CN108221849B - 一种阶梯式分应力海堤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型阶梯式分应力海堤，包括若干个平行排列在斜坡上的分层墙（6），所述分层墙（6）的高度沿着斜坡向上的方向逐渐变大，两个相邻的所述分层墙（6）之间设置有阶梯蓄水池，所述阶梯蓄水池的高度与外侧较短的所述分层墙（6）的高度相同，所述阶梯蓄水池左右一侧设置有阀门（12），所述阶梯蓄水池的底端连有充水管道（9）的一端，所述充水管道（9）的另一端与抽水泵（10）相连，所述充水管道（9）设置在所述分层墙（6）的下方。本发明的一种新型阶梯式分应力海堤，适用于坡度不大，但遇到大浪概率高的海，能够削减波浪能量，极大的减小波浪的破坏作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种海堤，具体涉及一种阶梯式分应力海堤，属于海堤技术领域。
背景技术
海堤是海岸、河口地区在地面上修筑的一种挡水建筑物，它的作用是保护沿海地区免受潮、浪袭击，海堤也是围海造陆工程的主要工程设施，江、河入海口感潮段的堤防也常称为海堤。
根据筑堤材料的不同，海堤可以分为两大类：1)土堤，2)土与其它材料(史、混凝土等)混合堤。按照堤身断面的尺寸，海堤大致可分为三类：1)斜坡式，2)陡墙式，3)两者相结合的混合式海堤。
斜坡式海堤按迎水面有无护面可分为土堤和有护面斜坡堤，护面的种类有砌石、抛石、混凝土板、沥青、PVC笼装块石等；按坡面又可分为单坡、折坡和带平台复坡式三种。斜坡式海堤随着坡比增大，断面加大，堤身稳定性好，地基应力趋向均匀、分散，对地基的要求降低；但占地多，波浪爬高较大，需较高的堤顶高程，材料用量多，施工时一般先堆土方后做护坡，已堆土方易受潮水冲失。
陡墙式海堤则是在堤身填土前方砌筑防护墙，防护墙一方面防止潮浪水流直接冲刷土体，另一方面相当于重力式挡土墙支挡墙后填土，保持土体稳定。陡墙式海堤断面小，占地少，波浪爬高较斜坡堤小，故堤顶高程可略低，施工时一般护面和填土同时施工，可减少土方被潮水冲失；但波浪对防护墙的作用较强烈。地基应力较集中，对地基要求高，往往需要对基础进行处理，传统的处理方法是打桩，但其稳定性较差，不利于消浪。
混合式海堤的迎水坡由陡墙及斜坡混合构成，一般在水深较大的情况下采用。有上部为斜坡，下部为陡墙或者上部为陡墙，下部为斜坡两种，当上下坡组合适当，可以发挥斜坡堤与陡墙堤二者的优点，而避免其缺点，但在边坡转折处，波浪紊乱，波能较集中，容易变形破坏，需予结构上补强。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供出一种适用于坡度不大，但遇到大浪概率高的海，能够削减波浪能量，极大的减小波浪的破坏作用的阶梯式分应力海堤。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：包括若干个平行排列在斜坡上的分层墙，所述分层墙的高度沿着斜坡向上的方向逐渐变大，两个相邻的所述分层墙之间设置有阶梯蓄水池，所述阶梯蓄水池的高度与外侧较短的所述分层墙的高度相同，所述阶梯蓄水池左右一侧设置有阀门，所述阶梯蓄水池的底端连有充水管道的一端，所述充水管道的另一端与抽水泵相连，所述充水管道设置在所述分层墙的下方。
若干个所述分层墙等间距排列。
所述分层墙的上面设置有前后方向交错布置的第一消能块体，两个相邻的所述分层墙之间设置有第二消能块体。
所述分层墙的侧向截面为长方形或者直角梯形。
位于坡面最低点的所述分层墙的迎浪侧设置有镂空块体，所述镂空块体的上面和迎浪面为开孔结构。
海域里设置有外海域水压监测器，所述阶梯蓄水池内管道末端设置有蓄水池水压监测器，所述外海域水压监测器和蓄水池水压监测器均与智能控制系统相连，所述智能控制系统与所述阀门和抽水泵的电源开关相连。
位于坡面最高点的所述分层墙的背浪侧设置有回填土。
所述分层墙的个数为N个，其中N为大于等于3的整数。
本发明的有益效果：本发明提供的一种阶梯式分应力海堤，在消浪方面可以通过阶梯式蓄水使波浪爬升消能，镂空块体、消能块体作用下削减波浪能量，极大的减小波浪尤其是四米波高以上的大浪的破坏作用，防浪效果明显；主体分层结构使局部破坏不影响整体，可独立维修，方便后期维护；阶梯蓄水式结构使每一个分层的独立挡墙具有一定指向来浪方向的预应力以抵消一部分波浪的作用；分层墙也可减少传统重力式防波堤消耗大量材料的弊端。
附图说明
图1：本发明一种阶梯式分应力海堤的总体结构示意图；
图2：本发明一种阶梯式分应力海堤的主视图；
图3：本发明一种阶梯式分应力海堤的左视图；
图4：本发明一种阶梯式分应力海堤的俯视图；
图5：本发明一种阶梯式分应力海堤的中闸门的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1到图4所示，一种阶梯式分应力海堤，包括若干个平行排列在斜坡上的分层墙6，分层墙6的高度沿着斜坡向上的方向逐渐变大，分层墙6的个数为N个，其中N为大于等于3的整数，本发明中分层墙6的个数选取为5个，5个分层墙6等间距排列。位于坡面最高点的所述分层墙6的背浪侧设置有回填土4。分层墙6的侧向截面为长方形或者直角梯形。当分层墙6的侧向截面选为直角梯形时，则直角边朝向迎浪面。分层墙6墙体的高度、厚度，排列距离由不同地区地理条件和浪高决定；分层墙布置与地形配合，呈现陆地侧高，迎浪侧低的形态。
两个相邻的分层墙6之间设置有阶梯蓄水池，阶梯蓄水池的高度与外侧较短的分层墙6的高度相同，阶梯蓄水池左右一侧设置有阀门12。如图5所示，蓄水池部分的闸门12为单侧开启式平面钢闸门，宽度由分层墙6间距确定。阶梯蓄水池的底端连有充水管道9的一端，充水管道9的另一端与抽水泵10相连，充水管道9设置在分层墙6的下方，从分层墙6的底下通过，依次接通各阶梯蓄水池与外侧海域，各充水管道安装有抽水泵10。
分层墙6的上面设置有前后方向交错布置的第一消能块体2，两个相邻的分层墙6之间设置有第二消能块体5。位于坡面最低点的分层墙6的迎浪侧设置有镂空块体3，镂空块体3的上面和迎浪面为开孔结构。
为了实现阶梯蓄水池内水位的智能控制，本发明在距离海堤一定距离的海域里设置有外海域水压监测器11，用于反馈海域来浪情况。阶梯蓄水池内管道末端设置有蓄水池水压监测器7，外海域水压监测器11和蓄水池水压监测器7均与智能控制系统8相连，8用于协调海堤工作，智能控制系统8与阀门12和抽水泵10的电源开关相连。
本发明的工作方式为：在大浪预警以后或者外海域水压监测器探测到水压异常时，智能控制系统控制闸门关闭，抽水泵开启往阶梯蓄水池内充水，蓄水池水压监测器开启监测储水空间内水位，控制充水管路的进水量，使阶梯蓄水池达到预计水位。来浪在经过镂空块体消除一部分能量以后分别作用在不同分层墙上，背后阶高出的水位产生的预应力也使一部分波浪作用力抵消，波浪能量分散以后水分别跌入阶梯蓄水池内，使水流与水流、水流与消能块体相互作用消能。在外海域水压监测器探测到水压正常时，将反馈信息传送至智能控制系统，控制闸门开启放水，使蓄水池内水位与外侧相平。在没有大浪预警或者外海域水压监测器没有达到预设波动值时，蓄水池不蓄水，日常的波浪作用在镂空块体、分层墙顶和分层墙间的消能块体进行消能，高低不同的分层墙分担波浪不同部分的作用力进行防浪。
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)
1.一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：包括若干个平行排列在斜坡上的分层墙(6)，所述分层墙(6)的高度沿着斜坡向上的方向逐渐变大，两个相邻的所述分层墙(6)构成阶梯蓄水池的前后池墙，所述阶梯蓄水池的高度与外侧较短的所述分层墙(6)的高度相同，所述阶梯蓄水池左侧或者右侧设置有阀门(12)，所述阶梯蓄水池的底端连有充水管道(9)的一端，所述充水管道(9)的另一端与抽水泵(10)相连，所述充水管道(9)设置在所述分层墙(6)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：若干个所述分层墙(6)等间距排列。
3.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：所述分层墙(6)的上面设置有前后方向交错布置的第一消能块体(2)，两个相邻的所述分层墙(6)之间设置有第二消能块体(5)。
4.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：所述分层墙(6)的侧向截面为长方形或者直角梯形。
5.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：位于坡面最低点的所述分层墙(6)的迎浪侧设置有镂空块体(3)，所述镂空块体(3)的上面和迎浪面为开孔结构。
6.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：海域里设置有外海域水压监测器(11)，所述充水管道(9)末端设置有蓄水池水压监测器(7)，所述外海域水压监测器(11)和蓄水池水压监测器(7)均与智能控制系统(8)相连，所述智能控制系统(8)与所述阀门(12)和抽水泵(10)的电源开关相连。
7.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：位于坡面最高点的所述分层墙(6)的背浪侧设置有回填土(4)。
8.根据权利要求1所述的一种阶梯式分应力海堤，其特征在于：所述分层墙(6)的个数为N个，其中N为大于等于3的整数。
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