CN102433858A

CN102433858A - 一类适用于斜坡式海堤的消浪结构

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Publication number: CN102433858A
Application number: CN2011103148365A
Authority: CN
Inventors: 季永兴; 张燎军; 杨绯; 卢永金; 舒叶华; 刘桦
Original assignee: Hohai University HHU; Shanghai Water Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: Hohai University HHU; Shanghai Water Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: CN102433858B

Abstract

本发明公开的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，包括斜坡式堤坝和设置在斜坡式堤坝前沿滩地上的促淤保滩顺坝，斜坡式堤坝的外侧坡面由两级斜坡和位于两级斜坡之间的消浪平台构筑而成，在两级斜坡的坡面上铺设有栅栏板护坡，其在消浪平台的上一级斜坡的栅栏板护坡设置有上一级消浪结构。进一步的在消浪平台的下一级斜坡的栅栏板护坡设置有下一级消浪结构。更进一步，在消浪平台外沿增设有中间消浪结构。本发明通过物理模型实验证明，消浪效果明显增强，越浪量可减少65％～89％。本发明一方面可用于加高加固斜坡式堤坝；另一方面，若新建堤坝采用此类消浪结构和消浪方式，也可以降低堤坝高程，节省投资。

Description

一类适用于斜坡式海堤的消浪结构

技术领域：

本发明属于水利工程及海岸工程领域，适用于河口、湖泊、海岸等斜坡式堤坝新建或加固的消浪结构。

背景技术：

沿江沿海的堤防、港口码头及航道的防波堤等，都要求控制堤坝高程而又尽可能的减少越浪，即有消浪的要求。

参见图1和图2所示，目前，水利工程和海岸工程中采用大量斜坡式堤坝10，且绝大多数的斜坡式堤坝10外侧坡面采用两级斜坡11、12加消浪平台13的结构形式，消浪平台13位于两级斜坡11、12之间(参见图1)。为了进一步消浪，部分工程在斜坡式堤坝10前沿滩地设置促淤保滩顺坝20或桩式离岸堤(参见图2)，促淤保滩顺坝20与斜坡式堤坝10间距为0.5～1.0倍波长，堤坝顶高程在平均高潮位上下各1.0m范围。更有一部分工程还在消浪平台13的下一级斜坡12上采用块石、预制混凝土块体、栅栏板构成下一级消浪结构14。其使用的预制混凝土块体有四脚锥、扭王体、扭工字体、翼形块体、四脚空心方块等多种。

随着全球气候变化，设防水位不断抬高，传统销浪方式中通过设置促淤保滩顺坝20或桩式离岸堤的消浪效果明显减弱。另外，原建设的堤坝顶已基本成型，堤顶加高加固成为困难，因此需要研究通过进一步提高消浪效果，从而达到提高设防标准总目标。

研究发现，斜坡上部消浪作用对降低波浪爬高起绝对用，因此设防水位抬高后消浪结构和消浪方式研究重点应在斜坡式堤坝上部。本发明就是基于这一设想，在典型的斜坡式堤坝断面上提出在斜坡堤坝上部增设一组消浪结构，并在波浪水槽中实验验证基础上提出来的。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一类适用于河口、湖泊、海岸等斜坡式堤坝新建或加固的消浪结构，通过进一步提高消浪效果，从而达到提高设防标准总目标。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，包括斜坡式堤坝和设置在斜坡式堤坝前沿滩地上的促淤保滩顺坝，所述斜坡式堤坝的外侧坡面由两级斜坡和位于两级斜坡之间的消浪平台构筑而成，在所述两级斜坡的坡面上铺设有栅栏板护坡，其特征在于，在所述消浪平台的上一级斜坡的栅栏板护坡设置有上一级消浪结构。

进一步，在所述消浪平台的下一级斜坡的栅栏板护坡设置有下一级消浪结构。

更进一步，在所述消浪平台外沿增设有中间消浪结构。

所述上一级消浪结构和下一级消浪结构采用若干消浪块体堆砌而成。

所述消浪块体选自四脚锥、扭王体、扭工字体、翼形块体、四脚空心方块中的一种或任意两种及两种以上的混合。

所述消浪块体的重量根据稳定要求可为1.0～5.0t。

所述中间消浪结构采用一排间隔设置于消浪平台外沿的消浪墩或柱构筑而成或者由设置于消浪平台外沿的透空式消浪连续墙构筑而成。

所述消浪墩或柱为直径为0.3～0.8m的圆柱形，消浪墩或柱间距为消浪墩或柱直径的1～5倍，消浪墩或柱墩高度为0.3～1.2m。

所述消浪墩或柱为边长为0.3～0.8m的方柱形，消浪墩或柱间距为消浪墩或柱边长的1～5倍，消浪墩或柱墩高度为0.3～1.2m。

所述透空式消浪连续墙厚度为0.3～0.6m，高度为0.8～1.2m。所述透空式消浪连续墙上间隔均布地开设有透空式消浪孔，透空式消浪孔宽度为透空式消浪连续墙厚度的1～5倍，高度为0.4～1.0m；相邻两透空式消浪孔间隔柱为1～2倍透空式消浪连续墙厚。

本发明通过物理模型实验证明，在常规设置促淤保滩顺坝或下一级斜坡上设置下一级消浪结构基础上，在上一级斜坡增设上一级消浪结构或并在消浪平台前沿增设中间消浪结构，消浪效果明显增强，越浪量可减少65％～89％。本发明一方面可用于加高加固斜坡式堤坝；另一方面，若新建堤坝采用此类消浪结构和消浪方式，也可以降低堤坝高程，节省投资。

附图说明：

图1为现有在斜坡式堤坝前沿设置促淤保滩顺坝消浪结构示意图(对比例1)。

图2为现有以图1为基础，在消浪平台的下一级斜坡坡面增设下一级消浪结构示意图(对比例2)。

图3为本发明以图1为基础，在消浪平台的上一级斜坡坡面增设上一级消浪结构示意图(实施例1)。

图4为本发明以图1为基础，在消浪平台的上、下级斜坡坡面增设上一级消浪结构和下一级消浪结构示意图(实施例2)。

图5为本发明以图3为基础，在消浪平台外沿增设消浪墩或柱的结构示意图(实施例3)。

图6为图5所示消浪墩或柱排列示意图。

图7为圆柱形消浪墩或柱的横截面示意图。

图8为方柱形消浪墩或柱的横截面示意图。

图9为本发明以图3为基础，在消浪平台外沿增设透空式消浪连续墙的结构示意图(实施例4)。

图10为实施例4的透空式消浪连续墙的结构示意图。

图11为本发明以图4为基础，在消浪平台外沿增设透空式消浪连续墙的结构示意图(实施例5)。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图，进一步阐述本发明。

下面以既有上海化学工业区海堤工程为例来详细说明本发明。上海化学工业区海堤工程采用斜坡式堤坝100，其前沿滩地低，故采用翼型块体110做护脚。在斜坡式堤坝100前沿滩地设置促淤保滩顺坝200，促淤保滩顺坝200与斜坡式堤坝100间距为0.5～1.0倍波长，促淤保滩顺坝200坝顶高程在平均高潮位上下各1.0m范围，顶宽为2.0～6.0m。其斜坡式堤坝100的外侧坡面由两级斜坡120、130和位于两级斜坡120、130之间的消浪平台140构筑而成，在两级斜坡120、130的坡面上铺设有栅栏板护坡121、131。

实施例1

参见图3，该类适用于斜坡式海堤的消浪结构是在上述现有消浪结构的基础上，在消浪平台140的上一级斜坡130的栅栏板护坡131设置有上一级消浪结构150。上一级消浪结构150采用若干翼形块体堆砌而成。翼形块体重量为2.0t。翼型消浪块体单层镶嵌摆放。

实施例2

参见图4，该类适用于斜坡式海堤的消浪结构是在上述现有消浪结构的基础上，在消浪平台140的上一级斜坡130的栅栏板护坡131设置有上一级消浪结构150，在消浪平台140的下一级斜坡120的栅栏板护坡121设置有下一级消浪结构160。上一级消浪结构150和下一级消浪结构160均采用若干翼形块体堆砌而成。翼形块体重量为2.0t。翼型消浪块体单层镶嵌摆放。

实施例3

参见图5，该类适用于斜坡式海堤的消浪结构是在上述现有消浪结构的基础上，在消浪平台140的上一级斜坡130的栅栏板护坡131设置有上一级消浪结构150。上一级消浪结构150采用若干翼形块体堆砌而成。翼形块体重量为2.0t。翼型消浪块体单层镶嵌摆放。并在消浪平台140外沿增设有由一排间隔设置的消浪墩或柱171构筑而成中间消浪结构170。参见图6和图7，消浪墩或柱171为直径为0.3～0.8m的圆柱形，消浪墩或柱171间距为消浪墩或柱171直径的1～3倍，消浪墩或柱171高度为0.3～1.2m。参见图6和图8，或者消浪墩或柱171a为边长为0.3～0.8m的方柱形，消浪墩或柱171a间距为消浪墩或柱171a边长的1～3倍，消浪墩或柱171a高度为0.3～1.2m。

实施例4

参见图9，该类适用于斜坡式海堤的消浪结构是在上述现有消浪结构的基础上，在消浪平台140的上一级斜坡130的栅栏板护坡131设置有上一级消浪结构150。上一级消浪结构150采用若干翼形块体堆砌而成。翼形块体重量为2.0t。翼型消浪块体单层镶嵌摆放。并在消浪平台140外沿增设有透空式消浪连续墙171b构筑而成的中间消浪结构170a。参见图10，在透空式消浪连续墙171b上间隔均布地开设有透空式消浪孔172b。透空式消浪连续墙171b厚度为0.3～0.6m，高度为0.8～1.2m；透空式消浪孔172b的宽度为透空式消浪连续墙171b厚度的1～5倍，高度为0.4～1.0m；相邻两透空式消浪孔间隔柱为1～2倍透空式消浪连续墙厚。

实施例5

参见图11，该类适用于斜坡式海堤的消浪结构是在上述现有消浪结构的基础上，在消浪平台140的上一级斜坡130的栅栏板护坡131设置有上一级消浪结构150，在消浪平台140的下一级斜坡120的栅栏板护坡121设置有下一级消浪结构160。上一级消浪结构150和下一级消浪结构160均采用若干翼形块体堆砌而成。翼形块体重量为2.0t。翼型消浪块体单层镶嵌摆放。并在消浪平台140外沿增设有透空式消浪连续墙171b构筑而成的中间消浪结构170a。参见图10，在透空式消浪连续墙171b上间隔均布地开设有透空式消浪孔172b。透空式消浪连续墙172b厚度为0.3～0.6m，高度为0.8～1.2m；透空式消浪孔172b的宽度为透空式消浪连续墙厚度的1～5倍，高度为0.4～1.0m；相邻两透空式消浪孔间隔柱为1～2倍透空式消浪连续墙厚。

本发明通过物理模型实验证明，在常规设置促淤保滩顺坝或下一级斜坡上设置下一级消浪结构基础上，在上一级斜坡增设上一级消浪结构或并在消浪平台前沿增设中间消浪结构，消浪效果明显增强，越浪量可减少65％～89％。具体结果见表1。

表1不同方案越浪量实验结果

由以上数据可以看出，实施例2和实施例5的消浪效果最好；实施例3和实施例4性价比最高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，包括斜坡式堤坝和设置在斜坡式堤坝前沿滩地上的促淤保滩顺坝，所述斜坡式堤坝的外侧坡面由两级斜坡和位于两级斜坡之间的消浪平台构筑而成，在所述两级斜坡的坡面上铺设有栅栏板护坡，其特征在于，在所述消浪平台的上一级斜坡的栅栏板护坡设置有上一级消浪结构。

2.如权利要求1所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，在所述消浪平台的下一级斜坡的栅栏板护坡设置有下一级消浪结构。

3.如权利要求1或2所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，在所述消浪平台外沿增设有中间消浪结构。

4.如权利要求1所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述上一级消浪结构采用若干消浪块体堆砌而成。

5.如权利要求2所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述上一级消浪结构和下一级消浪结构采用若干消浪块体堆砌而成。

6.如权利要求4或5所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述消浪块体选自四脚锥、扭王体、扭工字体、翼形块体、四脚空心方块中的一种或任意两种及两种以上的混合。

7.如权利要求4或5所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述消浪块体的重量根据稳定要求可为1.0～5.0t。

8.如权利要求3所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述中间消浪结构采用一排间隔设置于消浪平台外沿的消浪墩或柱构筑而成。

9.如权利要求8所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述消浪墩或柱为直径为0.3～0.8m的圆柱形，消浪墩或柱间距为消浪墩或柱直径的1～5倍，消浪墩或柱墩高度为0.3～1.2m。

10.如权利要求8所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述消浪墩或柱为边长为0.3～0.8m的方柱形，消浪墩或柱间距为消浪墩或柱边长的1～5倍，消浪墩或柱墩高度为0.3～1.2m。

11.如权利要求3所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述中间消浪结构由设置于消浪平台外沿的透空式消浪连续墙构筑而成，其中在透空式消浪连续墙上间隔均布地开设有透空式消浪孔。

12.如权利要求11所述的一类适用于斜坡式海堤的消浪结构，其特征在于，所述透空式消浪连续墙厚度为0.3～0.6m，高度为0.8～1.2m；所述透空式消浪孔宽度为透空式消浪连续墙厚度的1～5倍，高度为0.4～1.0m；相邻两透空式消浪孔间隔柱为1～2倍透空式消浪连续墙厚。