CN103334404B - 一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，包括上下2个由若干田字形拼排构成的网格框架，相间大小直径的柔索和消浪体，其中所述的上下2个网格框架的每个相交节点分别与所述的柔索的上下端相连接，构成一个柔索纵横为奇数排列的防波堤单元体；所述的消浪体由设有中心半圆孔和插柄插孔的相同的2个半柱体插接而成，按照纵横竖直、间隔交错，形成空隙，品字形和倒品字形排列，套装在所述柔索的小直径上；所述的下网格框架的四角处还设置有用于连接锚系系统的扣环。本发明消波范围广，消波效果好，且受波浪力小，对长波和短波均有良好的掩护效果。同时施工和维护方便，适用于不同水深且不适宜修建传统形式防波堤的海港工程环境。

Description

一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体
技术领域
本发明属于海洋工程结构技术领域，涉及一种防波堤，更具体是涉及一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体。
背景技术
海上浮桥、浮栈、浮游码头及海上作业平台的应用日益增多，工程中会修建防波堤结构物来防止这些深水受到较大波浪的影响。传统型式的固定、坐底式防波堤随着工程水域深度的增加，工程造价剧增；并且固定型式的防波堤在材料的使用和波能的分布规律完全不相适应。固定式结构能很好的消减波浪，但同时也限制掩护区域内水体的循环，容易产生港内水体污染等问题，因此以浮式防波堤为代表的以环保、节能为基调的新型防波堤才是未来的发展方向。
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。近年来国内外学者对浮式防波堤结构进行了大量的研究与设计，并逐步被应用于实际工程中。浮式防波堤结构与固定式结构相比，其主要优点：一是有很强的海水交换功能，可防止港内水体污染；二是其工程造价随水深的增加而增加较少；三是施工方便快捷，受水深和地质条件影响小，不需要进行软土地基处理，易于安放等。但是现有浮式防波堤也存在易于损坏、维护要求高等缺点，同时长期阻碍浮式防波堤发展为永久性建筑物的主要原因是目前的浮式防波堤对短波的掩护效果尚好，但对长波的透过率仍然很高。
发明内容
本发明目的是针对浮式防波堤存在的问题和缺陷，提供一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，包括上下2个由若干田字形拼排构成的网格框架1，相间大小直径的柔索4和消浪体2，其中所述的上下2个网格框架1的每个相交节点分别与所述的柔索4的上下端相连接，构成一个柔索4纵横为奇数排列的防波堤单元体；所述的消浪体2由设有中心半圆孔和插柄插孔的相同的2个半柱体插接而成，按照纵横竖直、间隔交错，形成空隙，品字形和倒品字形排列，套装在所述柔索4的小直径上；所述的下网格框架1的四角处还设置有用于连接锚系系统6的扣环5。
上述所述的消浪体2为可拼装的圆柱体、多棱柱体和腰鼓形柱体中的任一种。
上述所述的插接还设置有采用吸水膨胀橡胶制造的插销7。
上述所述的消浪体2的材料为橡胶或橡胶泡沫合成材料。
上述所述的柔索4为整体结构或组合结构；当为组合结构时，所述的柔索4上间隔套装有用于确定消浪体2在竖直方向间距的套筒3。
上述所述的柔索4的材料为高强度的橡胶或尼龙材料。
上述所述的奇数最佳是：纵向至少为3，横向至少为7。
上述所述的形成空隙的空隙率是：单层正视图消浪体2排列空隙率为43～52%；单层俯视图消浪体2排列空隙率为29～57%。
本发明的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体的优点和有益效果：
一是消浪范围广，不仅能消减水体表面的波浪，而且由于阻尼结构延伸至一定水深，因而能有效的衰减潜水波波能。可减少暗流对港口、码头内部结构及船舶的影响，同时对于淤积性海岸可以适当设置垂直长度以利于岸坡淤积和航道冲刷。
二是消浪效果好，单元体延伸水下部分形成阻尼结构从而达到逐级消能以消减波浪的效果，同时由于消浪体采用多棱柱体或鼓形柱体，能使波浪破碎并将水流导向不同的方向，使之撞击产生紊流，并且阻尼结构可以接受波浪的能量转移产生部分柔性运动，从而大大促进波浪在防波堤内部的能量消减。本发明柔性浮式防波堤通过多种途径和方式来达到立体式消波效果，从而很好地解决了现有浮式防波堤对长波的掩护效果不好的问题。
三是组成阻尼结构的消浪体采用对半拼插连接，拼装迅速，施工快捷，维修方便，在应对突发性环境污染事件(如原油泄漏)时，能迅速围住受污染海域防止污染扩散，同时可在登陆战时能迅速组成外海堤防，辅助作战；单元体可工厂化预制拼接安装，使其在施工方面具有很强的机动性，有效地提高了其综合技术性能。
附图说明
图1是本发明的立体图。
图2是图1的主视图。
图3是图1的左视图。
图4是消浪体2安装搭接示意图。
图5是消浪体2主视图。
图6是图5的A-A剖视图。
图7是消浪体2三维图。
图8是图1单层正视图空隙率控制图。
图9是图1单层俯视图空隙率控制图。
图中：1.网格框架；2.消浪体；3.套筒；4.柔索；5.扣环；6.锚系系统；7.插销。L.消浪体横向距离；H.消浪体竖向距离；L1.消浪体横向中心距离；L2.消浪体斜向中心距离；D消浪体直径。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细叙述。应理解，该实施例仅用于说明本发明，并不用于限制本发明保护范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员对本发明所做的各种等价形式的改动和修改，均落于本申请专利权利要求书所限定的范围。
本发明的系留方式和布置可根据实际运用采用不同的方式。根据实际应用海域的水深、地质及波况条件确定整体结构的长度、宽度、深度以及透空率，进而确定消浪体的形状、尺寸、材料。
如图1—图3分别表示本发明的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体的实施方式的立体示意图、主视图和左视图。本发明的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，由上下2个由3个田字形拼排构成的网格框架1，柔索4、套筒3、消浪体2、扣环5、锚系系统6和插销7构成，其中所述的上下2个网格框架1的每个相交节点分别与所述的柔索4的上下端相连接，构成一个柔索4纵向为3列，横向为7列的防波堤单元体；所述的消浪体2由设有中心半圆孔和插柄插孔的相同的2个半六棱柱体插接而成，并采用吸水膨胀橡胶制造的插销7插紧（图4至图7所示），按照纵横竖直、间隔交错，形成空隙，品字形和倒品字形排列，套装在所述柔索4的上；所述的下网格框架1的四角处还设置有用于连接锚系系统6的扣环5。其中所述的柔索4为组合结构，为了确定消浪体2在竖直方向的间距，采用橡胶材料制造的套筒3套装在柔索4上。所述的柔索4的材料为高强度的橡胶或尼龙材料。所述的上网格框架1采用比水轻的轻质材料，所述的下网格框架1采用比水重的钢质材料。
如图8、图9表示本发明一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体消浪消浪体2排列空隙率控制。图8表示单元体单层正视图空隙率通过改变消浪体2之间的横向距离L和竖向距离H进行控制，从而改变空隙面积，使得本发明单元体单层正视图空隙面积占由上下网格框架1和两侧柔索所围总面积的43～52%。图9表示单元体单层纵向排列空隙率控制，消浪体2按照纵横竖直、间隔交错，形成空隙，品字形和倒品字形排列，消浪体2横向中心距离L1为消浪体2横向距离L与消浪体2直径D之和。消浪体2纵向排列空隙率通过消浪体2横向中心距离L1和斜向中心距离L2控制，纵向排列空隙控制为L1：L2=1：0.6～0.7，使得本发明单元体单层俯视图空隙面积占网格框架1面积的29～57%。确定横向和纵向的消浪体排列即可得到单元体的消浪体整体排列（如图1所示）。
范例：六棱柱体消浪体2的外接圆直径D为9cm，高度为9cm；消浪体2横向中心距离L1为16cm，由于六棱柱体消浪体2在波浪作用下可以自由旋转，其横向距离L变化范围为7～8cm，竖向距离H为9cm；单元体单层正视图空隙率为46～52%。消浪体2斜向中心距离L2为11cm，L1：L2=1：0.68，单元体单层俯视图空隙率为57%。按照此空隙率纵向设置3列防波堤单元体，其消波系数可达到0.4～0.6，本发明具有非常优越的消波性能。

Claims (8)

1.一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：包括上下2个由若干田字形拼排构成的网格框架（1），相间大小直径的柔索（4）和消浪体（2），其中所述的上下2个网格框架（1）的每个相交节点分别与所述的柔索（4）的上下端相连接，构成一个柔索（4）纵横为奇数排列的防波堤单元体；所述的消浪体（2）由设有中心半圆孔和插柄插孔的相同的2个半柱体插接而成，按照纵横竖直，间隔交错，形成空隙，品字形和倒品字形排列，套装在所述柔索（4）的小直径上；所述的下网格框架（1）的四角处还设置有用于连接锚系系统（6）的扣环（5）。
2.根据权利要求1所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的消浪体（2）为可拼装的圆柱体、多棱柱体和腰鼓形柱体中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的插接还设置有采用吸水膨胀橡胶制造的插销（7）。
4.根据权利要求1或2所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的消浪体（2）的材料为橡胶或橡胶泡沫合成材料。
5.根据权利要求1所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的柔索（4）为整体结构或组合结构；当为组合结构时，所述的柔索（4）上间隔套装有用于确定消浪体（2）在竖直方向间距的套筒（3）。
6.根据权利要求1或5所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的柔索（4）的材料为高强度的橡胶或尼龙材料。
7.根据权利要求1所述的一种可拼装的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的奇数最佳是：纵向至少为3，横向至少为7。
8.根据权利要求1所述的一种可拼接的柔性浮式防波堤单元体，其特征在于：所述的形成空隙的空隙率是：单层正视图消浪体（2）排列空隙率为43～52%；单层俯视图消浪体（2）排列空隙率为29～57%。
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