CN104631382A - 一种新型直立式多层消能防波堤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：包括：从上到下依次连接的胸墙（1）、沉箱（2）和基床（3）；所述沉箱（2）的前表面设置有进浪栅栏板（12），所述沉箱（2）内部由竖隔板（13）将所述沉箱（2）划分为沉箱前舱（4）和沉箱后舱（14），所述胸墙（1）的底端固定于所述的沉箱（2）前表面顶端；所述沉箱前舱（4）内设置有左右向平行排布的若干隔舱（15），若干所述隔舱（15）内均分层放置消能机构（16）。本发明提供的一种新型直立式多层消能防波堤，结构简单，安全可靠，易于维护，且造价较低，具有良好的推广价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型直立式多层消能防波堤，尤其涉及一种新型的直立式开孔沉箱多层消能防波堤。
背景技术
随着世界经济的增长，以及能源需求的提高，人们对海洋资源的开发越来越成为以后世界经济发展的一个重点。港口及近海工程发展将成为海洋资源开发的一个重要的基础，而近海工程的建设离不开防波堤的建设。随着近海工程不断向深水区域延伸，防波堤的建设也将要不断更新，新型深水防波堤的设计与研究已经成为当今世界关注的一个重点。防波堤常成为兴建和发展海港的前提与关键，尤其在港口海域的外围防御波浪的防波堤，其本身首先要承受波浪的强烈作用，建筑物的造价是十分昂贵的，随着港口水深的增加，还要成倍地提高，有时可达港口建设费用的40%至50%，故有关新型防波堤设计、性能和施工等方面的研究已经成为国内外长期以来一直关注的一个重要问题。
防波堤的种类有很多，按照结构型式，防波堤可以分为直立堤、斜坡堤和特殊型式防波堤。其中直立堤和斜坡堤是两种最基本的结构型式。而国内外现有的直立式防波堤需要较厚的消能室，这样大大增加了建设费用。因此，有必要集合已有防波堤结构形式和消能特点，提出一种原理简单，安全可靠，易于维护，且造价较低的防波堤结构，从而更好地应用于港口建设。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种增设了多层消能机构，使消能室（即隔舱）的厚度大大减少，保证经济实用的同时，还实现了力学性能好，消能效果优，增加防波堤的使用年限的效果；进一步地，本发明充分利用沉箱前舱空间，在不同的设计水位加设不同的消能机构以达到多层消能的效果；更进一步地，本发明采用不同形式的消能机构，可以反映不同的消能效果，采取最优组合，从而达到最好的消能效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：包括：从上到下依次连接的胸墙、沉箱和基床；所述沉箱的前表面设置有进浪栅栏板，所述沉箱内部由竖隔板将所述沉箱划分为沉箱前舱和沉箱后舱，所述胸墙的底端固定于所述的沉箱前表面顶端；所述沉箱前舱内设置有左右向平行排布的若干隔舱，若干所述隔舱内均分层放置消能机构。
所述隔舱的个数为4个，从左到右依次为第一隔舱、第二隔舱、第三隔舱和第四隔舱；所述消能机构包括条形通孔平行排布的消能栅栏板、消能柱体和消能水平板。
所述第一隔舱内布置至少4块所述条形通孔水平向错开的消能栅栏板，所述第二隔舱内布置相互交错的至少4层消能柱体，所述第三隔舱内布置至少4块消能水平板，第四隔舱内布置至少4块所述条形通孔纵横交错的所述消能栅栏板。
所述消能柱体为固定在所述消能水平板上的若干列柱体，所述柱体的横截面为六边形。
所述第一隔舱、第二隔舱、第三隔舱和第四隔舱长宽均与所述消能栅栏板、消能水平板的长宽相同。
所述基床包括明基床。
所述胸墙的向海面为圆弧形。
所述沉箱后舱也划分为若干后隔舱，所述后隔舱与所述隔舱的个数相同且位置相对应。
所述沉箱为钢筋混凝土结构，所述胸墙采用现浇或装配整体式混凝土结构。
所述基床位于防波堤的最低端。
所述胸墙位于防波堤的最上方，沉箱位于中部，基床位于底部采用明基床结构，钢筋混凝土沉箱是在开有长条孔的直立式防波堤前舱内浇筑钢筋混凝土水平板。
本发明对比已有技术具有以下创新点：
1.本发明的直立式的防波堤突破了现有直立式防波堤的局限性，充分利用前舱空间。
2.本发明采用多层结构形式，建造特殊结构使水流在进入前舱前先消去一部分波浪力，进入前舱后再进一步消能，使水流的波浪力大大减小。
3.本发明采用多层形式，适合不同水位的不同波高的规则波和不规则波浪。
4.本发明利用碰撞原理有效地将水流破碎而逐步消去波浪力，与其他的传统直立式防波堤相比，加大了消能力度。
5.本发明沉箱前舱采用不同形式的消能结构，可以反映不同的消能效果，采取最优组合，从而达到最好的消能效果。
6.从水力学特性来讲，本发明在降低波浪反射率的同时又减少了其所受的波浪力，具有受力特性好，耐久性好，防波堤使用寿命长，整体性好。
第一隔舱内由上往下水平布置了四块相互交错的消能栅栏板。第二隔舱内由上往下水平布置了四块消能水平板，且板上布置了相互交错的消能柱体。第三隔舱内由上往下布置了四块消能水平板。第四隔舱内由上往下布置了纵横交错的消能栅栏板。
本发明提供的一种新型直立式多层消能防波堤的消能原理如下：波浪进入第一隔舱时，在上层消能栅栏板的开孔中下漏撞击在下层的消能栅栏板上使波浪破碎，从而达到消能效果；波浪进入第二隔舱时，通过设置的交错的消能柱体逐步使水流分向不同的方向然后再撞击隔墙和柱体以消去能量；波浪进入第三隔舱时，在上下消能水平板之间碰撞以消去能量；波浪进入第四隔舱时，通过在纵横布置的消能栅栏板之间碰撞以消去能量；四种隔舱消能方式的相互组合可以达到不同的消能效果。
本发明提供的一种新型直立式多层消能防波堤，在传统开孔直立式防波堤的基础上，进一步的深入设计。以此解决传统开孔直立式防波堤的缺陷。该防波堤充分利用沉箱前舱空间，更好的消能，在不同的设计水位加设不同消能机构，因而适用于大多数不同水位处不同波高的波浪，并加设水平板（即消能栅栏板或消能水平板），大大减小消能室（即隔舱）的厚度，经济实用、力学性能好，增加了防波堤的使用年限。本发明提供的一种新型直立式多层消能防波堤，结构简单，安全可靠，易于维护，且造价较低，具有良好的推广价值和应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中隔舱的结构示意图；
图3为本发明中第一隔舱消能原理图；
图4为本发明中第二隔舱消能原理图；
图5为本发明中第三隔舱消能原理图；
图6为本发明中第四隔舱消能原理图。
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1~6所示，一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：包括：从上到下依次连接的胸墙1、沉箱2和基床3；所述沉箱2的前表面设置有进浪栅栏板12，所述沉箱2内部由竖隔板13将所述沉箱2划分为沉箱前舱4和沉箱后舱14，所述胸墙1的底端固定于所述的沉箱2前表面顶端；所述沉箱前舱4内设置有左右向平行排布的若干隔舱15，若干所述隔舱15内均分层放置消能机构16。
所述隔舱15的个数为4个，从左到右依次为第一隔舱5、第二隔舱6、第三隔舱7和第四隔舱8；所述消能机构16包括条形通孔平行排布的消能栅栏板9、消能柱体10和消能水平板11。
所述第一隔舱5内布置4块所述条形通孔水平向错开的消能栅栏板9，所述第二隔舱6内布置相互交错的4层消能柱体10，所述第三隔舱7内布置4块消能水平板11，第四隔舱8内布置4块所述条形通孔纵横交错的所述消能栅栏板9。
所述消能柱体10为固定在所述消能水平板11上的若干列柱体，所述柱体的横截面为六边形。
所述基床3包括明基床。
所述胸墙1的向海面为圆弧形。
所述沉箱后舱14也划分为若干后隔舱17，所述后隔舱17与所述隔舱15的个数相同且位置相对应。
所述沉箱2为钢筋混凝土结构，所述胸墙1采用现浇或装配整体式混凝土结构。
如图3所示，第一隔舱5的消能原理为波浪进入上层消能栅栏板9后，从消能栅栏板9的开孔中下漏，撞击在下层的消能栅栏板9上使波浪破碎。
如图4所示，第二隔舱6的消能原理为通过设置的交错块体逐步使水流分向不同的方向，然后再撞击隔墙和块体以消去能量。
如图5所示，第三隔舱7的消能原理为波浪在上下消能水平板11之间碰撞以消去其能量。
如图6所示，第四隔舱8的消能原理为波浪在纵横交错的消能栅栏板9之间撞击以消去其能量。
本发明在布置消能栅栏板9的隔舱15内，波浪进入后便被破碎，无明显的反射和回流；在布置消能柱体10的隔舱15内，波浪进入后被逐步分流消去了能量，也无明显的反射和回流；在布置消能水平板11的隔舱15内，波浪进入后部分反射回流，整体结构消浪效果好。
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 (8)
1.一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：包括：从上到下依次连接的胸墙（1）、沉箱（2）和基床（3）；所述沉箱（2）的前表面设置有进浪栅栏板（12），所述沉箱（2）内部由竖隔板（13）将所述沉箱（2）划分为沉箱前舱（4）和沉箱后舱（14），所述胸墙（1）的底端固定于所述的沉箱（2）前表面顶端；所述沉箱前舱（4）内设置有左右向平行排布的若干隔舱（15），若干所述隔舱（15）内均分层放置消能机构（16）。
2.根据权利要求1所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述隔舱（15）的个数为4个，从左到右依次为第一隔舱（5）、第二隔舱（6）、第三隔舱（7）和第四隔舱（8）；所述消能机构（16）包括条形通孔平行排布的消能栅栏板（9）、消能柱体（10）和消能水平板（11）。
3.根据权利要求2所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述第一隔舱（5）内布置至少4块所述条形通孔水平向错开的消能栅栏板（9），所述第二隔舱（6）内布置相互交错的至少4层消能柱体（10），所述第三隔舱（7）内布置至少4块消能水平板（11），第四隔舱（8）内布置至少4块所述条形通孔纵横交错的所述消能栅栏板（9）。
4.根据权利要求3所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述消能柱体（10）为固定在所述消能水平板（11）上的若干列柱体，所述柱体的横截面为六边形。
5.根据权利要求1所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述基床（3）包括明基床。
6.根据权利要求1所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述胸墙（1）的向海面为圆弧形。
7.根据权利要求1所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述沉箱后舱（14）也划分为若干后隔舱（17），所述后隔舱（17）与所述隔舱（15）的个数相同且位置相对应。
8.根据权利要求1所述的一种新型直立式多层消能防波堤，其特征在于：所述沉箱（2）为钢筋混凝土结构，所述胸墙（1）采用现浇或装配整体式混凝土结构。
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