CN109056634A - 可快速拆装的气囊型浮式防波堤 - Google Patents

可快速拆装的气囊型浮式防波堤 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可快速拆装的气囊型浮式防波堤,包括沿防波堤长度方向布置的若干水面消波结构单元,相邻水面消波结构单元通过连接单元连接,水面消波结构单元包括并排布置的至少两个浮筒和位于浮筒之间的消波板,水面消波结构单元包括并排布置的至少两个浮筒和位于浮筒上的消波板,连接单元包括位于浮筒端部的基座、位于相邻基座之间的气囊以及钢链,相邻基座包裹气囊形成缓冲连接结构。相邻水面消波结构单元通过连接单元实现快速方便组装,简化了防波堤在建造和施工安装过程中的难度,提高了防波堤的后期维护便易性、降低了后期维护成本;连接单元采用基座包裹气囊形成的缓冲连接结构能够有效地减轻相邻防波堤之间的运动、挤压和扭转。

Description

可快速拆装的气囊型浮式防波堤
技术领域
本发明涉及一种防波堤,尤其涉及一种可快速拆装的气囊型浮式防波堤,属于防波堤领域。
背景技术
防波堤系统是保障近海与海洋中平台安全作业的重要技术措施之一,对于海洋结构物,防波堤可以通过反射波浪、破坏波浪水质点运动、共振等方式衰减波浪能量,对其起到保护的作用,从而为海洋结构物提供一个相对平稳的海洋环境,提高其工作效率与安全性,减小经济损失。对于港口等近海工程,防波堤首先起到稳定水域的作用,其次防波堤还可起到减轻港内泥沙淤积的情况。
防波堤分为固定式防波堤与浮式防波堤。浮式防波堤与于传统固定式防波堤相比,具有许多优点:(1)由于浮式防波堤一般是漂浮在水面上,不会阻碍海水流动,因此海水交换能力强。故可防止海水污染,不影响海洋环境;(2)浮式防波堤的造价比传统固定式防波堤低廉,而且浮式防波堤能够较好地适应不同的工作水深且不会影响其正常工作,工程造价也不会随着水深增加而急剧增加;(3)浮式防波堤可以适用于多种地质条件,不受地形的影响;(4)建造土石基础的防波堤系统时原材料须面对长途海运,成本高,建造周期漫长,环境易复杂化等问题,但选用浮式防波堤就可以有效避免这些问题;(5)浮式防波堤的建造周期短,速度快,安装和拆卸方便,相比固定式防波堤,浮式防波堤后期维修方便,费用低。(6)可适应水深较大、地基软弱、大潮差和引入水交换改善港内水质等情况。
但是,现有浮式防波堤多为进行临时施工掩护,尚缺少针对大风浪条件下设计的防波堤系统,目前浮式防波堤连接结构设计复杂及安装繁琐、需要花费大量的时间,后期维护成本较高。
发明内容
发明目的:本发明旨在提供一种能有效地抵御波浪、减少材料使用、降低工程造价、实现快速安装和拆卸的气囊型浮式防波堤。
技术方案:本发明的可快速拆装的气囊型浮式防波堤,包括沿防波堤长度方向布置的若干水面消波结构单元,相邻所述水面消波结构单元通过连接单元连接,其中,所述水面消波结构单元包括并排布置的至少两个浮筒和位于浮筒上的消波板,所述连接单元包括位于浮筒端部的基座、位于相邻基座之间的气囊以及用于连接相邻水面消波单元的钢链,相邻基座包裹气囊形成缓冲连接结构。
优选的,所述浮筒为圆柱形,同时,浮筒也可以为其它形式,例如方形或长方形等。
优选的,所述基座为碗形,气囊为球形;进一步地,基座的碗背上可以设有若干加强臂;进一步地,基座的碗口沿边设有若干阶梯孔。
本发明中,所述浮筒沿水平方向并排布置形成单层水面消波结构单元,消波板位于相邻浮筒的表面;进一步地,所述单层水面消波结构单元沿竖直方向布置形成双层或多层水面消波结构单元;进一步地,所述相邻浮筒通过桁架连接。
本发明中,所述连接单元中的相邻基座通过螺母与螺栓锁紧。
此外,所述水面消波结构单元两侧对称设置锚泊系统。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:(1)相邻水面消波结构单元之间通过连接单元实现快速方便组装,简化了防波堤在建造和施工安装过程中的难度,提高了防波堤的后期维护便易性、降低了后期维护成本;(2)连接单元采用基座包裹气囊形成的缓冲连接结构能够有效地减轻相邻防波堤之间的运动、挤压和扭转,同时由于更换气囊时无需动用相关工程船舶将相邻防波堤分离,节省了后期维护的成本;(3)连接单元中增设钢链作为相邻防波堤的限位装置,有效地限制防波堤的各项位移,同时钢链与气囊的组合能避免在波浪作用下各个防波堤之间的过度运动,能更好地将相邻浮式防波堤连成一个整体,更好地衰减波浪能量;(4)锚泊系统的设置可以保证浮式防波堤在波浪作用下的安全作业,同时在不便于打桩的水域内也能正常作业。
附图说明
图1为本发明浮式防波堤的主视图;
图2为本发明浮式防波堤的俯视图;
图3为本发明浮式防波堤的侧视图;
图4为本发明浮式防波堤的等轴测视图;
图5-1(a)为本发明水面消波结构单元的剖视位置;
图5-1(b)为本发明水面消波结构单元的剖视图1;
图5-2(a)为本发明水面消波结构单元的剖视位置;
图5-2(b)为本发明水面消波结构单元的剖视图2;
图6-1和图6-2分别为本发明碗型基座的俯视图及透视图;
图6-3和图6-4分别为本发明碗型基座的仰视图及透视图;
图6-5和图6-6分别为本发明碗型基座的侧视图及透视图;
图6-7和图6-8分别为本发明碗型基座正面的等轴测视图及透视图;
图6-9和图6-10分别为本发明碗型基座背面的等轴测视图及透视图;
图7-1和图7-2分别为本发明钢链的主视图及透视图;
图7-3和图7-4分别为本发明钢链的侧视图及透视图;
图7-5和图7-6分别为本发明钢链的等轴测视图及透视图;
图8为本发明钢链固定装置与钢链配合示意图;
图9-1为本发明球形气囊的俯视图;
图9-2为本发明球形气囊的剖视图;
图9-3为本发明碗型基座与气囊的配合示意图;
图10-1为本发明锚泊系统的主视图;
图10-2为本发明锚泊系统的侧视图;
图10-3为本发明锚泊系统的俯视图;
图11-1为本发明的局部放大图;
图11-2为图11-1的装配图;
图11-3为本发明俯视图的局部放大图。
图11-4为本发明水面消波结构单元和连接单元的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1、2、4所示,本发明的气囊型浮式防波堤,包括沿防波堤长度方向布置的若干水面消波结构单元1,相邻水面消波结构单元1通过连接单元2连接,水面消波结构单元1两侧可以对称布置锚泊系统3,各水面消波结构单元1通过连接单元2的弹性连接以及与锚泊系统3的限位作用,能够把各水面消波结构单元组成整体,从而在波浪中整体运动,抵御波浪,如图10-2所示。
水面消波结构单元1包括并排布置的至少两个浮筒和位于浮筒上的消波板4-2,连接单元2包括位于浮筒端部的基座、位于相邻基座之间的气囊以及用于连接相邻水面消波单元的钢链,相邻基座包裹气囊形成缓冲连接结构。
本发明中,浮筒沿水平方向并排布置形成单层水面消波结构单元,消波板位于相邻浮筒的表面;单层水面消波结构单元沿竖直方向布置形成双层或多层水面消波结构单元。
具体实施中,如图3、图5-1(a)、图5-1(b)、图5-2(a)、图5-2(b)所示,水面消波结构单元1包括水面消波结构单元主体4、钢链固定装置5和螺纹杆6,其中,水面消波结构单元主体4包括四个圆筒形浮筒4-1、若干消波板4-2和桁架结构7组成,四个圆筒形浮筒的轴线分别位于矩形四个顶角处,其中两个圆筒形浮筒4-1在矩形上部的两个顶角,另外两个圆筒形浮4-1在矩形下部的两个顶角,四个圆筒形浮筒依靠桁架结构7进行连接;桁架结构7包括若干横撑7-1、竖撑7-2、斜撑7-3及纵撑7-4;螺纹杆6每12个一组,呈圆周阵列设在并排靠列的两个圆筒形浮筒4-1的两个端面上,首、尾两个水面消波结构单元的首端与尾端除外;螺纹杆6的一端以焊接的形式固定在并排靠列的两个圆筒形浮筒4-1的两个端面上;钢链固定装置5每四个一组,呈圆周阵列设在并排靠列的两个圆筒形浮筒4-1筒壁的两端。在水面消波结构单元1上方沿防波堤长度方向线性均布若干消波板4-2,消波板4-2上开有若干均布圆孔。
具体实施中,如图6-1和图6-2、图6-3和图6-4、图6-5和图6-6、图6-7和图6-8、图6-9和图6-10、图11-1、图11-2、图11-3和图11-4所示,连接单元2包括钢链8、碗型基座9、球形气囊10和螺栓11,其中,碗型基座9优选为碗形橡胶缓冲基座,依靠螺纹杆6与螺栓11的紧固作用固定于并排靠列的2个圆筒形浮筒4-1的两个端面上。碗形橡胶缓冲基座延碗边设有12个圆周阵列的贯穿型阶梯孔12,用以配合螺纹杆6与螺栓11的紧固作用。碗形橡胶缓冲基座在碗型背面设有8个圆周阵列的加强臂13,8个加强臂13交于圆心位置;碗形橡胶缓冲基座延碗型边缘设有倒圆边;同时碗形橡胶缓冲基座可以使用抽壳设计并采用天然橡胶材质。如图9-1和图9-2所示,气囊10包括球形气囊10-1和充气装置10-2,其中,球形气囊10-1采用天然橡胶材质,它沿防波堤长度方向设于相邻碗型橡胶缓冲基座之间,被两个碗型橡胶缓冲基座包裹,如图9-3所示。球形气囊外表面涂有聚四氟乙烯材料,同时设有气孔结构,球形气囊能抵抗相邻水面消波结构单元在波浪中的相互挤压、扭转。钢链8每4个一组,以两组为一单元布置在各相邻水面消波结构单元1之间,首、尾两个水面消波结构单元1的首端与尾端除外。钢链8的首尾两端连接在相邻水面消波结构单元1的2个并排靠列的圆筒形浮筒4-1壁面两端的钢链固定装置5上。其中,有关钢链8的各视图如图7-1和图7-2、图7-3和图7-4、图7-5和图7-6以及图8所示。
如图10-1、图10-2和图10-3所示,锚泊系统3包括系泊链14和配重块15,系泊链14的一端与圆筒形浮筒4-1连接,系泊链14另一端与配重块15连接,系泊链14对称布置在水面消波结构单元1的两侧,抵御主浪向波浪,浮式防波堤的端部可额外布置系泊链14,抵御其他浪向的波浪;系泊链14的材质为钢链、聚酯缆或钢丝绳中的一种,配重块15形状为立方体、球体或柱体,材质为金属、水泥块或石块,多个配重块15串联布置在系泊链14底端,通过重力将系泊链14底部的一段压平铺放在海床上,起到打桩的效果,固定了系泊链14,为系泊链14提供恢复力。
本发明可根据需要防护水域大小,选择适当个数的水面消波结构单元,相邻水面消波结构单元通过连接单元连接,组成水面消波装置,达到整体消弱波浪目的,同时简化了安装步骤。在具体施工时,碗行橡胶缓冲基座与水面消波结构单元在制造现场组装好,然后运往目标海域。待组装好的各个水面消波结构单元抵达目标海域后使用钢链8将各个水面消波结构单元连接起来。连接完成后将球形气囊吊入相邻水面消波结构单元之间进行现场充气,当气囊内压达到设计值时各水面消波结构单元将组成整体,达到快速安装目的。当更换球形气囊时,把需要更换的气囊放气至目标压力,需要更换的气囊便依靠重力掉落至海面,之后吊入新的气囊充气至设计压力即可。由于更换气囊时无需动用相关工程船舶将相邻防波堤分离,因此有效节省了后期维护的成本。安装完成之后,球形气囊作为相邻防波堤的直接缓冲装置,能够有效的减轻相邻防波堤之间的运动、挤压和扭转。钢链作为相邻防波堤的限位装置,能够有效的限制防波堤的各项位移。钢链与球形气囊的组合能避免在波浪作用下各个防波堤之间的过度运动,能更好的将相邻浮式防波堤连成一个整体,更好地衰减波浪能量。锚泊系统的设计可以保证浮式防波堤在波浪作用下的安全作业,同时在不便于打桩的水域内也能正常作业。

Claims (10)

1.一种可快速拆装的气囊型浮式防波堤,包括沿防波堤长度方向布置的若干水面消波结构单元,其特征在于:相邻所述水面消波结构单元通过连接单元连接,其中,所述水面消波结构单元包括并排布置的至少两个浮筒和位于浮筒上的消波板,所述连接单元包括位于浮筒端部的基座、位于相邻基座之间的气囊以及用于连接相邻水面消波单元的钢链,相邻基座包裹气囊形成缓冲连接结构。
2.根据权利要求1所述的防波堤,其特征在于:所述浮筒为圆柱形。
3.根据权利要求1或2所述的防波堤,其特征在于:所述基座为碗形,所述气囊为球形。
4.根据权利要求3所述的防波堤,其特征在于:所述基座的碗背上设有若干加强臂。
5.根据权利要求3所述的防波堤,其特征在于:所述基座的碗口沿边设有若干阶梯孔。
6.根据权利要求1所述的防波堤,其特征在于:所述浮筒沿水平方向并排布置形成单层水面消波结构单元,消波板位于相邻浮筒的表面。
7.根据权利要求6所述的防波堤,其特征在于:所述单层水面消波结构单元沿竖直方向布置形成双层或多层水面消波结构单元。
8.根据权利要求6所述的防波堤,其特征在于:所述相邻浮筒通过桁架连接。
9.根据权利要求1所述的防波堤,其特征在于:所述连接单元中的相邻基座通过螺母与螺栓锁紧。
10.根据权利要求1所述的防波堤,其特征在于:所述水面消波结构单元两侧对称设置锚泊系统。
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