專利名稱：一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防波堤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤。
背景技術(shù)：
防波堤是一種常見(jiàn)的港口、海岸工程結(jié)構(gòu)，用來(lái)防御海浪對(duì)港域的侵襲，維持港內(nèi)水域的平穩(wěn)，以保證船舶在港內(nèi)安全?？俊⑾挡?、正常裝卸作業(yè)與旅客上下。根據(jù)波浪理論的研究和試驗(yàn)表明，波浪的能量集中在水體表層，水面以下三倍波高的水深范圍內(nèi)集中了全部波能的98%。然而傳統(tǒng)型式的防波堤(直立式和斜坡式)在材料的使用上和波能的分布規(guī)律完全不相適應(yīng)。如斜坡式防波堤，在波能最集中的地方使用了最少的材料，而在波能最小的地方卻耗費(fèi)了大量的材料，且隨著工程水域深度的增加，工程造價(jià)劇增，施工也變得十分困難。而且掩護(hù)區(qū)域內(nèi)水體的循環(huán)受到限制，容易產(chǎn)生泥沙的沉積，海岸的變遷以及港內(nèi)水體污染等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，既能有效抵御波浪、減少材料使用和工程造價(jià)，同時(shí)又能在打樁困難的海域內(nèi)工作。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，包括若干個(gè)水面消波結(jié)構(gòu)單元、水下消波結(jié)構(gòu)和錨泊系統(tǒng)，所述水面消波結(jié)構(gòu)單元包括至少兩個(gè)圓筒形浮筒，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓 筒形浮筒通過(guò)連接圓柱剛性連接；所述水下消波結(jié)構(gòu)包括防浪網(wǎng)和盛裝在防浪網(wǎng)里面的防浪球，防浪網(wǎng)與圓筒形浮筒連接并位于圓筒形浮筒下方，防浪網(wǎng)最下端配置有將防浪網(wǎng)拉直的沉子，各水面消波結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接裝置彈性連接。其中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓筒形浮筒通過(guò)連接圓柱剛性連接，在波浪下整體運(yùn)動(dòng)抵御波浪；所述的連接圓柱既將圓筒形浮筒接連在一起，傳遞波浪力，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)可以有效地增大浮式防波堤整體的寬度，提高浮式防波堤的消波能力；所述的防浪網(wǎng)沿連接圓柱在橫向、縱向及垂向布置若干，形成若干網(wǎng)籠，通過(guò)網(wǎng)籠的運(yùn)動(dòng)消除水下的波浪；所述的防浪球隨機(jī)分布在防浪網(wǎng)組成的網(wǎng)籠中，并且自身的浮力等于重力，不增加浮式防波堤額外的重力，當(dāng)遇到波浪時(shí)，防浪球在網(wǎng)籠中做隨機(jī)運(yùn)動(dòng)達(dá)到碎波、消除波能的作用；所述的沉子布置在防浪網(wǎng)的底端，使防浪網(wǎng)在靜水或小幅波浪作用下保持垂直，提高消波效果，在大幅波浪下也能較好地維持防浪網(wǎng)的整體形狀，達(dá)到較好的消波效果；所述的水面消波結(jié)構(gòu)單元與水下消波結(jié)構(gòu)構(gòu)成了浮式防波堤的基本模塊單元。所述連接裝置包括橡膠圈、凹型鋼板、固定錨鏈和連接錨鏈，所述凹型鋼板套在橡膠圈上并通過(guò)螺栓固定在圓筒形浮筒上，所述固定錨鏈套在橡膠圈兩端并固定在圓筒形浮筒上，所述連接錨鏈布置在圓筒形浮筒的上端和下端，并輔助連接相鄰的水面消波結(jié)構(gòu)單
J Li ο其中，所述的橡膠圈布置在各模塊之間，通過(guò)固定錨鏈和凹形鋼板的固定，將浮式防波堤的模塊彈性連接在一起，避免在波浪運(yùn)動(dòng)中模塊之間的碰撞引起損壞；所述的凹形鋼板套在橡膠圈上通過(guò)螺栓與圓筒形浮筒連接在一起，既定位了橡膠圈使橡膠圈與模塊連成一個(gè)整體，又約束了橡膠圈的大幅度移動(dòng)從而影響浮式防波堤的整體運(yùn)動(dòng)與性能，由于采用螺栓的固定方式，方便更換凹形鋼板與橡膠圈；所述的固定錨鏈套在橡膠圈兩端，固定錨鏈的兩端固定在圓筒形浮筒上，輔助約束橡膠圈的移動(dòng)；所述的連接錨鏈的兩端分別固定在圓筒形浮筒的上下端，連接相鄰的兩個(gè)模塊。所述錨泊系統(tǒng)包括系泊鏈和配重塊，所述的配重塊配置在系泊鏈底端，鋪放在海床上，系泊鏈頂端與圓筒形浮筒連接。所述系泊鏈對(duì)稱的布置在圓筒形浮筒兩側(cè)。配重塊的數(shù)量大于1，在每根系泊鏈上串聯(lián)布置，通過(guò)重力將系泊鏈底部的一段壓平鋪放在海床上，起到打樁的效果，固定了系泊鏈，為系泊鏈提供恢復(fù)力。作為優(yōu)選，所述水面消波結(jié)構(gòu)單元包括兩個(gè)圓筒形浮筒，兩個(gè)圓筒形浮筒組成雙連體圓筒，兩個(gè)圓筒形浮筒通過(guò)連接圓柱剛性連接并在波浪中共同運(yùn)動(dòng)。所述防浪網(wǎng)有若干道 ，若干道防浪網(wǎng)在連接圓柱下分別橫向、縱向及垂向布置，形成若干網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)；所述的沉子掛在網(wǎng)籠的底端并將防浪網(wǎng)拉直，以保持形狀進(jìn)行消波作用；所述的防浪球放入網(wǎng)籠中，通過(guò)防浪球在波浪中的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)消除波能。所述圓筒形浮筒和連接圓柱均為能抵抗波浪撞擊的鋼筋混凝土這些剛性材料。所述的防浪網(wǎng)的材質(zhì)為普通漁網(wǎng)、尼龍繩或棉線中的一種，所述沉子的材質(zhì)為鉛塊、石塊或廢舊重物中的一種，所述防浪球的材質(zhì)為塑料、橡膠或木材中的一種，所述防浪球的浮力等于重力。所述的橡膠圈的材質(zhì)為橡膠或廢舊輪胎，所述的凹型鋼板、固定錨鏈和連接錨鏈的材質(zhì)均為鋼板這些剛性材料。所述系泊鏈的材質(zhì)為錨鏈、聚酯纜或鋼絲繩中的一種；所述配重塊形狀為立方體、球體或柱體，配重塊的材質(zhì)為金屬、水泥塊或石塊，若干個(gè)配重塊串聯(lián)布置在系泊鏈底端。有益效果:本發(fā)明的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)采用圓筒形浮筒連接結(jié)構(gòu)，尤其是采用雙連體浮筒結(jié)構(gòu)，可以在堤寬一定的情況下有效地節(jié)省材料，或在材料一定的情況下有效的增加堤寬，從而達(dá)到更好的消波效果；能夠從水面上及水面下有效地消除波能，保護(hù)其他的水面設(shè)施能正常工作；防浪網(wǎng)與防浪球的水下消波結(jié)構(gòu)，通過(guò)其在波浪下的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到碎波、吸收波能的效果，具有更好的消波性能；連接裝置既能將浮式防波堤連成一個(gè)整體更好地抵御波浪，又能避免波浪作用下各模塊之間的碰撞，同時(shí)凹型鋼板的設(shè)計(jì)則便于橡膠圈的老化更換；錨泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以保證浮式防波堤在波浪作用下的安全作業(yè)，同時(shí)在不便于打樁的水域內(nèi)也能正常作業(yè)。


圖1是本發(fā)明的俯視 圖2是圖1的左視 圖3是圖1中鋪泊系統(tǒng)左視 圖4是圖1的主視 圖5是圖1中的連接裝置示意 圖6是錨鏈布置圖；圖7是凹形鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1至圖7所示，本發(fā)明的一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，包括若干個(gè)水面消波結(jié)構(gòu)單元、水下消波結(jié)構(gòu)和錨泊系統(tǒng)，水面消波結(jié)構(gòu)單元包括至少兩個(gè)圓筒形浮筒2，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓筒形浮筒2通過(guò)連接圓柱3剛性連接；水下消波結(jié)構(gòu)包括防浪網(wǎng)和盛裝在防浪網(wǎng)4里面的防浪球5，防浪網(wǎng)4與圓筒形浮筒2連接并位于圓筒形浮筒2下方，防浪網(wǎng)4最下端配置有將防浪網(wǎng)4拉直的沉子6，各水面消波結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接裝置彈性連接。本實(shí)施例中，連接裝置包括橡膠圈7、凹型鋼板8、固定錨鏈9和連接錨鏈10，凹型鋼板8套在橡膠圈7上并通過(guò)螺栓11固定在圓筒形浮筒2上，橡膠圈7布置多層，固定錨鏈9套在橡膠圈7兩端并固定在圓筒形浮筒2上，形成個(gè)模塊之間的彈性連接；連接錨鏈10布置在圓筒形浮筒2的上端和下端，并輔助連接相鄰的水面消波結(jié)構(gòu)單元。凹型鋼板8的橫截面為“凹”字形結(jié)構(gòu)，在“凹”字形結(jié)構(gòu)的兩端處延伸出一段水平鋼板，并在水平鋼板處插入螺栓11以固定凹形鋼板8。將凹型鋼板8套在橡膠圈7上通過(guò)螺栓11與圓筒形浮筒2連接在一起，既可以定位橡膠圈7使橡膠圈7與模塊連成一個(gè)整體，又能約束橡膠圈7的大幅度移動(dòng)從而影響浮式防波堤的整體運(yùn)動(dòng)與性能，由于采用螺栓11的固定方式，方便更換凹型鋼板8與橡膠圈7 ;固定錨鏈9套在橡膠圈7兩端并固定在圓筒形浮筒2上，輔助約束橡膠圈7的移動(dòng)，橡膠圈·7的材質(zhì)為橡膠、廢舊輪胎或其他具有彈性的材料，凹型鋼板8、固定錨鏈9和連接錨鏈10的材質(zhì)為鋼板等剛性材料。本實(shí)施例中，在每個(gè)連接圓柱3下沿橫向、縱向及垂向布置多道防浪網(wǎng)4，形成若干網(wǎng)籠，通過(guò)網(wǎng)籠的運(yùn)動(dòng)消除水下的波浪，防浪球5隨機(jī)分布在防浪網(wǎng)4組成的網(wǎng)籠中，并且自身的浮力等于重力，不增加浮式防波堤額外的重力，當(dāng)遇到波浪時(shí)，防浪球5在網(wǎng)籠中做隨機(jī)運(yùn)動(dòng)達(dá)到碎波、消除波能的作用，防浪網(wǎng)4下方連接沉子6，沉子6布置在防浪網(wǎng)4底端的節(jié)點(diǎn)上，使防浪網(wǎng)4在靜水或小幅波浪作用下保持垂直，提高消波效果，在大幅波浪下也能較好地維持防浪網(wǎng)4的整體形狀，達(dá)到較好的消波效果，防浪網(wǎng)4的材質(zhì)為普通漁網(wǎng)、尼龍繩或棉線中的一種，沉子6的材質(zhì)為鉛塊、石塊或廢舊重物中的一種，防浪球5的材質(zhì)為塑料、橡膠或木材中的一種，且浮力等于重力。本實(shí)施例中，水面消波結(jié)構(gòu)單元包括兩個(gè)圓筒形浮筒2，兩個(gè)圓筒形浮筒2組成雙連體圓筒1，兩個(gè)圓筒形浮筒2之間通過(guò)多個(gè)并排布置的連接圓柱3連接，連接圓柱3既能將圓筒形浮筒2接連在一起，傳遞波浪力，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)又能有效地增大浮式防波堤整體的寬度，提高浮式防波堤的消波能力，圓筒形浮筒2和連接圓柱3均為鋼筋混凝土等剛性材料。本實(shí)施例中，包括錨泊系統(tǒng)，錨泊系統(tǒng)包括系泊鏈12和配重塊13，系泊鏈12 —端與圓筒形浮筒2連接，系泊鏈12另一端與配重塊13連接，系泊鏈12對(duì)稱的布置在圓筒形浮筒2兩側(cè)，抵御主浪向波浪，浮式防波堤的端部可額外布置系泊鏈12，抵御其他浪向的波浪；系泊鏈12的材質(zhì)為錨鏈、聚酯纜或鋼絲繩中的一種，配重塊13形狀為立方體、球體或柱體，材質(zhì)為金屬、水泥塊或石塊，多個(gè)配重塊13串聯(lián)布置在系泊鏈12底端，通過(guò)重力將系泊鏈12底部的一段壓平鋪放在海床上，起到打樁的效果，固定了系泊鏈12，為系泊鏈12提供恢復(fù)力。本實(shí)施例中，根據(jù)需要防護(hù)水域大小，選擇適當(dāng)個(gè)數(shù)的水面消波結(jié)構(gòu)單元，相鄰水面消波結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接裝置連接，組成水面消波裝置，水下消波結(jié)構(gòu)通過(guò)橫向、縱向及垂向布置若干的防浪網(wǎng)4，組成多個(gè)網(wǎng)籠，在網(wǎng)籠中隨機(jī)的布置防浪球5，通過(guò)防浪網(wǎng)4和防浪球5的運(yùn)動(dòng)達(dá)到消弱水下的波浪，通過(guò)水面和水下消波結(jié)構(gòu)，達(dá)到整體消弱波浪目的。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:包括若干個(gè)水面消波結(jié)構(gòu)單元、水下消波結(jié)構(gòu)和錨泊系統(tǒng)，所述水面消波結(jié)構(gòu)單元包括至少兩個(gè)圓筒形浮筒(2)，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓筒形浮筒(2)通過(guò)連接圓柱(3)剛性連接；所述水下消波結(jié)構(gòu)包括防浪網(wǎng)和盛裝在防浪網(wǎng)(4)里面的防浪球(5)，防浪網(wǎng)(4)與圓筒形浮筒(2)連接并位于圓筒形浮筒(2)下方，防浪網(wǎng)(4)最下端配置有將防浪網(wǎng)(4)拉直的沉子(6)，各水面消波結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接裝置彈性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述連接裝置包括橡膠圈(7)、凹型鋼板(8)、固定錨鏈(9)和連接錨鏈(10)，所述凹型鋼板(8)套在橡膠圈(7)上并通過(guò)螺栓(11)固定在圓筒形浮筒(2)上，所述固定錨鏈(9)套在橡膠圈(7)兩端并固定在圓筒形浮筒(2)上，所述連接錨鏈(10)布置在圓筒形浮筒(2)的上端和下端，并輔助連接相鄰的水面消波結(jié)構(gòu)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述錨泊系統(tǒng)包括系泊鏈(12)和配重塊(13)，所述的配重塊(13)配置在系泊鏈(12)底端，鋪放在海床上，系泊鏈(12)頂端與圓筒形浮筒(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述系泊鏈(12)對(duì)稱的布置在圓筒形浮筒(2)兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述水面消波結(jié)構(gòu)單元包括兩個(gè)圓筒形浮筒(2)，兩個(gè)圓筒形浮筒(2)組成雙連體圓筒(1)，兩個(gè)圓筒形浮筒(2)通過(guò)連接圓柱(3)剛性連接并在波浪中共同運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述防浪網(wǎng)(4)有若干道，若干道防浪網(wǎng)(4)在連接圓柱(3)下分別橫向、縱向及垂向布置，形成若干網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)；所述的沉子(6)掛 在網(wǎng)籠的底端并將防浪網(wǎng)(4)拉直，以保持形狀進(jìn)行消波作用；所述的防浪球(5)放入網(wǎng)籠中，通過(guò)防浪球(5)在波浪中的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)消除波能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述圓筒形浮筒(2)和連接圓柱(3)均為能抵抗波浪撞擊的鋼筋混凝土這些剛性材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述的防浪網(wǎng)(4)的材質(zhì)為普通漁網(wǎng)、尼龍繩或棉線中的一種，所述沉子(6)的材質(zhì)為鉛塊、石塊或廢舊重物中的一種，所述防浪球(5)的材質(zhì)為塑料、橡膠或木材中的一種，所述防浪球(5)的浮力等于重力。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述的橡膠圈(7)的材質(zhì)為橡膠或廢舊輪胎，所述的凹型鋼板(8)、固定錨鏈(9)和連接錨鏈(10)的材質(zhì)均為鋼板這些剛性材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，其特征在于:所述系泊鏈(12)的材質(zhì)為錨鏈、聚酯纜或鋼絲繩中的一種；所述配重塊(13)形狀為立方體、球體或柱體，配重塊(13)的材質(zhì)為金屬、水泥塊或石塊,若干個(gè)配重塊(13)串聯(lián)布置在系泊鏈(12)底端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含柔性結(jié)構(gòu)的浮式防波堤，包括若干個(gè)水面消波結(jié)構(gòu)單元、水下消波結(jié)構(gòu)和錨泊系統(tǒng)，水面消波結(jié)構(gòu)單元包括至少兩個(gè)圓筒形浮筒，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓筒形浮筒通過(guò)連接圓柱剛性連接；水下消波結(jié)構(gòu)包括防浪網(wǎng)和防浪球，防浪網(wǎng)位于圓筒形浮筒下方，各水面消波結(jié)構(gòu)單元通過(guò)連接裝置彈性連接。本發(fā)明通過(guò)采用圓筒形浮筒連接結(jié)構(gòu)，尤其是采用雙連體浮筒結(jié)構(gòu)，可以有效節(jié)省材料或增加堤寬；通過(guò)從水面上及水面下消除波能，可以保護(hù)設(shè)施正常工作；連接裝置既能將各模塊連成整體抵御波浪，又能避免各模塊之間的碰撞，凹型鋼板便于橡膠圈的老化更換；錨泊系統(tǒng)能保證浮式防波堤在波浪作用下的安全作業(yè)，同時(shí)在不便于打樁的水域內(nèi)也能正常作業(yè)。
文檔編號(hào)E02B3/06GK103215919SQ20131015173
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者嵇春艷, 陳翔, 顧學(xué)康, 田超, 劉珍, 陸曄 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué), 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0二研究所