CN111827201A - 一种组合式防波堤 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种组合式防波堤，组合式防波堤包括连接结构和多个防波堤单元；防波堤单元包括箱体结构和锚系结构；箱体结构包括迎浪侧板和背浪侧板，在迎浪侧板上可转动地连接有第一浮水板，在背浪侧板上可转动地连接有第二浮水板，第一浮水板和第二浮水板随着波浪的运动而上下摆动；箱体结构通过锚系结构与海底柔性连接，浮漂在水面上；在箱体结构的两侧分别设置有连接迎浪侧板和背浪侧板的支撑板，相邻浮式防波堤单元的靠近支撑板之间通过连接结构连接。该浮式防波堤消浪性能好，结构自身安全性能高，同时结构简单，施工和维护方便。

Description

一种组合式防波堤

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，尤其涉及一种组合式防波堤。

背景技术

防波堤是一种重要的港口与海岸工程建筑物，主要用于防御波浪对港口水域的侵扰，为港内提供平稳、安全的停泊条件和作业水域，同时也改善了港内水工建筑物的设计条件，保护港口水工建筑物。此外，在砂质和泥质海岸，防波堤也起到减少或阻止泥沙进港的作用，对有冰冻的港口，防波堤也可减少港外流冰进入港内。防波堤的结构形式主要有斜坡式、直立式、混成式、透空式以及浮式等，其中前三种为传统的坐底式防波堤。传统的坐底式防波堤可以较好掩护港内水域，且使用年限较长。然而，坐底式防波堤存在其局限性：随着工程水深的增加和地基条件的恶化，工程造价急剧增加，且施工难度加大；掩护区域的水体循环受到限制，容易产生泥沙的沉积和港内水体污染。

近年来，浮式防波堤受到了国内外港口、海岸和海洋工程界的密切关注，因为它与传统的坐底式防波堤相比具有以下优点：1、当水深较大时，浮式防波堤显著减少了工程量，工程造价一般相对较低；2、建造时不需要进行地基处理，不受地基条件的限制，降低了施工难度；3、具有很强的水体交换功能，可防止海水污染、不影响泥沙运动和鱼类迁徙，保护了掩护区的生态环境；4、施工简单迅速，便于拆迁和调整布置；5、浮体可随潮位变化而升降，能适应大潮差海域。

但是，也有很多因素限制着浮式防波堤的应用，现有的浮式防波堤结构主要存在以下不足：1、现有浮式防波堤存在消浪效果较差的缺点，尤其在波浪周期较长时，浮式防波堤对外海波浪的反射作用和波能耗散作用减弱，堤后透射波高变大；2、对于一些消浪性能较好的复杂结构浮式防波堤，虽然国内外提出的结构型式较多，但在大浪时浮式防波堤结构承受波浪力较大，结构的安全性降低。

因此，亟需研发新型浮式防波堤，不仅消浪性能好，而且自身结构的安全性高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种组合式的浮式防波堤，消浪性能好，自身结构安全性能高，同时结构简单，施工和维护较方便。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种组合式防波堤，组合式防波堤包括连接结构和多个防波堤单元；防波堤单元包括箱体结构和锚系结构；箱体结构包括迎浪侧板和背浪侧板，在迎浪侧板上可转动地连接有第一浮水板，在背浪侧板上可转动地连接有第二浮水板，第一浮水板和第二浮水板随着波浪的运动而上下摆动；箱体结构通过锚系结构与海底柔性连接，浮漂在水面上；在箱体结构的两侧分别设置有连接迎浪侧板和背浪侧板的支撑板，相邻浮式防波堤单元的靠近支撑板之间通过连接结构连接。

优选地，第一浮水板和第二浮水板分别通过固定安装在迎浪侧板和背浪侧板的铰接座可转动地连接在迎浪侧板和背浪侧板上，铰接座在箱体结构入水后与水面齐平。

优选地，第一浮水板和第二浮水板为表面粗糙的平面板。

优选地，铰接座设置在迎浪侧板和背浪侧板的中心位置。

优选地，箱体结构包括顶部开口的本体，顶部开口由可打开的盖封闭；本体为长方体混凝土结构。

优选地，本体内部设置有多个开口朝上的舱室，用于填放重物以调节箱体结构的入水深度。

优选地，舱室关于本体底面的对边中心线分别对称分布，并且各个舱室的深度相等。

优选地，组合式浮式防波堤包括端部防波堤单元和中部防波堤单元；端部防波堤单元的锚系结构包括六根第一锚链和六个锚重；六根第一锚链的第一端分别与六个锚重连接，其中四根第一锚链的第二端分别与端部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接，其中两根第一锚链的第二端分别与端部防波堤单元的箱体的外侧支撑面的两个底部角点处连接；中部防波堤单元的锚系结构包括四根第一锚链和四个锚重；四根第一锚链的第一端分别与四个锚重连接，四根第一锚链的第二端分别与中部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接；第一锚链与嵌在箱体结构内的第一导缆孔连接。

优选地，连接结构包括2根第二锚链，2根第二锚链等间距连接在靠近支撑板长度方向的1/4和3/4处，固定位置高度为第一浮水板和第二浮水板的连接线上；2根第二锚链两端的卸扣通过第二导缆孔连接在靠近支撑板上。

优选地，在靠近支撑板上设置有保护机构；保护结构包括4个橡胶护舷，4个橡胶护舷在靠近支撑板上中心对称布置，与靠近支撑板上、下边缘保持1/14个靠近支撑板高度的距离，与靠近支撑板侧边缘保持1/14个靠近支撑板长度的距离；橡胶护舷的长度为靠近支撑板长度的1/4，橡胶护舷的高度为靠近支撑板高度的1/5。

附图说明

图1为本发明实施例中防波堤单元的侧视图；

图2为本发明实施例中防波堤单元的箱体结构的立体图；

图3为本发明实施例中防波堤单元的箱体结构的侧视图；

图4为本发明实施例中防波堤单元的箱体结构的正视图；

图5为本发明实施例中中部防波堤单元的俯视图。

图6为本发明实施例中端部防波堤单元的俯视图。

图7为本发明实施例的组合式浮式防波堤的俯视图。

【附图标记说明】

1、箱体结构；

2、第一浮水板；

3、第二浮水板；

4、迎浪侧板；

5、背浪侧板；

6、铰接座；

7、第一锚链；

8、锚重；

9、舱室；

10、第一导缆孔；

11、第二锚链；

12：第二导缆孔；

13：卸扣；

14：橡胶护舷。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

总体结构

一种组合式浮式防波堤，包括连接结构和多个防波堤单元。如图1所示，防波堤单元包括箱体结构1和锚系结构；箱体结构1包括迎浪侧板4和背浪侧板5，在迎浪侧板4上可转动地连接有第一浮水板2，在背浪侧板5上可转动地连接有第二浮水板3，第一浮水板2和第二浮水板3随着波浪的运动而上下摆动；箱体结构1通过锚系结构与海底柔性连接，浮漂在水面上。在箱体结构1的两侧分别设置有连接迎浪侧板4和背浪侧板5的支撑板，相邻浮式防波堤单元的靠近支撑板之间通过连接结构连接。

第一浮水板2借助于水的浮力浮于水面上，在波浪侵袭时，波浪需要经过第一浮水板2，通过第一浮水板2对波浪进行破碎、摩擦、涡旋消能，波浪的能量降低；待波浪传递至箱体结构1时，箱体结构1对波浪进行反射，从而使波浪的能量进一步降低，保证了浮式防波堤后方的水域平稳。在波浪周期较长时，透至堤后的波高变大，第二浮水板3可以对越过箱体结构1的波浪进行破碎、摩擦、涡旋消能，提高浮式防波堤的消浪效果。

箱体结构1

箱体结构1包括顶部开口的本体，所述顶部开口由可打开的顶盖封闭；为了保证箱体结构1具有良好的反射波浪的效果，将所述本体的形状设置为长方体混凝土结构。优选地，在本体内部设置有多个开口朝上的舱室9，如图2所示，用于填放重物，重物可以是砂石或混凝土，来保证箱体结构1具有一定的吃水深度。优选地，舱室9在所述本体内部关于本体底面的对边中心线分别对称分布，并且各个舱室9的深度相等，有利于箱体结构1稳定的浮于水面，同时舱室9的数量与重物的种类与箱体结构1的吃水深度有明确的对应关系，提高了浮式防波堤的施工效率。

浮水板

优选地，所述第一浮水板和第二浮水板为表面粗糙的平面板，平面板通过固定安装在迎浪侧板和背浪侧板的铰接座6与箱体结构1铰接，铰接座6设置在迎浪侧板4或背浪侧板5的中心位置，如图4所示，并在所述箱体结构1入水后与水面齐平，保证了平面板与水面最大的接触面积，增强了消浪效果。平面板的消浪面积大，消浪效果明显，同时，借助于平面板与箱体结构1铰接，平面板随波浪上下摆动，减少了平面板受波浪力的冲击破坏，自身结构的安全性能得到提高，此时，浮式防波堤集反射和耗散消波于一体的效果最好。

可以想见，如果把平面板改成波浪板，同样也能达到耗散消波的功能。

平面板的设计使箱体结构1的整体结构变小，则内部设置的舱室7数量一般选择4个即可。

锚系结构

组合式浮式防波堤包括端部防波堤单元和中部防波堤单元。优选地，端部防波堤单元的锚系结构包括六根第一锚链7和六个锚重8，如图6所示；六根第一锚链7的第一端分别与六个锚重8连接，其中四根第一锚链7的第二端分别与端部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接，其中两根第一锚链7的第二端分别与端部防波堤单元的箱体的外侧支撑面的两个底部角点处连接；中部防波堤单元的锚系结构包括四根第一锚链7和四个锚重8，如图5所示；四根第一锚链7的第一端分别与四个锚重8连接，四根第一锚链7的第二端分别与中部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接。第一锚链7与嵌在箱体结构1内的第一导缆孔10连接。

在波高较大时，浮式防波堤结构受力较大，采用多根第一锚链7对称固定箱体结构1，提高了结构的安全性能。

连接结构

优选地，如图3所示，连接结构包括2根第二锚链11，2根第二锚链11等间距连接在靠近支撑板长度方向的1/4和3/4处，固定位置高度为第一浮水板2和第二浮水板3的连接线上；2根第二锚链11两端的卸扣13通过第二导缆孔12连接在靠近支撑板上。

进一步优选地，在靠近支撑板上设置有保护机构；保护结构包括4个橡胶护舷14，4个橡胶护舷14在靠近支撑板上中心对称布置，与靠近支撑板上、下边缘保持1/14个靠近支撑板高度的距离，与靠近支撑板侧边缘保持1/14个靠近支撑板长度的距离；橡胶护舷14的长度为靠近支撑板长度的1/4，橡胶护舷14的高度为靠近支撑板高度的1/5。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合式防波堤，其特征在于，所述组合式防波堤包括连接结构和多个防波堤单元；

所述防波堤单元包括箱体结构(1)和锚系结构；所述箱体结构(1)包括迎浪侧板(4)和背浪侧板(5)，在所述迎浪侧板(4)上可转动地连接有第一浮水板(2)，在所述背浪侧板(5)上可转动地连接有第二浮水板(3)，所述第一浮水板(2)和第二浮水板(3)随着波浪的运动而上下摆动；所述箱体结构(1)通过锚系结构与海底柔性连接，浮漂在水面上；

在所述箱体结构(1)的两侧分别设置有连接迎浪侧板(4)和背浪侧板(5)的支撑板，相邻浮式防波堤单元的靠近支撑板之间通过连接结构连接。

2.根据权利要求1所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述第一浮水板(2)和第二浮水板(3)分别通过固定安装在迎浪侧板(4)和背浪侧板(5)的铰接座(6)可转动地连接在迎浪侧板(4)和背浪侧板(5)上，所述铰接座(6)在所述箱体结构(1)入水后与水面齐平。

3.根据权利要求1所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述第一浮水板(2)和第二浮水板(3)为表面粗糙的平面板。

4.根据权利要求2所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述铰接座(6)设置在迎浪侧板(4)和背浪侧板(5)的中心位置。

5.根据权利要求1所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述箱体结构(1)包括顶部开口的本体，所述顶部开口由可打开的盖封闭；所述本体为长方体混凝土结构。

6.根据权利要求5所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述本体内部设置有多个开口朝上的舱室(9)，用于填放重物以调节所述箱体结构的入水深度。

7.根据权利要求6所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述舱室(9)关于所述本体底面的对边中心线分别对称分布，并且各个舱室(9)的深度相等。

8.根据权利要求7所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述组合式防波堤包括端部防波堤单元和中部防波堤单元；

所述端部防波堤单元的锚系结构包括六根第一锚链(7)和六个锚重(8)；所述六根第一锚链(7)的第一端分别与所述六个锚重(8)连接，其中四根第一锚链(7)的第二端分别与所述端部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接，其中两根第一锚链(7)的第二端分别与所述端部防波堤单元的箱体的外侧支撑面的两个底部角点处连接；

所述中部防波堤单元的锚系结构包括四根第一锚链(7)和四个锚重(8)；所述四根第一锚链(7)的第一端分别与所述四个锚重(8)连接，所述四根第一锚链(7)的第二端分别与所述中部防波堤单元的箱体的迎浪侧面和背浪侧面方向的1/4和3/4处的底端连接；

所述第一锚链(7)与嵌在箱体结构(1)内的第一导缆孔(10)连接。

9.根据权利要求5所述的组合式防波堤，其特征在于：

所述连接结构包括2根第二锚链(11)，所述2根第二锚链(11)等间距连接在所述靠近支撑板长度方向的1/4和3/4处，固定位置高度为所述第一浮水板(2)和第二浮水板(3)的连接线上；

所述2根第二锚链(11)两端的卸扣(13)通过第二导缆孔(12)连接在所述靠近支撑板上。

10.根据权利要求5所述的组合式防波堤，其特征在于，在所述靠近支撑板上设置有保护机构；

所述保护结构包括4个橡胶护舷(14)，所述4个橡胶护舷(14)在所述靠近支撑板上中心对称布置，与所述靠近支撑板上、下边缘保持1/14个靠近支撑板高度的距离，与所述靠近支撑板侧边缘保持1/14个靠近支撑板长度的距离；

所述橡胶护舷(14)的长度为所述靠近支撑板长度的1/4，所述橡胶护舷(14)的高度为所述靠近支撑板高度的1/5。

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