CN115354619A - 港口防波堤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种港口防波堤，包括：防波堤主体；多个挡板，多个挡板分别倾斜设置于所述防波堤主体外围，所述挡板呈多层阶梯状并且侧壁呈弧面形，所述挡板朝向海浪一侧凹陷，所述挡板上沿斜坡方向间隔开设有多个条形卡槽；多个消能构件，多个消能构件上下间隔设置于所述条形卡槽内，所述消能构件包括固定于所述条形卡槽上的第一消能板、相对设置于所述第一消能板两侧的第二消能板，所述第一消能板、所述第二消能板表面呈弧面形。本发明具有减弱涌浪对于防波堤的冲击力、提高涌浪效能利用的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及防波堤工程技术领域。更具体地说，本发明涉及一种港口防波堤。
背景技术
防波堤是防御波浪入侵，形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物，通常位于港口水域的外围，兼防漂沙和冰凌的入侵，赖以保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。
涌浪是一种在港口、海岸常见的海洋现象，涌浪与风浪相比，具有较规则的周期和外形，可以看作是由许多振幅不等、频率不等、传播方向不同并具有随机初相位的正弦波的分量叠加而成。目前，抵御涌浪的防波堤以传统的直立式防波堤和斜坡式防波堤为主，但传统的直立式防波堤和斜坡式防波堤不但对于海底土质、水深大小、波浪状况等条件有一定的要求，而且抵御涌浪的冲击力有一定限度，涌浪效能也得不到很好地利用。因此，如何设计港口防波堤的结构，以获得减弱涌浪对于防波堤的冲击力、提高涌浪效能利用的有益效果是值得深思的。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种港口防波堤，包括：防波堤主体；多个挡板，多个挡板分别倾斜设置于所述防波堤主体外围，所述挡板呈多层阶梯状并且侧壁呈弧面形，所述挡板朝向海浪一侧凹陷，所述挡板上沿斜坡方向间隔开设有多个条形卡槽；多个消能构件，多个消能构件上下间隔设置于所述条形卡槽内，所述消能构件包括固定于所述条形卡槽上的第一消能板、相对设置于所述第一消能板两侧的第二消能板，所述第一消能板、所述第二消能板表面呈弧面形。
优选的是，所述挡板上设有多个消能孔。
优选的是，所述挡板与所述防波堤主体之间设有蓄水池。
优选的是，还包括发电构件，其包括：
浮块，其位于所述蓄水池内；
移动杆体，其包括下端设置于所述浮块上的纵向杆体和设置于所述纵向杆体上端的横向杆体，所述横向杆体的自由端上凸设有卡块；
U形滑槽，其滑动卡设于所述横向杆体上，所述滑槽的开口端设有与所述卡块适配的限位块；
齿条，其设置于所述U形滑槽的闭口端；
转动轴，其一端设有齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合；
支座，其设置于所述防波堤主体上，所述支座上设有轴承，所述轴承穿设于所述转动轴外部；
发电机，其设置于所述防波堤主体上，所述发电机的转子与所述转动轴同轴固定。
优选的是，所述纵向杆体为伸缩型杆体。
优选的是，所述条形卡槽下端敞口设置。
优选的是，还包括挡浪墙，其设置于所述防波堤主体上，所述挡浪墙朝向海浪一侧呈半圆弧形。
优选的是，所述挡板的曲率半径从上至下逐渐增大。
优选的是，所述第一消能板、第二消能板表面的曲率半径从下至上逐渐减小。
优选的是，所述挡板、所述第一消能板、所述第二消能板的表面均为粗糙面。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明采用多层阶梯状并且侧壁呈弧面形的挡板，当涌浪冲击港口防波堤时，使得涌浪可以被挡板引导并沿着其弧形实现上下分流，结合条形卡槽的设置，使得被多层挡板分流后的涌浪可以被碎片化，从而有效地缓解涌浪对所述港口防波堤的冲击力。
第二、本发明采用消能结构的设置，使涌浪冲击条形卡槽时，涌浪可以沿第一消能板、第二消能板的弧形向上运动，将涌浪水平运动的动能转为势能，从而减少涌浪对所述港口防波堤的冲击，通过所述第一消能板两侧的第二消能板的配合，可以将涌浪向上并向两侧进行引流，使得引流后的涌浪相互冲撞，从而抵消涌浪的动能，进而降低涌浪对所述港口防波堤的冲击力。
第三、本发明采用浮块、移动杆体、U形滑槽、齿条、齿轮、转动轴以及发电机组成的发电构件，可以很好地利用涌浪的效能进行发电，实现了所述港口防波堤提高涌浪效能利用的有益效果。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的其中一种技术方案的所述港口防波堤的侧面结构示意图；
图2为本发明的其中一种技术方案的所述消能构件的侧面结构示意图；
图3为本发明的其中一种技术方案的所述港口防波堤的侧视图；
图4为本发明的其中一种技术方案的所述发电构件的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语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，并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。
如图1～4所示，本发明提供一种港口防波堤，包括：
防波堤主体1，所述防波堤主体1可为直立式，用于提供船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行；
多个挡板2，多个挡板2分别倾斜设置于所述防波堤主体1外围，所述挡板2呈多层阶梯状并且侧壁呈弧面形，所述挡板2朝向海浪一侧凹陷，所述挡板2上沿斜坡方向间隔开设有多个条形卡槽21，涌浪冲击呈多层阶梯状并且侧壁呈弧面形的所述挡板2时，所述挡板2使得涌浪被引导并沿着弧形方向实现上下分流，所述条形卡槽21将被分流后的涌浪碎片化，使得涌浪的能量被削减，从而有效地缓解了涌浪对所述港口防波堤所产生的冲击力；
多个消能构件，多个消能构件上下间隔设置于所述条形卡槽21内，所述消能构件包括固定于所述条形卡槽21上的第一消能板31、相对设置于所述第一消能板31两侧的第二消能板32，所述第一消能板31、所述第二消能板32表面呈弧面形，所述第一消能板31表面的弧面形设置使得涌浪冲击第一消能板31时，涌浪沿其弧形向上运动，将涌浪水平运动的动能转为势能，从而减少涌浪对所述港口防波堤的冲击，通过所述第一消能板31两侧的第二消能板32的配合，涌浪冲击第二消能板32时，两侧的第二消能板32将涌浪向上并向两侧进行引流，使得引流后的涌浪相互冲撞，从而抵消涌浪的动能，进而降低涌浪对所述港口防波堤的冲击力。
在上述技术方案中，涌浪冲击所述挡板2时，多层阶梯状的所述挡板2将涌浪分流成多级，削减一部分涌浪的冲击力，所述挡板2侧壁呈弧面形且朝向海浪一侧凹陷的设置使得涌浪冲击时，涌浪沿其弧形向上运动，使涌浪水平运动的动能转为势能，从而减少涌浪对所述港口防波堤的冲击；涌浪冲击所述挡板2时，部分涌浪进入所述条形卡槽21内，所述条形卡槽21将涌浪被碎片化，进而有效地缓解涌浪对所述港口防波堤所产生的冲击力，而部分向上运动的涌浪通过所述第一消能板31和第二消能板32向上并向两侧进行引流，使得引流后的涌浪相互冲撞，从而抵消涌浪的动能，进而有效地减弱涌浪对所述港口防波堤的冲击力。
在另一种技术方案中，所述挡板2上设有多个消能孔22，所述消能孔22可为圆形、方形、多边形，所述消能孔22能够有效地衰减涌浪的能量，减少涌浪载荷，从而有效的减弱涌浪对于所述港口防波堤的冲击和损伤，所述消能孔22在减弱涌浪的冲击同时还能维持所述挡板2两侧的水体交换，减少泥沙淤积。
在另一种技术方案中，所述挡板2与所述防波堤主体1之间设有蓄水池，涌浪通过所述消能孔22进入所述蓄水池，所述蓄水池的空间有利于减少涌浪直接冲击所述防波堤主体1。
在另一种技术方案中，还包括发电构件，其包括：
浮块41，其位于所述蓄水池内，所述浮块41的位置随着所述蓄水池内的水深以及涌浪的冲击而发生改变；
移动杆体，其包括下端设置于所述浮块41上的纵向杆体421和设置于所述纵向杆体421上端的横向杆体422，所述横向杆体422的自由端上凸设有卡块423，涌浪进入所述蓄水池后，当涌浪冲击时，所述浮块41随涌浪的冲击向上向左运动，带动所述纵向杆体421向上向左运动，进而带动所述横向杆体422向左运动；当涌浪消退时，所述浮块41随涌浪的消退向下向右运动，带动所述纵向杆体421向下向右运动，进而带动所述横向杆体422向右运动，使得所述移动杆体在所述浮块41的带动下随着涌浪的冲击与消退自动化运动，从而使涌浪的效能得以利用；
U形滑槽43，其滑动卡设于所述横向杆体422上，所述滑槽的开口端设有与所述卡块423适配的限位块431，所述U形滑槽43在所述纵向杆体421和所述横向杆体422的带动下可实现上下运动，所述U形滑槽43的设置使得所述横向杆体422在所述纵向杆体421的带动下能够自由地左右运动，而所述卡块423与所述限位块431的适配设置防止所述横向杆体422在涌浪消退时从所述U形滑槽43的开口端脱离，进而使所述发电构件得以更好地利用涌浪进行发电；
齿条44，其设置于所述U形滑槽43的闭口端，所述浮块41在涌浪的带动下上下左右运动，从而带动所述移动杆体上下运动，带动所述U形滑槽43上下运动，进而使所述齿条44在涌浪的作用下实现自动化上下运动；
转动轴45，其一端设有齿轮，所述齿轮与所述齿条44相啮合，所述齿条44通过所述浮块41、所述移动杆体、所述U形滑槽43实现自动化上下运动，带动与其相啮合的所述齿轮转动，从而使所述转动轴45发生转动；
支座，其设置于所述防波堤主体1上，所述支座上设有轴承，所述轴承穿设于所述转动轴45外部，所述支座与所述轴承的设置保证所述转动轴45在所述齿轮的带动下平稳转动；
发电机46，其设置于所述防波堤主体1上，所述发电机46的转子与所述转动轴45同轴固定，所述转动轴45在述浮块41、所述移动杆体、所述U形滑槽43带动下，带动所述发电机46的转子同轴转动，使所述发电机46的转子在所述发电机46内做切割磁感线运动，从而使所述发电机46进行发电。
在上述技术方案中，涌浪通过所述消能孔22进入所述蓄水池后，当涌浪冲击碰撞所述浮块41时，所述浮块41向上向左运动，带动所述纵向杆体421、所述横向杆体422向上向左运动，从而带动所述U形滑槽43向上运动，进而带动所述齿条44向上运动，使得所述齿轮发生转动，进而实现所述转动轴45与所述发电机46的转子发生转动，实现所述发电机46进行发电；当涌浪消退碰撞所述浮块41时，所述浮块41向下向右运动，带动所述纵向杆体421、所述横向杆体422向下向右运动，从而带动所述U形滑槽43向下运动，进而带动所述齿条44向下运动，使得所述齿轮发生转动，进而实现所述转动轴45与所述发电机46的转子发生转动，实现所述发电机46进行发电；所述发电构件使涌浪的效能得以利用进行发电，进而实现所述港口防波堤提高对涌浪效能利用的有益效果。
在另一种技术方案中，所述纵向杆体421为伸缩型杆体，所述伸缩型杆体使得所述纵向杆体421在涌浪冲击或消退碰撞所述浮块41时，有效地减少因涌浪的振幅过大而造成所述发电构件中的所述移动杆体产生断裂，进而影响所述发电构件工作。
在另一种技术方案中，所述条形卡槽21下端敞口设置，所述条形卡槽21的设置，配合所述挡板2阶梯状结构的设置，可以将冲击的涌浪碎片化，并沿着所述条形卡槽21流回到海面上反向冲击海水，进而可以有效缓解涌浪对于所述港口防波堤所造成的冲击力。
在另一种技术方案中，还包括挡浪墙5，其设置于所述防波堤主体1上，所述挡浪墙5朝向海浪一侧呈半圆弧形，所述挡浪墙5的设置，使得涌浪因振幅过大越过所述挡板2时，涌浪冲击所述挡浪墙5，所述挡浪墙5可将涌浪引流至弧面，将涌浪水平方向的动能转变成势能，使涌浪向上运动返回水中，所述挡浪墙5有效地减少了因浪水冲刷侵蚀，对防波堤造成的损坏。
在另一种技术方案中，所述挡板2的曲率半径从上至下逐渐增大，所述曲率半径使得涌浪冲击所述挡板2时逐渐削弱涌浪的冲击力，使得所述挡板2受力均匀，减小了涌浪对所述挡板2的破坏力。
在另一种技术方案中，所述第一消能板31、第二消能板32表面的曲率半径从下至上逐渐减小，所述曲率半径使得涌浪冲击所述消能构件时逐渐削弱涌浪的冲击力，使得所述第一消能板31、第二消能板32受力均匀，减小了涌浪对所述消能构件的破坏力。
在另一种技术方案中，所述挡板2、所述第一消能板31、所述第二消能板32的表面均为粗糙面，所述粗糙面的设置可以更好地使涌浪碎片化，从而使得所述挡板2、所述第一消能板31、所述第二消能板32更有效地对减弱涌浪对于所述港口防波堤的冲击力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.港口防波堤，其特征在于，包括：
防波堤主体；
多个挡板，多个挡板分别倾斜设置于所述防波堤主体外围，所述挡板呈多层阶梯状并且侧壁呈弧面形，所述挡板朝向海浪一侧凹陷，所述挡板上沿斜坡方向间隔开设有多个条形卡槽；
多个消能构件，多个消能构件上下间隔设置于所述条形卡槽内，所述消能构件包括固定于所述条形卡槽上的第一消能板、相对设置于所述第一消能板两侧的第二消能板，所述第一消能板、所述第二消能板表面呈弧面形。
2.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述挡板上设有多个消能孔。
3.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述挡板与所述防波堤主体之间设有蓄水池。
4.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，还包括发电构件，其包括：
浮块，其位于所述蓄水池内；
移动杆体，其包括下端设置于所述浮块上的纵向杆体和设置于所述纵向杆体上端的横向杆体，所述横向杆体的自由端上凸设有卡块；
U形滑槽，其滑动卡设于所述横向杆体上，所述滑槽的开口端设有与所述卡块适配的限位块；
齿条，其设置于所述U形滑槽的闭口端；
转动轴，其一端设有齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合；
支座，其设置于所述防波堤主体上，所述支座上设有轴承，所述轴承穿设于所述转动轴外部；
发电机，其设置于所述防波堤主体上，所述发电机的转子与所述转动轴同轴固定。
5.如权利要求4所述的港口防波堤，其特征在于，所述纵向杆体为伸缩型杆体。
6.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述条形卡槽下端敞口设置。
7.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，还包括挡浪墙，其设置于所述防波堤主体上，所述挡浪墙朝向海浪一侧呈半圆弧形。
8.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述挡板的曲率半径从上至下逐渐增大。
9.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述第一消能板、第二消能板表面的曲率半径从下至上逐渐减小。
10.如权利要求1所述的港口防波堤，其特征在于，所述挡板、所述第一消能板、所述第二消能板的表面均为粗糙面。
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