CN206477303U - 一种多孔浮式防波堤 - Google Patents

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沈雨生
周益人
潘军宁
王兴刚
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Abstract

本实用新型公开了一种多孔浮式防波堤,包含若干个顺次连接的防波堤单元,所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板,所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接,第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊,两个竖直板固定安装在连接杆上,在两个竖直板上均设有若干过水孔,竖直板过水孔的开孔率为9%~11%。本实用新型的一种多孔浮式防波堤,消浪效果好、结构受力小、安全性好、结构简单、建造方便、适用范围广,对港口工程防浪具有重要的实际意义。

Description

一种多孔浮式防波堤
技术领域
本发明涉及多孔浮式防波堤,属于防波堤领域。
背景技术
防波堤是一种重要的港口和海岸工程建筑物,主要用于防御波浪对港口水域的侵袭,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,在砂质或泥质海岸,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。防波堤的结构型式主要有斜坡式、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,坐底式防波堤存在着不可避免的局限性: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。同时桩基透空式防波堤适应潮位变化能力差,掩护效果难以控制。
随着海岸环境保护、观光旅游和水产养殖等综合需要的发展,人们关于海岸与港口开发的观念正在发生重大的转变。为适应深水、软弱地基、引入海水交换改善港内水质环境且造价低廉的需求,港口工程结构型式将向透空式结构,消能式结构及多功能型结构等新型结构型式发展。
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,浮式防波堤大大减少了工程用量,工程造价一般相对低廉;(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,保护了掩护区的水生物环境;(4)工程量小,施工简单迅速,易于拆迁和调整布置;(5)浮体可随潮位变化而升降,能适应大潮差海域,且美观。鉴于以上优点,浮式防波堤可作为永久性建筑物或者临时性建筑物,在以下领域具有广阔的应用前景:(1)在具有较好避风条件的天然深水港湾建造深水码头,为预防常年主导风浪的影响,可在合适的区域设置少量的浮式防波堤,以达到更佳的避风抗浪效果;(2)浮式防波堤可作为船舶临时靠泊码头;(3)浮式防波堤可掩护水产养殖、海滨浴场等水域,以取得节省投资和保持良好水质的双重效果;(4)海上工程的施工现场可用浮式防波堤来进行临时性掩护,以增加施工作业天数,缩短工期,提高效益;(5)在军事上浮式防波堤可用于掩护海上机动码头的水域,也是一种比较理想的结构型式;(6)浮式防波堤可作为海上防灾应急的防浪措施。但也有很多因素限制着浮式防波堤的应用,诸如掩护效果不如坐底式防波堤、波浪周期较长时其消浪效果较差、波浪作用下的动态响应会导致结构的疲劳损伤和较大锚泊力从而使维护要求高,且极端风暴情况下浮式防波堤结构本身的安全性难以保障。
浮式防波堤由浮体及锚泊系统组成,通过浮体与波浪的相互作用来消浪。根据浮式防波堤结构的消浪原理可将浮式防波堤分为波能反射型(例如浮箱式、浮筒式浮式防波堤)、波能损耗型(例如竹筏、废旧轮胎等浮筏式浮式防波堤)和反射—损耗混合型(例如栅栏式、浮箱栅栏式浮式防波堤)三大类。
下面对浮式防波堤结构的研究成果和发展情况进行介绍,重点对不同结构型式浮式防波堤的消浪原理、消浪性能以及结构受力情况进行分析。
浮箱式(浮筒式)浮式防波堤
传统的浮箱式浮式防波堤主要利用浮箱将入射波浪能量反射至外海以减小透射波浪,一般由钢板或者钢筋混凝土等制造,其中单个浮箱的宽度范围一般为8~16m、入水深度范围一般为1.5~4.0m。浮箱式浮式防波堤中结构最简单、应用最多的为单浮箱式浮式防波堤。为提高浮箱式浮式防波堤的消浪性能,扩大浮式防波堤的应用范围,国内外学者从增加波浪反射和波能损耗等角度对浮箱结构进行了改进,主要有多浮箱式、浮箱—垂直板式、浮箱—水平板式和浮箱—其它损耗波能结构式浮式防波堤等。
(1)多浮箱式浮式防波堤
与单浮箱式浮式防波堤相比,多浮箱式可提高消浪性能。Williams等人根据二维势流理论,应用边界元方法对由两个刚性连接的浮箱和两个未连接的浮箱组成的浮式防波堤的水动力特性分别进行了数值模拟研究,研究结果均表明双浮箱式浮式防波堤的波浪反射系数很大程度上由结构的宽度、吃水、两浮箱间距和锚链的刚度决定。Koftis和Prinos应用非定常雷诺平均N-S方法(URANS)对波浪与固定双浮箱式浮式防波堤相互作用的问题进行了求解,研究了浮堤相对宽度和前后浮箱相对间距对消浪性能的影响,结果表明透射系数均随着相对宽度增大而减小,而透射系数随前后浮箱相对间距的变化不是单调的。Diamantoulaki等人利用三维水动力分析结合锚链静动态分析的方法对不同型式的双浮箱式浮式防波堤的水动力特性进行了研究,结果表明前后浮箱刚性连接时的消浪效果均好于单浮箱和前后浮箱不连接时的情况;只有在中等波浪频率范围内增大前后浮箱间距才会改善消浪效果;前后浮箱的间距增大时最大锚链力有减小的趋势。Syed和Mani也利用边界元方法分析了三个刚性连接的浮箱组成的浮式防波堤的消浪性能,研究结果表明浮箱间距对波浪透射系数和反射系数影响显著。
(2)浮箱—垂直板式浮式防波堤
浮箱—垂直板式浮式防波堤通过垂直插板来增加波浪反射并且干扰其附近的水体运动,从而提高消浪性能,常见的有π型和T型。Christian对连接垂向插板的浮式防波堤进行了系列试验研究,结果表明一般情况下插板入水深度越大透射系数越小,然而插板入水深度太大时,尤其在短周期波浪下插板引起的辐射波会使透射系数增大。Gesraha利用特征函数展开法对两侧连接垂向插板的π型浮式防波堤进行了数值模拟研究,结果表明与单浮箱式浮式防波堤相比,两侧插板可以降低透射系数,但是斜向短周期波浪作用时透射系数会增大。Ruol等人对8个不同大小的π型浮式防波堤(锚链锚固和垂直导桩锚固)进行了系列物理模型试验研究,引入相对周期(入射波浪周期与结构升沉固有周期之比)这一参数提出了π型浮式防波堤透射系数的计算公式。Alizadeh等人通过物理模型试验对垂直导桩锚固的π型浮式防波堤和浮箱下部只连接一个插板的T型浮式防波堤的消浪效果进行了对比,研究结果表明π型的消浪效果明显优于T型。Koriam和Rageh通过物理模型试验专门研究了垂向插板对浮式防波堤消浪性能的影响,研究结果表明随着垂向插板数量的增加浮堤的透射系数减小,当有4层垂向插板时透射系数可小于0.25。
(3)浮箱—水平板式浮式防波堤
浮箱—水平板式浮式防波堤利用浮箱底部的水平板来干扰其周围的水体运动并且可增加结构的整体稳定性,从而提高消浪性能。Ikesue等人提出了带有内外翼的双浮箱式浮式防波堤,并利用波浪数值水槽对其透射系数进行了计算,研究结果表明内外翼对浮式防波堤的消浪性能有显著影响,带有内外翼的双浮箱式浮式防波堤的消浪效果优于相同尺寸的单浮箱式浮式防波堤。董华洋对单浮箱下部安装水平板的浮式防波堤进行了物理模型试验和数值模拟研究,结果表明垂直导桩锚固时浮箱下部设置一层水平板可使透射系数降低0.3左右,设置二层板时,透射系数继续减小,但减小幅度不明显,浮箱下部设置一层板型式的垂直导桩锚泊的浮箱—水平板式浮式防波堤的消波效果较为理想;锚链锚固时设置一层板的透射系数最多可减小0.2,且运动响应和锚链受力均小于单浮箱式浮式防波堤。肖霄和王永学等人应用边界元方法研究了波浪与双浮箱一水平板式浮防波堤相互作用问题,结构中包含一层安放在双浮箱下部的水平板,数值模拟结果表明在浮箱总宽度一定的条件下双浮箱—水平板式浮式防波堤与单方箱—水平板式浮式防波堤相比有较好的消浪效果,但运动幅值较大且锚链受力较大。杨彪等人]对双浮箱下部安装水平板的浮防波堤进行了物理模型试验研究,结果表明两层板时的消浪效果好于一层板时,且其透射系数较没有水平板的情况最多可减小0.4左右;当相对宽度大于 0.30时,透射系数可控制在0.35以下,同时运动响应也明显减小,但锚链受力会有所增大。
(4)浮箱—其它损耗波能结构式浮式防波堤
浮箱联合其它损耗波能结构可提高浮式防波堤的消浪性能,因为组合式结构将浮箱结构由波能反射型转变为波能反射—损耗混合型浮式防波堤。波能损耗结构主要包括栅栏结构、桁架结构、薄膜结构和气室结构等。
浮箱与栅栏或桁架结构组合的浮箱式浮式防波堤利用栅栏结构或桁架结构增强水体紊动、使得波浪破碎来增加波能损耗,从而提高消浪性能。Mani提出了一种在浮箱底部等间距安装圆柱体的Y型浮式防波堤,下部一排圆柱体可使波能衰减,研究结果表明该浮式防波堤在相对宽度为0.15左右时可使透射系数小于0.5,降低了波浪周期较长时对浮堤宽度的要求。Murali和Mani提出了由前、后两排浮箱及其下部密排圆管组成的“笼式”浮式防波堤,研究结果表明该浮式防波堤可在相对宽度为0.15时达到大多数浮堤结构相对宽度为0.4时的消浪效果。Huang Zhenhua等通过物理模型试验对有无开槽结构连接于浮箱底部时的水动力特性进行了对比,结果表明连接于浮箱底部的开槽结构可以显著改善浮式防波堤的消浪效果且不增加浮堤的运动响应。Matsunaga等对由日本 Saiki钢铁公司设计的浮式防波堤的消浪性能进行了研究,该浮式防波堤由浮箱和前后钢桁架组成,研究表明浮箱前面的钢桁架可以使入射波浪破碎从而改善消浪效果。
单层或多层薄膜结构(尼龙膜、玻璃纤维布等)可作为浮式防波堤来消浪并掩护相关水域。在浮箱底部设置单层或多层薄膜结构可提高浮式防波堤的消浪性能。Hermanson提出了底部连接单层薄膜的浮箱式浮式防波堤,试验研究结果表明所有工况下底部连接单层薄膜的浮箱式浮式防波堤的消浪效果均好于无薄膜的情况,透射系数平均降低 12%左右,最多可减小17%。Sung Tai Kee对底部连接3层薄膜结构的浮箱式浮式防波堤进行了数值模拟研究,结果表明正向浪和斜向浪作用下,底部的3层薄膜结构均可增强浮式防波堤的整体消浪效果。
(5)浮筏式浮式防波堤
浮筏式浮式防波堤为波能损耗型浮式防波堤,主要利用浮体与水面附近水体的摩擦作用、干扰水面附近水体的运动来衰减入射波浪。浮筏式浮式防波堤易于制造和维护,且与浮箱式和浮筒式浮式防波堤相比费用低廉,但是消浪效果相对较差,浮筏结构的宽度一般要达到一倍波长左右才能有效地起到消浪作用。国内外对废旧轮胎式浮式防波堤的研究和应用相对较多。废旧轮胎式浮式防波堤根据不同布置型式分为Wave-Maze型、 Goodyear型和Wave-Guard型等,其中Wave-Guard型由杆件将轮胎连成刚性整体,相比其它型式的废旧轮胎式浮式防波堤消浪效果较好。吴维登等从筏体的刚度、倾斜度、挡浪面积和自振频率等方面对钢管—轮胎式浮式防波堤结构进行了改进,可增加浮筏对波能的反射和消耗,可在较不利的入射波条件下使浮筏的透射系数最低达到0.22。中国台湾俞立伦和俞怡君对一种废旧轮胎式浮式防波堤进行了试验研究,表明该浮堤对于水流流速较小、波高较大海况的消浪效果较好。张余和王永学等对废旧轮胎浮式防波堤进行了试验研究,结果表明在其试验范围内当堤宽大于0.6倍波长时,透射系数小于0.5;锚链刚度和锚链拖地长度对透射系数的影响不明显;锚链力随着波高和锚链刚度的增大而增大,随着锚链拖地长度的增大而减小。
对于浮筏式浮式防波堤,除了废旧轮胎式外,还有其它型式的浮筏式浮式防波堤提出。吴静萍等模仿水生植物“浮漂”的结构形式,设计了一种新形式的防波堤,将多块圆形木板柔性连接成一体,平铺于水面,研究结果表明该结构具有消浪效果,且采用系泊于水下的方式固定时消浪效果优于系泊于岸边的情况。吴珷和吴宋仁对用于掩护码头施工区域的竹筏式浮式防波堤进行了物理模型试验研究,试验结果表明竹筏式浮式防波堤作为消浪措施具有一定的工程实用价值,掩蔽区内消波效果明显。Hegde等对由多层 PVC圆管水平交错布置而成的浮筏式浮式防波堤开展了物理模型试验研究,试验范围内当浮堤相对宽度为1.0时透射系数在0.6左右。
(6)其它型式浮式防波堤
除了多种浮箱式(浮筒式)和浮筏式浮式防波堤结构型式,也有其它结构型式的浮式防波堤提出,如A形构架浮式防波堤、板—网式和多孔结构的浮式防波堤等。A形构架浮式防波堤由加拿大学者提出,其设计原理是使浮堤结构具有较大的转动惯量。董国海和郑艳娜等提出了一种由板、网和沉子组成的板—网式浮式防波堤,并通过物理模型试验研究了板—网式浮式防波堤在纯波作用下和波流共同作用下的消浪性能,研究结果表明这种浮式防波堤具有较好的消浪效果,其可应用于深海养殖业,但具体设计参数需根据当地实际的波浪和水流条件而定。王环宇和孙昭晨在考虑了阻挡反射、紊动耗能和波峰耗散等基础上,提出了由多层多菱形模块拼装而成的多孔结构浮堤,并对该结构浮堤进行了物理模型试验研究,研究结果表明该结构浮堤波能损耗较多,波浪反射较少,消浪效果好且受波浪力小。这些浮式防波堤结构型式的设计方法和研究思路为进一步研究浮式防波堤结构型式、提高浮式防波堤消浪效果提供了积极参考。
双浮箱-水平板式浮式防波堤,该结构是由两个漂浮方箱和两层水平板组成的刚性构件,通过锚链与水底相连,构成浮式防波堤,其消浪性能与相对宽度、相对波高和锚链刚度等因素有关。现有的浮式防波堤结构主要存在以下缺点:
(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。这是由于波浪周期较长时浮式防波堤随波浪运动较大,其对外海波浪的反射作用和波能损耗作用减弱,透至堤后的波浪变大;
(2)在波高较大时,浮式防波堤结构受力较大,使用期结构的安全性难以保障。这是由于浮式防波堤一般采用锚链或者垂直导桩锚固,波浪作用下浮式防波堤随波浪运动,在大浪作用时浮式防波堤会剧烈运动,限制浮箱的运动会对结构产生很大的力,结构的安全性难以保障。
(3)而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受波浪力大、结构自身安全难以保障,结构的安全性降低。譬如对于双浮箱—水平板式浮式防波堤,虽然其消浪效果较传统单浮箱式浮式防波堤得到改善,但是锚链的受力增大,下部水平板受到的波浪力也很大,结构的安全性降低。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种多孔浮式防波堤,消浪效果好、结构受力小、安全性好、结构简单、建造方便、适用范围广,对港口工程防浪具有重要的实际意义。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种多孔浮式防波堤,包含若干个顺次连接的防波堤单元,所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板,所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接,第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊,两个竖直板固定安装在连接杆上,在两个竖直板上均设有若干过水孔,竖直板过水孔的开孔率为9%~11%。
作为优选,所述第一浮箱和第二浮箱的外形一致,宽度均为B,第一浮箱和第二浮箱之间的间距为D,D/2B的范围为1.0~1.5。
作为优选,所述两个竖直板在第一浮箱和第二浮箱的高度范围内开孔,且竖直板过水孔的开孔率为9%~11%。
作为优选,两个竖直板的两端分别安装有一个横挡板,横挡板与竖直板构成一个“井”字形,在横挡板上也设有若干过水孔,过水孔的开孔率为9%~11%。
作为优选,所述连接杆上设有外螺纹,竖直板通过两侧的第一锁紧螺母将竖直板锁紧在连接杆上,在竖直板的两端设有槽,横挡板的两端延伸有凸台,凸台穿过凹槽,凸台与竖直板之间连接有L型连接件,通过螺栓将L型连接件与凸台和竖直板连接。
作为优选,所述竖直板为弧形状。
作为优选,所述竖直板的四个角均设有连接凸台,连接凸台通过螺栓连接有支撑杆,支撑杆与连接套连接,连接套通过第二锁紧螺母锁紧在连接杆上。
有益效果:本发明的多孔浮式防波堤,消浪效果好、结构受力小、安全性好、结构简单、建造方便、适用范围广,对港口工程防浪具有重要的实际意义。多孔浮式防波堤可应用于中等波浪强度的水域,应用于港口码头、海上施工、海水养殖、海滨浴场等领域,发挥不隔断港内外水体交换、减小港内淤积、受水深限制小、修建迅速、维护方便的优点,对我国港口和海岸工程建设、海岸资源开发利用与环境保护起到积极的促进作用;多孔浮式防波堤的推广应用将带来很大的社会效益及经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧视图。
图3为本发明中“井”字形竖直板的结构示意图。
图4为本发明中竖直板为弧形的结构示意图。
图5为本发明与现有单浮箱式浮式防波堤的对比关系图。
图6为本发明中竖直板结构开孔对结构受力影响的对比关系图。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明的一种多孔浮式防波堤,包含若干个顺次连接的防波堤单元,相邻的防波堤单元可通过铰链柔性连接,所述防波堤单元包含第一浮箱1、第二浮箱4、连接杆2和两层竖直板3,所述第一浮箱1和第二浮箱4通过连接杆2刚性连接,第一浮箱1和第二浮箱4均通过导锚孔5和锚链6与锚泊配重块7连接进行锚泊,两个竖直板3固定安装在连接杆2上,在两个竖直板3上均设有若干过水孔,竖直板过水孔的开孔率为9%~11%。当竖直板3上的开孔过多时,不能很好地阻挡波浪传播,消能效果不好,当竖直板3上开孔过少时,由于竖直板3完全承受波浪的冲击,导致竖直板3受力较大、易损耗,降低结构的安全性和耐久性,长时间使用实用性差,经过长时间的研究,当过水孔的开孔率在9%~11%时,竖直板的消能效果好,而且竖直板的安全性和耐久性好,使用寿命长。
在本本发明中,所述第一浮箱1和第二浮箱4的外形一致,宽度均为B,第一浮箱 1和第二浮箱4之间的间距为D,D/2B的范围为1.0~1.5,在前后浮箱相对间距D/2B为 1.0~1.5时双浮箱式浮堤的波浪透射系数相比最小,双浮箱式浮堤的消浪效果相比最好。所述竖直板3在第一浮箱1和第二浮箱4的高度范围内开孔,双浮箱间竖直板在全板高度范围内开孔时浮堤的波浪透射系数均大于竖直板在浮箱高度范围内开孔时的情况。试验范围内,与竖直板在浮箱高度范围内开孔时的情况相比,竖直板在全板高度范围内开孔时浮堤的波浪透射系数平均增大5.6%。所以,为了提高多孔浮式防波堤的消浪性能,双浮箱间设置的多孔竖直板结构应在浮箱高度范围内开孔。
在本发明中,两个竖直板3的两端分别安装有一个横挡板9,横挡板9与竖直板3 构成一个“井”字形,在横挡板9上也设有若干过水孔,过水孔的开孔率为9%~11%。通过在第一浮箱1和第二浮箱4之间设有“井”字形的消浪结构,能够多方向地对波浪进行消减,大大地减小波浪的冲击。所述连接杆2上设有外螺纹,竖直板3通过两侧的第一锁紧螺母10将竖直板3锁紧在连接杆2上,在竖直板3的两端设有槽,横挡板9的两端延伸有凸台,凸台穿过凹槽,凸台与竖直板3之间连接有L型连接件8,通过螺栓将 L型连接件8与凸台和竖直板3连接。通过L型件,很方便的对“井”字形的消浪结构进行安装和拆卸,而且所有的结构可以在现场安装和调整,运输和施工均很方便。
在本发明中,所述竖直板3为弧形状,所述竖直板3的四个角均设有连接凸台,连接凸台通过螺栓连接有支撑杆11,支撑杆11与连接套12上的连接座螺栓连接,连接套12通过第二锁紧螺母14锁紧在连接杆2上,整个结构类似伞状结构。对于整个弧形状竖直板3,由于波浪作用将不同步,浮堤结构随波浪运动会变小,消浪效果更好。而且由于竖直板为弧形状,对于整个竖直板3的强度结构也得到很好的改善,使用寿命会大大地增强。
前后浮箱和多孔结构组合起来,一方面双浮箱结构使得浮式防波堤的转动惯量变大,浮式防波堤随波浪的运动变小,浮式防波堤对波浪的反射作用增强,另一方面波浪透过前浮箱在双浮箱间被多孔竖直板损耗得较多,双浮箱间的多孔竖直板增强了波能损耗。多孔浮式防波堤构成了波能反射—损耗混合型结构,从增加对外海波浪反射和增强波能损耗两方面来改善浮式防波堤的消浪效果,同时多孔结构受力小、安全性好,结构简单且建造方便。
波浪透射系数Ct是浮式防波堤消浪效果的重要指标,其为堤后透射波高与堤前入射波高的比值。波浪透射系数Ct越小,浮式防波堤的消浪效果越好。通过二维水槽物理模型试验将多孔浮式防波堤的波浪透射系数与现有单浮箱式浮式防波堤进行了对比分析,如图5所示,其中a图表示在浪高为1.5m时多孔浮式防波堤的波浪透射系数与现有单浮箱式浮式防波堤的对比关系,b图表示在浪高为2.5m时多孔浮式防波堤的波浪透射系数与现有单浮箱式浮式防波堤的对比关系。多孔浮式防波堤的波浪透射系数与现有单浮箱式浮式防波堤相比减小0.16~0.25,平均相对减小33.5%,多孔浮式防波堤的消浪效果与现有单浮箱式浮式防波堤相比大大改善。
图6为浪高在2.5m时双浮箱间竖直板开孔与不开孔时第一层竖直板所受波浪力Fb的对比关系(正向力表示与波浪方向相同的正向水平力,反向力表示与波浪方向相反的反向水平力),其中a表示正向力与波浪周期的关系图,b表示反向力与波浪周期的关系图。双浮箱间设置两层竖直板时,竖直板在浮箱高度范围内开孔10.7%与不开孔时相比第一层竖直板所受正向波浪力平均减小10.1%,反向波浪力平均减小16.7%。与竖直板不开孔时相比,竖直板开孔时,竖直板所受的正向和反向波浪力均明显减小,竖直板开孔可提高浮式防波堤结构的安全性。
由于多孔浮式防波堤构成了波能反射—损耗混合型结构,从增加对外海波浪反射和增强波能损耗两方面大大改善了浮式防波堤的消浪效果,多孔浮式防波堤的消浪效果与现有单浮箱式浮式防波堤相比改善了33.5%;竖直板开孔使得结构所受的波浪力明显减小,竖直板开孔可提高结构的安全性。同时,多孔浮式防波堤结构简单,建造方便,扩大了浮式防波堤的适用范围,可应用于中等波浪强度的水域,应用于港口码头、海上施工、海水养殖、海滨浴场等领域。
多孔浮式防波堤波能反射—损耗混合型结构,从增加对外海波浪反射和增强波能损耗两方面大大改善了浮式防波堤的消浪效果,同时结构受力小、安全性好、结构简单、建造方便,可应用于中等波浪强度的水域,应用于港口码头、海上施工、海水养殖、海滨浴场等领域,发挥不隔断港内外水体交换、减小港内淤积、受水深限制小、修建迅速、维护方便的优点,对我国港口和海岸工程建设、海岸资源开发利用与环境保护起到积极的促进作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多孔浮式防波堤,其特征在于:包含若干个顺次连接的防波堤单元,相邻的防波堤单元可通过铰链柔性连接,所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板,所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接,第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊,两个竖直板固定安装在连接杆上,在两个竖直板上均设有若干过水孔,竖直板上过水孔的开孔率为9%~11%。
2.根据权利要求1所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:所述第一浮箱和第二浮箱的外形一致,宽度均为B,第一浮箱和第二浮箱之间的间距为D,D/2B的范围为1.0~1.5。
3.根据权利要求2所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:所述竖直板在第一浮箱和第二浮箱的高度范围内开孔,且竖直板过水孔的开孔率为9%~11%。
4.根据权利要求1所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:两个竖直板的两端分别安装有一个横挡板,横挡板与竖直板构成一个“井”字形,在横挡板上也设有若干过水孔,过水孔的开孔率为9%~11%。
5.根据权利要求4所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:所述连接杆上设有外螺纹,竖直板通过两侧的第一锁紧螺母将竖直板锁紧在连接杆上,在竖直板的两端设有槽,横挡板的两端延伸有凸台,凸台穿过凹槽,凸台与竖直板之间连接有L型连接件,通过螺栓将L型连接件与凸台和竖直板连接。
6.根据权利要求1所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:所述竖直板为弧形状。
7.根据权利要求6所述的多孔浮式防波堤,其特征在于:所述竖直板的四个角均设有连接凸台,连接凸台通过螺栓连接有支撑杆,支撑杆与连接套连接,连接套通过第二锁紧螺母锁紧在连接杆上。
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