CN105421290A - 一种加装水平板双体浮式防波装置 - Google Patents

一种加装水平板双体浮式防波装置 Download PDF

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段文洋
徐树鹏
马山
赵彬彬
章健军
葛文澎
黄山
马永杰
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哈尔滨工程大学
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    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/06Moles; Piers; Quay walls; Groynes; Breakwaters Wave dissipating walls; Quay equipment
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    • Y02A10/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/11Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters

Abstract

本发明的目的在于提供一种加装水平板双体浮式防波装置,包括防波堤主体、穿孔消波板、锚泊系统、连接结构、防碰撞结构。防波堤单元主体由两个矩形箱体刚性连接组成,并在每一个方箱底部加装水平底板;穿孔消波板布置在防波堤迎浪面和双体之间,有效消耗波浪能;锚泊系统由锚链、弹簧、锚块组成,用于限制防波堤位置,保证其正常作业;连接结构由开口销和弹性钢丝绳组成,用于连接两个相邻防波堤单元,从而达到协同防波的作用;防碰撞结构由橡胶材料嵌入防波堤两端,减小防波堤单元之间碰撞。本发明装置能有效消耗波浪能,适用于浮动防波,结构强度高,易于加工和制造,拆装、搬运、使用、操作方便。

Description

一种加装水平板双体浮式防波装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及的是一种防波装置。
背景技术
[0002] 防波堤可有效保护近海与海洋工程结构物,减少港口、靠岸船舶等受海洋波浪干扰,从而保证港口内船舶的高效率作业。
[0003] 建立固定式防波堤势必会影响水流泥沙的走向与冲淤,一段时间后会改变当地的地形地貌,不利于保护当地海域海洋环境。此外,固定式防波堤会随着水深的增加成本不断提升,而且水质交换能力很弱,不利于维持生态平衡以及环境保护。而浮式防波堤具有简单轻便、机动灵活、经济性好、易于安装维护以及良好的水质交换功能等特点。采用浮式防波堤进行防波是行之有效的工程措施。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供能有效消耗波浪能的一种加装水平板双体浮式防波装置。
[0005] 本发明的目的是这样实现的:
[0006] 本发明一种加装水平板双体浮式防波装置,其特征是:包括防波体单元主体,所述防波体单元主体包括两个刚性连接的矩形箱体,两个矩形箱体之间通过横向肋骨相连,在两个矩形箱体上、与横向肋骨交叉设置有纵向肋骨,防波体单元主体沿横向肋骨方向、在横向肋骨下方设置中空结构,所述防波体单元主体前端为来浪方向,防波体单元主体后端为保护方向,在防波体单元主体的来浪方向上设置第一穿孔消波板,在防波体单元主体里、第一穿孔消波板的后方设置第二穿孔消波板,在防波体单元主体的中空结构里自上而下设置第三穿孔消波板和第四穿孔消波板,两个矩形箱体底部各安装一个水平底板,防波体单元主体的来浪方向和保护方向上分别设置三个锚孔,锚孔通过弹簧连接锚链,锚链连接锚块,防波体单元主体的两个侧面分别设置两个开口销和四个由橡胶材料组成的碰撞结构;防波体单元主体与防波体单元主体之间通过各自的开口销以弹性钢丝绳的方式相连。
[0007] 本发明还可以包括:
[0008] 1、第一穿孔消波板的孔径大于第二穿孔消波板的孔径,第四穿孔消波板的孔径大于第三穿孔消波板的孔径。
[0009] 2、所述的两个水平底板分别向来浪方向和保护方向延伸。
[0010] 本发明的优势在于:
[0011] (1)防波效果优良。装置采用反射波浪和耗散波浪能相结合的防波技术,具有优越的防波性能。
[0012] (2)工程造价合理。装置采用双体结构,避免了材料的浪费,加装水平底板,在增加堤宽的同时使用最少的材料。
[0013] (3)水文交换功能。与固定式防波堤相比,装置具有水质流通与交换的功能,对使用海域环境影响较小。
[0014] (4)使用操作方便。整个防波堤系统由多个防波单元模块连接而成,易于加工和制造,拆装、搬运非常便利。
附图说明
[0015] 图1为本发明的结构示意图;
[0016] 图2为穿孔消波板结构示意图;
[0017] 图3为本发明的俯视图;
[0018] 图4为本发明的左视图;
[0019] 图5为本发明的正视图;
[0020] 图6为带有锚泊系统的防波堤左视图;
[0021] 图7为防波堤整体俯视图;
[0022] 图8为两个防波堤模块连接示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0024] 结合图1〜8,本发明一种加装水平板双体浮式防波装置包括矩形箱体1、水平底板2、穿孔消波板3、锚孔4、锚链5、弹簧6、锚块7、开口销8、弹性钢丝绳9、防碰撞结构10、纵向肋骨11、横向肋骨12等部分。
[0025] 本实例中,如图1所示,防波堤单元主体结构由两个矩形箱体1刚性连接组成一个防波单元模块,矩形箱体内部铺设纵向和横向肋骨,作为防波堤结构的骨架支撑,保证防波堤的强度。
[0026] 在每一个方箱底部加装水平底板2,两块水平板分别向来浪方向和保护区域延伸,从而在节省材料的同时,有效增加堤宽,增强防波性能。
[0027] 如图2所示,穿孔消波板3布置在防波堤迎浪面和双体之间,根据波浪传播原理和水质点运动规律,在防波堤迎浪方向布置两块竖直消波板,且前面的穿孔消波板直径大,后面的直径小;在双体之间布置两块水平消波板,且下面的穿孔消波板直径大,上面的直径小;从而有效消耗波浪能,提高防波效果;穿孔消波板的设置,增加了工程难度,却减少了材料的使用,节约了成本。
[0028] 图3至图5为本装置三视图,每个模块布置六个锚孔4,分别布置在迎浪方向和保护区域方向;布置四个开口销8,防波堤两端各有两个,为钢丝绳提供链接点;四个防碰撞结构10由橡胶材料嵌入防波堤两端,起到柔性缓冲的作用,减小防波堤单元之间碰撞,避免防波堤的损坏。
[0029] 图6中,锚泊系统由锚孔4、锚链5、弹簧6、锚块7组成,在防波堤受到波浪力产生运动时,弹簧6起到缓冲作用,避免锚链受力过大产生疲劳断裂,锚链5另一端连接在锚块7上,因受力平衡悬浮于水中,锚泊系统用于限制防波堤位置,保证防波堤正常作业。
[0030] 图8中,连接结构由开口销8和弹性钢丝绳9组成,开口销8嵌入到防波堤之中,与防波堤构成整体结构,保证强度和连接的方便,弹性钢丝绳9可以产生微小的形变,减小其受力;整个连接结构用于连接两个相邻防波堤单元,从而达到协同防波的作用。
[0031] 该装置工作时,浮体在波浪作用下作六个自由度的运动。水平底板和穿孔消波板增大装置运动阻尼,减小运动幅值;防波时,入射波浪一部分经防波堤主体反射,一部分经过穿孔消波板和水平底板产生流动分离耗散,还有一部分经过防波堤透射到保护区域;本装置采用多种防波原理,针对长周期波浪,能有效降低透射系数,装置具有良好的消波效果Ο
[0032] 本发明提出的一种加装水平板双体浮式防波装置,包括防波堤主体结构、穿孔消波板、锚泊系统、连接结构、防碰撞结构,多个防波堤模块通过连接结构横向连接成整体防波系统,保护海洋工程结构物;防碰撞结构由橡胶材料制成,具有足够的弹性和强度,避免两个相邻防波单元的碰撞损坏;每个防波堤单元通过主体对波浪的反射和穿孔消波板对波浪能的耗散来减小透射系数;锚泊系统保证其工作位置不变,并能方便的转移。
[0033] 防波堤单元主体结构由两个矩形箱体刚性连接组成,箱体内部铺设纵向和横向肋骨,保证防波堤的强度,并在每一个方箱底部加装水平底板,两块水平板分别向来浪方向和保护区域延伸,从而在节省材料的同时,有效增加堤宽,增强防波性能。
[0034] 穿孔消波板布置在防波堤迎浪面和双体之间,根据波浪传播原理和水质点运动规律,在防波堤迎浪方向布置两块竖直消波板,且靠近迎浪方向的穿孔消波板直径大,后面的直径小;在双体之间布置两块水平消波板,且远离水线面的穿孔消波板直径大,接近水线面的穿孔消波板直径小;从而有效消耗波浪能,提高防波效果。
[0035] 锚泊系统由锚链、弹簧、锚组成,弹簧起到缓冲作用,避免锚链受力过大产生疲劳断裂;锚泊系统用于限制防波堤位置,保证防波堤正常作业。
[0036] 连接结构由开口销和弹性钢丝绳组成,开口销嵌入到防波堤之中,保证强度和连接的方便,弹性钢丝绳可以产生微小的形变,减小其受力;整个连接结构用于连接两个相邻防波堤单元,从而达到协同防波的作用。
[0037] 防碰撞结构由橡胶材料嵌入防波堤两端,减小防波堤单元之间碰撞,避免防波堤的损坏。
[0038] 本发明一种加装水平板双体浮式防波装置,包括防波堤主体结构、穿孔消波板、锚泊系统、连接结构、防碰撞结构。防波堤主体结构由两个矩形箱体1刚性连接组成,并在每一个方箱底部加装水平底板2 ;穿孔消波板3布置在防波堤迎浪面和双体之间;锚泊系统由锚孔4、锚链5、弹簧6、锚块7组成;所述连接结构由开口销8和弹性钢丝绳9组成;防碰撞结构10由橡胶材料嵌入防波堤两端。
[0039] 矩形箱体1由纵横交错的肋骨作为支撑骨架,纵向肋骨11连接防波堤迎浪面和背浪面,横向肋骨12连接防波堤两个侧端面。水平底板2布置在两个箱型底部,分别向来浪方向和消波区域延伸。防波堤主体由钢筋混凝土材料浇铸而成,有足够的刚度和强度抗波浪打击。
[0040] 穿孔消波板由两组带圆孔的刚性板构成,最先接触来浪方向波浪的竖直消波板圆孔直径大,根据波浪传播原理进行多层耗散;远离水面的水平消波板圆孔直径大,根据水质点运动规律对波浪能进行多层耗散。
[0041] 锚泊系统在防波堤单元主体上布置六个锚链线挂点10,弹簧5在挂点10和锚链4之间,锚链底端与锚块相连。锚泊系统材料为钢材加工而成,保证足够的抗拉强度。
[0042] 连接结构由开口销7和弹性钢丝绳8通过连接器11连接而成;开口销7嵌入到防波堤,与其形成整体,弹性钢丝绳8通过连接器11将两个防波堤模块连接成整体。
[0043] 防碰撞结构9由橡胶材料构成,嵌入防波堤两端,减少两个防波堤模块在运动过程中的碰撞,起到保护作用。

Claims (3)

1.一种加装水平板双体浮式防波装置,其特征是:包括防波体单元主体,所述防波体单元主体包括两个刚性连接的矩形箱体,两个矩形箱体之间通过横向肋骨相连,在两个矩形箱体上、与横向肋骨交叉设置有纵向肋骨,防波体单元主体沿横向肋骨方向、在横向肋骨下方设置中空结构,所述防波体单元主体前端为来浪方向,防波体单元主体后端为保护方向,在防波体单元主体的来浪方向上设置第一穿孔消波板,在防波体单元主体里、第一穿孔消波板的后方设置第二穿孔消波板,在防波体单元主体的中空结构里自上而下设置第三穿孔消波板和第四穿孔消波板,两个矩形箱体底部各安装一个水平底板,防波体单元主体的来浪方向和保护方向上分别设置三个锚孔,锚孔通过弹簧连接锚链,锚链连接锚块,防波体单元主体的两个侧面分别设置两个开口销和四个由橡胶材料组成的碰撞结构;防波体单元主体与防波体单元主体之间通过各自的开口销以弹性钢丝绳的方式相连。
2.根据权利要求1所述的一种加装水平板双体浮式防波装置,其特征是:第一穿孔消波板的孔径大于第二穿孔消波板的孔径,第四穿孔消波板的孔径大于第三穿孔消波板的孔径。
3.根据权利要求1或2所述的一种加装水平板双体浮式防波装置,其特征是:所述的两个水平底板分别向来浪方向和保护方向延伸。
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