NO742225L

NO742225L -

Info

Publication number: NO742225L
Application number: NO742225A
Authority: NO
Inventors: J E Lamy
Original assignee: Doris Dev Richesse Sous Marine
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1975-01-13
Also published as: ZA743885B; OA04718A; AR203289A1; GB1444835A; AU7013574A; NL7408175A; IT1013386B; JPS57151420U; DE2428684A1; JPS5032744A; SE7408095L; BR7405016D0; DK328074A; ES427279A1; FR2234778A5

Description

. Bølgebryter. . Breakwater.

Oppfinnelsen angår bølgedempende anordninger.The invention relates to wave dampening devices.

Det er kjent å forsyne slike byggverk som diker, moloer, bølge-bry tere eller installasjoner bygget i havet, med anordninger som be-skytter mot bølgeslag og omfatter en vegg som er anbragt foran en massiv vegg og i en stilling hovedsakelig parallell med denne på den side som vender mot den vannmasse hvori bølgeslaget utvikler seg, og inneholder et stort antall hull både ovenfor og nedenfor det gjennom-snittlige nivå av vannflaten. It is known to provide such structures as dykes, breakwaters, breakwaters or installations built in the sea, with devices which protect against wave impact and comprise a wall which is placed in front of a massive wall and in a position mainly parallel to this on the side facing the body of water in which the wave action develops, and contains a large number of holes both above and below the average level of the water surface.

De to vegger danner således en slags kasse hvis indre kommuni-serer med den vannmasse eller det vannskikt hvori bølgeslaget dannes, gjennom de nevnte hull, og hvori vann-nivået derfor varierer med de svingende bølgebevegelser. The two walls thus form a kind of box whose interior communicates with the body of water or the layer of water in which the wave action is formed, through the aforementioned holes, and in which the water level therefore varies with the oscillating wave movements.

Ved passende tilmåling av kassens bredde og størrelsen av hullene i den gjennomhullede vegg er en anordning av denne art istand By appropriately measuring the width of the box and the size of the holes in the perforated wall, a device of this kind is ready

til å tilintetgjøre bølgeenergien og nedbryte samordningen av de reflekterte bølger slik at det blir mulig å dempe den foreteelse som innebærer at amplitudene av innfallende og reflektert bølge adderer seg og gir opphav til bølgeslag som er farlige på grunn av den inne-holdte energi.. to annihilate the wave energy and break down the coordination of the reflected waves so that it becomes possible to dampen the phenomenon which means that the amplitudes of incident and reflected waves add up and give rise to wave strikes which are dangerous due to the contained energy..

I tilfellet av en flat vegg som ikke er kombinert med en gjennomhullet vegg og derfor er direkte utsatt for bølgenes virkning, vil således en innfallende bølge, kun dannet av bølger som er parallelle med veggens plan, gi en reflektert bølge som har samme bølgelengde som den innfallende bølge og dermed gir en slags stående bølge med dobbelt så stor amplitude. Thus, in the case of a flat wall which is not combined with a perforated wall and is therefore directly exposed to the action of the waves, an incident wave, formed only by waves which are parallel to the plane of the wall, will give a reflected wave which has the same wavelength as the incident wave and thus produces a kind of standing wave with twice the amplitude.

Refleksjonskoeffisienten R, som er gitt ved uttrykket: The reflection coefficient R, which is given by the expression:

amplitude av bølgen foran veggen - 1amplitude of the wave in front of the wall - 1

amplitude av bølgen ved uendeligamplitude of the wave at infinity

blir således teoretisk 100%thus theoretically becomes 100%

Erfaringer fra forsøk i tank gir en verdi av R omkring 90%. Hvis der i forbindelse med den massive vegg er anbragt en gjennomhullet vegg, slik det er tilfellet ifølge de ovennevnte tidligere forslag, vil bølgens gjennomgang gjennom perforeringene mot den massive vegg og den påfølgende retur av bølgen gjennom den perforerte vegg mot vannmassen hvori bølgen oppsto, forstyrre refleksjonen og bevirke betydelig reduksjon i koeffisienten R, samtidig som påkjenningene i veggen blir moderert, idet refleksjonskoeffisienten blir redusert desto mer jo mer bølgenes bølgelengde X i det minste gjennom et visst tidsrom nærmer seg den horisontale avstand mellom den gjennomhullede og den massive vegg, altså kassens bredde 1_. Dette er grunnen til at man for beskyttelse mot den slags bølgegang som knytter seg til stormvær, og hvor bølgelengden er av størrelsesorden 90 m og dybden fra kam til bølgedal er 7-8 m, ofte gir kassen en bredde av 18 m, svarende til 1/5 av bølgelengden. Experience from experiments in tanks gives a value of R of around 90%. If a perforated wall is arranged in connection with the solid wall, as is the case according to the above-mentioned earlier proposals, the passage of the wave through the perforations towards the solid wall and the subsequent return of the wave through the perforated wall towards the body of water in which the wave originated will disturb the reflection and cause a significant reduction in the coefficient R, at the same time as the stresses in the wall are moderated, as the reflection coefficient is reduced all the more the more the waves' wavelength X, at least over a certain period of time, approaches the horizontal distance between the perforated and the solid wall, i.e. the box's width 1_. This is the reason why, for protection against the kind of waves associated with stormy weather, and where the wave length is of the order of 90 m and the depth from crest to wave valley is 7-8 m, the box is often given a width of 18 m, corresponding to 1 /5 of the wavelength.

Hittil har man ved bruken av den perforerte vegg fremfor alt tilsiktet å forebygge at der ved refleksjon utvikler seg meget høye bølger mot en konstruksjon, idet hovedhensikten har vært å beskytte konstruksjonen. Until now, the use of the perforated wall has primarily been intended to prevent very high waves from being reflected against a structure, as the main purpose has been to protect the structure.

Søkerne har nå rettet sin forskning mot bygging av havnebassenger og i den forbindelse funnet at visse andre hensyn gjør seg gjeldende. The applicants have now directed their research towards the construction of harbor basins and in that connection have found that certain other considerations apply.

Ved forsøk har de funnet at kassens gunstige effekt i tilfellet av refleksjon har tilbøyelighet til å svinne når bølgelengdene ligger i nærheten av to ganger kassens bredde. By experiment, they have found that the beneficial effect of the box in the case of reflection tends to diminish when the wavelengths are close to twice the width of the box.

Ved å analysere dette fenomen oppdaget man at bølgeslaget i dette tilfelle blir det samme som om den massive vegg hadde stått der alene. I kassen utvikler der seg en vedvarende svingning hvor vannet periodisk forskyver seg vertikalt langs såvel den massive som den perforerte vegg, og hvor svingningens antinoder ligger i rett vinkel til veggene, mens knutepunktene ligger hovedsakelig i samme avstand fra de to vegger. Virkningen av den gjennomhullede vegg blir null, By analyzing this phenomenon, it was discovered that the wave impact in this case is the same as if the massive wall had stood there alone. In the box, a continuous oscillation develops where the water periodically shifts vertically along both the solid and the perforated wall, and where the antinodes of the oscillation are at right angles to the walls, while the nodal points are mainly at the same distance from the two walls. The effect of the perforated wall becomes zero,

og alt foregår som om den ikke hadde eksistert. Tegner man opp kurven for refleksjonskoeffisienten R som funksjon av forholdet mellom bølgelengde X og kassebredde 1_, så antar den i det minste tilnær-melsesvis et forløp som vist på fig. 1 med et minimum ved verdier av lik 4 eller 5. F.eks. vil det ses at en kasse med en bredde av størrelsesorden minst 13 m forblir effektiv overfor de lange bølger som forekommer ved storm, men blir relativt uvirksomme når det gjelder korte bølger. and everything takes place as if it had not existed. If one plots the curve for the reflection coefficient R as a function of the ratio between wavelength X and box width 1_, it assumes at least approximately a course as shown in fig. 1 with a minimum at values of equal to 4 or 5. E.g. it will be seen that a box with a width of at least 13 m remains effective against the long waves that occur during storms, but becomes relatively ineffective when it comes to short waves.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å dempe slaget av både lange og korte bølger ved mellom en massiv vegg og en gjennomhullet vegg, hvorav den sistnevnte er plasert i en avstand fra den førstnevnte passende for å dempe lange bølger, å anbringe minst én ytterligere, gjennomhullet vegg, fortrinnsvis parallell med den første. Denne mellomvegg vil fortrinnsvis bli anbragt midt i det nevnte mellomrom. The present invention makes it possible to dampen the impact of both long and short waves by placing between a solid wall and a perforated wall, the latter of which is placed at a distance from the former suitable for dampening long waves, to place at least one further, perforated wall, preferably parallel to the first. This intermediate wall will preferably be placed in the middle of the said space.

Erfaringen viser at refleksjonskoeffisienten for et system med denne oppbygning faller fra ca. 80-90% til ca. 10-20% når det gjelder korte bølger. Experience shows that the reflection coefficient for a system with this structure falls from approx. 80-90% to approx. 10-20% when it comes to short waves.

Oppfinnelsen har en meget viktig anvendelse når det gjelder beskyttelse av havnebassenger, enten det nå er under byggingen av vedkommende konstruksjoner, når bassenget eller dokken er direkte utsatt for bølger som kommer inn fra åpen sjø, eller det er etterat de er bygget, for å motvirke diffraksjonsfenomener i bølger oppbygget i storm, mellom pirhodene. I en havn kan med andre ord bølgeslag forårsaket av refleksjon mot brygger eller moloer forårsake meget sjenerende virkninger når det gjelder manøvreringen av båter, særlig slepebåter. Er.f.eks. refleksjonskoeffisienten 80%, vil bølger med en dybde fra kam til dal på 2 m etter refleksjon gi en forsterket bølge på 3,6 m som effektivt vil hindre manøvrering av båter med -liten tonnasje, mens bølgens refleksjon i tilfellet av at refleksjons-koef fisienten kan reduseres til 20%, slik det blir mulig ved anvendelse av oppfinnelsen i havn, får en samlet dybde på bare 2,4 m, som ikke er tilstrekkelig til å forhindre manøvreringen. The invention has a very important application when it comes to the protection of harbor basins, whether it is during the construction of the structures in question, when the basin or dock is directly exposed to waves coming in from the open sea, or it is after they have been built, to counteract diffraction phenomena in waves built up in a storm, between the pier heads. In other words, in a harbour, waves caused by reflection against piers or breakwaters can cause very disturbing effects when it comes to the maneuvering of boats, especially tugboats. Is.e.g. reflection coefficient 80%, waves with a depth from crest to trough of 2 m after reflection will produce an amplified wave of 3.6 m which will effectively prevent the maneuvering of boats with -small tonnage, while the reflection of the wave in the case that the reflection coefficient can be reduced to 20%, as is possible when using the invention in port, has a total depth of only 2.4 m, which is not sufficient to prevent manoeuvring.

De ovennevnte og ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil forstås lettere ut fra den følgende beskrivelse av foretrukne utførelses-former, som anføres eksempelvis og under henvisning til tegningen. The above-mentioned and further features of the invention will be understood more easily from the following description of preferred embodiments, which are given by way of example and with reference to the drawing.

Fig. 1 er et forklarende diagram som omtalt foran.Fig. 1 is an explanatory diagram as discussed above.

Fig. 2 viser tverrsnitt av en utførelsesform for en anordning med to perforerte vegger, og Fig. 2 shows a cross-section of an embodiment of a device with two perforated walls, and

fig. 3 er et skjematisk grunnriss som anskueliggjør anvendelsen av en utførelsesform for oppfinnelsen til beskyttelse av bassenget fig. 3 is a schematic floor plan illustrating the use of an embodiment of the invention to protect the pool

eller dokken i en havn.or the dock in a harbor.

kt ID

På fig. 2 betegner 1 en massiv vegg, f.eks. en med bølgebryter eller havnemolo. I forbindelse med denne er der i henhold til kjent teknikk anordnet en vegg 2 som forløper stort sett parallelt med veggen 1 og er forsynt med tallrike hull 3 og plasert i en viss avstand 1 fra veggen 1 på den side som vender mot den vannmasse hvori bølgene danner seg. Disse to vegger er oppført på et felles fundament 5 og danner dermed tilsammen en slags kasse. In fig. 2 denotes 1 a massive wall, e.g. one with a breakwater or harbor breakwater. In connection with this, according to known technology, a wall 2 is arranged which runs largely parallel to the wall 1 and is provided with numerous holes 3 and placed at a certain distance 1 from the wall 1 on the side facing the body of water in which the waves forms. These two walls are built on a common foundation 5 and thus together form a kind of box.

Veggen 2 kan ha en tykkelse av størrelsesorden 0,5-1 m og ha akseavstanden mellom hullene valgt slik at deres samlede areal utgjør ca. 30% av veggens. The wall 2 can have a thickness of the order of 0.5-1 m and have the axial distance between the holes chosen so that their total area is approx. 30% of the wall.

Ved å velge avstanden 1 i størrelsesorden 13 m eller mer er det mulig i betraktelig grad å minske den refleksjonskoeffisient som ville forårsakes av veggen 1 om den hadde vært direkte utsatt for bølgene, altså om veggen 2 ikke hadde eksistert, når det gjelder den slags bølger eller dønninger som bygges opp av sterke stormer, og som kan ha en samlet høyde fra dal til kam på 7-10 m og en periode av stør-relsesorden 8-10 sek. By choosing distance 1 of the order of 13 m or more, it is possible to considerably reduce the reflection coefficient that would be caused by wall 1 if it had been directly exposed to the waves, i.e. if wall 2 had not existed, when it comes to those kinds of waves or swells that are built up by strong storms, and which can have a total height from valley to crest of 7-10 m and a period of the order of magnitude 8-10 seconds.

I mellomrommet mellom veggen 1 og den gjennomhullede vegg 2 er der anbragt en annen gjennomhullet vegg 4 som er parallell med veggene 1 og 2 og oppført på samme fundament 5. Denne vegg kan ha en tykkelse av samme størrelsesorden som veggen 2 og ha hull med samme diameter og i like store avstander. Denne annen gjennomhullede vegg vil fortrinnsvis bli plasert midt på lengden 1, altså på stedet for de stasjonære knutepunkter som har tendens til å danne seg i kassen når bølgelengden er lik 2 ganger kassens bredde. In the space between the wall 1 and the perforated wall 2, another perforated wall 4 is placed, which is parallel to the walls 1 and 2 and built on the same foundation 5. This wall can have a thickness of the same order of magnitude as the wall 2 and have holes with the same diameter and at equal distances. This second perforated wall will preferably be placed in the middle of the length 1, i.e. at the location of the stationary nodes which tend to form in the box when the wavelength is equal to 2 times the width of the box.

Søkerne har funnet at den mangel ved det kjente system somThe applicants have found that the lack of the known system which

de har iakttatt når det gjelder korte bølger, blir avhjulet ved til-stedeværelsen av mellomveggen 4, som gjør systemet generelt effektivt ved å redusere refleksjonskoeffisienten uansett bølgelengden av den innfallende sjø. they have observed in the case of short waves, is de-wheeled by the presence of the intermediate wall 4, which makes the system generally effective by reducing the reflection coefficient regardless of the wavelength of the incident sea.

Hvis midtveggen ikke hadde foreligget, ville der således fås en refleksjonskoeffisient omkring 87% for bølgelengder på ca. 2 1, mens tilføyelsen av midtveggen gjør det mulig å minske denne reflek-sXjonskoeffisient til omkring 16% for = 2 og til omkring 10% for If the middle wall had not been present, a reflection coefficient of around 87% would thus be obtained for wavelengths of approx. 2 1, while the addition of the middle wall makes it possible to reduce this reflection coefficient to about 16% for = 2 and to about 10% for

= 4, verdier som har vært funnet under forsøk i en tank.= 4, values that have been found during tests in a tank.

Som allerede nevnt er oppfinnelsen særlig betydningsfull når As already mentioned, the invention is particularly significant when

den anvendes for det indre av et havnebasseng.it is used for the interior of a harbor basin.

F.eks. er der på fig. 3 vist en havn som er bygget langs en kyst a-b og begrenset av moloer e-d og e-f_-2~h_' med en åpning ved d-e' tilstrekkelig vid til å tillate meget store fartøyer å passere. Dette innløp, som vender mot åpen sjø, tillater bølger å forplante seg i pilenes retning. Det vil ses at slike refleksjoner av bølgene som kan finne sted i bassenget, langs kaien c-h og moloen g_-h, kan være ytterst ugunstige selv om sjøgangen er svak, fordi de i havnen forårsaker overlagringsvirkninger som sjenerer manøvreringen, særlig av slepere. Dette er grunnen til at det er gunstig å utruste havnebassenget med anordninger som vist, ved de sider hvor refleksjonen oppstår. Det vil i første rekke si langs kaien c-h og langs moloen £-h. I bassenget vil man derfor langs kaien c-h og moloen g_-h anvende det nettopp beskrevne system med to gjennomhullede vegger og dekke den således fremkomne kasse på oversiden for å gi adkomst til vann-kanten. E.g. is there in fig. 3 shown a harbor built along a coast a-b and limited by breakwaters e-d and e-f_-2~h_' with an opening at d-e' sufficiently wide to allow very large vessels to pass. This inlet, which faces the open sea, allows waves to propagate in the direction of the arrows. It will be seen that such reflections of the waves which may take place in the basin, along the quay c-h and the jetty g_-h, can be extremely unfavorable even if the sea is weak, because in the harbor they cause superimposition effects which hinder the manoeuvring, especially of tugs. This is the reason why it is advantageous to equip the harbor basin with devices as shown, at the sides where the reflection occurs. This will primarily mean along the quay c-h and along the breakwater £-h. In the pool, one will therefore use the just described system with two perforated walls along the quay c-h and the breakwater g_-h and cover the resulting box on the upper side to provide access to the water's edge.

Det bør også bemerkes at kassen ved g_h i tilfellet at man først bygger moloen efgh, vil være særlig effektiv når det gjelder å beskytte havnebassenget mot refleksjonsvirkninger i fravær av moloen cd. It should also be noted that the box at g_h, in the event that the breakwater efgh is built first, will be particularly effective when it comes to protecting the harbor basin against reflection effects in the absence of the breakwater cd.

De deler av moloene c-d og e-f/'£_h som vender/mot åpen sjø, ville også kunne beskyttes mot virkningene av bølgeslag ved anvendelse av en gjennomhullet vegg i samsvar med tidligere teknikk anbragt på utsiden av bassenget, men isåfall ville virkningen i første rekke være å. beskytte moloene mot energien av store bølger som opptrer under storm, så en enkelt gjennomhullet vegg i alminnelighet ville være nok, skjønt den gjennomhullede mellomvegg også kunne anordnes her om det skulle anses nødvendig. The parts of the breakwaters c-d and e-f/'£_h which face/toward the open sea could also be protected against the effects of wave action by using a perforated wall in accordance with prior art placed on the outside of the basin, but in case of ice the effect would primarily be to protect the breakwaters against the energy of large waves that occur during storms, so a single perforated wall would generally be sufficient, although the perforated intermediate wall could also be arranged here if deemed necessary.

Claims

1. Device for dampening waves in the vicinity of a first wall, characterized in that it comprises a perforated wall built on the side which, during use, faces a body of water in which the waves develop, and is placed at a distance from the first wall equal to a significant fraction of the wavelength of the kind of waves that build up during a storm, and another perforated wall placed in the space between the first wall and the first-mentioned perforated wall.

2. • Device as stated in claim 1, characterized in that the second perforated wall is placed in the middle of the space between the first wall and the first-mentioned perforated wall.

3. Jetty or wharf for a harbor basin, characterized in that it comprises a device as specified in claim 1 or 2" built in the harbor basin to reduce the wave-amplifying effect caused by reflection of the waves on the inside of the basin boundary walls.