TWI558885B - Flexible energy dissipation system - Google Patents

Description

柔性消能系統

本發明是有關於一種保護系統，特別是指一種可防止海岸被侵蝕的柔性消能系統。

就傳統海岸侵蝕保護工法而言，一般多是採用剛性結構物，例如海堤、突堤群、護岸、離岸堤群…等等，藉以改變海岸的波、潮、流系統的特性，而達到灘岸保護的目的，但是，此類剛性結構物對生態及自然觀景易產生負面影響，且其常會因較大之風浪與颱風暴潮的作用而被破壞，並失去原來的保護功能；因此，近幾年產、官、學界投入許多資源以發展柔性工法，如人工潛礁、人工岬灣、魚尾型防波堤、人工養灘、定沙造灘…等等，希望藉由柔性海岸保護工法改善剛性工法之缺點。

因此，本發明之目的，即在提供一種可將波浪能量減低，使沿岸漂沙落淤，進而防止灘岸被侵蝕的柔性消能系統。

於是，本發明柔性消能系統，包含數立柱組、數傾斜消能柱、數吊索單元，及至少一第一消能裝置。該等立柱組沿一橫方向間隔設置，每一立柱組具有一前立柱，及一與該前立柱前、後間隔設置的後立柱。該等傾斜消能柱分別設置於每一立柱組的前、後立柱之間，每一傾斜消能柱具有一與該前立柱連接的第一彈簧單元，及一與該第一彈簧單元連接並朝該後立柱延伸的柱體。該等吊索單元分別設置於每一立柱組的前、後立柱之間，每一吊索單元分別與每一傾斜消能柱連接，使每一傾斜消能柱呈前低後高傾斜狀。該第一消能裝置具有一沿該橫方向設置於兩相鄰的傾斜消能柱之間的消能網單元，及數分別連接於該消能網單元與兩相鄰的傾斜消能柱之間的第二彈簧單元。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

在提出詳細說明之前，要注意的是，在以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2，為本發明柔性消能系統的第一較佳實施例，該柔性消能系統適用設置於一海岸200，並包含：三立柱組10、三傾斜消能柱20、三吊索單元30、二第一消能裝置40、二定位裝置50、二第二消能裝置60、二側地樁裝置70、三前地樁裝置80，及三後地樁裝置90。

如圖3、5所示，該等立柱組10沿一橫方向X間隔地設置於該海岸200，每一立柱組10具有一朝前傾斜的前立柱11，及一與該前立柱11前、後間隔設置並朝後傾斜的後立柱12。

如圖3、5所示，該等傾斜消能柱20分別設置於每一立柱組10的前、後立柱11、12之間，每一傾斜消能柱20具有一與該前立柱11連接的第一彈簧單元21，及一與該第一彈簧單元21連接並朝該後立柱12延伸的柱體22。

如圖3、5所示，該等吊索單元30分別設置於每一立柱組10的前、後立柱11、12之間，每一吊索單元30分別與每一傾斜消能柱20的柱體22連接，使每一傾斜消能柱20呈前低後高傾斜狀。

在本實施例中，每一吊索單元30具有一連接於每一後立柱12頂端與每一傾斜消能柱20的柱體22頂端之間的第一吊索31、一連接於每一傾斜消能柱20的柱體22頂端與每一前立柱11頂端之間的第二吊索32，及一連接於每一傾斜消能柱20的柱體22底端與每一前立柱11頂端之間的第三吊索33。調整每一吊索單元30的第一、二、三吊索31、32、33的長度，可改變該每一傾斜消能柱20的傾斜角度。

如圖3、4、5所示，每一第一消能裝置40具有一沿該橫方向X設置於兩相鄰的傾斜消能柱20的柱體22之間的消能網單元41，及十分別連接於該消能網單元41與兩相鄰的傾斜消能柱20的柱體22之間的第二彈簧單元42。

該等第二彈簧單元42兩兩一組左、右對稱地分別設置於兩相鄰的傾斜消能柱20的柱體22，在本實施例中，兩相鄰的第一消能裝置40設置於同一傾斜消能柱20的柱體22上的第二彈簧單元42是一體連接，並固設於該傾斜消能柱20的柱體22上。

每一消能網單元41具有五分別沿該橫方向X連接於兩個互相對稱的第二彈簧單元42之間的第一連接鋼索43、三第一消能網44、數第一消能廢輪胎45、一設置於最上方的第一條第一連接鋼索43上的上浮球46、一下浮球47，及一連接於該下浮球47與最下方的第五條第一連接鋼索43之間的浮球鋼索48。要說明的是，在圖1、2中僅在該等第一連接鋼索43上繪製出部分的第一消能網44與第一消能廢輪胎45作代表說明。

該等第一消能網44分別沿該橫方向X設置於由上往下數的第一條至第四條兩相鄰的第一連接鋼索43之間。該等第一消能網分別具有一設置於兩相鄰的第一連接鋼索43之間的網體441(見圖8)，及數分別設置於該網體441的減能鋼索442(見圖8)，該等減能鋼索442的蕊線末端呈散開狀。

該等第一消能廢輪胎45沿該橫方向X設置於最下方第四條與第五條兩相鄰的第一連接鋼索43之間，該等第一消能廢輪胎45分別具有一輪胎本體451(見圖9)、數沿該輪胎本體451的圓周方向設置於該輪胎本體451外周面的側減能鋼索452(見圖9)，及數交錯地設置於該輪胎本體451前側的前減能鋼索453(見圖9)，該等側減能鋼索452的蕊線末端也呈散開狀，該等前減能鋼索453的蕊線末端也呈散開狀。

該上浮球46定位於第一條第一連接鋼索43的中央，該下浮球47則利用該浮球鋼索48定位於第五條第一連接鋼索43的中央，如圖5所示，該上、下浮球46、47可漂浮於實質上相同的水平面300上。該上、下浮球46、47可使該等該等第一消能網44不停地隨海浪波動。

如圖6、7所示，該等定位裝置50分別設置於兩最外側的傾斜消能柱20的外側，每一定位裝置50具有五間隔設置且頂端高度對應於該傾斜消能柱20的傾斜角度的定位柱51。

如圖6、7所示，該等第二消能裝置60分別沿該橫方向X設置於該等定位裝置50與兩最外側的傾斜消能柱20的柱體22之間，每一第二消能裝60置具有一沿該橫方向X設置於其中一定位裝置50與其中一最外側的傾斜消能柱20的柱體22之間的消能網單元61，及十分別連接於該消能網單元61與其中一定位裝置50的定位柱51及其中一最外側的傾斜消能柱20的柱體22之間的第三彈簧單元62。

該等第三彈簧單元62兩兩一組左、右對稱地分別設置於其中一定位裝置50的定位柱51與其中一最外側的傾斜消能柱20的柱體22。在本實施例中，該等第三彈簧單元62的其中半數分別與該等定位柱51連接，其餘半數則分別與設置於同一傾斜消能柱20的柱體22上的第二彈簧單元42一體連接，並固設於該傾斜消能柱20的柱體22上。

該消能網單元61具有五分別沿該橫方向X連接於兩個互相對稱的第三彈簧單元62之間的第二連接鋼索63、三第二消能網64、數第二消能廢輪胎65、一設置於最上方的第一條第二連接鋼索63上的上浮球66、一下浮球67，及一連接於該下浮球67與最下方的第五條第二連接鋼索63之間的浮球鋼索68。要說明的是，在圖1、2中僅在該等第二連接鋼索63上繪製出部分的第二消能網64與第二消能廢輪胎65作代表說明。

該等第二消能廢輪胎65沿該橫方向X設置於最下方的兩相鄰的第二連接鋼索63之間，該等第二消能網64分別沿該橫方向X設置於其餘兩相鄰的第二連接鋼索63之間。要說明的是，該等第二消能網64與該等第二消能廢輪胎65的構造是相同於該等該等第一消能網44與該等第一消能廢輪胎45，因此，在此不再詳細地說明。

如圖1所示，該等側地樁裝置70分別設置於該等定位裝置50的外側，每一側地樁裝置70具有五側地樁71，及五分別連接於該等側地樁71與每一定位裝置50的定位柱51之間的鋼索72。

如圖1所示，該等前地樁裝置80分別對應於該等立柱組10，每一前地樁裝置80具有二前地樁81，及二分別連接於該等前地樁81與每一立柱組10的前立柱11之間的鋼索82。

如圖1所示，該等後地樁裝置90分別對應於該等立柱組10，每一後地樁裝置90具有二後地樁91，及二分別連接於該等後地樁91與每一立柱組10的後立柱12之間的鋼索92。

經由以上的說明，可再將本發明的優點歸納如下：

一、本發明第一、二消能裝置40、60的消能網單元41、61可形成一種多孔隙型的消能結構，且該消能網單元41的每一塊第一消能網44與同一列的第一消能廢輪胎45，均可藉由連接於兩側的第二彈簧單元42產生獨自的擺動，同理，該消能網單元61的每一塊第二消能網64與同一列的第二消能廢輪胎65，也均可藉由連接於兩側的第三彈簧單元62產生獨自的擺動，因此，本發明可有效使往復經過該等第一、二消能網44、64與該等第一、二消能廢輪胎45、65的海浪消能，減少海浪對灘岸的沖蝕力及破壞性，藉以維持灘線的穩定與安全。

二、本發明利用該等第一、二消能裝置40、60的消能網單元41、61將波浪能量減低後，海浪的能量將會減少，使得海浪所含帶的一部分海沙會淤積於該等消能網單元41、61後方，而隨海浪返回海中的海沙將會大幅減少。

三、本發明第一、二消能裝置40、60的上、下浮球46、47與66、67可使該等第一、二消能網44、64不停地隨海浪波動，以防止該等第一、二消能網44、64被淤積的海沙所掩埋，使該等第一、二消能裝置40、60可持續地產生消能的作用。

值得的一提的是，本發明也可設置於一河道凹岸處，以減少水流對河岸的沖蝕力及破壞性；另外，本發明也可設置於於一海堤外側，以防止海堤的堤腳被沖蝕。

參閱圖10、11，為本發明的一第二較佳實施例，該第二較佳實施例是類似於該第一較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例的差異在於：每一第一消能裝置40具有一設置於兩相鄰的傾斜消能柱20之間的消能網單元41，及十二分別連接於該消能網單元41與兩相鄰的傾斜消能柱20之間的第二彈簧單元42。

該等第二彈簧單元42兩兩一組左、右對稱地分別設置於兩相鄰的傾斜消能柱20。

每一消能網單元41具有六分別沿該橫方向X連接於兩個互相對稱的第二彈簧單元42之間的第一連接鋼索43、四第一消能網44、數第一消能廢輪胎45、一設置於最上方的第一條第一連接鋼索43上的上浮球46、一下浮球47，及一連接於該下浮球47與最下方的第六條第一連接鋼索43之間的浮球鋼索48。要說明的是，在圖10中僅在該等第一連接鋼索43上繪製出部分的第一消能網44與第一消能廢輪胎45作代表說明。

該等第一消能網44分別設置於由上往下數的第一條至第五條兩相鄰的第一連接鋼索43之間。該等第一消能廢輪胎45設置於最下方第五條與第六條兩相鄰的第一連接鋼索43之間。

每一第二消能裝60置具有一設置於其中一定位裝置50與其中一最外側的傾斜消能柱20之間的消能網單元61，及十二分別連接於該消能網單元61與其中一定位裝置50的定位柱51及其中一最外側的傾斜消能柱20之間的第三彈簧單元62。

該等第三彈簧單元62兩兩一組左、右對稱地分別設置於其中一定位裝置50的定位柱51與其中一最外側的傾斜消能柱20。

該消能網單元61具有六分別連接於兩個互相對稱的第三彈簧單元62之間的第二連接鋼索63、四第二消能網64、數第二消能廢輪胎65、一設置於最上方的第一條第二連接鋼索63上的上浮球66、一下浮球67，及一連接於該下浮球67與最下方的第六條第二連接鋼索63之間的浮球鋼索68。要說明的是，在圖10中僅在該等第二連接鋼索63上繪製出部分的第二消能網64與第二消能廢輪胎65作代表說明。

該等第二消能網64設置於由上往下數的第一條至第五條兩相鄰的第二連接鋼索63之間。該等第二消能廢輪胎65設置於最下方第五條與第六條兩相鄰的第二連接鋼索63之間。

如此，該第二較佳實施例亦可達到與上述第一較佳實施例相同的目的與功效。

綜上所述，本發明之柔性消能系統，不僅可將波浪能量減低，防止灘岸被侵蝕，且可有效增加沿岸漂沙落淤，並可承受風浪的沖擊，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10．．．立柱組

11．．．前立柱

12．．．後立柱

20．．．傾斜消能柱

21．．．第一彈簧單元

22．．．柱體

30．．．吊索單元

31．．．第一吊索

32．．．第二吊索

33．．．第三吊索

40．．．第一消能裝置

41．．．消能網單元

42．．．第二彈簧單元

43．．．第一連接鋼索

44．．．第一消能網

441．．．網體

442．．．減能鋼索

45．．．第一消能廢輪胎

451．．．輪胎本體

452．．．側減能鋼索

453．．．前減能鋼索

46．．．上浮球

47．．．下浮球

48．．．浮球鋼索

50．．．定位裝置

51．．．定位柱

60．．．第二消能裝置

61．．．消能網單元

62．．．第三彈簧單元

63．．．第二連接鋼索

64．．．第二消能網

65．．．第二消能廢輪胎

66．．．上浮球

67．．．下浮球

68．．．浮球鋼索

70．．．側地樁裝置

71．．．側地樁

72．．．鋼索

80．．．前地樁裝置

81．．．前地樁

82．．．鋼索

90．．．後地樁裝置

91．．．後地樁

92．．．鋼索

X．．．橫方向

200．．．海岸

300．．．水平面

圖1是本發明的柔性消能系統一第一較佳實施例設置於一海岸上的俯視示意圖；

圖2是圖1的前視示意圖；

圖3是圖1的局部放大示意圖；

圖4是圖3的前視示意圖；

圖5圖1中V-V割面線的剖視示意圖；

圖6是圖1的局部放大示意圖；

圖7是圖6的前視示意圖；

圖8是該第一較佳實施例的一第一消能網的平面示意圖；

圖9是該第一較佳實施例的一第一消能廢輪胎的剖視示意圖；

圖10是本發明的柔性消能系統一較佳實施例第二較佳實施例設置於一海岸上的前視示意圖；及

圖11是圖10中X I-X I割面線的剖視示意圖。

10．．．立柱組

11．．．前立柱

12．．．後立柱

20．．．傾斜消能柱

21．．．第一彈簧單元

22．．．柱體

30．．．吊索單元

40．．．第一消能裝置

41．．．消能網單元

42．．．第二彈簧單元

43．．．第一連接鋼索

44．．．第一消能網

441．．．網體

442．．．減能鋼索

45．．．第一消能廢輪胎

46．．．上浮球

47．．．下浮球

48．．．浮球鋼索

60．．．第二消能裝置

61．．．消能網單元

62．．．第三彈簧單元

63．．．第二連接鋼索

X．．．橫方向

Claims (10)

1. 一種柔性消能系統，包含：數立柱組，沿一橫方向間隔設置，每一立柱組具有一前立柱，及一與該前立柱前、後間隔設置的後立柱；數傾斜消能柱，分別設置於每一立柱組的前、後立柱之間，每一傾斜消能柱具有一與該前立柱連接的第一彈簧單元，及一與該第一彈簧單元連接並朝該後立柱延伸的柱體；數吊索單元，分別設置於每一立柱組的前、後立柱之間，每一吊索單元分別與每一傾斜消能柱連接，使每一傾斜消能柱呈前低後高傾斜狀；及至少一第一消能裝置，具有一沿該橫方向設置於兩相鄰的傾斜消能柱之間的消能網單元，及數分別連接於該消能網單元與兩相鄰的傾斜消能柱之間的第二彈簧單元。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之柔性消能系統，其中，該等第二彈簧單元兩兩一組左、右對稱地分別設置於兩相鄰的傾斜消能柱，該消能網單元具有數分別沿該橫方向連接於兩個互相對稱的第二彈簧單元之間的第一連接鋼索，及數分別沿該橫方向設置於兩相鄰的第一連接鋼索之間的第一消能網。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之柔性消能系統，其中，該等第二彈簧單元兩兩一組左、右對稱地分別設置於兩相鄰的傾斜消能柱，該消能網單元具有數分別沿該橫方向連接於兩個互相對稱的第二彈簧單元之間的第一連接鋼索、數第一消能網，及數第一消能廢輪胎，該等第一消能廢輪胎沿該橫方向設置於最下方的兩相鄰的第一連接鋼索之間，該等第一消能網分別沿該橫方向設置於其餘兩相鄰的第一連接鋼索之間。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之柔性消能系統，其中，該等第一消能網分別具有一設置於兩相鄰的第一連接鋼索之間的網體，及數分別設置於該網體的減能鋼索，該等減能鋼索的末端呈散開狀，該等第一消能廢輪胎分別具有一輪胎本體、數沿該輪胎本體的圓周方向設置於該輪胎本體外周面的側減能鋼索，及數交錯地設置於該輪胎本體前側的前減能鋼索，該等側減能鋼索的末端呈散開狀，該等前減能鋼索的末端呈散開狀。
5. 根據申請專利範圍第2項或第3項所述之柔性消能系統，其中，該消能網單元更具有一設置於最上方的第一連接鋼索上的上浮球、一下浮球，及一連接於該下浮球與最下方的第一連接鋼索之間的浮球鋼索。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之柔性消能系統，其中，每一吊索單元具有一連接於每一後立柱頂端與每一傾斜消能柱的柱體頂端之間的第一吊索、一連接於每一傾斜消能柱的柱體頂端與每一前立柱頂端之間的第二吊索，及一連接於每一傾斜消能柱的柱體底端與每一前立柱頂端之間的第三吊索。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之柔性消能系統，更包含二分別設置於兩最外側的傾斜消能柱的外側的定位裝置，及二分別沿該橫方向設置於該等定位裝置與兩最外側的傾斜消能柱之間的第二消能裝置，每一第二消能裝置具有一沿該橫方向設置於其中一定位裝置與其中一最外側的傾斜消能柱之間的消能網單元，及數分別連接於該消能網單元與其中一定位裝置及其中一最外側的傾斜消能柱之間的第三彈簧單元。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之柔性消能系統，其中，每一第二消能裝置的第三彈簧單元兩兩一組左、右對稱地分別設置於其中一定位裝置與其中一最外側的傾斜消能柱，該消能網單元具有數分別沿該橫方向連接於兩個互相對稱的第三彈簧單元之間的第二連接鋼索、數第二消能網，及數第二消能廢輪胎，該等第二消能廢輪胎沿該橫方向設置於最下方的兩相鄰的第二連接鋼索之間，該等第二消能網分別沿該橫方向設置於其餘兩相鄰的第二連接鋼索之間。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之柔性消能系統，其中，每一定位裝置具有數定位柱，每一第二消能裝置的第三彈簧單元的其中半數分別與其中一定位裝置的定位柱連接，其餘半數則與其中一最外側的傾斜消能柱連接。
10. 根據申請專利範圍第9項所述之柔性消能系統，更包含二分別設置於該等定位裝置的外側的側地樁裝置、數分別對應於該等立柱組的前地樁裝置，及數分別對應於該等立柱組的後地樁裝置，每一側地樁裝置具有至少一側地樁，及數分別連接於該側地樁與每一定位裝置的定位柱之間的鋼索，每一前地樁裝置具有至少一前地樁，及至少一連接於該前地樁與每一立柱組的前立柱之間的鋼索，每一後地樁裝置具有至少一後地樁，及至少一連接於該後地樁與每一立柱組的後立柱之間的鋼索。