CN104775409B - 一种用于桩柱的抗冰消浪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于桩柱的抗冰消浪装置，包括上下对称设置的上锥体和下锥体，在上锥体和下锥体的中心位置竖向设置一个套筒，所述的套筒顶部连接于上锥体的顶部，套筒底部连接于下锥体的底部；所述套筒的中部与所述上锥体、下锥体的扣合处通过所述支撑板焊接固定，在所述上锥体、下锥体、套筒和支撑板上设有通孔，其共同构成消浪室，所述的上锥体、下锥体表面的坡度使得其与海冰相互作用时，海冰发生弯曲破坏。

Description

一种用于桩柱的抗冰消浪装置
技术领域
本发明涉及一种用于冰区海洋结构的抗冰装置，特别是关于一种安装在桩柱上的抗冰消浪装置。
背景技术
在低温海域，每到冬季会有大量海冰生成。海冰在潮汐、海流和风的作用下在海面上漂移。漂移的海冰遇到海洋结构物时会对结构产生挤压力。在海冰较严重的区域，海冰荷载是海洋结构物设计的控制荷载，对海洋结构有很大的安全威胁。为了降低冰荷载的作用，目前工程界常用的措施是在海洋结构的桩柱上加装抗冰锥体。传统的抗冰锥体是正锥、倒锥或正倒锥的组合体结构，锥体表面通常是封闭的。该结构形式忽视了无冰季波浪对结构的作用力，尤其是大直径桩柱结构，其抗冰锥体尺寸较大，所受的波浪力不可忽视。近年来，有学者开始研究具有消浪功能的抗冰锥体结构，其锥体采用若干倾斜的撑杆来代替原来的封闭表面，该结构形式虽然在一定程度上减少了波浪荷载的作用，但由于撑杆之间空隙较大，往往会造成流冰或海面上的漂浮物“堵塞”锥体的空隙，从而影响抗冰或消浪效果。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种用于桩柱的抗冰和消浪效果都比较好的装置，不仅可以在冰季降低作用在桩柱上的冰荷载，而且在无冰季也不会增加作用在桩柱上波浪荷载，进一步保证海洋结构的安全。
本发明采用的技术方案如下:
一种用于桩柱的抗冰消浪装置，包括上下对称设置的上锥体和下锥体，在上锥体和下锥体的中心位置竖向设置一个套筒，所述的套筒顶部连接于上锥体的顶部，套筒底部连接于下锥体的底部；所述套筒的中部与所述上锥体、下锥体的扣合处通过一个支撑板焊接固定，在所述上锥体、下锥体、套筒和支撑板上设有通孔，其共同构成消浪室，所述的上锥体、下锥体表面的坡度使得其与海冰相互作用时，海冰发生弯曲破坏。
所述上锥体和下锥体的开孔率为40%-60%；
所述套筒的开孔率为30%-70%；
所述支撑板的开孔率为30%-70%。
所述通孔的孔型为矩形孔、圆孔、三角孔、菱形孔或长条孔。
所述套筒的顶部与所述上锥体的内表面焊接固定，所述套筒的底部与所述下锥体的内表面焊接固定。
所述上锥体和下锥体的形状、大小和结构完全相同；
所述上锥体、套筒、支撑板和下锥体从上到下依次套设在桩柱上；
所述上锥体和下锥体分别在圆周内表面处与所述桩柱焊接固定。
本发明的上锥体、下锥体与海冰相互作用的表面具有一定的坡度，可以保证海冰在与本发明作用时发生弯曲破坏。
本发明通过上、下锥体、套筒和支撑板上的通孔，衰减了波浪动能，有效提高了消浪效果，减小了桩柱所受的波浪力。
本发明的有益效果：
使用时，使本发明装置的上锥体和下锥体的扣合处与海水的平均水位平齐。在冰季，海冰向桩柱漂移过来时，当海水水位位于平均水位以上时，海冰作用于上锥体，并沿着锥面向上爬升，此时海冰发生弯曲断裂；当海水水位位于平均水位以下时，海冰作用于下锥体，并沿着锥面向下爬升，此时海冰发生弯曲断裂。
在无冰季，波浪作用于本发明装置上，经上锥体、套筒、支撑板和下锥体的通孔的多次抵消、缓冲，最终达到较好的消浪效果，减小了桩柱所受的波浪力作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的正视图；
图2是本发明的纵剖面剖视图；
图3是本发明的横剖面剖视图；
图中：1上锥体，2下锥体，3套筒，4通孔，5通孔，6支撑板，7通孔，8圆周内表面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1-图3所示，本发明的用于桩柱的抗冰消浪装置，包括一上锥体1、下锥体2、套筒3和支撑板6。上锥体1和下锥体2的形状、大小和结构完全相同，上锥体1、套筒3、支撑板6和下锥体2从上到下依次套设在桩柱上，上锥体1和下锥体2分别在圆周内表面8处与桩柱焊接固定，套筒3的顶部与上锥体1的内表面焊接固定，套筒3的底部与下锥体2的内表面焊接固定，套筒3的中部与上锥体1和下锥体2的扣合处通过支撑板6焊接固定。上锥体1和下锥体2开有通孔4，开孔率为40%-60%，套筒3开有通孔5，开孔率为30%-70%，支撑板6开有通孔7，开孔率为30%-70%，通孔4、通孔5和通孔7的孔型为矩形孔、圆孔、三角孔、菱形孔、长条孔。上锥体1、下锥体2、套筒3和支撑板6共同构成消浪室，所述的上锥体、下锥体表面的坡度使得其与海冰相互作用时，海冰发生弯曲破坏。
使用时，使本发明装置的上锥体1和下锥体2的扣合处与海水的平均水位平齐。在冰季，海冰向桩柱漂移过来时，当海水水位位于平均水位以上时，海冰作用于上锥体1，并沿着锥面向上爬升，此时海冰发生弯曲断裂；当海水水位位于平均水位以下时，海冰作用于下锥体2，并沿着锥面向下爬升，此时海冰发生弯曲断裂。在无冰季，波浪作用于本发明装置上，经通孔4、通孔5和通孔7的多次抵消、缓冲，最终达到较好的消浪效果，减小了桩柱所受的波浪力作用。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：包括上下对称设置的上锥体和下锥体，在上锥体和下锥体的中心位置竖向设置一个套筒，所述的套筒顶部连接于上锥体的顶部，套筒底部连接于下锥体的底部；所述套筒的中部与所述上锥体、下锥体的扣合处通过一个支撑板焊接固定，在所述上锥体、下锥体、套筒和支撑板上设有通孔，其共同构成消浪室，所述的上锥体、下锥体表面的坡度使得其与海冰相互作用时，海冰发生弯曲破坏。
2.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述上锥体和下锥体的开孔率为40％-60％。
3.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述套筒的开孔率为30％-70％。
4.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述支撑板的开孔率为30％-70％。
5.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述通孔的孔型为矩形孔、圆孔、三角孔、菱形孔或长条孔。
6.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述套筒的顶部与所述上锥体的内表面焊接固定，所述套筒的底部与所述下锥体的内表面焊接固定。
7.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述上锥体和下锥体的形状、大小和结构完全相同。
8.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述上锥体、套筒、支撑板和下锥体从上到下依次套设在桩柱上。
9.如权利要求1所述的用于桩柱的抗冰消浪装置，其特征在于：所述上锥体和下锥体分别在圆周内表面处与所述桩柱焊接固定。
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