CN101614003A - 一种由预制构件拼装而成的多孔浮式防波堤 - Google Patents

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Abstract

一种由预制构件拼装而成的多孔浮式防波堤，属于海洋工程结构领域。其特征是该防波堤结构物是由不同几何外形的空心预制构件通过纵向连接杆件拼装成主体结构；预制构件是弹性的外部材料包裹刚性的内部材料制成的封闭空心箱体，箱体上至少有两个圆孔，箱体内固定有刚性块体；圆孔穿透地开于刚性块体上；预制构件表面具有凹槽。防波堤结构是由若干主体结构组装成工程需要的长度。本发明的效果和益处是设计综合了阻挡反射、能峰耗散、紊动耗能、多孔渗流耗能等多种消能机理，其消波效果好、受波浪力小、安装便捷、易于维修、在不同的水深范围内适用。

Description

一种由预制构件拼装而成的多孔浮式防波堤
技术领域
本发明属于海洋工程结构领域，涉及一种由预制构件拼装而成的多孔浮式消波结构。
背景技术
为防止港口、码头内的结构或船舶受到较大波浪的影响，工程中会建造防波堤结构物来掩护港内水域。以往，工程师更多地采用固定、坐底式防波堤，如堆石基础上设置直立墙结构。由于这类结构是固定于海底并突出海面，因此能很好地阻挡外海波能进入，但同时也阻止了内外海域的海水循环，并且其建造费用会随水深的增大而急剧增加，这也减缓了港口向深水化发展的步法。
近几十年来，工程研究与设计人员对浮式防波堤进行了大量的研究与设计，也有部分结构形式被应用于实际工程中。浮式防波堤的消波结构主体被设置于海面附近的某一深度，通过下部的桩基结构或锚泊系统连接在海底。其具有施工快捷、不影响海水循环、建造费用随水深增大而增加较少等优点。但是，由于其只是处于波浪能量较集中的海面附近而没有阻挡整个水深的波能，而且上部结构以锚泊系统连接时其运动量难以控制，故大多浮式防波堤比传统防波堤的消波效果要差很多。
本申请人于2008年7月8日申请了“一种多模块拼装的多孔浮式防波堤”实用新型专利，申请号：200820013899.0。其核心的技术特点为：防波堤结构是由纵向连接杆件将大量菱形空心模块纵向拼装而成。现结构的断面几何形式及模块拼装方式相比于上述实用新型中的结构形式有重要改进，这些改进不仅简化了结构的制造过程，而且可获得更好的消波效果及更小的锚泊力。
发明内容
本发明是针对上述问题提出的一种新的浮式防波堤设计思路，目的是在浮堤原有优点的基础上设计一种受波浪力较小且能达到较好消波效果的结构形式。为此，本发明提供一种由预制构件拼装而成的多孔浮式防波堤，该浮堤不仅消波效果优良，而且受力合理，能够在较大的水深范围内应用。
本发明采用的技术方案是：该结构由一些不同几何外形的预制构件纵向拼装而成；每一预制构件均由弹性材料(如橡胶)包裹刚性材料(如钢板)制成的封闭空心箱体制成，各预制构件均有不少于两个用于纵向串接的圆孔；箱体内固定有刚性块体；圆孔穿透地开于刚性块体上；预制构件表面具有凹槽。预制构件的几何形状及其布置方式均为综合考虑结构的消波与受力性能而设计，相邻层面的预制构件交错布置以此提供构件间的约束力且对消波效果也有积极作用。
本发明的效果和益处是：预制构件拼装的多孔浮式防波堤，一种应用于海洋工程中的防浪设施。它不但具有不影响水体交换、造价随水深增加变化不大、易于施工等优点，同时该浮式防波堤在设计过程中综合考虑了多种消波机理，具有受力较小、消波效果好、施工便捷、不易损坏等特点。
附图说明
图1为同一层面各预制构件轮廓位置图。
图2A为预制构件一的内部空心箱体A-A剖面图。
图2B为预制构件一的内部空心箱体俯视图。
图2C为预制构件一的内部空心箱体正视图。
图2D为预制构件一的内部空心箱体B-B剖面图。
图2E为预制构件一的内部空心箱体侧视图。
图3A为预制构件一的C-C剖面图。
图3B为预制构件一的俯视图。
图3C为预制构件一的正视图。
图3D为预制构件一的D-D剖面图。
图3E为预制构件一的侧视图。
图4为各预制构件不同层面的拼装图。
图5为主体结构锚泊布置图。
图中：
1.预制构件一外轮廓；2.预制构件二外轮廓；3.预制构件三外轮廓；4.预制构件四外轮廓；5.圆孔；6.预制构件一内部刚性封闭箱体；7.刚性块体；8.外部材料；9.预制构件一；10.纵向连接杆件；11.主体结构；12.海底面；13.来浪方向；14.张力缆索；15.锚泊基础；16.凹槽。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
实施例：
根据实际应用海域的水深、地质及波况条件确定主体结构11的宽度及其与海底的连接方式(桩基础锚固、锚链或张力缆索14锚泊)，进而确定各预制构件的尺寸、质量及空心度。
以预制构件一9为例，其上有两个穿透的圆孔5，由于刚性块体7的存在，圆孔5不会影响预制构件一内部刚性封闭箱体6的封闭性。预制构件一内部刚性封闭箱体6外包裹外部材料8，外部材料8被制成具有多菱形交错排列的形式，使得预制构件一9的表面具有凹槽16。预制构件一外轮廓1即为预制构件一9的外形轮廓图。其余预制构件的制作与预制构件一9的制作过程类似，只是几何形状不同。
将各预制构件按照图4所示可拼装成任意层数，此层数的确定以工业拼装及施工便利为原则。由于相邻层面预制构件交错布置(参见图4)，使得相邻层面的预制构件通过纵向连接杆件10相互约束，因此只需以纵向连接杆件10进行纵向串连即可使各预制构件组成主体结构11。
在应用过程中，工程需要的防波堤可由若干主体结构11纵向连接成。整体组装时可按工程需要选择刚性或柔性连接。

Claims (1)

1.一种由预制构件拼装而成的多孔浮式防波堤，其特征是：预制构件是弹性的外部材料包裹刚性的内部材料制成的封闭空心箱体，箱体上至少有两个圆孔(5)，箱体内固定有刚性块体(7)；圆孔(5)穿透地开于刚性块体(7)上；预制构件表面具有凹槽(16)；
预制构件通过圆孔(5)及用于穿过圆孔(5)的纵向连接杆件(10)交错拼装成主体结构(11)；每两层预制构件为一组，循环拼装。
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