CN219137615U - 一种船闸用隔流堤及其浮动堤结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮动堤结构，其特征在于，浮动堤包括沿长度方向间隔设置的固定桩，固定桩下端固定在河床底部，还包括设置在相邻两个固定桩之间的浮体，浮体两端和固定桩之间设置有竖向滑动配合结构。本实用新型还公开了一种船闸用隔流堤，包括和船闸外端固定相接的固定堤，还包括顺固定堤外端向外相接的浮动堤，固定堤为整墙式结构且下端固定于水底河床，浮动堤可浮动地设置于水面。本实用新型具有能够更好地避免支流河道交汇处横流的影响，极大地提高了通航安全性的优点。

Description

一种船闸用隔流堤及其浮动堤结构

技术领域

本实用新型涉及内河航道通航安全维护技术领域，具体涉及一种船闸用隔流堤及其浮动堤结构。

背景技术

随着我国水运行业的发展以及沿海河口地区的经济社会日益发达，海河直通、海河联运正成为我国大宗货物的主要运输方式，沿海河口地区内河航运正迎来前所未有的发展机遇。但由于近年来随着全球气候的变暖及极端气侯频发，海陆表面平均温度逐渐升高、海平面逐渐上升，导致海河衔接处水情变化更加多端，会影响到海河联运的发展。

在海河衔接处，河口至潮区界的河段即为感潮河段，感潮河段是流量及水位受潮汐影响较大的河段。在感潮河段中又经常会遇到干支流合流交汇的河道情况，会导致水情变化更加复杂。尤其是涨潮时海水倒灌时，由于支流河道容量较小，故大量海水倒灌入支流河道会导致严重影响河道安全。为降低潮汐对支流的影响，通常会在支流中靠近干支流交汇处设置挡潮闸。挡潮闸工程能有效减少由于风暴潮等自然灾害导致的洪水淹没损失。由于历史的原因，以前的挡潮闸多为挡潮、防洪、排涝等功能，对航运、生态等兼顾性功能考虑较少。若要兼顾航运得需求，一般也只是简单地在挡潮闸侧边增设船闸作为通航建筑物。

我国长江、珠江以及淮河等主要干流均呈自西向东流向，各支流大多以南北向汇入干流，汇入口干支流流向呈一定角度相交，严重时可达90度，感潮河段干支流汇流口附近水流呈周期性往复运动，且水流方向与支流船闸引航道轴线呈较大的交角。现有国内外已建挡潮闸工程船闸大多局限于位于河流入海口的大型挡潮闸工程，并不适用于解决位于干支流交汇处河口段的中小型挡潮闸的通航问题。支流挡潮闸工程船闸引航道布置方式若采用枢纽传统的引航道通航布置形式，其口门区的横流将严重超标，无法满足内河通航标准的要求。

故如何针对支流挡潮闸工程船闸的通航需求，设计一种能够更好地避免支流河道交汇处横流的影响，提高通航安全性的通航引导系统，成为本领域技术人员有待考虑解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地避免支流河道交汇处横流的影响，提高支流河口处通航安全性的感潮河段支流船闸引航系统以及一种船闸用隔流堤及其浮动堤结构

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种感潮河段支流船闸引航系统，包括支流河道的挡潮闸中位于支流河口近岸侧所在一端设置的船闸，船闸面对干流一侧向外设置有隔流堤，隔流堤一端和船闸远离河岸一端固定相接，另一端往干流方向延伸设置，隔离堤和支流河岸之间形成引航道；其特征在于，引航道所在支流河岸平整为顺支流水流方向的直线形，将支流河道河口近岸侧（指更靠近大陆一侧，另一侧为更靠近大海的远岸侧）和干流河道连接处圆整为弧形的圆角形，所述引航道包括从船闸到干流方向依次设置的导航段、调顺段、停泊段、制动段和保护段，所述导航段为梯形，所述调顺段、停泊段、制动段为相互衔接的矩形，所述保护段为位于支流干流连接处的弧形。

常规的船闸引航道通常由导航段、调顺段、停泊段、制动段（过渡段）构成；其中制动段通常为开口向外的梯形并用于船舶制动驶入，停泊段用于船舶停靠等待通过，调顺段用于船舶调整角度位置至正对船闸方向驶入，导航段为梯形并用于引导船舶最终进入船闸。但这样的引航道无法抵御感潮河段干支流交汇处在涨潮期间形成的横流。上述方案中，将调顺段、停泊段、制动段均设置为相互衔接的矩形，并对外再延伸衔接一个弧形的保护段，配合已圆整为弧形圆角状的支流干流连接处河岸，能减小岸壁对支流汇流口干流往复水流的挑流作用，使得涨潮时交汇处横流到达保护段位置时，会被顺弧形引导流动进而形成与保护段基本平行的往复水流，从而减小河口交汇处的横向流速。故引航道延伸到此处位置后，涨潮时引导进出船舶沿保护段位置绕弧形通航，可以最大程度避免横流对船舶的横向撞击，进而更好地保证了通航船舶的安全性。

进一步地，所述导航段长度为船闸设计通航船型最大长度L的1倍，即1L，调顺段长度为1.5L，停泊段长度为1L，制动段长度为1-1.5L。

这样，方便各段能够更好地发挥各段功能。

进一步地，引航道的保护段内圈半径为4L。

这样引航道的保护段具有足够的过渡长度，以更好地引导横向水流在此处形成和岸壁接近平行的往复水流。同时使得船舶具有足够的转弯半径，以利于行驶。

进一步地，引航道宽度为40米。

这样足够引导船舶通航。

进一步地，挡潮闸距离干流500米设置。

这样，保证有足够的长度设置所述引航道。

进一步地，所述隔流堤，包括和船闸外端固定相接的固定堤，还包括顺固定堤外端向外相接的浮动堤，固定堤为整墙式结构且下端固定于水底河床，浮动堤可浮动地设置于水面。

进一步地，固定堤长度为船闸设计通航船型最大长度L的2.5倍，所述浮动堤延伸至整个保护段的引航道。

这样引航道中，调顺段和导航段由固定堤组成，能够最大程度避免海浪横波的影响，保护船舶能够精确对准船闸驶入，充分保障船舶进出通航建筑物闸室的安全。而其余位置的引航道采用浮动堤实现保护，浮堤能够随水位升降浮动，保持下方水体连通，保持水面内外齐平，不仅仅设置方便，成本低廉；而且重要的是浮堤能够随水位升降为引航道内船舶提供保护的同时，可以在下方放入一部分海浪进到引航道内再进行碰撞消能，减小引航道隔流堤的阻流作用，降低海浪对隔流堤的影响，同时也减小固定堤对引航道及引航道口门区的横向流速作用，起到更好的保护效果。该通航建筑物引航道布置型式对改善干支流汇口段通航水流条件，优化干支流进出船舶通航方式，减少进出干支流船舶的相互干扰和交通管制时间，避免进出干支流多向船舶的碰撞，提高干支流汇流口段的通过能力和船舶的航行安全均起到十分显著的作用。

进一步地，浮动堤的吃水深度大于船闸设计通航船型最大吃水深度。以更好的保护通航船舶。

进一步地，所述浮动堤包括沿长度方向间隔设置的固定桩，固定桩下端固定在河床底部，还包括设置在相邻两个固定桩之间的浮体，浮体两端和固定桩之间设置有竖向滑动配合结构。

这样，依靠固定桩的排布走向确定浮动堤的方向，以方便布置浮动堤末端保护段处为对应的弧形。浮体被限制在相邻固定桩之间并能够随水位升降浮动，保持下方水体连通，保持水面内外齐平。故具有结构简单，设置方便的优点。

进一步地，所述竖向滑动配合结构，包括位于固定桩两侧中部竖向设置的滑槽，还包括可竖向滑动的配合在滑槽内的滑柱，滑柱固定成形于浮体两端。

这样结构简单，且方便浮体上下滑动。并且方便在需要时，通过滑柱向上滑出断开固定桩和浮体的连接，在需要的位置打开浮动堤以供船舶通行。

进一步地，浮体整体呈矩形，且两侧外表面设置有蜂窝状的吸波层。

这样，可以依靠蜂窝状的吸波层更好地吸收海浪能量，达到消能效果。

进一步地，吸波层由弹性材料制得。以更好地提高吸波层消能效果。

进一步地，浮体中空设置且在上端设置有进水口和出气口，进水口和出气口上均安装有密封盖。

这样，方便在需要时，可以通过往浮体内加水，并控制加水量以控制调节浮体的吃水深度。

进一步地，浮体下表面设置有向下的弹性拉皮，弹性拉皮下端横向连接有一根水平设置的限位杆，限位杆长度大于相邻两固定桩之间宽度并被限位于浮体两侧固定桩外下侧面。

这样，海浪下方水流冲击弹性拉皮，由于弹性拉皮下端被限位杆限位在固定桩外侧，水流冲击弹性拉皮使其中部向内凸起，然后再从弹性拉皮两侧空隙位置进入到浮动堤内。这样不仅仅在保证浮动堤内外水体有效连通的同时依靠弹性拉皮的弹力转化更好地实现消能，而且更重要的是弹性拉皮引导并改变了进入浮动堤内部水流的方向，使其从正对浮动堤冲击的方向改变为了沿浮动堤两侧流动的方向，这样就很好地避免了浮动堤内部船舶受暗流冲击的影响，极大地提高了浮动堤内部船舶的行驶安全性。而且巧妙的是，弹性拉皮下方的限位杆是依靠两端和固定桩之间的摩擦力限位，故当冲击弹性拉皮暗流力量较大时，限位杆会受弹性拉皮拉力作用而克服摩擦力向上移动，限位杆向上移动后，弹性拉皮向内凹入的空间距离变大又可以反过来承受更大的冲击，同时限位杆向上移动后受力方向改变使其又能够产生更大的摩擦力，故限位杆不会一直向上移动（而是越向上越困难）导致海浪从下方涌入。所以限位杆的活动限位设置不仅仅不会因为固定设置导致容易受冲击损坏，而且使得弹性拉皮对海浪冲击的承受能力可以自适应调节。另外，该结构还有一处 巧妙的地方是其只对从外到内冲击浮动提内部的海浪起到缓冲消浪作用，而对浮动提内部向外流动的水流不起限制作用，故不会导致暗流涌入浮动提内部后被关在其内。故该结构极大地提高了浮动堤对海浪尤其是海水暗流的消浪能力，极大地提高了对浮动提内部引航道内船舶行驶的安全性。

进一步地，固定桩外侧面下部设置有数个上下方向排布的限位槽，所述限位杆位于限位槽内。

这样增加对限位杆往上运动的摩擦力，更好地起到限位作用。

进一步地，同一浮体下表面设置有多块向下的拉皮，相邻的两块拉皮之间形成有一个叠合段，同一拉皮两侧的叠合段的重叠方向一致。

这样，同一浮体下多块拉皮的设置方式，和单一拉皮相比，能够更好地将通过拉皮涌入的海浪切碎，而且可以更好地引导相邻拉皮之间由间隙处涌入的海浪相互碰撞，故可以更好地实现消浪。

进一步地，限位杆中部设置有单向折向结构。

这样，单向折向结构用于对限位杆产生向外的单向折向，而向内只能展开呈180°。这样，海浪向内涌动时，限位杆无法折向，只能沿直线方向被压在固定桩上限位。而当一些时候遭遇斜向海浪涌入导致限位杆斜向整体进入到固定桩内侧后，在退流过程中，由于限位杆可以单向折向，因而不会被卡在固定桩内侧导致无法退出。故该结构的设计保证了限位杆的正常限位功能的实现不受斜向海浪冲击而影响。

进一步地，单向折向结构包括构成限位杆的左半限位杆和右半限位杆，左半限位杆和右半限位杆对接处具有从里向外方向的对接台阶，对接台阶位于里端对接处设置要合页连接左半限位杆和右半限位杆。这样，结构简单，且可以更好地完成限位杆的单向折向。

综上所述，本实用新型具有能够更好地避免支流河道交汇处横流的影响，极大地提高了通航安全性的优点。

附图说明

图1为具体实施时的感潮河段支流船闸引航系统的结构示意图。

图2为图1中单独隔流堤的结构示意图。

图3为图2中单独两个固定桩和其内的浮体的结构示意图。

图4为图3中单独浮体的剖视图。

图5为图4的左剖剖面示意图。

图6为图3中单向折向结构在俯视方向的示意图，图中处于已产生折向状态。

图7为多块拉皮的消浪原理示意图，图中箭头表示水流方向。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

一种感潮河段支流船闸引航系统，参见图1-图7所示，包括支流河道的挡潮闸1中位于支流2河口近岸侧所在一端设置的船闸3，挡潮闸1中部位置设置有垂直升降控制的泄水闸门4；所述船闸3面对干流一侧向外设置有隔流堤，隔流堤一端和船闸3远离河岸一端固定相接，另一端往干流11方向延伸设置，隔离堤和支流河岸之间形成引航道；引航道所在支流河岸平整为顺支流水流方向的直线形，将支流河道河口近岸侧（指更靠近大陆一侧，另一侧为更靠近大海的远岸侧）和干流河道连接处10圆整为弧形的圆角形，所述引航道包括从船闸到干流方向依次设置的导航段5、调顺段6、停泊段7、制动段8和保护段9，所述导航段5为梯形，所述调顺段6、停泊段7、制动段8为相互衔接的矩形，所述保护段9为位于支流干流连接处的弧形。

常规的船闸引航道通常由导航段、调顺段、停泊段、制动段（过渡段）构成；其中制动段通常为开口向外的梯形并用于船舶制动驶入，停泊段用于船舶停靠等待通过，调顺段用于船舶调整角度位置至正对船闸方向驶入，导航段为梯形并用于引导船舶最终进入船闸。但这样的引航道无法抵御感潮河段干支流交汇处在涨潮期间形成的横流。上述方案中，将调顺段、停泊段、制动段均设置为相互衔接的矩形，并对外再延伸衔接一个弧形的保护段，配合已圆整为弧形圆角状的支流干流连接处河岸，能减小岸壁对支流汇流口干流往复水流的挑流作用，使得涨潮时交汇处横流到达保护段位置时，会被顺弧形引导流动进而形成与保护段基本平行的往复水流，从而减小河口交汇处的横向流速。故引航道延伸到此处位置后，涨潮时引导进出船舶沿保护段位置绕弧形通航，可以最大程度避免横流对船舶的横向撞击，进而更好地保证了通航船舶的安全性。

其中，所述导航段5长度为船闸设计通航船型最大长度L的1倍，即1L，调顺段6长度为1.5L，停泊段7长度为1L，制动段8长度为1-1.5L。

这样，方便各段能够更好地发挥各段功能。

其中，引航道的保护段9内圈半径为4L。

这样引航道的保护段具有足够的过渡长度，以更好地引导横向水流在此处形成和岸壁接近平行的往复水流。同时使得船舶具有足够的转弯半径，以利于行驶。

其中，引航道宽度为40米。

这样足够引导船舶通航。

其中，挡潮闸1距离干流500米设置。

这样，保证有足够的长度设置所述引航道。

其中，所述隔流堤，包括和船闸外端固定相接的固定堤12，还包括顺固定堤外端向外相接的浮动堤13，固定堤12为整墙式结构且下端固定于水底河床，浮动堤13可浮动地设置于水面。

其中，固定堤12长度为船闸设计通航船型最大长度L的2.5倍，所述浮动堤13延伸至整个保护段的引航道。

这样引航道中，调顺段和导航段由固定堤组成，能够最大程度避免海浪横波的影响，保护船舶能够精确对准船闸驶入，充分保障船舶进出通航建筑物闸室的安全。而其余位置的引航道采用浮动堤实现保护，浮堤能够随水位升降浮动，保持下方水体连通，保持水面内外齐平，不仅仅设置方便，成本低廉；而且重要的是浮堤能够随水位升降为引航道内船舶提供保护的同时，可以在下方放入一部分海浪进到引航道内再进行碰撞消能，减小引航道隔流堤的阻流作用，降低海浪对隔流堤的影响，同时也减小固定堤对引航道及引航道口门区的横向流速作用，起到更好的保护效果。该通航建筑物引航道布置型式对改善干支流汇口段通航水流条件，优化干支流进出船舶通航方式，减少进出干支流船舶的相互干扰和交通管制时间，避免进出干支流多向船舶的碰撞，提高干支流汇流口段的通过能力和船舶的航行安全均起到十分显著的作用。

其中，浮动堤13的吃水深度大于船闸设计通航船型最大吃水深度。以更好的保护通航船舶。

其中，所述浮动堤13包括沿长度方向间隔设置的固定桩14，固定桩14下端固定在河床底部，还包括设置在相邻两个固定桩14之间的浮体15，浮体15两端和固定桩之间设置有竖向滑动配合结构。

这样，依靠固定桩的排布走向确定浮动堤的方向，以方便布置浮动堤末端保护段处为对应的弧形。浮体被限制在相邻固定桩之间并能够随水位升降浮动，保持下方水体连通，保持水面内外齐平。故具有结构简单，设置方便的优点。

其中，所述竖向滑动配合结构，包括位于固定桩两侧中部竖向设置的滑槽16，还包括可竖向滑动的配合在滑槽内的滑柱17，滑柱17固定成形于浮体15两端。

这样结构简单，且方便浮体上下滑动。并且方便在需要时，通过滑柱向上滑出断开固定桩和浮体的连接，在需要的位置打开浮动堤以供船舶通行。

其中，浮体15整体呈矩形，且两侧外表面设置有蜂窝状的吸波层18。

这样，可以依靠蜂窝状的吸波层更好地吸收海浪能量，达到消能效果。

其中，吸波层18由弹性材料制得。以更好地提高吸波层消能效果。

其中，浮体15中空设置且在上端设置有进水口19和出气口20，进水口和出气口上均安装有密封盖。

这样，方便在需要时，可以通过往浮体内加水，并控制加水量以控制调节浮体的吃水深度。

其中，浮体下表面设置有向下的弹性拉皮21，弹性拉皮21下端横向连接有一根水平设置的限位杆22，限位杆22长度大于相邻两固定桩14之间宽度并被限位于浮体两侧固定桩14外下侧面。

这样，海浪下方水流冲击弹性拉皮，由于弹性拉皮下端被限位杆限位在固定桩外侧，水流冲击弹性拉皮使其中部向内凸起，然后再从弹性拉皮两侧空隙位置进入到浮动堤内。这样不仅仅在保证浮动堤内外水体有效连通的同时依靠弹性拉皮的弹力转化更好地实现消能，而且更重要的是弹性拉皮引导并改变了进入浮动堤内部水流的方向，使其从正对浮动堤冲击的方向改变为了沿浮动堤两侧流动的方向，参见图7所示原理，这样就很好地避免了浮动堤内部船舶受暗流冲击的影响，极大地提高了浮动堤内部船舶的行驶安全性。而且巧妙的是，弹性拉皮下方的限位杆是依靠两端和固定桩之间的摩擦力限位，故当冲击弹性拉皮暗流力量较大时，限位杆会受弹性拉皮拉力作用而克服摩擦力向上移动，限位杆向上移动后，弹性拉皮向内凹入的空间距离变大又可以反过来承受更大的冲击，同时限位杆向上移动后受力方向改变使其又能够产生更大的摩擦力，故限位杆不会一直向上移动（而是越向上越困难）导致海浪从下方涌入。所以限位杆的活动限位设置不仅仅不会因为固定设置导致容易受冲击损坏，而且使得弹性拉皮对海浪冲击的承受能力可以自适应调节。另外，该结构还有一处 巧妙的地方是其只对从外到内冲击浮动提内部的海浪起到缓冲消浪作用，而对浮动提内部向外流动的水流不起限制作用，故不会导致暗流涌入浮动提内部后被关在其内。故该结构极大地提高了浮动堤对海浪尤其是海水暗流的消浪能力，极大地提高了对浮动提内部引航道内船舶行驶的安全性。

其中，固定桩14外侧面下部设置有数个上下方向排布的限位槽23，所述限位杆位于限位槽内。

这样增加对限位杆往上运动的摩擦力，更好地起到限位作用。

其中，同一浮体下表面设置有多块向下的拉皮21，相邻的两块拉皮21之间形成有一个叠合段，同一拉皮21两侧的叠合段的重叠方向一致。

这样，同一浮体下多块拉皮的设置方式，和单一拉皮相比，能够更好地将通过拉皮涌入的海浪切碎，而且可以更好地引导相邻拉皮之间由间隙处涌入的海浪相互碰撞，故可以更好地实现消浪。

其中，限位杆22中部设置有单向折向结构24。

这样，单向折向结构用于对限位杆产生向外的单向折向，而向内只能展开呈180°。这样，海浪向内涌动时，限位杆无法折向，只能沿直线方向被压在固定桩上限位。而当一些时候遭遇斜向海浪涌入导致限位杆斜向整体进入到固定桩内侧后，在退流过程中，由于限位杆可以单向折向，因而不会被卡在固定桩内侧导致无法退出。故该结构的设计保证了限位杆的正常限位功能的实现不受斜向海浪冲击而影响。

其中，单向折向结构24包括构成限位杆的左半限位杆和右半限位杆，左半限位杆和右半限位杆对接处具有从里向外方向的对接台阶，对接台阶位于里端对接处设置要合页25连接左半限位杆和右半限位杆。这样，结构简单，且可以更好地完成限位杆的单向折向。

Claims (10)

1.一种浮动堤结构，其特征在于，浮动堤包括沿长度方向间隔设置的固定桩，固定桩下端固定在河床底部，还包括设置在相邻两个固定桩之间的浮体，浮体两端和固定桩之间设置有竖向滑动配合结构。

2.如权利要求1所述的浮动堤结构，其特征在于，浮动堤的吃水深度大于船闸设计通航船型最大吃水深度。

3.如权利要求1所述浮动堤结构，其特征在于，所述竖向滑动配合结构，包括位于固定桩两侧中部竖向设置的滑槽，还包括可竖向滑动的配合在滑槽内的滑柱，滑柱固定成形于浮体两端。

4.如权利要求1所述的浮动堤结构，其特征在于，浮体整体呈矩形，且两侧外表面设置有蜂窝状的吸波层；

吸波层由弹性材料制得。

5.如权利要求1所述的浮动堤结构，其特征在于，浮体中空设置且在上端设置有进水口和出气口，进水口和出气口上均安装有密封盖。

6.如权利要求1所述的浮动堤结构，其特征在于，浮体下表面设置有向下的弹性拉皮，弹性拉皮下端横向连接有一根水平设置的限位杆，限位杆长度大于相邻两固定桩之间宽度并被限位于浮体两侧固定桩外下侧面。

7.如权利要求6所述的浮动堤结构，其特征在于，固定桩外侧面下部设置有数个上下方向排布的限位槽，所述限位杆位于限位槽内。

8.如权利要求1所述的浮动堤结构，其特征在于，同一浮体下表面设置有多块向下的拉皮，相邻的两块拉皮之间形成有一个叠合段，同一拉皮两侧的叠合段的重叠方向一致。

9.一种船闸用隔流堤，其特征在于，包括和船闸外端固定相接的固定堤，还包括顺固定堤外端向外相接的浮动堤，固定堤为整墙式结构且下端固定于水底河床，浮动堤可浮动地设置于水面。

10.如权利要求9所述的船闸用隔流堤，其特征在于，固定堤长度为船闸设计通航船型最大长度L的2.5倍，所述浮动堤延伸至整个保护段的引航道；

所述浮动提为权利要求1至权利要求8任一权利要求所述浮动提结构。

Images