)有防波堤尤其是對(duì)深水長(zhǎng)波消波效果不佳且成本高、投資大和軟地基海域建造困難等問(wèn)題，難于適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于是，提供一種適應(yīng)于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，具有消長(zhǎng)波效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建造容易且成本低、經(jīng)濟(jì)效益好、穩(wěn)定性好，符合多、快、好、省的技術(shù)要求。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0005]該防波堤主體構(gòu)筑物包括(I)浮式構(gòu)件；(2)錨泊系統(tǒng)；(3)相鄰浮式構(gòu)件間連接
>J-U ρ?α裝直。
[0006](I)浮式構(gòu)件為預(yù)制成型的薄壁鋼筋混凝土浮體，浮體空腔內(nèi)填聚乙烯泡沫，浮式構(gòu)件迎浪面至背浪面設(shè)置多個(gè)`貫穿性消浪孔。
[0007](2)錨泊系統(tǒng)由錨桿及拉簧組成，在浮式構(gòu)件四個(gè)角均設(shè)置了用于構(gòu)件串接的中心孔，錨桿通過(guò)中心孔固定在浮式構(gòu)件上，通過(guò)拉簧與海底(湖底)混凝土錨塊相連。
[0008](3)相鄰式構(gòu)件間的連接裝置由錨桿及錨鏈組成，可根據(jù)實(shí)際水域大小及波況條件，在垂直波浪方向及沿波浪方向增加浮式構(gòu)件的數(shù)量，同錨泊系統(tǒng)相似，前后或者左右浮式構(gòu)件上的錨桿通過(guò)錨鏈相連，其中在垂直波浪方向的浮式構(gòu)件之間設(shè)置緩沖橡膠以承受極限狀態(tài)下防波堤之間的撞擊作用，該發(fā)明增加了使用水域范圍及波長(zhǎng)適應(yīng)范圍，并提高了安全性能。
[0009]本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、設(shè)置了貫穿迎浪面至背浪面的消波孔，有效地起到波浪紊動(dòng)消能作用，減少了波浪對(duì)浮式構(gòu)件的沖擊力，有利于防波堤的穩(wěn)定。
[0011]2、浮式構(gòu)件上表面設(shè)置凹槽，波浪與構(gòu)件上表面撞擊形成具有能量的水股，水股與水股間產(chǎn)生沖擊、紊動(dòng)、擴(kuò)散，并伴以剪切和渦旋，消耗波能。
[0012]3、該防波堤可根據(jù)實(shí)際水域范圍及波況條件，在沿波浪方向和垂直波浪方向增加浮式構(gòu)件的數(shù)量以及調(diào)節(jié)相鄰浮式構(gòu)件間的錨鏈距離，從而靈活地增加使用水域范圍及波長(zhǎng)的適應(yīng)范圍，解決了現(xiàn)有浮式防波堤對(duì)長(zhǎng)波消浪效果不明顯的弊端。
[0013]4、該防波堤的幾何形狀及其布置方式均為綜合考慮結(jié)構(gòu)的消波效果、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與受力特性而研發(fā)，消波過(guò)程綜合了阻擋反射、能峰耗散、紊動(dòng)耗能、多孔滲流耗能等多種消能機(jī)理，其消波效果好、受波浪力小、安全性高、安裝便捷、易于維修。
[0014]6、該防波堤適用于江河、湖泊、海洋等水域，適用范圍廣。可根據(jù)要求衰減波浪，保護(hù)堤岸，穩(wěn)定水體環(huán)境，提高消波效率，縮短建設(shè)工期。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為單一浮式構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為浮式防波堤(含單一浮式構(gòu)件)的拉簧錨固斷面圖；
[0017]圖3為浮式防波堤(含兩個(gè)平行浮式構(gòu)件:增加使用水域)的拉簧錨固平面布置圖；
[0018]圖4為浮式防波堤(含沿波浪方向串接兩個(gè)浮式構(gòu)件:適用于長(zhǎng)波)的拉簧錨固斷面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖對(duì)該浮式防波堤的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說(shuō)明:
[0020]根據(jù)實(shí)際應(yīng)用區(qū)域的水域面積大小、水深、波況條件確定浮式構(gòu)件的尺寸和相互連接方式，從而使防波堤的幾何尺寸及其布置方式均充分滿足實(shí)際消波防護(hù)要求。
[0021]方式一:含單一浮式構(gòu)件的防波堤
[0022]如附圖1所示浮式防波堤由浮式構(gòu)件、錨泊系統(tǒng)、相鄰浮式構(gòu)件間的連接裝置三部分構(gòu)成。浮式構(gòu)件為預(yù)制成型的薄壁鋼筋混凝土浮體，浮體空腔內(nèi)填聚乙烯泡沫；錨泊系統(tǒng)由錨桿及拉簧組成(如圖2所示)，在浮式構(gòu)件四個(gè)角均設(shè)置了用于構(gòu)件串接的中心孔，錨桿通過(guò)中心孔固定在浮式構(gòu)件上，通過(guò)拉簧與海底(湖底)混凝土錨塊相連。
[0023]該防波堤的幾何形狀及其布置方式均為綜合考慮結(jié)構(gòu)的消波與受力性能而設(shè)計(jì)，依據(jù)阻擋反射、能峰耗散、紊動(dòng)耗能、多孔滲流耗能等多種消能機(jī)理，為了達(dá)到更好地消浪效果，浮式構(gòu)件迎水面設(shè)置為垂直靜水面，且在迎浪面和背浪面設(shè)置若干貫穿性消浪孔，在浮式構(gòu)件上表面設(shè)置凹槽(如圖1所示)。波浪撞擊垂直迎浪面，在消浪孔的作用下，波浪產(chǎn)生紊動(dòng)消能，同時(shí)減小了對(duì)浮式防波堤的沖擊力，有利于防波堤的穩(wěn)定。由于設(shè)置了凹槽，波浪與構(gòu)件上表面撞擊后形成產(chǎn)生具有能量的水股，水股與水股間發(fā)生沖擊、紊動(dòng)、擴(kuò)散，并伴以剪切和渦旋，消耗其波能，有效降低了堤后波高。
[0024]為了提高該發(fā)明在使用過(guò)程中安全性，浮式構(gòu)件與海底地基中間的連接采用彈性的拉簧。在波浪的沖擊作用下，錨泊系統(tǒng)的拉簧能夠承受波浪起伏沖擊的張力和往復(fù)荷載作用下疲勞破壞的損傷。為了進(jìn)一步確保浮式防波堤的安全性，在錨泊系統(tǒng)中增加一套安全錨鏈系統(tǒng)，即在拉簧的基礎(chǔ)上，浮式構(gòu)件與海底地基間增加一條錨鏈連接，錨鏈的長(zhǎng)度略長(zhǎng)于拉簧的極限伸長(zhǎng)長(zhǎng)度。
[0025]方式二:含多個(gè)浮式構(gòu)件的防波堤
[0026]在方式一的基礎(chǔ)上，為拓展該浮式防波堤的使用水域范圍及增加適應(yīng)波長(zhǎng)，如圖
3、4所示，在垂直波浪方向和沿波浪方向，通過(guò)相鄰浮式構(gòu)件間的連接裝置，調(diào)節(jié)相鄰浮式構(gòu)件間的距離，設(shè)計(jì)不同的布置方式。
[0027]總體來(lái)說(shuō)，該防波堤的幾何形狀及其布置方式均為綜合考慮結(jié)構(gòu)的消波與受力性能而設(shè)計(jì)，綜合考慮了多種消波機(jī)理，有效減小波浪的沖擊力，大幅度降低了堤后波高；采用高效彈性材料及安全錨鏈系統(tǒng)，進(jìn)一步確保防波堤的安全性；通過(guò)相鄰浮式構(gòu)件間的連接裝置，可以根據(jù)實(shí)際水域及波況條件的大小，設(shè)計(jì)相應(yīng)的布置形式，有效地提高了浮式防波堤的使用水域范圍及消波范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適應(yīng)于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:采用阻擋反射、能峰耗散、紊動(dòng)耗能以及多孔滲流耗能等多種消能機(jī)理。在傳統(tǒng)浮式防波提的迎浪面上設(shè)置了消波孔，在多孔浮式構(gòu)件表面設(shè)置凹槽，在沿波浪方向和垂直波浪方向增加浮式構(gòu)件的數(shù)量以及調(diào)節(jié)相鄰浮式構(gòu)件間的錨鏈距離，以優(yōu)良消短波優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，達(dá)到有效消減長(zhǎng)波目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:該防波堤主體包括(I)浮式構(gòu)件、(2)錨泊系統(tǒng)和(3)相鄰浮式構(gòu)件間連接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:(I)浮式構(gòu)件為預(yù)制成型的鋼筋混凝土浮體，浮體空腔內(nèi)填聚乙烯泡沫，浮式構(gòu)件迎浪面至背浪面設(shè)置多個(gè)貫穿性消浪孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述適于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:(2)錨泊系統(tǒng)由錨桿及拉簧組成，在浮式構(gòu)件四個(gè)角均設(shè)置了用于構(gòu)件串接的中心孔，錨桿通過(guò)中心孔固定在浮式構(gòu)件上，通過(guò)拉簧與海底(湖底)混凝土錨塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述適于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:(3)相鄰式構(gòu)件間的連接裝置由錨桿及錨鏈組成，可根據(jù)實(shí)際水域大小及波況條件，在垂直波浪方向及沿波浪方向增加浮式構(gòu)件的數(shù)量，同錨泊系統(tǒng)相似，前后或者左右浮式構(gòu)件上的錨桿通過(guò)錨鏈相連，其中在垂直波浪方向的浮式構(gòu)件之間設(shè)置緩沖橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述適于長(zhǎng)波的多孔浮式防波堤，其特征在于:錨鏈系統(tǒng)與防波堤間斜拉坡度在1:1?1: 2之間，錨鏈系統(tǒng)張拉方式為呈八字形狀錨拉方式。
【文檔編號(hào)】E02B3/06GK103806408SQ201210514412
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】蔣昌波, 鄧斌, 孫士權(quán), 陳杰, 陳紹文, 王剛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué), 廣東金東海集團(tuán)有限公司