CN214993519U - 一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，它包括拼接而成的堤体，且在堤体拼接处形成适配海岸线地形的拐角；所述堤体顶部开设有横向的导流明渠，且所述导流明渠底部沿两侧向拐角处逐步降低；所述堤体顶部一侧设置有挡浪墙，且所述挡浪墙的一侧与导流明渠的渠壁接合；所述堤体远离挡浪墙的一侧设置有用于挑流消能的挑流坎，且所述挑流坎顶部与导流明渠的渠壁接合并高过导流明渠；所述堤体拐角处设置有坡度倾斜的泄流扇，所述泄流扇顶端接通导流明渠。本实用新型创新性地利用冲击堤面的水流参与堤体维护，将挑流消能和对冲消能的作用相结合，有效降低结构发生越浪的可能，加强防波堤的消能作用，保护堤体，提高整体稳定性。

Description

一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤

技术领域

本实用新型属于港口水工建筑技术领域，特别是涉及一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤。

背景技术

港口水工建筑物具有巨大的社会公共服务作用。在港口水工建筑物中，防波堤是一种最常见的港口水工建筑物，其作用是防御波浪入侵，一般位于港口水域的外围，兼有防漂沙和冰凌的入侵的功能，为港口正常运行提供了可靠的屏障。随着我国港口建设的进步，沿海沿河自然条件较好的岸线大多已经被开发利用，未来港口的建设将在水深浪大这样天然条件处于劣势的地理环境下开展，为了更好的适应新环境，传统形式的防波堤已然不再适用，为此研究效能效果好、适应于更恶劣自然环境的防波堤，具有重要意义和科学前景。

防波堤按断面形式可划分为斜坡式、直墙式和混成式三种。斜坡式海侧一面倾斜，效能效果相对好一些，但成本随着水深加深而增加，直立式成本较斜坡式低，但效能效果不如斜坡式，混成式也容易发生越浪危险，并且随着海浪的不断冲刷，对上述三种防波堤的冲击较大，长此以往防波堤的耗损还是较为严重，消耗的成本较大。同时由于海面风浪的不确定性，防波堤拼接的转角处往往承受巨大的冲击力，虽然传统防波堤在设计过程中对此处进行了加厚加固，但是长期的被动冲刷仍然会导致严重破损，影响防波堤建筑物的整体稳定性和承载力需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有防波堤中的不足，提供一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，创新性地利用冲击堤面的水流参与堤体维护，将挑流消能和对冲消能的作用相结合，有效降低结构发生越浪的可能，加强防波堤的消能作用，保护堤体，提高整体稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，它包括拼接而成的堤体，且在堤体拼接处形成适配海岸线地形的拐角；所述堤体顶部开设有横向的导流明渠，且所述导流明渠底部沿两侧向拐角处逐步降低；所述堤体顶部一侧设置有挡浪墙，且所述挡浪墙的一侧与导流明渠的渠壁接合；所述堤体远离挡浪墙的一侧还设置有用于挑流消能的挑流坎，且所述挑流坎顶部与导流明渠的渠壁接合并高过导流明渠；所述堤体拐角处设置有坡度倾斜的泄流扇，所述泄流扇顶端接通导流明渠；所述挑流坎能够引流部分越浪至所述导流明渠内并随高差导往两侧拐角处，经由所述泄流扇冲泄而下与来浪形成对冲。

进一步，所述导流明渠的横截面呈圆弧状。

进一步，所述挡浪墙的一侧底部呈内凹圆弧状，并与导流明渠的弧面衔接。

进一步，所述挑流坎外侧下表面呈内凹圆弧状，外侧上表面呈凸形圆弧状并与导流明渠的弧面衔接，所述挑流坎外侧上下表面之间柔和过渡。

进一步，所述挑流坎的外侧表面上还设置有加糙护面。

进一步，所述泄流扇上设置有导流构件，用于调整水流与来浪对冲。

进一步，所述导流构件呈鱼鳍状。

进一步，所述导流构件靠近导流明渠一侧为光滑弧面，另一侧为多孔粗糙弧面。

进一步，所述挡浪墙、挑流坎和所述堤体一体成型。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

本实用新型借助水流自身动能和近岸水流破碎波的性质，降低防波堤建筑物在使用过程中所受的冲击，实现局部建筑物的动态保护，从而提高水工建筑的稳定性和安全性，保护堤体，且降低工程量和成本。首先，利用挑流坎对来浪进行挑流消能，促使波浪在堤前水域提前破碎，降低入射波浪对防波堤的冲击，保护了堤体；其次，借助导流明渠将越过挑流坎的波浪收集，收集的越浪由于自重以及渠底高差会形成水流导往防波堤拐角，水流的有效传递阻隔了越浪继续爬升的趋势，同时配合挡浪墙的作用减弱了波浪的越浪风险，保证了岸坡结构、防波堤的稳定与安全；再次，导流明渠内的水流经拐角处泄流扇冲泄至近堤水流中，与常浪向波浪对冲达到消减波能的作用，随着常浪的增大冲泄波也会不断地雍高，进而使常浪波在堤前提前破碎，降低了对堤面拐角处的冲击，保护了堤体。

本实用新型防波堤结构简单，施工难度较低，且由于波浪的自消能效果使得防波堤拐角处遭受波浪荷载有效降低，提高了防波堤建筑物的稳定性，使得应用范围更加广泛，尽可能降低了成本，具有良好的运用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的横截面剖视示意图；

图3为本实用新型整体使用时的一段状态图；

图4为传统直立式防波堤的结构示意图；

图5为传统斜坡式防波堤的结构示意图；

其中，1.导流明渠；2.挡浪墙；3.泄流扇；4.挑流坎；5.导流构件；6.堤体；7.直立式防波堤；8.斜坡式防波堤。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图4、5所述，现有技术中，在海岸线常用的大多是传统的直立式防波堤7以及斜坡式防波堤8，对于防波效果都不太理想，易发生越浪的风险，并且随着时间的延长，堤体受到冲击所发生的损伤也会加重，不利于持久使用和海岸线防护。为此，本实施例设计一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤。

如图1-3所示，在本实施例中，该新型防波堤主要由拼接而成的堤体6组成，堤体6可以参考传统的直立式或者斜坡式堤体结构，本实施例中选用直立式明基床结构，基床采用块石抛填修建，堤体6主体以钢筋混凝土沉箱构成，在地基条件较差时，可对地基采取插桩加固以提升地基承载力。为了适应海岸线的地形设计，堤体6往往是多段拼接组成，因此在拼接处会形成拐角，根据地形角度可大可小。本实施例以一段防波堤为例，堤体6顶部靠近海侧开设有横向的导流明渠1，且导流明渠1底部沿两侧向中段拐角处逐步降低，倾角为15度，以保证水流在重力作用下能够快速导往拐角处，另外在导流明渠1的下侧堤体6可采用混凝土方块堆砌，以保证强度。堤体6顶部靠近岸侧设置有直立式挡浪墙2，且挡浪墙2的一侧与导流明渠1的渠壁接合，一方面能防止越浪，另一方面保证部分越浪顺利流入导流明渠1内，挡浪墙2的高程设计要在高水位的基础上富裕一倍波高。堤体6远离挡浪墙2的一侧即靠近海侧还设置有用于挑流消能的挑流坎4，挑流坎4本身采用钢筋混凝土修建，最高点低于挡浪墙2的顶部高程，挑流坎4能够将来浪挑起并回落，促使波浪在堤前水域提前破碎，降低入射波浪对防波堤的冲击，从而保护堤体6；另外挑流坎4顶部与导流明渠1的渠壁接合并高过导流明渠1，以保证部分越浪顺利流入导流明渠1内。堤体6的拐角处还设置有坡度倾斜的泄流扇3，与水平面的倾斜角度为35度，泄流扇3顶端接通导流明渠1，导流明渠1内收集的水流能够经由泄流扇3冲泄而下与来浪形成对冲。

本实施例在具体工作过程中，针对一波一波的来浪，首先通过挑流坎4对来浪进行挑流消能，促使来浪在堤前水域就提前破碎，降低入射波浪对防波堤的冲击，从而保护了堤体6；其次，依靠挑流坎4的引流以及挡浪墙2的止挡将越浪引入导流明渠1内收集，收集的越浪由于自重以及渠底高差会形成水流导往防波堤拐角处，水流的有效传递阻隔了越浪继续爬升的趋势，减弱了越浪的风险，保证了岸坡结构、防波堤的稳定与安全；再次，导流明渠1内的水流经拐角处泄流扇3冲泄而下，与常浪向波浪对冲达到消减波能的作用，随着常浪的增大冲泄波也会不断地雍高，进而使常浪波在堤前提前破碎，降低了对堤面拐角处的冲击，保护了堤体。

具体地，为了更好地收集和引流越浪，本实施例中的导流明渠1的横截面设计呈圆弧状，挡浪墙2的一侧底部呈内凹圆弧状，并与导流明渠1的弧面衔接，共同形成弧状流道，以保证冲击挡浪墙2的越浪能更顺利地引入导流明渠1内。挑流坎4外侧下表面呈内凹圆弧状，外侧上表面呈凸形圆弧状并与导流明渠1的弧面衔接，挑流坎4外侧上下表面之间柔和过渡，整体呈S形外观构造，如此可通过挑流坎4下表面内凹弧形对来浪完成充分挑流，通过上表面与导流明渠1的弧状衔接实现更好的引流能力。

为了提升挑流效果以及止浪能力，在本实施例的挑流坎4的外侧表面上还增设有加糙护面，具体采用大块石和人工混凝土块体加工制成，有效对来浪进行挑流消能。

为了引导水流与来浪对冲，增强对冲消能的效果，在本实施例的泄流扇3上还浇筑有导流构件5，可依照常浪向和强浪向分布对应布置，以调整水流冲泄，导流构件5设计成鱼鳍状，以增强冲泄水流的流速，增强对冲效果。另外，导流构件5由混凝土和块石共同组成，靠近导流明渠1一侧设计为光滑混凝土弧面，能够更好地引流和增强冲泄动能，靠近海侧设计为多孔粗糙块石弧面，能够对来浪起到很好的消能作用。

为了进一步提升整体稳定性与强度，本实施例中的挡浪墙、挑流坎和堤体采用一体成型的方式连接成整体。

本实施例的新型防波堤对不同水文情况也具有较好的适应性，在实际运用时能够加强防波堤的消能作用，同时也能降低施工工程量，节约成本。另外产生的水流回旋具有一定的观赏性，可供景观开发。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：包括拼接而成的堤体(6)，且在堤体(6)拼接处形成适配海岸线地形的拐角；

所述堤体(6)顶部开设有横向的导流明渠(1)，且所述导流明渠(1)底部沿两侧向拐角处逐步降低；

所述堤体(6)顶部一侧设置有挡浪墙(2)，且所述挡浪墙(2)的一侧与导流明渠(1)的渠壁接合；

所述堤体(6)远离挡浪墙(2)的一侧还设置有用于挑流消能的挑流坎(4)，且所述挑流坎(4)顶部与导流明渠(1)的渠壁接合并高过导流明渠(1)；

所述堤体(6)拐角处设置有坡度倾斜的泄流扇(3)，所述泄流扇(3)顶端接通导流明渠(1)；

所述挑流坎(4)能够引流部分越浪至所述导流明渠(1)内并随高差导往两侧拐角处，经由所述泄流扇(3)冲泄而下与来浪形成对冲。

2.根据权利要求1所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述导流明渠(1)的横截面呈圆弧状。

3.根据权利要求2所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述挡浪墙(2)的一侧底部呈内凹圆弧状，并与导流明渠(1)的弧面衔接。

4.根据权利要求3所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述挑流坎(4)外侧下表面呈内凹圆弧状，外侧上表面呈凸形圆弧状并与导流明渠(1)的弧面衔接，所述挑流坎(4)外侧上下表面之间柔和过渡。

5.根据权利要求4所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述挑流坎(4)的外侧表面上还设置有加糙护面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述泄流扇(3)上设置有导流构件(5)，用于调整水流与来浪对冲。

7.根据权利要求6所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述导流构件(5)呈鱼鳍状。

8.根据权利要求7所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述导流构件(5)靠近导流明渠(1)一侧为光滑弧面，另一侧为多孔粗糙弧面。

9.根据权利要求1-5、7、8任一项所述的一种兼具挑流消能和收集越浪消能的新型防波堤，其特征在于：所述挡浪墙(2)、挑流坎(4)和所述堤体(6)一体成型。

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