專利名稱：構(gòu)建浮式防波堤和浮式平臺(tái)的消波組件及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，涉及一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了防止港口、碼頭、船只出入港、養(yǎng)殖區(qū)等結(jié)構(gòu)受到較大波浪的影響，工程上會(huì)建造防波提結(jié)構(gòu)來(lái)使掩蔽水域有足夠的水深和平穩(wěn)的水面。浮式防波提通常是由金屬、鋼筋混凝土和塑料等材料制造的浮式構(gòu)件和錨泊系統(tǒng)組成的防浪設(shè)施。其具有施工快捷、易于搬移、不影響海水循環(huán)、建造費(fèi)用隨水深增大而增加較少等優(yōu)點(diǎn)。近幾十年來(lái)，工程研究和設(shè)計(jì)人員對(duì)浮式防波提進(jìn)行了大量的研究和設(shè)計(jì)，也有部分結(jié)構(gòu)形式被應(yīng)用于實(shí)際工程中。浮體結(jié)構(gòu)有排筏、氣囊、空箱或其他特殊形體，常用鐵錨系在沉塊上。每道浮提要有足夠的寬度，有時(shí)需設(shè)數(shù)道浮提才能有效地防浪，再加上其結(jié)構(gòu)的活動(dòng)性，常須考慮平面布置問(wèn)題。但是，由于浮提結(jié)構(gòu)有較多的局限性，消波效果不理想，目前主要用于水深大而波浪小的水域或某些需臨時(shí)防波設(shè)施之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，本發(fā)明能夠通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)減慢水流流速，改變?nèi)齻€(gè)維度上水流的流動(dòng)方向，影響來(lái)流、來(lái)波的流動(dòng)狀況，從而破壞波浪、海流的傳播，達(dá)到消波、消流的效果。本發(fā)明還提供了構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件的系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其包括帶有通孔的板式消波元件、浮箱、支撐于浮箱上表面的連接板及連接件，板式消波元件由多個(gè)兩兩相交的帶有通孔的平板組合而成，浮箱中心軸位置具有中心孔，連接件豎直穿過(guò)浮箱連接連接板和板式消波元件。本方案中，將浮箱和防波消波元件的功能區(qū)分開(kāi)來(lái)，并將它們的特點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)。浮箱結(jié)構(gòu)輕便，浮性好，但通?？估四芰Σ?。消波元件體大笨重，浮性差，但抗浪能力強(qiáng)， 兩者組合在一起，既能懸浮在水中，又能消波抗浪，二者形成有機(jī)的消波整體。此外，浮箱上表面的連接板起支撐和連接的作用，既連接下部的消波元件和相鄰的消波組件，又可作為支撐海上平臺(tái)的基礎(chǔ)。具體地，該板式消波元件由十二塊帶有通孔、相互交錯(cuò)并兩兩相交的平板組合而成。進(jìn)一步地，相鄰平板呈垂直結(jié)構(gòu)，該板式消波元件構(gòu)成三維象限消波空間。具體地，相鄰且相交平板具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)將兩相鄰且相交平板的其中一塊旋轉(zhuǎn)到另一塊板所在的平面時(shí)，其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻擋。在板式消波元件設(shè)置通孔的目的是避免將波浪力過(guò)分集中在單一元件上，使之能傳遞到相鄰元件。而元件之間通孔的遮擋設(shè)計(jì)正好起到對(duì)波浪力的承接和消減效果。
進(jìn)一步地，每個(gè)平板的通孔率為0 40%。具體地，所述連接件為錨鏈或繩索；浮箱中心軸位置具有中心孔，錨鏈或繩索豎直穿過(guò)浮箱連接連接板和板式消波元件。本發(fā)明還提供一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件的系統(tǒng)，其包括多個(gè)呈周期性交錯(cuò)排列分布的消波組件，相鄰消波組件的相對(duì)位置的平板上具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)組件垂向板的通孔部分，沿水平方向大部分將投影到相鄰消波組件的相對(duì)位置的平板的非通孔部分。該三維多向板式消波組件能夠根據(jù)實(shí)際使用需要，靈活組合拼接成多種形式的、 具有三維多向消波消流效果的浮式防波提；若在連接板上加上上部結(jié)構(gòu)，則可構(gòu)成浮式平臺(tái)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明中帶有通孔的板式消波元件，能夠通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)減慢水流流速，改變?nèi)齻€(gè)維度上水流的流動(dòng)方向，影響來(lái)流、來(lái)波的流動(dòng)狀況，從而破壞波浪、海流的傳播，達(dá)到消波、消流的效果。同時(shí)，該板式消波組件排列分布時(shí)，相鄰消波元件上同一位置的平板具有不同的通孔方式，可保證在各維度上形成一個(gè)不能直接貫穿的空間，強(qiáng)迫水流繞行通過(guò)通孔，進(jìn)一步起到破壞波浪和水流傳播的作用。另外，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)際使用需要，任意組合拼接成多種形式的、具有三維多向消波消流效果的浮式防波提；若在連接板上加上上部結(jié)構(gòu)，則可構(gòu)成浮式平臺(tái)。總的來(lái)說(shuō)，利用本發(fā)明構(gòu)成的浮式防波提，可在整體上反射大尺度波浪，同時(shí)消耗小尺度波浪能量，起到減小提后波高、減緩水流速度的作用?？傊?，本發(fā)明提供的一種三維多向板式消波組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消浪效果明顯，施工快捷，易于搬移，建造費(fèi)用不會(huì)隨水深增加明顯提高，不影響海流循環(huán)，是具有廣泛應(yīng)用前景的兼具防波提與海上平臺(tái)功能的構(gòu)件。


圖1為一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件的結(jié)構(gòu)示意圖2為連接板的結(jié)構(gòu)示意圖；(a)緊密連接方式；(b)間隔連接方式；(c)以上兩種連接方式的俯視圖3為浮箱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為板式消波元件的結(jié)構(gòu)示意圖5為用于浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件排列分布方式示例圖； 圖6為用于浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件應(yīng)用示例(a)緊密連接方式；(b)間隔連接方式。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其包括帶有通孔5的板式消波元件1，浮箱2，支撐于浮箱上表面的連接板3，及用于連接消波元件 1與連接板3的連接件4。板式消波元件1由多個(gè)兩兩相交的帶有通孔5的平板7組合而成。板式消波元件1通過(guò)錨鏈懸吊在連接板3下方，浮箱2利用浮力，通過(guò)上表面支撐連接板3。進(jìn)一步地，如圖2所示，所述連接板3下端帶圓環(huán)31，通過(guò)連接件4與板式消波元件1相連；根據(jù)不同排列分布方式，可在連接板3的四條邊或四個(gè)角上設(shè)置連接環(huán)，用于連接相鄰組件，圖2中連接環(huán)的設(shè)置分別對(duì)應(yīng)于圖6的兩種連接方式。連接板起支撐和連接的作用，既連接下部的消波元件和相鄰的消波組件，又可作為支撐海上平臺(tái)的基礎(chǔ)。進(jìn)一步地，如圖3所示，所述連接件4為錨鏈或繩索，浮箱2中心軸位置具有中心孔6，錨鏈或繩索豎直穿過(guò)浮箱2連接連接板3和板式消波元件1。如圖4所示，該板式消波元件1由十二塊帶有通孔、相互交錯(cuò)并兩兩相交的平板組合而成。相鄰平板呈垂直結(jié)構(gòu)，該板式消波元件構(gòu)成三維象限消波空間。板式消波元件1 上任三個(gè)相鄰并兩兩相交的平板71，72和73，具有不同的通孔結(jié)構(gòu)(如圓形并排、長(zhǎng)方形并排、方形矩陣排列等)，當(dāng)將兩相鄰且相交平板的其中一塊旋轉(zhuǎn)到另一塊板所在的平面時(shí)， 其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻擋。每個(gè)平板的通孔率為0 40%。 消波元件水平隔板可采用與連接板相同的連接模式。本發(fā)明還公開(kāi)了一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件的系統(tǒng)，其包括多個(gè)呈周期性交錯(cuò)排列分布的消波組件，相鄰消波組件的相對(duì)位置的平板上具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)組件垂向板的通孔部分，沿水平方向?qū)⑼队暗较噜徬ńM件的相對(duì)位置的平板的非通孔部分。消波組件A能夠根據(jù)實(shí)際使用需要，任意組合拼接成多種形式的、具有三維多向消波消流效果的浮式防波提。對(duì)多個(gè)消波組件A進(jìn)行排列時(shí)，務(wù)必使得處于相鄰消波元件1 上同一位置的平板7具有不同的通孔方式，并呈周期性交錯(cuò)排列分布。例如圖5所示，消波組件Al上的平板74，與其軸向相鄰的消波組件A2上的平板75，具有不同的通孔方式。這樣能夠保證在縱向維度上形成一個(gè)不能直接貫穿的空間，強(qiáng)迫水流繞行通過(guò)通孔，起到破壞波浪和水流傳播的作用。同理，消波組件Al上的平板76，與其橫向相鄰的組件A3上的平板77，也具有不同的通孔方式，保證在橫向維度上也形成一個(gè)不能直接貫穿的空間。圖6分別提供了三維多向板式消波組件A緊密連接和間隔連接構(gòu)成的兩種浮式防波提參考形式。 消波元件水平隔板可采用相同的鏈接模式?？偟膩?lái)說(shuō)，利用本發(fā)明構(gòu)成的浮式防波提，可在整體上反射大尺度波浪，同時(shí)消耗小尺度波浪能量，起到減小提后波高、減緩水流速度的作用?？傊?，本發(fā)明提供的一種三維多向板式消波組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消浪效果明顯，施工快捷，易于搬移，建造費(fèi)用不會(huì)隨水深增加明顯提高，不影響海流循環(huán)，是具有廣泛應(yīng)用前景的兼具防波提與海上平臺(tái)功能的構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，包括帶有通孔的板式消波元件、浮箱、支撐于浮箱上表面的連接板及連接件，板式消波元件由多個(gè)兩兩相交的帶有通孔的平板組合而成，連接件豎直穿過(guò)浮箱連接連接板和板式消波元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，該板式消波元件由十二塊帶有通孔、相互交錯(cuò)并兩兩相交的平板組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，相鄰平板呈垂直結(jié)構(gòu)，該板式消波元件構(gòu)成三維象限消波空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，相鄰且相交平板具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)將兩相鄰且相交平板的其中一塊旋轉(zhuǎn)到另一塊板所在的平面時(shí)，其中一平板上的通孔部分被另一平板的非通孔部分阻擋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，每個(gè)平板的通孔率為0 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，所述連接件為錨鏈或繩索。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件，其特征在于，浮箱中心軸位置具有中心孔，錨鏈或繩索豎直穿過(guò)浮箱連接連接板和板式消波元件。
8.一種利用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的構(gòu)建浮式防波提和浮式平臺(tái)的消波組件的系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)呈周期性交錯(cuò)排列分布的消波組件，相鄰消波組件的相對(duì)位置的平板上具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一個(gè)組件垂向板的通孔部分，沿水平方向?qū)⑼队暗较噜徬ńM件的相對(duì)位置的平板的非通孔部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種構(gòu)建浮式防波堤和浮式平臺(tái)的消波組件及其系統(tǒng)，該組件包括帶有通孔的板式消波元件、浮箱、支撐于浮箱上表面的連接板及連接件，板式消波元件由多個(gè)兩兩相交的帶有通孔的平板組合而成，相鄰且相交平板具有不同的通孔結(jié)構(gòu)，浮箱中心軸位置具有中心孔，連接件豎直穿過(guò)浮箱連接連接板和板式消波元件。該三維多向板式消波組件可作為浮式防波堤的主體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要靈活拼接成多種形式的、具有三維多向消波消流效果的浮式防波消浪體系；若在連接板上加上上部結(jié)構(gòu)，可構(gòu)成浮式平臺(tái)。本發(fā)明能夠通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)減慢水流流速，改變?nèi)齻€(gè)維度上水流的流動(dòng)方向，影響來(lái)流、來(lái)波的流動(dòng)狀況，從而破壞波浪、海流的傳播，達(dá)到消波消流的效果。
文檔編號(hào)E02B3/06GK102367660SQ201110345419
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者周泉, 羅瑩瑩, 蘇煒, 詹杰民, 韓毅 申請(qǐng)人:中山大學(xué)