CN103321180A - 一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，包括开孔箱体结构、浮力单元和锚泊装置；所述浮力单元置于开孔箱体结构内部，锚泊装置对称布置在开孔箱体结构两侧；所述开孔箱体结构包括若干多孔型刚性板、刚性板和刚性支撑柱，多孔型刚性板和刚性板两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，刚性支撑柱平行安装在开孔箱体结构底部；所述浮力单元包括若干内充空气的橡胶体，橡胶体布置在开孔箱体结构下半部分的内部。本发明可提供稳定、可靠的浮力，避免传统箱体式浮式防波堤由于外部结构出现裂纹渗水时防波堤失去浮力沉入海底的事故发生，有效节约材料、降低成本，可调节防波堤的吃水，提高消波效果，可应用于无法进行打桩锚固的水域。

Description

一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤
技术领域
本发明涉及防波堤技术领域，具体涉及一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤。
背景技术
防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，用来防御海浪对港域的侵袭，维持港内水域的平稳，以保证船舶在港内安全停靠、系泊、正常装卸作业与旅客上下。
根据波浪理论的研究和试验表明，波浪的能量集中在水体表层，水面以下三倍波高的水深范围内集中了全部波能的98％。然而传统型式的防波堤（直立式和斜坡式）在材料的使用上和波能的分布规律完全不相适应。如斜坡式防波堤，在波能最集中的地方使用了最少的材料，而在波能最小的地方却耗费了大量的材料，且随着工程水域深度的增加，工程造价剧增，施工也变得十分困难。而且掩护区域内水体的循环受到限制，容易产生泥沙的沉积，海岸的变迁以及港内水体污染等问题。
对普通的浮箱式浮式防波堤和浮筒式浮式防波堤，当外部结构出现裂缝渗水时，浮式防波堤便失去了浮力，最终会导致浮式防波堤沉入海底，失去作业能力等事故的发生。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，既能提高消波性能、减少材料使用和工程造价，又能有效避免传统箱体式浮式防波堤由于外部结构出现裂纹渗水使浮式防波堤失去浮力而沉入海底的情况，而且可应用于打桩困难的海域。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，包括开孔箱体结构、浮力单元和锚泊装置；所述浮力单元置于开孔箱体结构内部，锚泊装置对称布置在开孔箱体结构两侧；所述开孔箱体结构包括若干多孔型刚性板、若干刚性板和若干刚性支撑柱，多孔型刚性板和刚性板两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，刚性支撑柱平行安装在开孔箱体结构底部；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，下半部分位于水线面下；所述浮力单元包括若干内充空气并为防波堤提供浮力的橡胶体，橡胶体布置在开孔箱体结构下半部分的内部。
作为优选，所述多孔型刚性板包括横向多孔型刚性板和纵向多孔型刚性板；所述刚性板包括垂向刚性板、纵向刚性板和横向刚性板；横向多孔型刚性板、纵向多孔型刚性板、垂向刚性板、纵向刚性板和横向刚性板两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，若干刚性支撑柱平行安装在两个相邻纵向刚性板之间；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，由横向多孔型刚性板、纵向多孔型刚性板和垂向刚性板刚性连接组成；开孔箱体结构的下半部分位于水线面下，由垂向刚性板、纵向刚性板、横向刚性板和刚性支撑柱刚性连接组成。
作为优选，所述锚泊装置为悬链线型锚泊装置，包括系泊链和配重块，所述的配重块配置在系泊链底端，若干个配重块串联连接，铺放在海床上，系泊链顶端与开孔箱体结构连接，系泊链对称的布置在开孔箱体结构两侧。
作为优选，所述多孔型刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的多孔型刚性板，其形状为长方形，其上均匀开设若干圆形孔；所述刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性板，其形状为长方形；刚性支撑柱为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性支撑柱；所述橡胶体形状为中空的长方体或椭圆体；所述系泊链为聚酯或钢制成的系泊链；所述配重块为金属、水泥或石头制成的配重块，其形状为立方体、球体或圆柱体。
作为优选，橡胶体所受的浮力大于其自身重力。
所述的开孔箱体结构包括至少两块横向多孔型刚性板、两块纵向多孔型刚性板、两块垂向刚性板、两块纵向刚性板、两块横向刚性板以及若干刚性支撑柱；浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体，布置在开孔箱体结构的内部空间为防波堤提供浮力。
其中，水线面上的开孔箱体结构由横向多孔型刚性板、纵向多孔型刚性板、垂向刚性板刚性连接组成，对水线面上的波浪利用开孔等结构设计提高消波效果；水线下的开孔箱体结构由垂向刚性板、纵向刚性板、横向刚性板和刚性支撑柱刚性连接组成，形成封闭空间，便于放入浮力单元，同时橡胶体能被有效地约束在一定的空间内，保证橡胶体能稳定地为提供防波堤浮力；所述的开孔箱体结构，是通过在普通箱体结构的前后以及左右两个侧面的刚性板上根据实际需求选择适当的开孔率布置若干孔形成的，箱体上部的垂向刚性板不开孔，用于有效碎掉越过的大浪，开孔箱体结构上的开孔能扰乱来流的流场，达到较好的消波性能，同时也减少了材料，减轻了防波堤的重量；所述的浮力单元可由若干个内充空气的橡胶体组成，布置在由刚性板和刚性支撑柱共同形成的位于水下的开孔箱体结构的空间内，在设计过程中通过设计使橡胶体所受的浮力大于其自身重力，为防波堤提供向上的力使其产生有效的吃水深度，以进一步提高对水线下波浪的消波效果；所述的开孔箱体结构和浮力单元组成了浮式防波堤的基本模块单元，在实际使用过程中可根据实际消波效果要求，将多个基本模块单元相连接使用进行消波。
本发明中，配重块的数量大于1，在每根系泊链上串联布置，利用其自身重力将系泊链底部的一段压平铺放在海床上，起到打桩的效果，固定了系泊链，为系泊链提供恢复力。
所述的横向多孔型刚性板、纵向多孔型刚性板、垂向刚性板、纵向刚性板和横向刚性板有若干块，将开孔箱体结构分割成若干个立方体空间，根据实际要求选择适当数量的多孔型刚性板和刚性板，提高结构强度，传递波浪力；所述开孔箱体结构底部的刚性板之间平行设置若干刚性支撑柱，选择适当间距以满足结构强度要求，将刚性板刚性连接在一起，在波浪中共同运动，同时刚性支撑柱之间的间隙也便于更换失效的橡胶体。
若干个橡胶体组成一个浮力单元，若干个浮力单元布置在由刚性板和刚性支撑柱形成的若干个开孔箱体结构位于水下的内部空间，为防波堤提供浮力，保证防波堤正常作业。
有益效果：本发明的内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，与现有技术相比，采用内置浮力单元，可提供稳定、可靠的浮力，避免传统箱体式浮式防波堤由于外部结构出现裂纹渗水时防波堤失去浮力沉入海底的事故发生，同时，浮力单元的使用，可有效节约材料、降低成本，在设计过程中还可通过改变浮力大小来调节防波堤的吃水，从而提高消波效果；水线上采用开孔箱体结构可以有效地节省材料，同时多孔型刚性板的开孔能有效地扰乱来流的流场，起到良好的消波效果；刚性板与刚性支撑柱共同组成的开孔箱体结构位于水下的部分，既为防波堤提供了足够的结构强度，抵御波浪力，同时将橡胶体约束在若干个固定的空间内，为防波堤提供稳定的浮力，即使橡胶体失效时也可以通过支撑柱之间的空隙落入海底，方便更换新的橡胶体；浮力单元为本身重力大于浮力的开孔箱体结构提供了向上的力，同时根据充入橡胶体的空气量调节其浮力大小，使防波堤在一定吃水下有效地消波，若干个浮力单元共同作业，保证其中一个或少数几个浮力单元失效后，防波堤也能安全作业；同时也可应用于无法进行打桩锚固的水域。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的主视图；
图4是图2的剖视图；
图5是图3的剖视图；
图6是本发明中锚泊装置的左视图；
图7是本发明中锚泊装置的俯视图；
图8是本发明中的开孔箱体结构的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至图8所示，本发明的一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，包括开孔箱体结构、浮力单元和锚泊装置；所述浮力单元置于开孔箱体结构内部，锚泊装置对称布置在开孔箱体结构两侧；所述开孔箱体结构包括若干多孔型刚性板、若干刚性板和若干刚性支撑柱6，多孔型刚性板和刚性板两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，刚性支撑柱6平行安装在开孔箱体结构底部；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，下半部分位于水线面下；所述浮力单元包括若干内充空气的橡胶体7，橡胶体7布置在开孔箱体结构下半部分的内部，为防波堤提供浮力。
本实施例中，所述多孔型刚性板包括至少两块横向多孔型刚性板1和至少两块纵向多孔型刚性板2；所述刚性板包括至少两块垂向刚性板3、至少两块纵向刚性板4和至少两块横向刚性板5；横向多孔型刚性板1、纵向多孔型刚性板2、垂向刚性板3、纵向刚性板4和横向刚性板5两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，若干刚性支撑柱6平行安装在两个相邻纵向刚性板4之间；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，由横向多孔型刚性板1、纵向多孔型刚性板2和垂向刚性板3刚性连接组成；开孔箱体结构的下半部分位于水线面下，由垂向刚性板3、纵向刚性板4、横向刚性板5和刚性支撑柱6刚性连接组成。所述锚泊装置为悬链线型锚泊装置。所述锚泊装置为悬链线型锚泊装置，包括系泊链8和配重块9，所述的配重块9配置在系泊链8底端，若干个配重块9串联连接，铺放在海床上，系泊链8顶端与开孔箱体结构连接，系泊链8对称的布置在开孔箱体结构两侧。所述多孔型刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的多孔型刚性板，其形状为长方形，其上均匀开设若干圆形孔；所述刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性板，其形状为长方形；刚性支撑柱6为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性支撑柱；所述橡胶体7形状为中空的长方体或椭圆体；所述系泊链8为聚酯或钢制成的系泊链；所述配重块9为金属、水泥或石头制成的配重块，其形状为立方体、球体或圆柱体。橡胶体7所受的浮力大于其自身重力。
本实施例中，开孔箱体结构对水线面上的波浪利用开孔等结构设计进行有效消波；水线下部分放入浮力单元，橡胶体7能被有效地约束在一定的空间内，保证橡胶体7能稳定地为提供防波堤浮力，相邻刚性支撑柱6之间的间隙便于更换失效的橡胶体7；系泊链8对称的布置在开孔箱体结构两侧，抵御主浪向波浪，系泊链8呈一定角度斜向布置，可以抵御其他浪向的波浪；多个配重块9串联布置在系泊链8底端，通过重力将系泊链8底部的一段压平铺放在海床上，起到打桩的效果，固定了系泊链8，为系泊链8提供恢复力。
根据需要保护水域的波浪情况，选择最佳的开孔系数，在开孔箱体结构上设置适当的孔，同时根据结构强度要求，选择刚性板、多孔型刚性板和刚性支撑柱6的数量。
本实施例中，根据需要防护水域大小，选择适当数量的浮式防波堤基本模块单元，相邻开孔箱体结构通过连接装置连接，共同作业。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，其特征在于：包括开孔箱体结构、浮力单元和锚泊装置；所述浮力单元置于开孔箱体结构内部，锚泊装置对称布置在开孔箱体结构两侧；所述开孔箱体结构包括若干多孔型刚性板、若干刚性板和若干刚性支撑柱（6），多孔型刚性板和刚性板两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，刚性支撑柱（6）平行安装在开孔箱体结构底部；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，下半部分位于水线面下；所述浮力单元包括若干内充空气并为防波堤提供浮力的橡胶体（7），橡胶体（7）布置在开孔箱体结构下半部分的内部。
2.根据权利要求1所述的内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，其特征在于：所述多孔型刚性板包括横向多孔型刚性板（1）和纵向多孔型刚性板（2）；所述刚性板包括垂向刚性板（3）、纵向刚性板（4）和横向刚性板（5）；横向多孔型刚性板（1）、纵向多孔型刚性板（2）、垂向刚性板（3）、纵向刚性板（4）和横向刚性板（5）两两垂直布置并刚性连接组成开孔箱体结构，若干刚性支撑柱（6）平行安装在两个相邻纵向刚性板（4）之间；开孔箱体结构的上半部分位于水线面上，由横向多孔型刚性板（1）、纵向多孔型刚性板（2）和垂向刚性板（3）刚性连接组成；开孔箱体结构的下半部分位于水线面下，由垂向刚性板（3）、纵向刚性板（4）、横向刚性板（5）和刚性支撑柱（6）刚性连接组成。
3.根据权利要求1所述的内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，其特征在于：所述锚泊装置为悬链线型锚泊装置，包括系泊链（8）和配重块（9），所述的配重块（9）配置在系泊链（8）底端，若干个配重块（9）串联连接，铺放在海床上，系泊链（8）顶端与开孔箱体结构连接，系泊链（8）对称的布置在开孔箱体结构两侧。
4.根据权利要求1所述的内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，其特征在于：所述多孔型刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的多孔型刚性板，其形状为长方形，其上均匀开设若干圆形孔；所述刚性板为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性板，其形状为长方形；刚性支撑柱（6）为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土制成的刚性支撑柱；所述橡胶体（7）形状为中空的长方体或椭圆体；所述系泊链（8）为聚酯或钢制成的系泊链；所述配重块（9）为金属、水泥或石头制成的配重块，其形状为立方体、球体或圆柱体。
5.根据权利要求1所述的内置浮力单元的孔箱型浮式防波堤，其特征在于：所述橡胶体（7）所受的浮力大于其自身重力。
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