CN102367660A - 构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件及其系统，该组件包括带有通孔的板式消波元件、浮箱、支撑于浮箱上表面的连接板及连接件，板式消波元件由多个两两相交的带有通孔的平板组合而成，相邻且相交平板具有不同的通孔结构，浮箱中心轴位置具有中心孔，连接件竖直穿过浮箱连接连接板和板式消波元件。该三维多向板式消波组件可作为浮式防波堤的主体结构，应用时可根据实际需要灵活拼接成多种形式的、具有三维多向消波消流效果的浮式防波消浪体系；若在连接板上加上上部结构，可构成浮式平台。本发明能够通过多孔结构减慢水流流速，改变三个维度上水流的流动方向，影响来流、来波的流动状况，从而破坏波浪、海流的传播，达到消波消流的效果。

Description

构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件及其系统
技术领域
本发明属于海洋工程结构领域，涉及一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件及其系统。
背景技术
为了防止港口、码头、船只出入港、养殖区等结构受到较大波浪的影响，工程上会建造防波堤结构来使掩蔽水域有足够的水深和平稳的水面。浮式防波堤通常是由金属、钢筋混凝土和塑料等材料制造的浮式构件和锚泊系统组成的防浪设施。其具有施工快捷、易于搬移、不影响海水循环、建造费用随水深增大而增加较少等优点。
近几十年来，工程研究和设计人员对浮式防波堤进行了大量的研究和设计，也有部分结构形式被应用于实际工程中。浮体结构有排筏、气囊、空箱或其他特殊形体，常用铁锚系在沉块上。每道浮堤要有足够的宽度，有时需设数道浮堤才能有效地防浪，再加上其结构的活动性，常须考虑平面布置问题。但是，由于浮堤结构有较多的局限性，消波效果不理想，目前主要用于水深大而波浪小的水域或某些需临时防波设施之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，本发明能够通过多孔结构减慢水流流速，改变三个维度上水流的流动方向，影响来流、来波的流动状况，从而破坏波浪、海流的传播，达到消波、消流的效果。
本发明还提供了构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件的系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其包括带有通孔的板式消波元件、浮箱、支撑于浮箱上表面的连接板及连接件，板式消波元件由多个两两相交的带有通孔的平板组合而成，浮箱中心轴位置具有中心孔，连接件竖直穿过浮箱连接连接板和板式消波元件。
本方案中，将浮箱和防波消波元件的功能区分开来，并将它们的特点充分发挥出来。浮箱结构轻便，浮性好，但通常抗浪能力差。消波元件体大笨重，浮性差，但抗浪能力强，两者组合在一起，既能悬浮在水中，又能消波抗浪，二者形成有机的消波整体。此外，浮箱上表面的连接板起支撑和连接的作用，既连接下部的消波元件和相邻的消波组件，又可作为支撑海上平台的基础。
具体地，该板式消波元件由十二块带有通孔、相互交错并两两相交的平板组合而成。
进一步地，相邻平板呈垂直结构，该板式消波元件构成三维象限消波空间。
具体地，相邻且相交平板具有不同的通孔结构，当将两相邻且相交平板的其中一块旋转到另一块板所在的平面时，其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻挡。在板式消波元件设置通孔的目的是避免将波浪力过分集中在单一元件上，使之能传递到相邻元件。而元件之间通孔的遮挡设计正好起到对波浪力的承接和消减效果。
进一步地，每个平板的通孔率为0～40%。
具体地，所述连接件为锚链或绳索；浮箱中心轴位置具有中心孔，锚链或绳索竖直穿过浮箱连接连接板和板式消波元件。
本发明还提供一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件的系统，其包括多个呈周期性交错排列分布的消波组件，相邻消波组件的相对位置的平板上具有不同的通孔结构，当其中一个组件垂向板的通孔部分，沿水平方向大部分将投影到相邻消波组件的相对位置的平板的非通孔部分。
该三维多向板式消波组件能够根据实际使用需要，灵活组合拼接成多种形式的、具有三维多向消波消流效果的浮式防波堤；若在连接板上加上上部结构，则可构成浮式平台。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中带有通孔的板式消波元件，能够通过多孔结构减慢水流流速，改变三个维度上水流的流动方向，影响来流、来波的流动状况，从而破坏波浪、海流的传播，达到消波、消流的效果。同时，该板式消波组件排列分布时，相邻消波元件上同一位置的平板具有不同的通孔方式，可保证在各维度上形成一个不能直接贯穿的空间，强迫水流绕行通过通孔，进一步起到破坏波浪和水流传播的作用。另外，本发明能够根据实际使用需要，任意组合拼接成多种形式的、具有三维多向消波消流效果的浮式防波堤；若在连接板上加上上部结构，则可构成浮式平台。总的来说，利用本发明构成的浮式防波堤，可在整体上反射大尺度波浪，同时消耗小尺度波浪能量，起到减小堤后波高、减缓水流速度的作用。总之，本发明提供的一种三维多向板式消波组件结构简单，消浪效果明显，施工快捷，易于搬移，建造费用不会随水深增加明显提高，不影响海流循环，是具有广泛应用前景的兼具防波堤与海上平台功能的构件。
附图说明
图1 为一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件的结构示意图；
图2为连接板的结构示意图；(a)紧密连接方式；(b)间隔连接方式;(c)以上两种连接方式的俯视图；
图3为浮箱的结构示意图； 
图4为板式消波元件的结构示意图；
图5为用于浮式防波堤和浮式平台的消波组件排列分布方式示例图；
图6 为用于浮式防波堤和浮式平台的消波组件应用示例：(a)紧密连接方式；(b)间隔连接方式。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明公开了一种用于浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其包括带有通孔5的板式消波元件1，浮箱2，支撑于浮箱上表面的连接板3，及用于连接消波元件1与连接板3的连接件4。板式消波元件1由多个两两相交的带有通孔5的平板7组合而成。板式消波元件1通过锚链悬吊在连接板3下方，浮箱2利用浮力，通过上表面支撑连接板3。
进一步地，如图2所示，所述连接板3下端带圆环31，通过连接件4与板式消波元件1相连；根据不同排列分布方式，可在连接板3的四条边或四个角上设置连接环，用于连接相邻组件，图2中连接环的设置分别对应于图6的两种连接方式。连接板起支撑和连接的作用，既连接下部的消波元件和相邻的消波组件，又可作为支撑海上平台的基础。
进一步地，如图3所示，所述连接件4为锚链或绳索，浮箱2中心轴位置具有中心孔6，锚链或绳索竖直穿过浮箱2连接连接板3和板式消波元件1。
如图4所示，该板式消波元件1由十二块带有通孔、相互交错并两两相交的平板组合而成。相邻平板呈垂直结构，该板式消波元件构成三维象限消波空间。板式消波元件1上任三个相邻并两两相交的平板71，72和73，具有不同的通孔结构（如圆形并排、长方形并排、方形矩阵排列等），当将两相邻且相交平板的其中一块旋转到另一块板所在的平面时，其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻挡。每个平板的通孔率为0～40%。消波元件水平隔板可采用与连接板相同的连接模式。
本发明还公开了一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件的系统，其包括多个呈周期性交错排列分布的消波组件，相邻消波组件的相对位置的平板上具有不同的通孔结构，当其中一个组件垂向板的通孔部分，沿水平方向将投影到相邻消波组件的相对位置的平板的非通孔部分。
消波组件A能够根据实际使用需要，任意组合拼接成多种形式的、具有三维多向消波消流效果的浮式防波堤。对多个消波组件A进行排列时，务必使得处于相邻消波元件1上同一位置的平板7具有不同的通孔方式，并呈周期性交错排列分布。例如图5所示，消波组件A1上的平板74，与其轴向相邻的消波组件A2上的平板75，具有不同的通孔方式。这样能够保证在纵向维度上形成一个不能直接贯穿的空间，强迫水流绕行通过通孔，起到破坏波浪和水流传播的作用。同理，消波组件A1上的平板76，与其横向相邻的组件A3上的平板77，也具有不同的通孔方式，保证在横向维度上也形成一个不能直接贯穿的空间。图6分别提供了三维多向板式消波组件A紧密连接和间隔连接构成的两种浮式防波堤参考形式。消波元件水平隔板可采用相同的链接模式。
总的来说，利用本发明构成的浮式防波堤，可在整体上反射大尺度波浪，同时消耗小尺度波浪能量，起到减小堤后波高、减缓水流速度的作用。总之，本发明提供的一种三维多向板式消波组件结构简单，消浪效果明显，施工快捷，易于搬移，建造费用不会随水深增加明显提高，不影响海流循环，是具有广泛应用前景的兼具防波堤与海上平台功能的构件。

Claims (8)

1.一种构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，包括带有通孔的板式消波元件、浮箱、支撑于浮箱上表面的连接板及连接件，板式消波元件由多个两两相交的带有通孔的平板组合而成，连接件竖直穿过浮箱连接连接板和板式消波元件。
2.根据权利要求1所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，该板式消波元件由十二块带有通孔、相互交错并两两相交的平板组合而成。
3.根据权利要求2所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，相邻平板呈垂直结构，该板式消波元件构成三维象限消波空间。
4.根据权利要求1所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，相邻且相交平板具有不同的通孔结构，当将两相邻且相交平板的其中一块旋转到另一块板所在的平面时，其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻挡。
5.根据权利要求4所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，每个平板的通孔率为0～40%。
6.根据权利要求1所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，所述连接件为锚链或绳索。
7.根据权利要求1至6所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件，其特征在于，浮箱中心轴位置具有中心孔，锚链或绳索竖直穿过浮箱连接连接板和板式消波元件。
8.一种利用权利要求1至6任一项所述的构建浮式防波堤和浮式平台的消波组件的系统，其特征在于，包括多个呈周期性交错排列分布的消波组件，相邻消波组件的相对位置的平板上具有不同的通孔结构，当其中一个组件垂向板的通孔部分，沿水平方向将投影到相邻消波组件的相对位置的平板的非通孔部分。
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