CN103485309B - 一种网笼结构的浮式防波堤 - Google Patents

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嵇春艳
陈翔
马小剑
顾学康
刘珍
倪歆韵
陆晔
田超
杨鹏
王月
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江苏科技大学
中国船舶重工集团公司第七0二研究所
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Abstract

本发明公开了一种网笼结构的浮式防波堤,包括桁架结构单元、若干框架网衣结构和若干浮力单元,桁架结构单元包括带槽孔骨材和骨材,框架网衣结构包括框架和网衣,框架包括第一骨材和第二骨材,框架上设有由网线编成的网衣,浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体,橡胶体中心部分为空心结构,空心结构内设有骨材,框架网衣结构位于桁架结构单元内,浮力单元位于桁架结构单元四周。本发明通过采用桁架结构,可以有效节省材料,同时减小受力面积,减小波浪力;通过框架网衣结构网线布置角度的不同,可以有效扰乱波的传递和消除波能;浮力单元则为整个浮式防波堤提供了维持正常作业的浮力。

Description

一种网笼结构的浮式防波堤
技术领域
[0001] 本发明涉及防波堤技术领域,具体涉及一种网笼结构的浮式防波堤。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 根据波浪理论的研宄和试验表明,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,海岸的变迀以及港内水体污染等问题。
[0004] 现有的普通浮箱式浮式防波堤和浮筒式浮式防波堤,结构自重大,对系泊设计要求高,尤其是在应用与恶劣海况条件下成本极高,此外一旦系泊系统、防波堤模块连接结构出现破坏时,防波堤可能会撞击被掩护结构,引起较大撞击力,从而造成被掩护结构的损坏,同时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,失去作业能力等冋题。
发明内容
[0005] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种网笼结构的浮式防波堤,既能够降低防波堤出现破损后撞击被掩护结构的风险,同时能够避免出现类似普通的浮箱式防波堤或浮筒式防波堤当外部结构出现裂缝渗水时而失去作业能力的危险情况。
[0006] 技术方案:为实现上述目的,本发明的一种网笼结构的浮式防波堤,包括桁架结构单元、若干框架网衣结构和若干浮力单元,所述桁架结构单元包括带槽孔骨材和骨材,所述框架网衣结构包括框架和网衣,所述框架包括第一骨材和第二骨材,框架上设有由网线编成的网衣,所述的浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体,橡胶体中心部分为空心结构,空心结构内设有骨材,所述框架网衣结构位于桁架结构单元内,所述浮力单元位于桁架结构单元四周。
[0007] 其中,各类骨材均为涂有防腐材料的钢材,而带槽孔骨材是在这种涂有防腐材料的钢材上设置一定数量的槽孔。
[0008] 作为优选,所述桁架结构单元为长方体框架,骨材和带槽孔骨材刚性连接组成长方体框架,长方体框架中八条水平布置的棱为带槽孔骨材,连接八条带槽孔骨材各端点的四条竖直布置的棱为骨材,在长方体框架的各个顶点处伸出带槽孔骨材,用于连接浮力单元。具体来说,长方体框架的12条边只有竖直方向的4条是不带孔的,水平的有4条开孔只开2个,用来固定垂向布置的框架网衣,有4条是开孔开很多,用来固定纵向布置的框架网衣。
[0009] 作为优选,所述带槽孔骨材为在骨材上布置若干数量的槽孔,所述框架网衣结构和浮力单元插入槽孔中进行固定。同时这种连接方式便于框架网衣结构和浮力单元的安装和破损后的更换;所述的骨材和带槽孔骨材刚性连接在一起组成桁架结构,共同抵御波浪的作用。
[0010] 作为优选,所述第一骨材与第二骨材刚性连接组成框架时,第一骨材插入带槽孔骨材槽孔中进行固定,所述前后相邻的网衣由纵向和横向的网线交错布置形成,横向和纵向网线相交形成的网目角度为0° -180°,可任意变化;前后相邻网衣的网目角度不同,起到偏振片的效果,消除不同振动方向的波,从而提高消波效果;所述的框架网衣结构在桁架结构单元内垂向布置两道,纵向布置若干道,共同组成了网笼结构,共同组成网笼结构,起到消波效果。
[0011] 作为优选,所述桁架结构单元和框架网衣结构的骨材均为涂有防腐材料的钢材,即所述骨材、带槽孔骨材、第一骨材和第二骨材均为涂有防腐材料的钢材。
[0012] 作为优选,所述网衣的材质为涤纶、棉线或尼龙绳中的一种。
[0013] 所述的浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体,中心部分为空心设计,用于穿过骨材,再将骨材插入桁架结构的槽孔中固定,便于橡胶体的更换和安装,同时橡胶体的长度取两根用于固定的带槽孔骨材的间距,防止橡胶体的上下运动,为防波堤稳定地提供浮力。
[0014] 有益效果:本发明的本发明的网笼结构的浮式防波堤,与现有技术相比,采用桁架结构可有效节约材料,自重轻、降低对系泊系统的设计要求、极大程度地降低成本,同时由于主体结构为网状物和橡胶体,因此降低了防波堤出现破损后撞击被掩护结构的风险;采用框架网衣结构可以消除不同振动方向的波,从而起到全方位消波效果;浮力单元的设置可提供稳定、可靠的浮力,避免传统箱体式浮式防波堤在结构出现裂纹渗水时失去浮力沉入海底而失去作业能力的问题;带槽孔骨材起到了便于固定和更换框架网衣结构和浮力单元的作用。
附图说明
[0015] 图1为本发明的结构示意图;
[0016] 图2为图1中的桁架结构单元示意图;
[0017] 图3是图1中的框架网衣结构示意图;
[0018] 图4是图1中的浮力单元示意图;
[0019] 图5是图1中的带槽孔骨材示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0021] 如图1至图5所示,本发明的一种网笼结构的浮式防波堤,包括桁架结构单元、若干框架网衣结构和若干浮力单元,桁架结构单元包括用于放置框架网衣结构、浮力单元的带槽孔骨材2和骨材1,框架网衣结构包括框架和网衣5,框架包括两根第一骨材3和两根第二骨材4,第一骨材第二骨材框架上设有由网线编成的网衣5,浮力单元包括一个内充空气的橡胶体6,橡胶体6中心部分为空心结构,空心结构内设有骨材1,框架网衣结构位于桁架结构单元内,浮力单元位于桁架结构单元四周。
[0022] 本发明中,如图2所示,桁架结构单元为长方体框架,骨材I和带槽孔骨材2刚性连接组成长方体框架,例如,长方体框架中八条水平布置的棱为带槽孔骨材2,连接该八条带槽孔骨材2各端点的四条竖直布置的棱为骨材1,在长方体框架的各个顶点处伸出带槽孔骨材2,用于连接浮力单元。本实施例中,带槽孔骨材2是在骨材I上布置一定数量的槽孔形成,用于固定框架网衣结构和浮力单元,便于将框架结构和浮力单元插入槽孔中固定和更换。带槽孔骨材2上的槽孔至少为两个,两个槽孔分别位于带槽孔骨材2的两端,其余槽孔位于带槽孔骨材2上。例如槽孔个数可以为2、4、6、8、13、17、20等。长方体框架中每四条相互平行的带槽孔骨材2上的槽孔个数相等并且相互对应。如图2和图5所示,有四根相互平行的带槽孔骨材2设有两个槽孔,两个槽孔位于带槽孔骨材2两端,用于固定垂向布置的框架网衣结构,另外四根相互平行的带槽孔骨材2上设有四个槽孔,其中两个槽孔位于带槽孔骨材2两端,另外两个槽孔均匀排布在带槽孔骨材2上,用于固定纵向布置的框架网衣结构。第一骨材3与第二骨材4刚性连接组成框架时,第一骨材3插入带槽孔骨材2的槽孔内,前后相邻网衣5的网目角度设置应不同,起到偏振片的效果,消除不同振动方向的波,从而提高消波效果;框架网衣结构在桁架结构单元内垂向布置两道,纵向布置若干道,共同组成了网笼结构,起到消波效果。如图1所示,框架网衣结构在桁架结构单元内垂向(图1中的水平方向)布置两道,纵向(图1中的竖直方向)布置若四道,共同组成了网笼结构。桁架结构单元和框架网衣结构的骨材均为涂有防腐材料的钢材,网衣5的材质为涤纶、棉线或尼龙绳中的一种,浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体6,图1中有四个橡胶体6,每个橡胶体6中心部分为空心设计,用于穿过骨材1,再将骨材I插入桁架结构单元的槽孔中固定,便于橡胶体6的更换和安装,同时橡胶体6的长度取两根用于固定的带槽孔骨材2的间距,防止橡胶体6的上下运动,为防波堤稳定地提供浮力,橡胶体6为内充空气的橡胶制品。
[0023] 本实施例中,根据实际的情况和带槽孔骨材2的槽孔数量,布置两道垂向框架网衣结构消除表面波,同时布置若干道纵向框架网衣结构,每一道纵向框架网衣结构的网目内角角度都不同,用以有效地消除不同振动方向的波浪。浮力单元可根据实际情况选取橡胶体6的大小和数量,橡胶体6中心部分空心,用于穿过骨材I并插入桁架结构的槽孔中形成固定,橡胶体的长度取两根用于固定的带槽孔骨材的间距,防止橡胶体的上下运动,橡胶体6为内充空气的橡胶制品。根据需要防护水域大小,选择适当数量的网笼结构的浮式防波堤模块,通过连接装置组成一体,装配一定的锚泊系统,组成大型的浮式防波堤系统。
[0024] 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 (6)

1.一种网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:包括桁架结构单元、若干框架网衣结构和若干浮力单元,所述桁架结构单元包括带槽孔骨材(2)和骨材(I),所述框架网衣结构包括框架和网衣(5),所述框架包括第一骨材(3)和第二骨材(4),框架上设有由网线编成的网衣(5),所述的浮力单元包括至少一个内充空气的橡胶体(6),橡胶体(6)中心部分为空心结构,空心结构内设有骨材(I),所述框架网衣结构位于桁架结构单元内,所述浮力单元位于桁架结构单元四周。
2.根据权利要求1所述的网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:所述桁架结构单元为长方体框架,骨材(I)和带槽孔骨材(2)刚性连接组成长方体框架,长方体框架中八条水平布置的棱为带槽孔骨材(2),连接该八条带槽孔骨材(2)各端点的四条竖直布置的棱为骨材(I);在长方体框架的各个顶点处伸出带槽孔骨材(2),用于连接浮力单元。
3.根据权利要求1或2所述的网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:所述带槽孔骨材(2)为在骨材(I)上布置若干数量的槽孔形成,所述框架网衣结构和浮力单元插入槽孔中进行固定。
4.根据权利要求3所述的网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:所述第一骨材(3)在与第二骨材(4)刚性连接组成框架时,第一骨材(3)插入带槽孔骨材(2)的槽孔中进行固定;前后相邻的网衣(5)由纵向和横向的网线交错布置形成,横向和纵向网线相交形成的网目角度为0°〜180° ;所述的框架网衣结构在桁架结构单元内垂向布置两道,纵向布置若干道,共同组成网笼结构。
5.根据权利要求1所述的网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:所述骨材(I)、带槽孔骨材(2)、第一骨材(3)和第二骨材(4)均为涂有防腐材料的钢材。
6.根据权利要求1所述的网笼结构的浮式防波堤,其特征在于:所述网衣(5)的材质为涤纶、棉线或尼龙绳中的一种。
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