CN102859072A - 衰减元件 - Google Patents

Abstract

一种衰减元件，该衰减元件包括头部、颈部和基部。所述颈部相比于所述头部较窄，并且相邻的衰减元件的颈部形成连续的通道。所述通道通过所述头部连接，以使得所述头部的横截面面积小于所述基部的横截面面积。在这种方式中，能够提供控水结构、声音衰减墙等。此类衰减元件能够通过将其垂直地分开而以非常简单的方式制造，并且能够在模具中使用混凝土制造每个垂直部分。

Description

衰减元件

本发明涉及衰减元件（attenuating element）。

本类型的衰减元件能用于衰减波动，例如用于堤坝的控水结构中。此外，根据本发明的衰减元件能用于声波的衰减，其中，多个衰减元件能够形成声音衰减屏障或墙。衰减元件还能够获得衰减波的能量作用，例如排除大量的水。

在现有技术中，彼此相对设置的砌块系列能够用做堤坝上的衰减元件，其中，此类砌块的上表面以或多或少邻接的方式设置。已经发现的是，如果在上侧设置供水能够流入的孔，将可能取得较大改进。因此，能够破坏水流在堤坝上的流动并增大衰减作用。

然而，在现有技术中，这需要很复杂的元件，这些元件相应地需要相对较高的制造成本。

US 2002/0025231公开了一种衰减元件组件，该衰减元件组件由具有共同基部的衰减元件系列构成。这种结构极难安装，并且肯定不能通过手动操作，并且不具有对放置在下方的主体形状进行修改的可能，例如堤坝主体或者其他墙体。由于采用共同的基部，不能够和堤坝的其他部分相互作用。

US 5,556,230公开了一种沿海防御系统，该沿海防御系统由多个具有缩小部和放大部的元件构成，其中缩小部和放大部依次彼此相对设置。尽管这样可以依据堤坝主体的形状，然而即便有，也仅能够取得有限的额外衰减。此类结构仅仅适用于防止材料的腐蚀。

此类型的所有结构均具有它们较重以至于不能通过手动容易地安装的缺点，此外，它们也很难通过混凝土材料进行制造。更具体地，它们需要很复杂的模具，因此，不能够在相对较低成本的情况下以较高的速度、较大的规模进行制造。

WO 03/076727公开了一种环保砌块，该环保砌块能够用于河岸并且具有由植物填充的腔室。这种砌块大致为矩形，并且在第一实施方式中，两个相反侧大致为平面。在其他变形中（图6），其一侧是平面而相反侧则具有头部和基部。其目的在于将平面的一侧靠墙壁设置。

本发明的目的在于提供一种衰减元件，通过该衰减元件，例如水波或声波的波能够以最佳方式衰减。此外，本发明的目的在于能够以简单的方式制造该衰减元件，具有相对复杂的形状的后者在操作期间和安装过程中能够额外地实施并且能够手动进行安装。

上述目的通过具有权利要求1的特征的衰减元件来实现。

根据本发明，由于颈部邻接头部，能够获得特别有效地衰减作用。由于横截面面积小于基部，头部与颈部能够流体连通，因此，由于例如冲向堤坝的波浪中的一部分通过头部消失在颈部中的事实，待衰减介质的流动线路被干扰。

根据本发明的优选实施方式，所有衰减元件大致上完全相同并且大致上以相同的方式设置，这可以对照US 5,556,230所示的结构。

由于单独的衰减元件的使用，每个衰减元件均具有单独的基部，通过本发明，能够实现与放置在下方的层相互作用。

如果根据本发明的衰减元件例如应用在堤坝上，衰减元件系列能够放置在堤坝的过滤层或疏水层。这样的过滤层能够允许水流动并且也能够提供将水排出。但是，重要地是这样的过滤层还能够在恶劣的环境下（例如在较强的波浪作用下）保持原位。

通过本发明，能够控制在相邻的头部之间流动的水量。首先，这能够通过决定相邻的头部之间的间距来控制。随后沿头部流动的水能够通过由多个相邻的颈部形成的通道或者设置在基部之间的开口排出并流入上述的过滤层中。通过本发明，能够提供最佳的适应性，以使得在一个方面，能够获得产生的波浪运动的最佳衰减效果，在另一方面，同时能够防止损坏堤坝主体的过滤层或其他基础。

特别简单的结构能够通过由两个衰减部件构成的衰减元件获得。该衰减元件优选地垂直地分离，也就是说每个衰减部件包括头部、颈部和基部。优选以平面的形式分离。在这种方式中，使用结合压力的简单模具或模壳足以使得模具或模壳的上侧成为分离平面。这使得能够在相对较低的成本下，快速地制造大量衰减部件。如果需要在制造后（或制造中），这些一半的衰减部件能够相互连接。为此，能够使用例如粘结的技术。尽管如此，当安装元件系列时，还能够彼此相对地放置衰减部件而不将他们相互连接。

当使用混凝土制造时，衰减元件可以通过例如压制机制造。在这种情况下，需要挑选待使用的材料的含水量和因此带来的塑性，以使得在一个方面，能够实现最佳的形状，并且在另一个方面，压力模具的停留时间能够尽可能短。在变形方式中，能够在压力模具中设置由相对较薄的材料制造的辅助保持件，此类辅助保持件的形状与衰减元件的形状相对应，并且将衰减元件的材料压入其中。选择的塑性特征使得元件在压制之后在尺寸上仍然不充分稳定。通过使用辅助模具并且通过压力移除该辅助模具，材料有机会在辅助模具之中变得更硬直到能够移除辅助模具。制造这样的辅助模具的成本大大低于制造那些与压制过程中需要增加停留时间相关联的模具。

在本发明的具体实施方式中，随着多个衰减元件彼此相对地放置，由于颈部形成通道而能够获得间隙。在衰减元件放置在倾斜的堤坝的情况下，水将通过头部流入颈部，并且在由相邻的衰减元件的相邻的颈部形成的通道中停止流动，然后倒流。在一个方面，能够产生非常有效的衰减，同时在另一个方面，能够实现水的排出。优选地，在衰减元件的基部之间也存在间隙。因此，水能够流走，例如流到堤坝主体上。优选地，相比位于头部之间的间隙，所述位于基部的间隙相当小。当衰减元件完全覆盖水以及水后退时，这将防止产生真空效应，这种真空效应将导致位于相邻的基部之间的材料（例如类似砂砾的材料）流失。

根据本发明，每个衰减元件优选地由两个衰减部件构成，该两个衰减部件彼此相对地放置，其中，当两个部分沿他们的边界面彼此相对地放置时，头部、颈部和基部能够被制造。

能够使用相对应的机构来衰减声波。在这种情况下，还能够设置具有声音衰减材料（例如纤维材料）的颈部。

头部可以具有任意可想到的形状。头部可以配置为能够影响待衰减的流体流动。也就是说，通过以一定的方式配置头部，流体流动能够偏斜，例如，以一定的方向偏斜或被分流为支流。

因此，当衰减声音时，优势在于能够通过头部的尖锐的、球形的或类似的形状分散声音。这种形状可以选择性地为对称式。头部的下侧（即与颈部过渡的部分）可以以将声音锁定和/或保留在颈部内的方式配置。本发明能够更容易地为头部配置形状，以使得撞击流体和声音一样以一定的方向偏斜。

优选地，基部也配置为多边形，并且更特别地，为正方形。

更特别地，各个多边形具有弯曲的、球形的凸面侧。这使得相邻元件能够以彼此呈微小的角度放置，从而能够适应堤坝主体的弯曲形状。此外，材料能够加入位于相邻基部之间的中间空间内，这使得元件更加稳定可靠。例如，相比六边形形状，正方形形状能够为改善稳定性的凸部设置更大的空间。

如果需要，基部能够配置为锥形形状。包括具有呈现在本发明中的复杂形状的部件的结构能够使得衰减元件的复杂形状以低成本的方式制造。

需要指出的是，衰减元件的头部的横截面面积应该比基部小至少10%。优选地，比基部的横截面面积小不超过50%。

上述同样应用于头部。当随后将他们布置成系列时，例如为了制造堤坝主体，优选地，衰减元件以头部以及优选地基部同样彼此倚靠在一起的方式布置。因此，使得这样的衰减元件系列具有特别高程度的稳定性。

根据本发明的另一种优选实施方式，头部具有倾斜的、圆弧的边缘，当所述头部主动移动并且堤坝主体主动移动或被动移动时，能够防止所带来的损坏。

优选地，并且更特别地，当应用在堤坝主体上时，当衰减元件系列彼此相对设置时，头部以在相邻的头部之间呈现开口并且通过该开口水能够流进放置在下面的颈部内的方式配置。该开口的尺寸决定当波浪移动穿过堤坝主体时水所遭受的“背压”。此外，还能够由颈部的形状影响通过开口的水的移动。颈部可以配置为大于或小于头部。此外，还能够不对称地配置颈部，以使得沿一个流动方向相比沿另一个流动方向具有较大的横截面面积。

优选地，衰减元件以具有尽可能多的圆形结构的方式配置，因此由于没有尖锐的边缘获得最大的强度。

最终的选择将取决于实际应用。

当使用堤坝主体时，在安装衰减元件系列后，通过引入填充材料（例如砂砾）可以提升稳定性。优选地，该填充材料被引入到基部之间。

上述衰减元件能够以任意可以想到的方式制造。

特别有利的制造方法是使用混凝土进行制造。向具有待制造的衰减元件的形状的模壳内填充混凝土，并且在衰减元件（轻微）变硬后，将模壳移除。

此外，特别地，能够在衰减元件的上侧（即朝向外部环境的部分）设置具有优于那些通常使用的混凝土的环保属性的层。作为这种覆盖层的例子，描述了能够附着生物体的浮雕火山石。

在将混凝土注入到模具或模壳内之前，能够设置上述层。如果需要，该模具或模壳也可以具有能够产生不同空间的可移动分区，一个方面，不同的空间能够被具有较好的环保性材料填充，并且另一方面，可以由传统的混凝土材料填充。

此外，能够将污染环境的材料封装入制造衰减元件的材料中。必须确保的是，他们不会滤出。作为示例，涉及硫磺和飞尘（fly-ash）。这些材料可以被结合到例如用来制造部件的混凝土材料中。

通过这种制造方法，能够使得衰减元件具有任何所需的形状。因此，基部的侧面可以是凸出的。

不仅通过这种制造方法，而且以任意其他可想到的方式，基部能够根据适用于其应用而制造。除上述在基部之间创建空间外，为了能够排出堤坝主体的水，还能够以相互配对的方式配置基部，以精确定位并且特别是将他们固定。

正如上述所述的，能够通过两个任意的相等的半部或一个部分构成衰减元件。

除了上述的制造工艺外，也能够通过压制混凝土材料获得快速制造方法。如果衰减元件整体地制造，则需要使用包括两个相互可替换的模具部分的模具。

本发明还涉及上述的衰减元件系列，其中通过颈部限定了通道的界限。

优选地，此类系列包括至少100个元件，并且更特别地，至少1000个元件。如上所述，衰减元件优选大致相同。根据另一种优选实施方式，此类衰减元件系列大致以相同的方式定向。

如果衰减元件用于衰减声音，他们能够呈角度地放置，并且在最远的位置，甚至垂直放置，因此产生垂直的墙。

本发明另一种应用在于隧道内或其他位置的雨水排出，大量的水可收集在其中。

依据应用情况，能够提供衰减元件系列。因此，例如应用在堤坝等时，这些衰减元件能够彼此较宽松的放置。在其他应用中，特别是当衰减水波时，衰减元件可以附着地相互粘结，例如在声音衰减应用中，可以在各种衰减元件之间设置声音衰减材料，以进一步地增强衰减效果。这样的声音衰减材料可以是弹性类的胶，并且还可以包括具有衰减特性的填充件。

本发明将参考附图所示的典型实施方式在下面进行更详细的阐述，其中：

图1示意性地显示例如堤坝的控水结构（water-control structure）；

图2显示了图1中的典型实施方式中使用的衰减元件；

图3显示了用于声音衰减的衰减元件的另一种实施方式；

图4显示了图3中的衰减元件系列；

图5显示了制造衰减元件的方法；

图6显示了衰减元件的一些形状的头部的俯视图；

图7显示了衰减元件的设置的示例的俯视图；以及

图8显示了图1所示的控水结构的细节。

图1显示了堤坝，该堤坝以附图标记1标识。堤坝的上侧具有加固和/或防护体（以附图标记2标识），以防止材料受到侵蚀。此类加固和/或防护体包括根据本发明的衰减元件系列3，该衰减元件系列3彼此相对地放置。

图2显示了衰减元件的示例。正如所看到的，每个衰减元件3包括两个衰减部件4、5。为了清楚的目的，他们被间隔一段距离显示，但是在实际应用中，如图1所示，当构成衰减元件系列3时，每个衰减部件的分离平面12是彼此相对放置。

每个衰减部件包括头部6、颈部7和基部8。优选地，基部为矩形并且更特别的是正方形。如图2所示，基部在形状上轻微地凸出。当上述部分彼此相对地放置时，能够在产生的中间空间注入材料，或者后者会在例如海水进行冲洗时自动填充此类材料。颈部具有肋25，以在不对流动平面造成较大影响的情况增加其强度。

头部具有带斜面10的多边形形状。根据本发明将四个衰减元件3彼此相对放置，因此使得开口11朝向颈部7。由于颈部具有比头部小的横截面面积，颈部限定有连续的通道，该通道由附图标记9标识。头部的横截面面积比基部的横截面面积小至少10%并且至多50%。在实际中，基部8将根据当前的要求彼此相对地放置。位于相邻的基部之间的间隙取决于当前的要求，以允许水沿向下的方向流过。例如在荷兰当局，必须设置总表面积的至少8-15%的间隙，并且最大开口必须小于5cm。当然，也能够不同于该系统。当将基部彼此相对放置时，将一直存在用于水回流入颈部7的有效空间，然后通过通道9流出，该通道9是由于小于头部的横街面积而形成。

尽管如此，还能够以当衰减元件彼此相对地放置时头部能够彼此依靠在一起的方式制造衰减元件。当安装一系列元件时，将头部和基部均彼此相对地放置，以产生非常稳定的结构。能够在头部设置类似于基部的轻微圆弧形。此外，基部可以从下侧向上侧形成为锥形，即，如果两个衰减元件彼此相对地放置，位于两个元件之间的空隙沿向下的方向变得更小。

衰减元件的表面粗糙度能够根据需要选择。在附图中，图2中的颈部为圆形。应该理解的是，他们也可以是椭圆形，以使得当衰减元件彼此相对地放置时，在每种情况下颈部界定通道管道，该通道管道在每种情况下在两个方向上具有不同的横截面尺寸。

已经发现的是，本实施方式能够产生特别高的水波衰减效果，因此，堤坝主体能够在提供足够防护的情况下制造地相对较轻。

图3显示了根据本发明的衰减元件的另一种变形，该衰减元件由附图标记13标识。每个衰减元件包括衰减部件14、15。每个衰减部件包括头部16、颈部17和基部18。类似于上述实施方式，头部16的横街面积小于基部18的横截面面积。相比于早先的变形，头部16并非平的，而是具有凸出的尖端20。

颈部和相邻的衰减元件一起形成通道19。

可选择地，当将衰减元件作为声障使用时，能够在颈部设置声音衰减材料，例如矿物棉等。

图4显示了作为声障的使用，其中基部的基面大致上垂直地设置。能够发现的是，特别简单的并且具有抵抗力的声障能够以这种方式制造。此外，能够允许植物在所述声障上成长。如果需要，头部能够彼此倚靠在一起。

图5显示了分别制造衰减部件4、5和14、15的示例。显示了模具或模壳26，其中设置有与待生产的衰减部件的形状相对应的模具腔27。下侧包括与随后的平面12相对应的板。

图6分别显示了头部6、16的上侧的多个变形。

图7显示了多个衰减元件（如图2所示）定位后的俯视图。如图所示，基部8的凸出形状使其容易产生弯曲。通过将每个衰减元件分开，每个衰减部件的重量能够保持相对较低。作为示例，所述的重量大约在16kg。这能够获得40%的重量节省。

尽管没有在图7中显示，在每种情况下其中显示的衰减元件3包括两个衰减部件4、5，这在图2中清楚地显示。尽管如此，也能够制造一体成型的衰减元件。

首选的试验已经显示的是，关于“平滑”的斜坡，能够取得很强的衰减效果，这意味着波浪达不到很远，或者是在穿过堤坝主体较低的位置移动。因此，由于相同预期的波浪运动，使用较低的堤坝主体就足够了。从而，通过安装上述衰减元件能够使用现有的堤坝主体抵抗更高的波浪。

图8显示了安装在堤坝1上的多个相邻设置的衰减元件3。堤坝1包括使用任何现有材料的基础31以及设置在该基础31上的过滤层32。这样的过滤层可以包括砂砾，例如该砂砾具有5-6cm的直径。此外，能够将过滤层32具体化为在各种情况下具有不同尺寸的砂砾或石头的多个过滤层。此外，可以在其中设置土工布织物（geotextile cloth）。

在原则上，过滤层能够透水并且通过不同箭头指示了各种水流。砂砾层承受来自波浪运动的水压。该砂砾层用于稳定此处显示的用于固定过滤层的堤坝主体和衰减元件3。附图清楚地显示了在头部之间移动的水量从位于颈部之间的管道部分地排出并且部分地消失在砂砾层中，并且通过后者实现排出。重要地是，在一个方面，在颈部和砂砾层之间发生流动，但是在其他方面，重要的是这种流动不会改变太大而引起砂砾层失去对衰减元件的支撑强度而变得不稳定。通过调节头部上的开放表面、颈部的尺寸和在彼此相邻的基部之间的开口，这些流动能够被精确调节到适应预期的最大波浪运动。

能够理解的是，头部、基部和颈部可以具有任何其他形状。重要地是，介质能够从头部穿过颈部，为了这个目的，头部具有比基部小的横截面面积。颈部相比于头部依次具有更小的横截面面积，以形成上述的通道。

此外，能够理解的是，衰减元件具有更多实际应用。在上述描述中，参考堤坝主体的一侧阐述了全部这些，水作用在堤坝主体的所述一侧上。尽管如此，还能够将此类衰减元件安装到堤坝主体的另一侧上，从而能够防止堤坝被管道或漩涡（vortices）损坏。

通过阅读上述说明，本领域技术人员能够立即想到各种变形，这些变形是显而易见的并且被随附的权利要求的范围所覆盖。

Claims (18)

1.一种衰减元件（3,13），该衰减元件包括相互邻接的头部（6,16）、颈部（7,17）和基部（8,18），所述头部、颈部和基部构成混凝土单元，其中，所述头部（6）的横截面面积比所述基部（8,18）的横截面面积小至少10%，所述基部（8,18）包括多边形并且所述颈部具有大致小于所述头部（6,16）的横截面。

2.根据权利要求1所述的衰减元件（3,13），该衰减元件包括彼此相对放置的两个衰减部件（4,14;5,15），所述两个衰减部件一起形成所述衰减元件并且沿大致平的平面（12）分离。

3.根据权利要求1或2所述的衰减元件，其中，所述头部（6,16）包括多边形。

4.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，其中，所述头部（16）的上侧包括流体反射表面（20）。

5.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，其中，所述头部（6）的上侧大致为平面。

6.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，其中，所述头部具有与所述颈部连接的空间（11）。

7.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，该衰减元件包括声音衰减元件。

8.根据权利要求7所述的衰减元件，其中，围绕所述颈部设置有声音衰减覆盖物。

9.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，该衰减元件包括水衰减元件。

10.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，其中，所述基部（8,18）包括具有凸出侧的多边形。

11.根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，其中，所述颈部具有非回转对称形状。

12.一种衰减元件系列（2,22），其中，每个衰减元件（3,13）包括根据上述任意一项权利要求所述的衰减元件，并且该衰减元件具有单独的头部和基部。

13.根据权利要求12所述的系列，其中，所述基部（8,18）彼此相对地放置，并且所述颈部（7,17）限定有连续的流体通道（9）。

14.根据权利要求12或13所述的系列，其中，所述头部（6,16）彼此相对地放置。

15.一种声音衰减墙，该声音衰减墙包括根据权利要求12-14中任意一项所述的系列，其中，所述基部的表面大致垂直。

16.根据权利要求15所述的声音衰减墙，其中，在所述衰减元件的所述基部之间设置有声音衰减弹性材料。

17.一种控水结构（1），该控水结构包括根据权利要求12-14中任意一项所述的衰减元件系列，其中，所述基部的表面以相对于水平面小于45°的倾斜角度设置。

18.根据权利要求17所述的控水结构（1），该控水结构包括具有过滤层（32）的堤坝主体（31），所述衰减元件放置在所述过滤层上。

Images