NO742225L - - Google Patents

Description

. Bølgebryter.

Oppfinnelsen angår bølgedempende anordninger.

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.

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.

Ved passende tilmåling av kassens bredde og størrelsen av hullene i den gjennomhullede vegg er en anordning av denne art istand

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..

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.

Refleksjonskoeffisienten R, som er gitt ved uttrykket:

amplitude av bølgen foran veggen - 1

amplitude av bølgen ved uendelig

blir således teoretisk 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.

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.

Søkerne har nå rettet sin forskning mot bygging av havnebassenger og i den forbindelse funnet at visse andre hensyn gjør seg gjeldende.

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.

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,

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.

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.

Erfaringen viser at refleksjonskoeffisienten for et system med denne oppbygning faller fra ca. 80-90% til ca. 10-20% når det gjelder korte bølger.

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.

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.

Fig. 1 er et forklarende diagram som omtalt foran.

Fig. 2 viser tverrsnitt av en utførelsesform for en anordning med to perforerte vegger, og

fig. 3 er et skjematisk grunnriss som anskueliggjør anvendelsen av en utførelsesform for oppfinnelsen til beskyttelse av bassenget

eller dokken i en havn.

kt

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.

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.

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.

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.

Søkerne har funnet at den mangel ved det kjente system som

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.

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

= 4, verdier som har vært funnet under forsøk i en tank.

Som allerede nevnt er oppfinnelsen særlig betydningsfull når

den anvendes for det indre av et havnebasseng.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. Anordning til å dempe bølger i nærheten av en første vegg, karakterisert ved at den omfatter en gjennomhullet vegg bygget på den side som under bruk vender mot en vannmasse hvori bølgene utvikler seg, og er plasert i en avstand fra den første vegg lik en betydelig brøkdel av bølgelengden av den slags bø lger som bygger seg opp under storm, og en annen gjennomhullet vegg plasert i mellomrommet mellom den første vegg og den førstnevnte gjennomhullede vegg.

2. • Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den annen gjennomhullede vegg er plasert midt i mellomrommet mellom den første vegg og den førstnevnte gjennomhullede vegg.

3. Molo eller brygge for et havnebasseng, karakterisert ved at den omfatter en anordning som angitt i krav 1 eller 2» bygget i havnebassenget for å redusere den bølgeforsterkende virknin< som forårsakes ved refleksjon av bølgene på innsiden av bassenget be-grensningsvegger.