CN103031821A - 一种开口回流百叶窗式防波堤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种开口回流百叶窗式防波堤，包括堤身，所述堤身为斜坡式外部结构，其特征在于：所述堤身内部为沉箱式结构的消浪室，所述堤身临海一侧下部沿堤长方向设置有若干个开口通道，所述开口通道与所述消浪室相连；所述堤身的上部沿堤身断面方向设置有百叶窗结构，所述百叶窗结构与所述消浪室相连，和开口通道共同构成波浪通道。本发明利用百叶窗空隙部分降低波高，利用消浪室消能，利用开口通道回流，减少波浪对防波堤的作用力。

Description

一种开口回流百叶窗式防波堤
技术领域
本发明涉及一种防波堤，具体涉及一种开口回流百叶窗式防波堤。
背景技术
目前的防波堤结构型式主要有斜坡式和直立式两种。斜坡式防波堤消浪效果较好，但随着水深加大成本大幅上升；直立式防波堤随水深增大而增加的工程量不明显，但消浪效果不如斜坡堤，且因为波浪的全反射或部分反射，使结构承受较大的水平载荷，对结构的稳定性不利。
为适应国际贸易需求和运输船舶向大型化发展的趋势，港口建设逐步进入水深浪大的深水开敞海域，传统的防波堤因造价高昂、技术复杂、施工困难等已不能适应深水港发展的需要，深水防波堤结构型式正在向透空式结构、消能式结构及多功能型结构等新型结构型式发展。为此研究消波效果好、适合深水及软弱地基，满足港内水质环境要求且造价低廉的特种防波堤结构型式，具有重要的科学意义和应用前景。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用料节省、成本低、消浪效果好的开口回流百叶窗式防波堤。
技术方案：本发明所述的开口回流百叶窗式防波堤，包括堤身，所述堤身为斜坡式外部结构，所述堤身内部为沉箱式结构的消浪室，所述堤身临海一侧下部沿堤长方向设置有若干个开口通道，所述开口通道与所述消浪室相连；所述堤身的上部沿堤身断面方向设置有百叶窗结构，所述百叶窗结构与所述消浪室相连，和开口通道共同构成波浪通道。
所述堤身为钢筋混凝土结构。
所述开口为长方形开口，等距离设置在所述堤身临海一侧下部。
所述百叶窗结构的空隙之间大小相等。
本发明开口回流百叶窗式防波堤，堤身外部结构是斜坡式，内部结构为沉箱式，是斜坡式与沉箱式组合而成的混合式结构。波浪通过百叶窗结构的空隙进入消浪室，在消浪室中通过相互碰撞消耗波能，通过开口通道从消浪室返回海域。
本发明中，堤高等结构主尺寸参照斜坡式防波堤的设计规范确定；堤身中，如消浪室、开口、百叶窗尺寸等参照沉箱式防波堤和珊栏板等确定。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明利用百叶窗空隙部分降低波高，利用消浪室消能，利用开口通道回流，减少波浪对防波堤的作用力。与现有斜坡式防波堤一样，具有施工简便，技术要求低的优点，且比斜坡式防波堤用料更省，经济性能更好，地基条件要求更低。与沉箱式防波堤相比，具有高效消减波浪能量的优点。此外，因为它内部的消浪室，波浪在其中可以通过相互碰撞消耗波能，之后进入空隙与开口组成的通道返回海域，越浪量减少。同时，因防波堤堤身重量下降，对地基强度的要求降低，使得其更加适用于深水开敞水域；由于挖槽和间隔的大小及位置均可根据实际情况进行调整，所以它适用范围更广。本发明适用于深水开敞水域，可降低波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳，以便船舶安全停泊和作业。
附图说明
图1为本发明防波堤的堤身正视图；
图2为图1的A-A断面图；
图3为实施例1中，水槽中无建筑物时x=6m处波高随时间变化图；
图4为实施例1中，水槽中无建筑物时x=14m处波高随时间变化图；
图5为实施例1中，水槽中有T型防波堤时x=11m处波高随时间变化图（m2点）；其中图5（a）为水槽中有T型防波堤时实测资料，图5（b）为本申请数值水槽计算结果；
图6为实施例1中，水槽中有开口回流百叶窗式防波堤时的消浪效果；
图7为图6中，防波堤结构局部放大图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：参照图2防波堤断面示意图，本防波堤堤身外部为斜坡式结构，内部为沉箱式结构，外部主尺寸根据斜坡式防波堤设计规范确定，挖槽截面大小为l*h1，间隔截面大小为l*d1，l，h1，d1大小均根据沉箱式防波堤设计规范选定。
该防波堤还可根据不同地基条件，不同水域情况，不同经济要求适当改变挖槽及间隔尺寸，使其适用范围更加广泛。
为了验证本发明提出的开口回流百叶窗式防波堤的消浪效果，基于FLUENT软件的UDF（用户自定义宏）的强大功能，用源项造波法建立了波浪数值模拟水槽，将本发明的防波堤放入该波浪数值模拟水槽，模拟出了该防波堤的消浪效果，达到50%以上。
模型的基本资料：波浪要素：波高0.1m，波长2.02m，周期1.2s，水槽长度25m，高度0.6m，水深是0.4m；防波堤模型设在水槽10m处。尺寸为：堤顶宽0.8m，堤顶高程h=0.45m，d1=0.08m，d2=0.02m。
为了验证波浪数值水槽的正确性，分别对无建筑物和有T型建筑物两种情况进行了验证：
水槽中无建筑物时x=6m处波高随时间变化图见图3；图中显示x=6m 波高随时间的变化比较情况（实线表示理论解，虚线表示数值解）；
水槽中无建筑物时x=14m处波高随时间变化图见图4，图中显示x=14m 波高随时间变化比较情况（实线表示理论解，虚线表示数值解）；
水槽中有T型防波堤时x=11m处波高随时间变化图（m2点）见图5，图5（a）, 虚线为实测值，实线为其他人的计算结果；图5（b）为本申请数值水槽计算结果，与实测值更接近，数值为模拟值。
通过验证表明，该波浪数值水槽是完全可用的，精度较高。
对本发明提出的防波堤进行计算，结果如图6所示。防波堤结构局部放大图见图7。得到防波堤的消波率为52%，可以证明本防波堤具有良好的消波效果。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (4)

1.一种开口回流百叶窗式防波堤，包括堤身，所述堤身为斜坡式外部结构，其特征在于：所述堤身内部为沉箱式结构的消浪室，所述堤身临海一侧下部沿堤长方向设置有若干个开口通道，所述开口通道与所述消浪室相连；所述堤身的上部沿堤身断面方向设置有百叶窗结构，所述百叶窗结构与所述消浪室相连，和开口通道共同构成波浪通道。
2.根据权利要求1所述的开口回流百叶窗式防波堤，其特征在于：所述堤身为钢筋混凝土结构。
3.根据权利要求1所述的开口回流百叶窗式防波堤，其特征在于：所述开口通道为长方形开口通道，等距离设置在所述堤身临海一侧下部。
4.根据权利要求1所述的开口回流百叶窗式防波堤，其特征在于：所述百叶窗结构的空隙之间大小相等。
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