CN213625439U - 半固定式多层浮管结构的浮式防波堤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，包括：主体结构、拉索和锚碇结构，主体结构包括若干层防波堤单元排，防波堤单元排通过连接钢管与多个浮管单元串联且竖直悬浮于水体中形成浮体，各浮管单元之间设有间距形成空隙；浮管单元的两侧及底部分别连接有拉索，拉索固定在海底的锚碇结构上。本实用新型的有益效果是：适用于各种水深和地质条件，尤其适用长周期波条件，利用多层垂直漂浮于水体中的浮管对波浪进行拦阻，阻止波浪传播并使波浪破碎，浮体在波浪作用下上下浮动、前后摆动，干扰波浪水质点运动，破坏波浪内部的水流结构，达到消减波能的目的，其具有施工简便、快速、环保，工程造价受水深影响较小的特点。

Description

半固定式多层浮管结构的浮式防波堤

技术领域

本实用新型属于海岸工程和港口工程的建筑结构领域，特别是涉及一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤。

背景技术

目前，在海岸工程和港口工程中，防波堤常用的结构型式为两大类，一类为抛填结构，如：抛石结构和充填砂袋结构等，另一类为预制安装构件结构，如：沉箱结构、半圆体结构、箱桶结构等。这两类结构为了达到满意的消浪效果，防波堤的结构断面尺度往往比较大，材料用量多、工期长，工程造价随着水深的增加而快速增长，另外，为了满足结构的安全、稳定的要求，还需要开挖地基或者进行地基处理，从而引起环境污染等问题。

为了解决传统防波堤的问题，考虑波浪能量主要集中于水体上层的特点，浮式防波堤把主要消能结构尽量分布在水体上层，消能结构和波浪的能量分布相对应，并且对波浪进行多层阻拦，从而有效消弱波浪能量、阻断波浪冲击力，堤后能提供良好的掩护，形成较平稳的水面的新型防波堤结构。目前浮式防波堤也有多种多样，但大多采用整体铺设在水面上，利用防波堤的体型压制波浪，进行消能，但是随着波浪的周期和波长不断加大，浮式防波堤体型也会不断加大，当波浪周期增大到10s以上情况时，一般的浮式防波堤消浪效果变差，不能提供有效的掩护条件。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，能够适用于各种水深和地质条件，尤其适用长周期波条件。利用多层垂直漂浮于水体中的浮管对波浪进行拦阻，阻止波浪传播，并使波浪破碎，浮体在波浪作用下上下浮动、前后摆动，干扰波浪水质点运动，破坏波浪内部的水流结构，达到消减波能的目的，其具有施工简便、快速、环保，工程造价受水深影响较小的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，包括：主体结构、拉索和锚碇结构，所述主体结构包括若干层防波堤单元排，所述防波堤单元排通过连接钢管与多个浮管单元串联且竖直悬浮于水体中形成浮体，各浮管单元之间设有间距形成孔隙；所述浮管单元的两侧及底部分别连接有拉索，拉索的另一端固定于设置在海底的锚碇结构上；所述锚碇结构为联锁软体排。

所述浮管单元包括浮管和外层套装的轮胎，所述浮管之间上层设有空浮腔，下层有连接钢管。

所述浮管单元的长度可根据水深进行调节。

所述浮管为空心钢管，按照一定间距排成一列，形成格栅状。

所述浮管高出水面部分的高度大于波浪的波高。

所述联锁软体排为多段柔性结构，与防波堤单元排分段相同，预制时设置环扣，便于连接拉索。

所述防波堤单元排之间间隔四分之一波长，单元排的空隙率不大于10％。

每层防波堤单元排的浮管顶部设置3盏警示灯。

多层结构是指该浮式防波堤通过设置多层，一般为三层结构对波浪进行阻拦和耗能，每层均为完整的独立结构，每层结构间隔四分之一波长的间距，使波浪穿越防波堤自身的孔隙以后，在每一层结构之间进行震荡、对冲、反射等运动，进行反复做功耗能。空心浮管按照一定间距排列，形成一定的孔隙率，根据水深、波浪的情况可以调整浮管的长度和间隙，从而形成对波浪进行有效的阻拦和能量耗散。连锁软体排不仅具有相当的重量，而且能与海底形成摩擦提供足够的锚碇力，连锁软体排柔性结构可以适应海底高低起伏的地形。主体结构和联锁软体排均可以工厂内加工预制，便于在施工海域成片投放和铺设，快速提供掩护。

本实用新型的有益效果是：该防波堤为半固定式多层浮管结构浮式防波堤，与传统防波堤结构不同，本实用新型不需要建设实体堤，不需要进行地基处理，本结构的主体、拉索和锚碇结构均可提前在陆上预制，再到施工水域安装即可形成有效的掩护。

附图说明

图1为本实用新型的垂直于防波堤轴线的横剖面示意图；

图2为本实用新型的单组结构的断面图；

图3为本实用新型的单组结构的俯视图；

图4为本实用新型的单组结构的前视图。

图中

1、海底地基土 2、浮管 3、轮胎

4、空浮腔 5、连接钢管 6、警示灯

7、拉索 8、联锁软体排

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的优选方案作进一步详细说明：

图1至图4所示的半固定式多层浮管结构的浮式防波，是由浮管2和轮胎3形成一个浮管单元，多个浮管单元通过空浮腔4和连接钢管5连接成防波堤单元，沿着防波堤轴线放置多组防波堤单元形成防波堤结构。其消浪原理是设置漂浮于水中的浮体，相邻浮体之间留有一定空隙，当波浪水体穿过这些空隙时，波浪破碎，能量消耗，起到消能的作用。对于周期较长的波浪穿过一层上述的防波堤结构后，波能减弱的效果不明显，因此在波浪传播方向上按照四分之一波长的间距设置三道防波堤结构，透射系数小于0.5。

本实用新型是半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，该防波堤包括有漂浮于水上连成整体的浮管单元，每个浮管单元包括浮管2、轮胎3及空浮腔4。所述浮管单元两侧及底部用拉索7固定于在海底设置的联锁软体排8。

浮管单元中的浮管3的材质为钢管，外直径为0.48m。浮管2 漂浮于水中，在空浮腔4上下分成两段，露出水面部分的高度为 2m，空浮腔4以下的高度为5.72m。浮管上安装橡胶轮胎3，轮胎规格采用49’×19’-20’，每个轮胎厚度0.51m，外径1.25m，每根浮管3上需安装15个上述规格的轮胎。

本实用新型的半固定式多层浮管结构的浮式防波堤是这样实现的：

11个浮管单元依靠浮管2中部的空浮腔4和底部的连接钢管5 连成一组防波堤结构，每组防波堤结构的宽度15.25m。每组防波堤结构中，相邻两根浮管中心间距为1.4m，浮管2外套轮胎3后直径为1.25m，因此两个浮体单元之间的缝隙宽度为0.15m。水面以下1.8m范围内为空浮腔4，空浮腔4为一组浮管单元共用，长度15.25m，厚度1.3m，给防波堤结构提供必要的浮力，也起到连接浮管单元的作用。连接钢管5的外直径0.48。每组防波堤结构中浮体单元间隔地用两侧16根拉索7及底部6根拉索7，固定在海底的联锁软体排8。联锁软体排8的分段长度为12.25m，和防波堤分段相同。联锁软体排8采用多层混凝土连锁软体排体，厚度为 1m。每组防波堤结构的浮管2顶部设置3盏警示灯6。

本半固定式多层浮管结构的浮式防波堤的建造施工过程如下：

1)采用铺排船将陆上提前预制好的联锁软体排8抛填在海底预定位置；

2)在陆上的预制场，将浮管2、轮胎3、空浮腔4及连接钢管 5安装成整体；

3)采用船吊或滑道使预制的防波堤结构段下水，漂浮于水面，浮管2和连接钢管5内灌水调整姿态，是防波堤直立于水中，在浮管2两侧安装拉索；

4)水下安装浮管2底部拉索7，将拉索7固定于联锁软体排8 固定位置上。

5)浮管2顶部安装警示灯6；

6)沿防波堤轴线方向依次布置多组防波堤结构段，完成第一排防波堤；

7)在第一排防波堤后四分之一波长处，依上述顺序施工第二排防波堤，在第二排防波堤后四分之一波长处施工第三排防波堤。

本实用新型的半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，利用浮体结构之间的空隙使波浪破碎，具有较好的消能效果。防波堤结构制造安装简单、快速，拆除容易，防波堤造价受水深、地基条件的影响较小。本实用新型适用于在水深较大、波浪周期较长的各种地基条件下建造防波堤。

Claims (8)

1.一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，包括：主体结构、拉索和锚碇结构，其特征是：所述主体结构包括若干层防波堤单元排，所述防波堤单元排通过连接钢管与多个浮管单元串联且竖直悬浮于水体中形成浮体，各浮管单元之间设有间距形成空隙；所述浮管单元的两侧及底部分别连接有拉索，拉索的另一端固定于设置在海底的锚碇结构上；所述锚碇结构为联锁软体排。

2.根据权利要求1所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述浮管单元包括浮管和外层套装的轮胎，所述浮管之间上层设有空浮腔，下层有连接钢管。

3.根据权利要求2所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述浮管单元的长度可调节。

4.根据权利要求2所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述浮管为空心钢管，设有间距排成列状，形成格栅状。

5.根据权利要求2所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述浮管高出水面部分的高度大于波浪的波高。

6.根据权利要求1所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述联锁软体排为多段柔性结构，与防波堤单元排分段相同，预制时设置连接拉索的环扣。

7.根据权利要求1所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：所述防波堤单元排之间间隔四分之一波长，单元排的空隙率小于10％。

8.根据权利要求1所述的一种半固定式多层浮管结构的浮式防波堤，其特征是：每层防波堤单元排的浮管顶部设置3盏警示灯。

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