CN111155481A - 一种自浮式板状摇摆消浪装置 - Google Patents

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栾英妮
陈汉宝
张华庆
刘海源
陈松贵
胡传琦
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    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
    • E02B3/062—Constructions floating in operational condition, e.g. breakwaters or wave dissipating walls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本发明提供了一种自浮式板状摇摆消浪装置，包括消浪体、锚链和锚块，消浪体悬浮在水中，消浪体下端紧靠锚块并通过锚链固定在锚块上，上端能露出水面，消浪体由混凝土体和填充物组成，填充物设置于消浪体远离波浪来向的一面的上端，没有波浪作用时，消浪体向波浪来向一侧倾斜。本发明结构简单，制作方便，通过调整填充物的体积来调整消浪体在水中的倾斜角度，造价低廉，施工相对方便，既可用于长期使用的水域也可用于使用期短且需要消浪的水域，而且对海床地质条件要求不高，无需地基处理，可随时安装投入使用。

Description

一种自浮式板状摇摆消浪装置
技术领域
本发明属于防波堤技术领域，尤其是涉及一种自浮式板状摇摆消浪装置。
背景技术
防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，用来防御海浪对港域的侵袭，维持港内水域的平稳，以保证船舶在港内安全停靠、系泊。传统斜坡式防波堤材料用量大致与水深成正比，水深较大时造价高。斜坡上的护面石块或人工块体如重量不足，将受波浪作用而滚落走失，需要经常修补。传统直立式防波堤对地基承载力要求较高，不均匀沉降可使堤墙产生裂缝；建成后如发生损坏一且破坏，修复困难。而浮式防波堤需要多种技术设备满足设计波浪的消散，缆绳和锚具在波浪作用下容易破坏，若缆绳破坏，浮体自由漂浮，会危害船舶，海岸及其它近海结构。
斜板式防波堤在近海海域中的应用将越来越广泛，其不仅继承传统水平板式防波堤的优点，而且能适应潮位变化，从而提高该结构作为防波堤的可行性。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种自浮式板状摇摆消浪装置，可以有效的实现消浪和防波的作用。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种自浮式板状摇摆消浪装置，包括消浪体、锚链和锚块，消浪体悬浮在水中，消浪体下端紧靠锚块并通过锚链固定在锚块上，上端能露出水面，消浪体由混凝土体和填充物组成，填充物设置于消浪体远离波浪来向的一面的上端，没有波浪作用时，消浪体向波浪来向一侧倾斜。
进一步的，消浪体为板状结构。
进一步的，填充物为泡沫或气囊。
进一步的，消浪体远离波浪来向的一侧设置有空腔，空腔的开口位于消浪体的上端且沿消浪体长度方向延伸，填充物设置于空腔中。消浪体远离波浪来向的一侧的空腔的壁很薄，厚度与消浪体的厚度相比可以忽略不计。
进一步的，消浪体下端且位于波浪来向的一面的楞紧靠锚块，消浪体下端且沿消浪体宽度方向通过多条锚链与锚块固定。
进一步的，消浪体与海床之间的夹角为30°-60°。
进一步的，锚块为混凝土浇筑成的块体。
工作原理：
加工制作时，通过调整空腔中的填充的泡沫与混凝土的比例来调整浮重比，使消浪体悬浮于水中，消浪体的淹没长度为消浪体总长度的0.5-0.9倍左右，消浪体底部通过锚链与混凝土锚块连接。根据实际工作条件调节消浪体的长度，让消浪体与海床之间的夹角度在30-60度间，防波堤停止工作时水平停置在底部。
消浪原理如下：
(1)破坏波浪水质点的运动规律，紊动消能。波峰作用，水质点沿消浪体向下运动，使底部水质点运动加强；波谷作用，水质点沿消浪体向上运动；消浪体在波浪作用不后翻的情况下，消浪体与海床之间夹角越大，紊动消能效果越显著；
(2)反射消能，波浪推动消浪体运动，产生一个反相位的波浪传回入射波浪一侧；
(3)将波浪能转化为机械能，波浪推动消浪体运动。
相对于现有技术，本发明所述的自浮式板状摇摆消浪装置具有以下优势：
本发明所述的自浮式板状摇摆消浪装置，结构简单，制作方便，通过调整填充物的体积来调整消浪体在水中的倾斜角度，造价低廉，结构简单，施工相对方便，既可用于长期使用的水域也可用于使用期短且需要消浪的水域，而且对海床地质条件要求不高，无需地基处理，可随时安装投入使用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的自浮式板状摇摆消浪装置实验时候的示意图；
图2为本发明实施例所述的消浪体不包括填充物的示意图。
附图标记说明：
1-消浪体；101-混凝土体；102-填充物；103-空腔；2-锚链；3-锚块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种自浮式板状摇摆消浪装置，包括消浪体1、锚链2和锚块3，消浪体1悬浮在水中，消浪体1下端紧靠锚块3并通过锚链2固定在锚块3上，上端能露出水面，消浪体1由混凝土体101和填充物102组成，填充物102设置于消浪体1远离波浪来向的一面的上端，没有波浪作用时，消浪体1向波浪来向一侧倾斜。根据水位的高度选择预制适当长度的消浪体1。
上述，消浪体1为板状结构。
上述，填充物102为泡沫。
上述，消浪体1远离波浪来向的一侧设置有空腔103，空腔103的开口位于消浪体1的上端且沿消浪体1长度方向延伸，填充物102设置于空腔103中。填充泡沫后，在空腔103的开口处用混凝土将开口封堵。通过调整空腔103中的泡沫的体积来调整消浪体1在水中的倾斜角度。消浪体1远离波浪来向的一侧的空腔103的壁很薄，厚度与消浪体1的厚度相比可以忽略不计。
上述，消浪体1下端且位于波浪来向的一面的楞紧靠锚块3，消浪体1下端且沿消浪体1宽度方向通过多条锚链2与锚块3固定。消浪体1的下端紧紧地被锚链2拉住并与锚块3接触，消浪体1只能沿着波浪来向或者去向晃动，由于消浪体1的远离波浪来向的一侧密度轻，因此在波浪退去之后消浪体1还会回到向波浪来向一侧倾斜。
上述，消浪体1与海床间的夹角为30°～60°。
上述，锚块3为混凝土浇筑成的块体。
工作原理：
加工制作时，通过调整空腔103中的填充的泡沫与混凝土的比例来调整浮重比，使消浪体1悬浮于水中，消浪体1的淹没长度为消浪体1总长度的0.5-0.9倍左右，消浪体1底部通过锚链2与混凝土锚块3连接。根据实际工作条件调节消浪体1的长度，让消浪体1与海床之间夹角度在30-60°间，防波堤停止工作时水平停置在底部。
实施例2
与实施例1区别在于填充物102为气囊。气囊设置在空腔103内，用混凝土将空腔103的开口封堵，并将充气口预留，可以随时调整气囊中气体的体积。可以通过调整充气的体积来调整消浪体1密度的分布，进而调整消浪体1与水平面之间的角度。
实验检测：
水深为d，消浪体1的长度为L1＝2.0d～2.2d，消浪体1的厚度为D1＝0.1L1，单个消浪体1的宽度定为10m，空腔103的长度为L2＝1.60d～1.76d，厚度D2为0.65D1，宽度和消浪体1的宽度相同，因为空腔103的侧壁的厚度相比于消浪体1的厚度很薄，可以忽略不计。空腔103内填充有泡沫。
试验条件：
距离1#位和2#位到锚链2和消浪体1接触的锚点间距离均为L3＝45cm。
消浪体1的尺寸：宽度为1.0m，长度L1为0.4m，长度L2为0.3m，厚度D1为4.0cm，厚度D2为2.6cm，水深为0.182m，试验周期为0.8s。
消浪体1的倾斜角度为60°。消浪体1的倾斜角度，可以通过调整泡沫与混凝土的比例确定，从而达到不同的消浪效果。在具体实施前可以在模型试验中进行试验后确定。
组次 入射侧波高(1#)/cm 堤后侧波高(2#)/cm 消浪率
1 5.03 2.17 81.4％
2 5.23 2.24 81.6％
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：包括消浪体、锚链和锚块，消浪体悬浮在水中，消浪体下端紧靠锚块并通过锚链固定在锚块上，上端能露出水面，消浪体由混凝土体和填充物组成，填充物设置于消浪体远离波浪来向的一面的上端，没有波浪作用时，消浪体向波浪来向一侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：消浪体为板状结构。
3.根据权利要求2所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：填充物为泡沫或气囊。
4.根据权利要求2所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：消浪体远离波浪来向的一侧设置有空腔，空腔的开口位于消浪体的上端且沿消浪体长度方向延伸，填充物设置于空腔中。
5.根据权利要求2所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：消浪体下端且位于波浪来向的一面的楞紧靠锚块，消浪体下端且沿消浪体宽度方向通过多条锚链与锚块固定。
6.根据权利要求2所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：消浪体与海床之间的夹角为30°-60°。
7.根据权利要求1所述的自浮式板状摇摆消浪装置，其特征在于：锚块为混凝土浇筑成的块体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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