CN116949997A - 一种多功能装配式透空防波堤结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能装配式透空防波堤结构，所述透空防波堤结构包括若干堤体配重箱、与堤体配重箱等数量的若干上部浮箱、锚碇组件，每一堤体配重箱的上方与上部浮箱相连，锚碇组件安装在每个堤体配重箱的底部，每一堤体配重箱通过底部的锚碇组件固定在海床上。本发明的透空防波堤主体结构为装配式结构，每一上部浮箱的顶部设有两块挡浪板，挡浪板为预制玻璃钢结构，上部浮箱设有卡接槽，挡浪板通过卡接槽与上部浮箱榫接，方便挡浪板拆卸和替换。本发明的透空防波堤结构实现了水运工程结构的高装配率，水运工程结构向来装配率较低，透空防波堤结构施工便捷，可机动部署，后期维护简便，可拆卸换装。

Description

一种多功能装配式透空防波堤结构

技术领域

本发明涉及防波堤结构技术领域，具体涉及一种用于水运工程码头的装配式透空防波堤结构。

背景技术

防波堤结构是一种常见的码头、港口、海岸的工程结构，可以用来防御海浪对码头以及作业区域的侵袭，维持防护区域内水域平稳，保证船舶停靠、系泊、装卸作业、海洋工程施工作业、海洋养殖、近海体育运动等的安全。

传统的防波堤结构主要是实体的防波堤，实体防波堤在建造过程中往往涉及大量砂石料或混凝土料的堆填，其施工效率低下，投资大、建设周期长，且后期破坏后修复难度较大；实体防波堤的功能比较单一，一般只有挡浪掩护港区的功能。

传统的实体防波堤的堤心要么是块石，要么是沉箱或其它块体，受堤身稳定性或沉降的限制，当工程地质条件较差时，需额外进行地基处理后方可实施防波堤的建设；当水深较深或风浪较大时，防波堤堤身结构将需设计得更大，因此，其造价对地质条件、水深及风浪条件较为敏感，在不同条件的工程项目中，其结构型式及结构断面差异性较大，难以标准化设计或施工。同时，传统实体防波堤堤身透水率较低，在工程实施后将会对水域进行物理分隔，结构两侧水体交换困难，对周围海洋环境影响较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种通过对气门的调节来控制堤体配重箱的进水量、从而控制整个透空防波堤结构的沉浮、通过对设计波浪的评估、相应地调节气门使得透空防波堤结构能漂浮在水中波浪能较为集中的位置、当波浪冲击透空防波堤结构转子上的挡浪叶片时、挡浪叶片将带动转子上的永磁体套筒围绕定子运动而发电、使得波浪能被挡浪叶片极大程度地消耗其大部分能量被转换为电能输送至后方、实现了透空防波堤结构波浪发电的功能、实现了透空防波堤主体结构的装配式组装、实现透空防波堤结构的消浪功能、透空防波堤结构对海底地质条件、水深条件、波浪条件的适用性较强、采用了全装配式的结构、建设周期短、方便后期的维护、当透空防波堤结构的构件发生破坏时、可以直接拆卸更换、透空防波堤结构通过锚碇组件锚固在海中、可机动部署非常方便、透空防波堤结构即可作为防波堤为船舶挡浪、又可以作为分布式海洋发电站为人们生产绿电、其透空的结构，对周边海域的海洋环境较为友好的透空防波堤结构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多功能装配式透空防波堤结构，包括部署在港区附近海面上用于挡浪和发电的透空防波堤结构，所述透空防波堤结构包括若干堤体配重箱、与堤体配重箱等数量的若干上部浮箱、锚碇组件，每一堤体配重箱的上方与上部浮箱相连，所述锚碇组件安装在每个堤体配重箱的底部，每一堤体配重箱通过底部的锚碇组件固定在海床上，所述堤体配重箱包括水箱、竖轴、法兰，所述竖轴与水箱相连，所述法兰安装在竖轴的顶部以实现堤体配重箱与上部浮箱的连接，所述竖轴外附有定子，所述竖轴的顶部设有气门，所述定子的外部设有转子，所述转子套设在竖轴上并环绕定子旋转，所述水箱的底部开设有进水孔。

进一步地，所述水箱为内部空腔式的圆柱体钢结构，所述水箱内部排空状态下产生的浮力大于除锚碇组件外的透空防波堤结构自重，可以确保水箱排空时，整个透空防波堤结构能漂浮于水面。

进一步地，每一上部浮箱的顶部设有两块挡浪板，两块挡浪板分别沿着上部浮箱顶部纵向方向两侧固定，所述挡浪板为预制玻璃钢结构，所述上部浮箱开设有卡接槽，所述挡浪板通过卡接槽与上部浮箱榫接。

进一步地，相邻两个上部浮箱之间设有锁链，每一上部浮箱的四周均设置有若干锚系点，相邻两个上部浮箱之间依次通过锁链和锚系点连接在一起以形成防波堤结构。

进一步地，所述竖轴为空腔圆柱体钢结构，所述竖轴的顶部封闭，所述气门安装在竖轴的顶部，所述竖轴与水箱同轴布置，竖轴的底部与水箱的顶部相连通，所述竖轴与水箱形成有相通的密闭空间，当竖轴顶部的气门打开时，海水将从水箱底部的进水孔流入，透空防波堤结构吃水变深；当竖轴顶部的气门关闭后，水箱空腔内的气压及内部的水压与外部水压平衡，进水孔没有水体进出，透空防波堤结构保持固定的吃水。

进一步地，所述气门设置为单向通气，当气门关闭时，只能从外部加压对内部打气，内部气体不能从气门逸出。

进一步地，所述上部浮箱为封闭式结构所述上部浮箱的中间内部设有中空结构，所述堤体配重箱的竖轴穿过上部浮箱的中空结构与上部浮箱相连。

进一步地，所述定子与竖轴同轴焊接，所述水箱底部设有线孔，所述定子的内部设有线圈绕组，所述线圈绕组的输出线路内置于水箱内部并全胶封防水处理，所述线圈绕组的输出端通过水箱底部的线孔与海床下的线缆驳接，所述转子包括永磁体套筒和若干挡浪叶片，若干挡浪叶片均匀地分布在永磁体套筒的外圆周曲面，所述永磁体套筒与定子共轴并套在定子外面，挡浪叶片的高度与永磁体套管及定子高度相同。

进一步地，所述锚碇组件包括锚链和锚碇体，所述锚链的一端与堤体配重箱的底部相连，所述锚链的另一端与锚碇体相连，所述锚链上安装有缓冲器。

进一步地，所述锚碇体包括船锚、地锚、锚桩，根据不同的地质条件，锚碇组件的锚碇体可以选择船锚，或是预制块埋入海床的地锚，或是在海床上实施打桩设置锚桩。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的透空防波堤结构包括若干堤体配重箱、与堤体配重箱等数量的若干上部浮箱、锚碇组件，每一堤体配重箱的上方与上部浮箱相连，锚碇组件安装在每个堤体配重箱的底部，每一堤体配重箱通过底部的锚碇组件固定在海床上。本发明的透空防波堤主体结构为装配式结构，主体结构上方的上部浮箱可以直接在工厂中预制及预拼装，然后将堤体配重箱与上部浮箱相连，主体结构下方通过堤体配重箱底部的锚碇组件固定在海床，每一上部浮箱的顶部设有两块挡浪板，挡浪板为预制玻璃钢结构，上部浮箱开设有卡接槽，挡浪板通过卡接槽与上部浮箱榫接，方便挡浪板拆卸和替换。本发明的透空防波堤结构实现了水运工程结构的高装配率，水运工程结构向来装配率较低，透空防波堤结构施工便捷，可机动部署，后期维护简便，可拆卸换装。当透空防波堤结构里面的构件出现破坏或失效时，比如：通过拆旧换新的方式，便可以完成维护，本发明的透空防波堤结构采用全装配式安装及可更换构件的后期维护方式，是传统防波堤难以实现的。

(2)本发明的堤体配重箱包括水箱、竖轴、法兰，竖轴与水箱相连，法兰安装在竖轴的顶部，竖轴外附有定子，竖轴的顶部设有气门，定子的外部设有转子，转子套设在竖轴上并环绕定子旋转，水箱的底部开设有进水孔，转子包括永磁体套筒和若干挡浪叶片，若干挡浪叶片均匀地分布在永磁体套筒的外圆周曲面，永磁体套筒与定子共轴并套在定子外面，挡浪叶片的高度与永磁体套管及定子高度相同，水箱为内部空腔式的圆柱体钢结构，水箱内部排空状态下产生的浮力大于除锚碇组件外的整个透空防波堤结构自重，可以确保水箱排空时，整个透空防波堤结构能漂浮于水面，竖轴为空腔圆柱体钢结构，竖轴的顶部封闭，气门安装在竖轴的顶部，竖轴与水箱同轴布置，竖轴的底部与水箱的顶部相连通，竖轴与水箱形成有相通的密闭空间，当竖轴顶部的气门打开时，海水将从水箱底部的进水孔流入，透空防波堤结构吃水变深；当竖轴顶部的气门关闭后，水箱空腔内的气压及内部的水压与外部水压平衡，进水孔没有水体进出，透空防波堤结构保持固定的吃水。本发明的气门设置为单向通气，当气门关闭时，只能从外部加压对内部打气，内部气体不能从气门逸出，采用气泵对气门进行加压时，由于水箱内部是密闭空间，水箱内的水体被气压挤出箱体，可以控制防波堤结构吃水变浅。本发明通过调整堤体配重箱压舱水来控制防波堤结构堤身在水中漂浮或悬浮的位置，从而把防波堤结构的挡浪叶片调整至波浪能最集中的区域，进而达到最好的消能效果，同时也实现了透空防波堤结构发电的最高效能，本发明实现了可动态调整防波堤堤身位置来实现最佳的挡浪及消能效果。

(3)本发明的透空防波堤结构在堤体配重箱的水箱底部设有进水孔，堤体竖轴顶部中间留有气门。通过对气门的调节可控制堤体配重箱的进水量，从而控制整个透空防波堤的沉浮，透空防波堤结构在工程应用中，通过对设计波浪的评估，相应地调节气门使得透空防波堤能漂浮在水中波浪能较为集中的位置，当波浪冲击透空透空防波堤结构转子上的挡浪叶片时，挡浪叶片将带动转子上的永磁体套筒围绕定子运动而发电，此时，波浪能被挡浪叶片极大程度地消耗，其大部分能量被转换为电能输送至后方。本发明实现了防波堤主体结构的消浪功能，同时实现了波浪发电的功能。本发明的透空防波堤结构不仅具有传统防波堤的挡浪功能，同时具有海浪发电的功能，通过在堤身结构内巧妙地设置定子及转子结构，让透空防波堤结构在挡浪消能的同时，把波浪能转化为电能，能最大限度地利用波浪能进行发电，属于水工建筑物与绿电生产设备的有机创新结合。

(4)本发明的锚碇组件包括锚链和锚碇体，锚链的一端与堤体配重箱的底部相连，锚链的另一端与锚碇体相连，在锚链上安装有缓冲器，本发明所设置的锚碇体包括船锚、地锚、锚桩，根据不同的地质条件，锚碇组件的锚碇体可以选择船锚，或是预制块埋入海床的地锚，或是在海床上实施打桩设置锚桩。本发明的透空防波堤结构对工程地质条件适应性较强，不同的地质条件对其实施方案影响较小，在不同的工程区域使用时，其上部的上部浮箱结构体差异较小，仅锚碇组件不同，在淤泥及其他软弱地质中，相应的锚碇体为船锚或其它埋入泥面以下的锚碇体；而在坚硬的基岩地质中，相应的锚碇体则为抛设于基岩面的预制锚碇块体；本发明的透空防波堤结构对于不同的地质条件，不存在额外的地基处理，对各类地质适应性较强。对工程水深条件适应性较强，不同的水深条件对其实施方案影响较小，仅锚碇组件的锚链长度不同，其工程造价对水深条件不敏感，不像传统防波堤结构，随着工程水深的增加造价及施工难度急剧上升。

(5)本发明的透空防波堤结构对工程波浪条件适应性较强，不同的设计波浪条件对其实施方案影响较小，针对不同的设计波浪要求，本发明可以通过调节调整堤体配重箱压舱水来调整堤体的沉浮，并相应地匹配堤体配重箱及转子的高度，使得挡浪叶片能覆盖波能集中的区域，从而适应不同的设计波浪条件。其工程造价对波浪条件不太敏感，避免出现传统防波堤结构随着工程设计波浪的增加造价及施工难度急剧上升的情况。

(6)本发明的透空防波堤结构适用面较广，透空防波堤结构的结构安装及拆卸均很方便，可机动部署到大部分海域。既可作为永久设施布置，也可以作为临时设施布置；既可以作为防波堤使用，又可以充当分布式波浪发电设备使用，相比传统的实心防波堤或波能发电机更具有综合效益。

(7)本发明的透空防波堤结构通过锚碇组件锚固在海中，可机动部署非常方便，即可作为防波堤为船舶挡浪，又可作为分布式海洋发电站，为人们生产绿电，其透空式的结构，既实现了防波堤挡浪消能的功能，同时保持堤身两侧水体能自由交换，对周边海域的海洋环境较为友好，对海洋环境影响较小。响应了住建部2022年在《建筑业发展规划》中提出“要大力发展装配式建筑，构建装配式建筑标准化设计和生产体系”的号召，同时贴合了工信部等五部门于2022年联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》里提及的“电力装备十大领域绿色低碳发展”的重点方向，是一种多功能且具有较大实用价值的创新结构。

附图说明

图1为本发明透空防波堤结构部署在海面上的结构示意图；

图2为本发明堤体配重箱和上部浮箱的结构示意图；

图3为本发明堤体配重箱的结构示意图；

图4为本发明堤体配重箱的纵向剖面示意图；

图5为本发明上部浮箱的结构示意图；

图6为本发明上部浮箱的横向剖面示意图；

图7为本发明定子的结构示意图。

图中：堤体配重箱1、水箱11、进水孔111、法兰12、竖轴13、气门131、定子14、转子15、永磁体套筒151、若干挡浪叶片152、密闭空间16、上部浮箱2、挡浪板21、锁链22、锚系点23、锚碇组件3、锚链31、锚碇体32、缓冲器33。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1-图7所示，本发明实施例一提供了一种多功能装配式透空防波堤结构，包括部署在港区附近海面上用于挡浪和发电的透空防波堤结构，透空防波堤结构包括若干堤体配重箱1、与堤体配重箱1等数量的若干上部浮箱2、锚碇组件3，每一堤体配重箱1的上方与上部浮箱2相连，锚碇组件3安装在每个堤体配重箱1的底部，每一堤体配重箱1通过底部的锚碇组件3固定在海床上。本发明的透空防波堤的主体结构为装配式结构，透空防波堤结构上方的上部浮箱2可以直接在工厂中预制及预拼装，然后将拼装好的上部浮箱2与堤体配重箱1相连，透空防波堤结构下方通过锚碇组件3固定在海床，每一上部浮箱2的顶部设有两块挡浪板21，挡浪板21为预制玻璃钢结构，上部浮箱2开设有卡接槽，挡浪板21通过卡接槽与上部浮箱2榫接，方便挡浪板21拆卸和替换。本发明的透空防波堤结构实现了水运工程结构的高装配率，水运工程结构向来装配率较低，透空防波堤结构施工便捷，可机动部署，后期维护简便，可拆卸换装。当透空防波堤结构里面的构件出现破坏或失效时，比如：通过拆旧换新的方式，便可以完成维护，本发明的透空防波堤结构采用全装配式安装及可更换构件的后期维护方式，是传统防波堤难以实现的。具体实现时，本发明的堤体配重箱1为空腔结构，每一上部浮箱2的顶部设有两块挡浪板21，两块挡浪板21分别沿着上部浮箱2顶部纵向方向两侧固定，挡浪板21为预制玻璃钢结构，上部浮箱2开设有卡接槽，挡浪板21通过卡接槽与上部浮箱2榫接。方便挡浪板21拆卸和替换，挡浪板21顶部高出波浪的爬高。

本发明在竖轴13顶部的外周设有外螺纹，法兰12设有内螺纹，竖轴13顶部与法兰12通过螺纹连接，竖轴13为钢结构，并涂刷防腐漆。

本发明实施例具体实现时，本发明的堤体配重箱1包括水箱11、竖轴13、法兰12，竖轴13与水箱11相连，法兰12安装在竖轴13的顶部以实现堤体配重箱1与上部浮箱2的连接，竖轴13外附有定子14，竖轴13的顶部设有气门131，水箱11、竖轴13、法兰12、定子14构成空腔式的堤体配重箱1，定子14的外部设有转子15，转子15套设在竖轴13上并环绕定子14旋转，具体实现时，本发明的定子14外附于竖轴13上，定子14与竖轴13同轴焊接，水箱11底部设有线孔，定子14的内部设有线圈绕组，线圈绕组的输出线路内置于水箱11内部并全胶封防水处理，线圈绕组的输出端通过水箱11底部的线孔与海床下的线缆驳接，最终在陆上并网，转子15包括永磁体套筒151和若干挡浪叶片152，若干挡浪叶片152均匀地分布在永磁体套筒151的外圆周曲面，永磁体套筒151与定子14共轴并套在定子14外面，挡浪叶片152的高度与永磁体套管及定子14高度相同，水箱11的底部开设有进水孔111。将水箱11设置为内部空腔式的圆柱体钢结构，水箱11内部排空状态下产生的浮力大于除锚碇组件3外的透空防波堤结构自重，可以确保水箱11排空时，整个透空防波堤结构能漂浮于水面。竖轴13为空腔圆柱体钢结构，竖轴13的顶部封闭，气门131安装在竖轴13的顶部，竖轴13与水箱11同轴布置，竖轴13的底部与水箱11的顶部相连通，竖轴13与水箱11形成有相通的密闭空间16，当竖轴13顶部的气门131打开时，海水将从水箱11底部的进水孔111流入，透空防波堤结构吃水变深；当竖轴13顶部的气门131关闭后，水箱11空腔内的气压及内部的水压与外部水压平衡，进水孔111没有水体进出，透空防波堤结构保持固定的吃水。本发明将气门131设置为单向通气，当气门131关闭时，只能从外部加压对内部打气，内部气体不能从气门131逸出。采用气泵对气门131进行加压时，由于水箱11内部是密闭空间16，水箱11内的水体被气压挤出箱体，可控制防波堤结构吃水变浅。本发明的透空防波堤结构在工程应用中，通过对设计波浪的评估，相应地调节气门131使得透空防波堤能漂浮在水中波浪能较为集中的位置，当波浪冲击透空透空防波堤结构的转子15上的挡浪叶片152时，挡浪叶片152将带动转子15上的永磁体套筒151围绕定子14运动而发电，此时，波浪能被挡浪叶片152极大程度地消耗，其大部分能量被转换为电能输送至后方。通过调整堤体配重箱1压舱水来控制防波堤结构堤身在水中漂浮或悬浮的位置，从而把透空防波堤结构的挡浪叶片152调整至波浪能最集中的区域，进而达到最好的消能效果，同时也实现了透空防波堤结构发电的最高效能，本发明的透空防波堤结构不仅具有传统防波堤的挡浪功能，同时具有海浪发电的功能，通过在堤身结构内巧妙地设置定子14及转子15结构，让透空防波堤结构在挡浪消能的同时，把波浪能转化为电能，能最大限度地利用波浪能进行发电，属于水工建筑物与绿电生产设备的有机创新结合。

具体实现时，本发明永磁体套筒151的主体框架为钢体，永磁体套筒151的内部有序排列有永磁体，永磁体套筒151的外周设有与挡浪叶片152数量相等的卡槽，挡浪叶片152为预制玻璃钢结构，挡浪叶片152的根部与永磁体套管的卡槽榫接，设置卡槽方便与挡浪叶片152根部榫接，可以拆卸和替换挡浪叶片152。

本发明在相邻两个上部浮箱2之间设有锁链22，每一上部浮箱2的四周均设置有若干锚系点23，相邻两个上部浮箱2之间依次通过锁链22和锚系点23连接在一起以形成防波堤结构，锚系点23与锁链22均为钢结构，并涂刷防腐漆，上部浮箱2为封闭式结构，上部浮箱2的中间内部设有中空结构，堤体配重箱1的竖轴13穿过上部浮箱2的中空结构与上部浮箱2相连，在上部浮箱2顶面的中空结构周围处焊接有锚固螺栓孔，上部浮箱2通过锚固螺栓孔与竖轴13顶部的法兰12上的螺栓对应连接，上部浮箱2为长方体结构，上部浮箱2为钢结构，并涂刷防腐漆。

具体实现时，本发明的锚碇组件3包括锚链31和锚碇体32，锚链31的一端与堤体配重箱1的底部相连，锚链31的另一端与锚碇体32相连，锚链31上安装有缓冲器33。其中，锚碇体32可以是船锚，也可以是埋设于海床底下的其他锚固结构，要求在设计风浪作用下，锚碇组件3要满足上部结构的拉拽要求，不能出现拖锚或断链的现象，锚链31上设置可吸能的缓冲器33，缓冲器33通过吸收锚链31上的张拉效应，从而减缓锚链31对锚碇体32的冲击。本发明的锚链31由钢环组成，其长度应与工程水深匹配，并确保锚链31长度满足锚固稳定要求。根据不同的地质条件，锚碇组件3的锚碇体32可以选择船锚，或是预制块埋入海床的地锚，或是在海床上实施打桩设置锚桩。锚碇体32施工完成后将锚链31与缓冲器33串联起来。本发明的透空防波堤结构对工程地质条件适应性较强，不同的地质条件对其实施方案影响较小，在不同的工程区域使用时，其上部的上部浮箱2结构体差异较小，仅锚碇组件3不同，在淤泥及其他软弱地质中，相应的锚碇体32为船锚或其它埋入泥面以下的锚碇体32；而在坚硬的基岩地质中，相应的锚碇体32则为抛设于基岩面的预制锚碇块体；本发明的透空防波堤结构对于不同的地质条件，不存在额外的地基处理，对各类地质适应性较强。对工程水深条件适应性较强，不同的水深条件对其实施方案影响较小，仅锚碇组件3的锚链31长度不同，其工程造价对水深条件不敏感，不像传统防波堤结构，随着工程水深的增加造价及施工难度急剧上升。本发明的透空防波堤结构通过锚碇组件3锚固在海中，可机动部署非常方便，即可作为防波堤为船舶挡浪，又可作为分布式海洋发电站，为人们生产绿电，其透空式的结构，既实现了防波堤挡浪消能的功能，同时保持堤身两侧水体能自由交换，对周边海域的海洋环境较为友好，对海洋环境影响较小。

本发明透空防波堤结构的工作原理及安装操作流程：

本发明通过调节堤体配重箱1的吃水深度，使得堤体配重箱1及挡浪叶片152位于波浪能最为集中的区域，当波浪作用在挡浪叶片152上时，挡浪叶片152带动永磁体套管围绕定子14作切割磁力线运动，从而发电输送至陆域后方，在这个过程中，波浪的动能将被消耗转化为电能，波浪透过防波堤之后作用力将被大幅削弱，对防波堤掩护区域内的建筑物或船舶影响较小，本发明的透空防波堤结构实现了防波堤波浪能发电及防波堤挡浪的功能。

本发明透空防波堤结构的安装操作流程分为两大部分：

第一部分是海床锚碇组件3的实施，主要包含锚碇体32的设置，锚链31及缓冲器33的安装，第二部分是透空防波堤结构的上部结构的预制及拼装，主要包含堤体配重箱1和上部浮箱2各部分构件的预制及拼装。

根据不同的地质条件，锚碇组件3的锚碇体32可以选择船锚，或是预制块埋入海床的地锚，或是在海床上实施打桩设置锚桩。锚碇体32施工完成后，将锚链31与缓冲器33串联起来。在锚碇组件3施工的同时，在工厂中预制及拼装堤体配重箱1、上部浮箱2及转子15等构件。当上部结构预制拼装完成后，运至工程现场与锚碇组件3、上部浮箱2连接，便完成了单个透空防波堤结构的安装，在水下把各个透空防波堤结构定子14的线圈绕组输出端接入海底线路并网，在水上把相邻的上部浮箱2通过锁链22连接成一片，整个防波堤结构便安装完毕，安装完成后需要对堤体配重箱1的吃水进行调节，根据水深条件及设计波高可推算出波能集中的区域，从而合理地设计堤体配重箱1的吃水，使挡浪叶片152位于波能集中区。现场调试中，可以将竖轴13顶部的气门131打开，此时，堤体配重箱1内空气与大气连通，在水压作用下海水从进水孔111进入堤体配重箱1内，当堤体配重箱1达到设计吃水位时，关闭气门131，至此，透空防波堤结构的安装调试完成。

以上所述已将本发明做一详细说明，以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：包括部署在港区附近海面上用于挡浪和发电的透空防波堤结构，所述透空防波堤结构包括若干堤体配重箱、与堤体配重箱等数量的若干上部浮箱、锚碇组件，每一堤体配重箱的上方与上部浮箱相连，所述锚碇组件安装在每个堤体配重箱的底部，每一堤体配重箱通过底部的锚碇组件固定在海床上，所述堤体配重箱包括水箱、竖轴、法兰，所述竖轴与水箱相连，所述法兰安装在竖轴的顶部以实现堤体配重箱与上部浮箱的连接，所述竖轴外附有定子，所述竖轴的顶部设有气门，所述定子的外部设有转子，所述转子套设在竖轴上并环绕定子旋转，所述水箱的底部开设有进水孔。

2.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述水箱为内部空腔式的圆柱体钢结构，所述水箱内部排空状态下产生的浮力大于除锚碇组件外的整个透空防波堤结构自重。

3.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：每一上部浮箱的顶部设有两块挡浪板，两块挡浪板分别沿着上部浮箱顶部纵向方向两侧固定，所述挡浪板为预制玻璃钢结构，所述上部浮箱开设有卡接槽，所述挡浪板通过卡接槽与上部浮箱榫接。

4.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：相邻两个上部浮箱之间设有锁链，每一上部浮箱的四周均设置有若干锚系点，相邻两个上部浮箱之间依次通过锁链和锚系点连接在一起以形成防波堤结构。

5.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述竖轴为空腔圆柱体钢结构，所述竖轴的顶部封闭，所述气门安装在竖轴的顶部，所述竖轴与水箱同轴布置，所述竖轴的底部与水箱的顶部相连通，所述竖轴与水箱形成有相通的密闭空间，当竖轴顶部的气门打开时，海水将从水箱底部的进水孔流入，透空防波堤结构吃水变深；当竖轴顶部的气门关闭后，水箱空腔内的气压及内部的水压与外部水压平衡，进水孔没有水体进出，透空防波堤结构保持固定的吃水。

6.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述气门设置为单向通气，当气门关闭时，只能从外部加压对内部打气，内部气体不能从气门逸出。

7.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述上部浮箱的中间内部设有中空结构，所述堤体配重箱的竖轴穿过上部浮箱的中空结构与上部浮箱相连。

8.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述定子与竖轴同轴焊接，所述水箱底部设有线孔，所述定子的内部设有线圈绕组，所述线圈绕组的输出线路内置于水箱内部并全胶封防水处理，所述线圈绕组的输出端通过水箱底部的线孔与海床下的线缆驳接，所述转子包括永磁体套筒和若干挡浪叶片，若干挡浪叶片均匀地分布在永磁体套筒的外圆周曲面，所述永磁体套筒与定子共轴并套在定子外面，挡浪叶片的高度与永磁体套管及定子高度相同。

9.根据权利要求1所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述锚碇组件包括锚链和锚碇体，所述锚链的一端与堤体配重箱的底部相连，所述锚链的另一端与锚碇体相连，所述锚链上安装有缓冲器。

10.根据权利要求9所述的多功能装配式透空防波堤结构，其特征在于：所述锚碇体包括船锚、地锚、锚桩。