CN109162243B - 一种多用途组合型柔性浮式防波堤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多用途组合型柔性浮式防波堤,每个水面消波结构包括橡胶浮筒、穿过橡胶浮筒中心孔洞的承载缆绳、连接在承载缆绳两端的活性卸扣和布置在橡胶浮筒两端防止橡胶浮筒在承载缆绳上随意滑动的防滑动装置;连接结构包括十字拉环和连接锚链,十字拉环用于同排相邻水面消波结构之间的连接,两端连接活性卸扣的连接锚链则用于异排相邻水面消波结构之间的连接;通过系泊系统达到系泊目的。本发明通过采用可充气注水的橡胶浮筒,以空气和海水为工作介质,减少浮式防波堤的重量和造价,工作结束后,将橡胶浮筒中的空气和海水排出,将橡胶浮筒折叠,减少体积,方便运输;连接结构和系泊系统中采用活性卸扣连接,提高了防波堤的安装和拆卸效率。
Description
技术领域
本发明涉及防波堤技术领域,具体涉及一种多用途组合型柔性浮式防波堤。
背景技术
防波堤是一种重要的港口水工结构物,主要用于防御外海传来的波浪,维持港口内部水域的平稳,提供安全的船舶进出港域、装卸作业和人员上下环境,并保护港口内其他工程结构物。此外,防波堤还能起到保护海岸线免受侵蚀的作用。
随着海洋工程技术的进步,防波堤的功能和应用领域也得到进一步的发展。浮式防波堤的出现扩大了传统防波堤的应用范围,将防波堤的应用范围从港口扩大到了远海,从浅水区扩大到了深水区。相比于传统防波堤而言,浮式防波堤具有造价低、建造简单、维护方便、环保等优点。但是随着工程实例的运用,浮式防波堤的缺点也不断地暴露了出来,比如无法针对临时施工掩护做到快速布置和撤离。
随着人类对海洋的不断探索和开发,海上作业越来越频繁。海上作业对于海况的要求极为苛刻,经常需要等待较长时间以期望出现一个低风浪的工作环境。然而,海洋环境却总是变幻莫测。因此,因海洋环境变化而不得不终止作业的情况经常发生。众所周知,工程船舶的价格和工作人员的薪酬极高,这就会导致海上作业成本过高、效率低下,甚至有时会因躲避风浪不及时而发生作业事故的情况出现。
现有浮式防波堤构型较为复杂,材料多为钢或海洋工程混凝土C50,加之尺寸巨大,质量自然就较大,根本无法做到长距离运输和快速布置。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提出一种多用途组合型柔性浮式防波堤,采用可充气注水的橡胶浮筒,以空气和海水作为工作介质,减少了浮式防波堤的重量和造价,工作结束后,可将橡胶浮筒中的空气和海水排出,将橡胶浮筒折叠,减少了体积,方便运输;连接结构和系泊系统中采用活性卸扣连接,提高了防波堤的安装和拆卸效率。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:包括若干个水面消波结构、连接结构和系泊系统,各个水面消波结构通过连接结构相连,且每个水面消波结构均通过系泊系统系泊固定;所述每个水面消波结构均包括橡胶浮筒以及对应的承载缆绳、活性卸扣和防滑动装置,橡胶浮筒整体迎浪横向布置,橡胶浮筒沿其筒体的中心轴线开设中心孔洞,承载缆绳贯穿对应橡胶浮筒的中心孔洞并伸出橡胶浮筒两端端面,承载缆绳的两端端部均设置活性卸扣(具体安装方式可以是活性卸扣被承载缆绳紧紧的捆扎),防滑动装置安装于活性卸扣与橡胶浮筒之间的承载缆绳上,用以防止橡胶浮筒在承载缆绳上随意滑动;所述连接结构包括十字拉环和连接锚链,同一排中每相邻两个水面消波结构之间通过十字拉环连接,同一列中每相邻两个水面消波结构之间通过链接锚链连接,且连接锚链的两端也设有活性卸扣,两者结合从而使水面消波结构连成一体以共同抵抗波浪。
进一步的,所述系泊系统采用半张紧式系泊方式,系泊系统包括若干系泊缆,系泊缆的上端通过活性卸扣与对应的水面消波结构相连接,系泊缆的底端配置有大抓力锚 (用于提供防波堤所需系泊力),系泊缆上的活性卸扣与十字拉环两侧的扣眼相连,使得水面消波结构能快速与系泊系统相连,也方便在工作完成后与系泊系统分离,达到快速安装、快速拆卸的效果,所述系泊缆材质为尼龙绳。
进一步的,所述防滑动装置包括圆形橡胶垫片,圆形橡胶垫片的中心处开设有中心孔,通过挂扣开合,也就是防滑动装置整体呈圆环状,且圆环上设有开口将圆形橡胶垫片分成两部分,且这两部分通过挂扣活动连接,所述挂扣就包括挂钩和卡槽,挂扣和卡槽分别设置在两部分的圆形橡胶垫片,挂钩可卡固于卡槽,所述防滑动装置的直径大于橡胶浮筒中心孔洞的直径,同时,防滑动装置中心孔的直径略大于承载缆绳的直径,并且防滑动装置中心孔的直径小于活性卸扣的尺寸(便于在安装过程中承载缆绳和活性卸扣的穿插工作)。
进一步的,所述橡胶浮筒整体呈中空筒状,中心轴线位置处即为预留的中心孔洞,橡胶浮筒内的上部(即中心孔洞的与橡胶浮筒上内壁之间的空间)设为空气舱,橡胶浮筒内的下部(即中心孔洞的与橡胶浮筒下内壁之间的空间)设为压载水舱。并且,每个橡胶浮筒的空气舱均通过隔膜划分为两个子舱室,对于任意子舱室都设有一个气阀;所述橡胶浮筒的压载水舱通过隔膜划分为两个子舱室,对于任意子舱室都设有一个水阀,隔膜设置在橡胶浮筒正中央。这样的布置方式既有利于使防波堤的重心下移,当防波堤在波浪作用下旋转时拥有回复力矩,又能让防波堤达到一定的吃水深度,保证防波堤的消波能力,舱室的划分提高了防波堤的整体安全性能。
进一步的,所述十字拉环包括四个扣眼,四个扣眼之间相互垂直分布;对于单排防波堤而言,十字拉环前后两个扣眼与对应的前后两个相邻水面消波结构的活性卸扣相连,左右两侧的扣眼则用于与系泊缆上端的活性卸扣相连;对于多排防波堤而言,十字拉环前后两个扣眼仍用于连接前后两个相邻水面消波结构的活性卸扣,而左右两侧的扣眼则与连接锚链两端的活性卸扣相连,以完成多排间连接结构的安装。
进一步的,所述橡胶浮筒和防滑动装置均采用天然橡胶制成;所述承载缆绳和系泊缆均采用尼龙绳制成,所述活性卸扣、十字拉环和连接锚链均由钢制成。
承载缆绳外周表面包裹着一层光滑软管,有利于减少橡胶浮筒与承载缆绳的摩擦力,提高了防波堤的安全性,承载缆绳的长度略大于橡胶浮筒长度与两端防滑动装置厚度的二者之和。
进一步的,根据海况、防护水域大小和消波要求,所述各个水面消波结构通过连接结构和系泊系统布置单排或多排防波堤,每一排均包括若干水面消波结构。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)通过采用可充气注水的橡胶浮筒,以空气和海水为介质开展工作,减少了防波堤质量和造价,工作完成后可将空气和海水排出,将橡胶浮筒进行折叠,减少了运输体积,提高了运输效率;
(2)通过在承载缆绳表面包裹光滑软管,可减少橡胶浮筒与承载缆绳的摩擦力,提高防波堤的整体安全性;
(3)通过十字拉环和连接锚链,可以简单快捷地将多个水面消波结构连接成一个整体,共同抵抗波浪,工作完成后,可以快速地分离并有效地随工程船舶撤离,减少了施工时间成本,提高了防波堤的使用效率;
(4)系泊系统中采用活性卸扣将系泊缆与水面消波结构相连接,操作简单快捷,工作结束后可快速将水面消波结构与系泊系统分离,系泊系统再由起锚机回收,提高了防波堤的安装和拆卸效率以及重复使用率。
附图说明
图1为本发明中一应用实施例;
图2是本发明的水面消波结构三维图;
图3是本发明的水面消波结构左视图;
图4是本发明的承载缆绳正视图;
图5是本发明的橡胶浮筒左视图;
图6是本发明的橡胶浮筒纵剖面图;
图7是本发明的橡胶浮筒横剖面图;
图8是本发明的同排相邻水面消波结构连接示意图;
图9是本发明的异排相邻水面消波结构连接示意图;
图10是本发明的系泊系统左视图;
图11是本发明的系泊系统俯视图;
图12是本发明的活性卸扣示意图;
图13是本发明的防滑动装置示意图;
图14是本发明的十字拉环示意图。
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所示,本发明的一种多用途组合型柔性浮式防波堤,包括若干个水面消波结构、连接结构和系泊系统。
如图1至图4所示,本实施例的水面消波结构包括橡胶浮筒1、承载缆绳2、活性卸扣3和防滑动装置4;橡胶浮筒1材质为天然橡胶,中心留有一定大小的孔洞,孔洞的直径大于承载缆绳2的直径和活性卸扣3的尺寸,以便于在安装过程中承载缆绳2和活性卸扣3的穿插工作。
如图5和图6所示,橡胶浮筒1中设有空气舱5和压载水舱6,空气舱5布置在橡胶浮筒1上部而压载水舱6布置在橡胶浮筒1下部,这样的布置方式既有利于使得防波堤的重心下移,当防波堤在波浪作用下旋转时,便拥有了回复力矩,也使得防波堤有一定的吃水深度,保证了防波堤的消波性能;空气舱5和压载水舱6均通过隔膜分成两个子舱室,任意一个空气子舱室都设有一个气阀,而任意一个压载水子舱室都设有一个水阀。
如图3所示,承载缆绳2材质为尼龙绳,表面包裹一层光滑软管,有利于减少橡胶浮筒1与承载缆绳2的摩擦力,提高了防波堤的安全性;承载缆绳2两端连接有活性卸扣,长度略大于橡胶浮筒1的长度和两端防滑动装置4的厚度之和。
如图12所示,防滑动装置4材质为天然橡胶,为一个中心留有孔洞的圆形橡胶垫片,通过挂扣开合,防滑动装置安装于橡胶浮筒1和活性卸扣3之间的承载缆绳2上;防滑动装置4的直径大于橡胶浮筒1中心孔洞的直径,防滑动装置4中心孔洞的直径略大于承载缆绳2的直径并小于活性卸扣3的尺寸,这样的设计既能便捷地安装和拆卸防滑动装置,也可以防止橡胶浮筒1在承载缆绳2上随意滑动。
本实施例中,如图11和图13所示。连接结构包括十字拉环7和连接锚链8;十字拉环7材质为钢,共有四个垂直分布的扣眼;连接锚链8材质为钢,连接锚链8两端连有活性卸扣3;对于单排浮式防波堤而言,十字拉环7前后两个扣眼与前后两个相邻水面消波结构的活性卸扣3相连,左右两侧的扣眼则用于与系泊缆9上端的活性卸扣3相连;对于多排防波堤而言,十字拉环7前后两个扣眼仍用于连接前后两个相邻水面消波结构的活性卸扣3,而左右两侧的扣眼则与连接锚链8两端的活性卸扣3相连,以完成异排间连接结构的安装,而系泊缆9则通过活性卸扣3挂扣到外围两排的十字拉环7的向外侧的扣眼上。
本实施例中,系泊系统采用半张紧式系泊方式,包括系泊缆9和连接在系泊缆9上端的活性卸扣3,系泊缆9材质为尼龙绳,底端配置有大抓力锚,用于提供防波堤所需系泊力,上端通过活性卸扣3与水面消波结构的十字拉环7相连,从而使得水面消波结构能快速与系泊系统相连,也方便在工作完成后与系泊系统分离,达到快速安装、快速拆卸的效果。
本实施例中,根据需要防护水域大小、海况及消波要求,选择适当个数的水面消波结构单元或适当排数的防波堤,如图7和图8所示,同一排中每相邻两个水面消波结构单元通过十字拉环7连接,异排(即同一列中)每相邻两个水面消波结构单元通过连接锚链8连接,组成水面消波装置,达到整体消弱波浪的目的。
如图9和图10所示,在安装时,工程船舶将各个零部件运送到目的地,通过多个十字拉环7和连接锚链8将橡胶浮筒1连接成一个整体,由拖船暂时定位,再通过气阀和水阀向橡胶浮筒1充气注水,然后通过系泊缆9上端的活性卸扣3将水面消波结构与系泊系统相连接,实施系泊定位,达到快速安装的目的;工作结束后,按相反顺序依次拆卸分离,系泊系统分离后可由起锚机回收再利用,最后所有零部件随工程船舶撤离现场。
Claims (5)
1.一种多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:包括若干个水面消波结构、连接结构和系泊系统,各个水面消波结构通过连接结构相连,且每个水面消波结构均通过系泊系统系泊固定;
所述每个水面消波结构均包括橡胶浮筒以及对应的承载缆绳、活性卸扣和防滑动装置,橡胶浮筒整体迎浪横向布置,橡胶浮筒沿其筒体的中心轴线开设中心孔洞,承载缆绳贯穿对应橡胶浮筒的中心孔洞并伸出橡胶浮筒两端端面,承载缆绳的两端端部均设置活性卸扣,防滑动装置安装于活性卸扣与橡胶浮筒之间的承载缆绳上;
所述连接结构包括十字拉环和连接锚链,同一排中每相邻两个水面消波结构之间通过十字拉环连接,同一列中每相邻两个水面消波结构之间通过连接锚链连接,且连接锚链的两端也设有活性卸扣,所述十字拉环包括四个扣眼,四个扣眼之间相互垂直分布,所述锚链两端的活性卸扣与扣眼连接;
所述防滑动装置包括圆形橡胶垫片,圆形橡胶垫片的中心处开设有中心孔,通过挂扣开合,所述防滑动装置的直径大于橡胶浮筒中心孔洞的直径,同时,防滑动装置中心孔的直径大于承载缆绳的直径,并且防滑动装置中心孔的直径小于活性卸扣的尺寸;
所述系泊系统采用半张紧式系泊方式,系泊系统包括若干系泊缆,系泊缆的上端通过活性卸扣与对应的水面消波结构相连接,系泊缆的底端配置有大抓力锚。
2.根据权利要求1所述的多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:所述橡胶浮筒整体呈中空筒状,中心轴线位置处即为预留的中心孔洞,橡胶浮筒内的上部设为空气舱,橡胶浮筒内的下部设为压载水舱。
3.根据权利要求2所述的多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:所述每个橡胶浮筒的空气舱均通过隔膜划分为两个子舱室,对于任意子舱室都设有一个气阀;所述橡胶浮筒的压载水舱通过隔膜划分为两个子舱室,对于任意子舱室都设有一个水阀。
4.根据权利要求1所述的多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:所述橡胶浮筒和防滑动装置均采用天然橡胶制成;所述活性卸扣、十字拉环和连接锚链均由钢制成;所述承载缆绳和系泊缆均采用尼龙绳制成;承载缆绳外周表面包裹着一层光滑软管,所述承载缆绳的长度大于橡胶浮筒长度与两端防滑动装置厚度的二者之和。
5.根据权利要求1所述的多用途组合型柔性浮式防波堤,其特征在于:根据海况、防护水域大小和消波要求,所述各个水面消波结构通过连接结构和系泊系统布置多排防波堤,每一排均包括若干水面消波结构。
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