CN211221243U - 一种空心井字扰流混凝土护面块体及其模具、防波堤护面 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心井字扰流混凝土护面块体及其模具、防波堤护面，所述护面块体包括井字形基块、一个第一扰流坎和两个第二扰流坎和形成在所述第一扰流坎和第二扰流坎之间的引流槽，所述第一扰流坎位于所述井字形基块的一边上，两个第二扰流坎相邻位于所述井字形基块的相对另一边上，本护面块体具有良好的消浪性能，用途广泛，既适用于河岸江岸的护面，也适用于斜坡式防波堤护面。

Description

一种空心井字扰流混凝土护面块体及其模具、防波堤护面

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种空心井字扰流混凝土护面块体及其模具。

背景技术

防波堤、护岸等在港湾、海岸防护工程中占有很重要的地位，通常用于维护港池、水域稳定及防止海岸侵蚀。在港口工程中，防波堤造价约占20％-40％。护面块体的水动力性能将直接影响防波堤的防护效果，并决定防波堤整体结构的稳定性。因此，稳定性好、反射小、波浪爬升高度小、施工方便且制作成本低的混凝土护面块体对防波堤建设有重要意义。现有混凝土异性块体约有130多种，根据混凝土异形块体的形状和构造，可分为杆件组式块体、空心式块体、实心式块体。

空心式块体作用原理是：通过空洞形成内部紊流消能和降低波浪上浮力，减小波浪上冲力和下拽力从而使块体稳定；块体顶面和侧面的凸起物可以增加块体间咬合力和表面粗糙度，提升护面层的稳定性，降低波浪爬高。传统的异形护面块体发展时间较长，但消浪能力尚有待提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的空心式块体消浪能力差的问题，而提供一种空心井字扰流混凝土护面块体。本护面块体结构自重小、消浪性能好、结构相对稳定，对降低波浪爬升高度和波浪反射影响有显著效果。

本实用新型的另一方面，是提供由所述空心井字扰流混凝土护面块体拼接而成的防波堤护面，作为近海沿岸工程中常用的防浪结构物，在海岸工程中应用广泛，具有重要的地位。

本实用新型的另一目的是提供制造所述空心井字扰流混凝土护面块体的模具，可通过浇注的方法得到所述护面块体。

本实用新型的另一个目的是提供利用所述模具加工所述空心井字扰流混凝土护面块体的方法，简便快捷。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种空心井字扰流混凝土护面块体，包括井字形基块、一个第一扰流坎和两个第二扰流坎和形成在所述第一扰流坎和第二扰流坎之间的引流槽，所述第一扰流坎位于所述井字形基块的一边上，两个第二扰流坎相邻位于所述井字形基块的相对另一边上，其中：

所述井字形基块包括口字结构和与其固定连接的八个对接块，所述口字结构的中心形成主槽，四个侧壁上均形成有与所述主槽相连通的排水管道，每一对接块的外侧形成有截面为半圆形的凹槽；

所述口字结构的四个边角分别为依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点，其中所述第一扰流坎固定在所述第三节点和第四节点之间侧壁的顶面上，其中一所述第二扰流坎固定在所述第二节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上，另一所述第二扰流坎固定在所述第一节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上。

在上述技术方案中，所述第一扰流坎为四棱台结构，所述第一扰流坎的顶面和底面为方形，前后两个侧面为梯形垂面，左右两个侧面为方形倾斜面。

在上述技术方案中，所述第二扰流坎包括一个位于相应节点上的长方体和四个分别位于相应侧壁和对接块上的直角三棱柱结构，所述直角三棱柱结构的一个直角面与所述长方体的侧面相贴合，所述直角三棱柱结构的斜面对应形成所述第二扰流坎的四个倾斜侧面。

在上述技术方案中，所述排水管道位于所述口字结构侧壁的中心轴线上。

在上述技术方案中，所述第四节点右侧的对接块、第四节点、第四节点和第三节点之间的侧壁、第三节点以及第三节点左侧的对接块依次相连构成井字形基块的横向结构，所述第一节点前侧的对接块、第一节点、第一节点和第四节点之间的侧壁、第四节点和第四节点后侧的对接块依次相连构成井字形基块的纵向结构。

在上述技术方案中，所述护面块体为混凝土结构或钢筋混凝土结构。

一种加工所述空心井字扰流混凝土护面块体的模具，包括基座部分、底座部分和将底座部分固定在基座部分上的四个圆管，其中：

所述基座部分包括用于容纳所述底座部分的平板和分别铰接在所述平板四个边上的成型板，每一成型板的成型面的形状大小与对应的空心井字扰流混凝土护面块体的侧壁的形状大小相同，所述每一成型板上形成有供所述圆管穿过的定位孔；

所述底座部分的底面为与所述平板相匹配的平面结构，所述底座部分包括固定框和固定在所述固定框四周的成型部，所述固定框的四个面上形成有供所述圆管穿过的固定孔，所述固定框的形状大小与所述主槽的形状大小相同，所述成型部顶部的成型面形状大小与所述空心井字扰流混凝土护面块体的顶部形状大小相同。

利用所述模具加工所述空心井字扰流混凝土护面块体的成型方法包括以下步骤：

步骤1，展开基座部分，将基座固定部分，将所述底座部分放置于所述基座部分的平板上；

步骤2，向上翻折四个成型板，使其与所述平板垂直；

步骤3，将四个圆管一一插入成型板的定位孔和该成型板对应的固定框上的固定孔内；

步骤4，在基座部分的内部、底座部分的外部、圆管的外部刷脱模剂；

步骤5，浇筑材料

步骤6，成型后抽出圆管，展开四个成型板使其水平、取出成型的空心井字扰流混凝土护面块体。

一种防波堤护面，由所述的空心井字扰流混凝土护面块体拼接而成。

在上述技术方案中，每一空心井字扰流混凝土护面块体的井字形基块的横向结构与波峰线平行，拼接后所有第二扰流坎依次相邻位于一条直线上，所有第一扰流坎间隔位于一条直线上，相邻两个对接块上的半圆形的凹槽对接形成排水管道。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.扰流坎和基础的井字形基块(纵向、横向结构)由混凝土同时浇筑而成，结构连接稳定，结构自重满足在波浪浮托力作用下的稳定性，且结构间连接稳定，能承受水平波浪力的作用。

2.与传统护面层相比，新型护面块体粗糙度更大，扰流坎(突起部分)的倾角设计有助于提高波浪作用下护面块体的稳定性，此外在波浪上升和下降过程中，护面层扰流坎(突起) 的设计对流场产生影响，将流体更多地引入块体主槽(中心凹槽)，并通过管道排除，提升了护面块体的消浪性能。

3.本实用新型的混凝土护面块体，结构简单，制作方便，经济成本低；用途广泛，既适用于河岸江岸的护面，也适用于斜坡式防波堤护面。

附图说明

图1所示为本实用新型的护面块体的三维结构示意图。

图2所示为护面块体的主视图。

图3所示为护面块体的左视图。

图4所示为护面块体的俯视图。

图5为斜坡式防波堤的排列方式。

图6是斜坡式防波堤的结构示意图。

图7是基座部分的结构示意图。

图8是底座部分的结构示意图。

图9是基座部分和底座部分的匹配结构示意图。

图10是基座部分折叠后的结构示意图。

图11是基座部分、底座部分和圆管的结构示意图。

图12是护面在斜坡堤断面上的位置结构示意图。

图中：1-第一扰流坎，2-第二扰流坎，3-对接块，4-主槽，5-排水管道，6-凹槽，7-第三节点，8-第四节点，9-第二扰流坎，10-成型部，11-圆管，12-平板，13-成型板，14-固定框，15-定位孔，16-固定孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下实施例中，以图2为准，观测者面对图2，以观测者的左侧为左，以观测者的右侧为右，以远离观测者为前，以靠近观测者为后，以井字形基块的主槽为内，以口字结构的外侧为外。

实施例1

一种空心井字扰流混凝土护面块体，包括井字形基块、一个第一扰流坎1和两个第二扰流坎和形成在所述第一扰流坎1和第二扰流坎之间的引流槽，所述第一扰流坎1位于所述井字形基块的一边上，两个第二扰流坎相邻位于所述井字形基块的相对另一边上，其中：

所述井字形基块包括口字结构和与其固定连接的八个对接块3，所述口字结构的中心形成主槽4，四个侧壁上均形成有与所述主槽相连通的排水管道5，每一对接块3的外侧形成有截面为半圆形的凹槽6；

所述口字结构的四个边角分别为依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点7和第四节点8，其中所述第一扰流坎1固定在所述第三节点7和第四节点8之间侧壁的顶面上，其中一所述第二扰流坎2固定在所述第二节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上，另一所述第二扰流坎9固定在所述第一节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上。

空心井字扰流混凝土护面块体的底面为平面结构，主槽分布于本护面块体的结构中心，主槽和排水管道5相连通形成排水通道，主槽容量满足分流体积要求。第一扰流坎和两个相邻的第二扰流坎之间形成过水的引流槽。

本实用新型的护面块体，护面层表面粗糙度较大，且易于稳定，波浪爬升高度降低。波浪沿护面层爬升时，第二扰流坎设计为向岸倾斜，直接抵消部分波浪能的同时可提升护面块体的稳定性，透过两个第二扰流坎之间区域的流体在第一扰流坎的作用下流入主槽，并通过管道四个侧壁上的排水管道进行纵向和横向流动，从而将主槽内水体缓慢排出，在波浪回流过程中，由于两个第二扰流坎的阻挡作用和所述引流槽的引流，流体继续流入主槽，波浪与护面块体的作用过程中，波能被大量消耗，波浪反射进一步减小。护面层上第一扰流坎和两个第二扰流坎部分的侧面倾角、高度凹槽尺度、管道直径应根据波浪尺度及护面块体稳定性确定。

实施例2

作为优选方式，所述第一扰流坎1为四棱台结构，所述第一扰流坎的顶面和底面为方形 (优选为长方形)，前后两个侧面为梯形垂面，左右两个侧面为方形倾斜面(优选为长方形)。优选的，其中两个方形倾斜面的比降为2:1。

作为优选方式，所述第二扰流坎包括一个位于相应节点上的长方体和四个分别位于相应侧壁和对接块上的直角三棱柱结构，所述直角三棱柱结构的一个直角面与所述长方体的侧面相贴合，所述直角三棱柱结构的斜面对应形成所述第二扰流坎的四个倾斜侧面。优选的，第二扰流坎的左倾斜侧面和右倾斜侧面的比降为1：1.5，第二扰流坎的前倾斜侧面和后倾斜侧面的比降为1：1。

所述第二扰流坎具有前后左右四个倾斜侧面，所述第一扰流坎左右两侧为方形倾斜面，相比侧面为垂面的扰流坎，这种倾斜侧面能增加结构在波浪力作用下的稳定性，并增加了结构的粗糙程度。

作为优选方式，所述排水管道位于所述口字结构侧壁的中心轴线上。使得位于主槽内的水可通常流出。所述排水管道为圆形管道，直径为2个单位长度，排水管道与所述井字形基块底面的距离为1个单位长度。

作为优选方式，所述第四节点8右侧的对接块、第四节点、第四节点和第三节点之间的侧壁、第三节点以及第三节点左侧的对接块依次相连构成井字形基块的横向结构，所述横向结构为20×3×4个单位体积，所述第一节点前侧的对接块、第一节点、第一节点和第四节点之间的侧壁、第四节点和第四节点后侧的对接块依次相连构成井字形基块的纵向结构，所述纵向结构为13×4×4个单位体积。主槽的尺寸为6×4×4个单位体积。

作为优选方式，所述护面块体为混凝土结构或钢筋混凝土结构，在井字形基块可酌情设置钢筋，其型号及尺寸满足承载力要求。

实施例3

一种斜坡式防波堤，由如实施例或2所述的护面块体拼接而成，其中每一护面块体的井字形基块的横向结构(第二扰流坎所在井字形基块的一边为横向)与波峰线平行，拼接后所有第二扰流坎依次相邻位于一条直线上，所有第一扰流坎间隔位于一条直线上，相邻两个对接块上的半圆形的凹槽对接形成排水管道。

波浪与斜坡式防波堤结构相互作用时，一部分能量被防波堤消耗，另一部分反射形成反射波。

实施例4

一种加工所述空心井字扰流混凝土护面块体的模具，包括基座部分、底座部分和将底座部分固定在基座部分上的四个圆管11，其中：

所述基座部分包括用于容纳所述底座部分的平板12和分别铰接在所述平板四个边上的成型板13，每一成型板13的成型面的形状大小与对应的空心井字扰流混凝土护面块体的侧壁的形状大小相同，所述每一成型板13上形成有供所述圆管11穿过的定位孔15；

所述底座部分的底面为与所述平板12相匹配的平面结构，所述底座部分包括固定框14 和固定在所述固定框14四周的成型部10，所述固定框14的四个面上形成有供所述圆管11 穿过的固定孔16，所述固定框14的形状大小与所述主槽4的形状大小相同，所述成型部顶部的成型面形状大小与所述空心井字扰流混凝土护面块体的顶部形状大小相同。

所述空心井字扰流混凝土护面块体的成型方法包括以下步骤：

步骤1，展开基座部分，将基座固定部分，将所述底座部分放置于所述基座部分的平板 12上；

步骤2，向上翻折四个成型板13，使其与所述平板12垂直；

步骤3，将四个圆管11一一插入成型板13的定位孔和该成型板13对应的固定框14上的固定孔内；

步骤4，在基座部分的内部、底座部分的外部、圆管11的外部刷一定量的脱模剂；

步骤5，浇筑材料(通常为混凝土)

步骤6，成型后抽出圆管11，展开四个成型板13使其水平、取出成型的空心井字扰流混凝土护面块体。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，包括井字形基块、一个第一扰流坎和两个第二扰流坎和形成在所述第一扰流坎和第二扰流坎之间的引流槽，所述第一扰流坎位于所述井字形基块的一边上，两个第二扰流坎相邻位于所述井字形基块的相对另一边上，其中：

所述井字形基块包括口字结构和与其固定连接的八个对接块，所述口字结构的中心形成主槽，四个侧壁上均形成有与所述主槽相连通的排水管道，每一对接块的外侧形成有截面为半圆形的凹槽；

所述口字结构的四个边角分别为依次相邻的第一节点、第二节点、第三节点和第四节点，其中所述第一扰流坎固定在所述第三节点和第四节点之间侧壁的顶面上，其中一所述第二扰流坎固定在所述第二节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上，另一所述第二扰流坎固定在所述第一节点及与其连接的侧壁和对接块的顶面上。

2.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述第一扰流坎为四棱台结构，所述第一扰流坎的顶面和底面为方形，前后两个侧面为梯形垂面，左右两个侧面为方形倾斜面。

3.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述第二扰流坎包括一个位于相应节点上的长方体和四个分别位于相应侧壁和对接块上的直角三棱柱结构，所述直角三棱柱结构的一个直角面与所述长方体的侧面相贴合，所述直角三棱柱结构的斜面对应形成所述第二扰流坎的四个倾斜侧面。

4.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述排水管道位于所述口字结构侧壁的中心轴线上。

5.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述第四节点右侧的对接块、第四节点、第四节点和第三节点之间的侧壁、第三节点以及第三节点左侧的对接块依次相连构成井字形基块的横向结构，所述第一节点前侧的对接块、第一节点、第一节点和第四节点之间的侧壁、第四节点和第四节点后侧的对接块依次相连构成井字形基块的纵向结构。

6.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述护面块体为混凝土结构。

7.如权利要求1所述的空心井字扰流混凝土护面块体，其特征在于，所述护面块体为钢筋混凝土结构。

8.一种加工如权利要求1-7中任一项的所述空心井字扰流混凝土护面块体的模具，其特征在于，包括基座部分、底座部分和将底座部分固定在基座部分上的四个圆管，其中：

所述基座部分包括用于容纳所述底座部分的平板和分别铰接在所述平板四个边上的成型板，每一成型板的成型面的形状大小与对应的空心井字扰流混凝土护面块体的侧壁的形状大小相同，所述每一成型板上形成有供所述圆管穿过的定位孔；

所述底座部分的底面为与所述平板相匹配的平面结构，所述底座部分包括固定框和固定在所述固定框四周的成型部，所述固定框的四个面上形成有供所述圆管穿过的固定孔，所述固定框的形状大小与所述主槽的形状大小相同，所述成型部顶部的成型面形状大小与所述空心井字扰流混凝土护面块体的顶部形状大小相同。

9.一种防波堤护面，其特征在于，由权利要求1-6中任一项所述的空心井字扰流混凝土护面块体拼接而成。

10.如权利要求9所述的防波堤护面，其特征在于，每一空心井字扰流混凝土护面块体的井字形基块的横向结构与波峰线平行，拼接后所有第二扰流坎依次相邻位于一条直线上，所有第一扰流坎间隔位于一条直线上，相邻两个对接块上的半圆形的凹槽对接形成排水管道。

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