專利名稱：一種矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)及其物理模型試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種矩形方箱-擋浪板-錨鏈?zhǔn)礁》啦ǖ探Y(jié)構(gòu)及其物理模型試驗(yàn)方法，具體地說是提出一種基于透浪理論的浮防波堤結(jié)構(gòu)及其技術(shù)參數(shù)以及相應(yīng)的物理模型試驗(yàn)方法。該新型浮防波堤結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)矩形方箱-錨鏈?zhǔn)礁》啦ǖ痰捻敳吭鲈O(shè)了擋浪墻和在其底部增設(shè)了擋浪板。
背景技術(shù)：
防波堤是港口水工建筑物的重要組成部分，能夠有效地防御波浪對(duì)港域的侵襲。隨著我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防波堤的建設(shè)正在逐步向深水區(qū)域發(fā)展，傳統(tǒng)斜坡式防波堤和直立式防波堤由于自身的一些不足已越來(lái)越難以滿足深水港建設(shè)的需要。浮式防波堤這種基于透浪理論的防波堤結(jié)構(gòu)，由于施工便利、造價(jià)較低、可移動(dòng)性強(qiáng)、親水性良好、對(duì)港內(nèi)環(huán)境影響較小且適合于深水地區(qū)等優(yōu)點(diǎn)而在實(shí)際工程中受到越來(lái)越多的關(guān)注?，F(xiàn)有的浮式防波堤結(jié)構(gòu)形式多樣，復(fù)雜程度不一，其中較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式為矩形方箱-錨鏈?zhǔn)?，許多學(xué)者均對(duì)其進(jìn)行了大量的理論與實(shí)驗(yàn)研究，也有許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了一定的改進(jìn)，基于改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了大量研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、消浪效果較好的矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)，及采用相同原理制成的矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)，其特征是它包括埋設(shè)在海床的錨碇，錨碇通過錨鏈與矩形方箱相連，矩形方箱底部的前、后兩側(cè)分別設(shè)有直立式外側(cè)擋浪板和內(nèi)側(cè)擋浪板，并且在外側(cè)擋浪板和內(nèi)側(cè)擋浪板之間還增設(shè)有多個(gè)直立式擋浪板，所述矩形方箱的頂部還安裝有擋浪墻。本發(fā)明還提供的另外一種技術(shù)方案:
一種矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置，其特征是它包括矩形方箱，所述矩形方箱浮在水中并通過吊環(huán)螺絲、鑰匙環(huán)扣、鋼絲繩以及彈簧與固定在地面上的金屬鉤相連；所述吊環(huán)螺絲安裝在矩形方箱的迎浪面和背浪面上；所述鑰匙環(huán)扣的一端咬合在吊環(huán)螺絲的鋼圈內(nèi)，另一端與彈簧的一端通過鋼絲繩連接在一起；所述鋼絲繩通過安裝在其上的鋼絲繩卡頭卸扣螺絲調(diào)節(jié)有效長(zhǎng)度并且在試驗(yàn)時(shí)通過鋼絲繩卡頭卸扣螺絲牢牢地固定住，避免滑落；所述彈簧的另一端通過其上安裝的鋼圈與固定在地面上的金屬鉤套接；所述金屬鉤通過膨脹螺絲固定在基礎(chǔ)上；所述擋浪板鋼尺安裝在矩形方箱的底部，擋浪板鋼尺表面上打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板固定在鋼尺上以此形成擋浪板；所述水平鋼尺安裝在矩形方箱的前后兩側(cè)，其中間部分開有滑槽，滑塊通過穿過所述滑槽的銷釘與水平鋼尺相連；所述擋浪墻鋼尺安裝在滑塊的上端，其表面打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板固定在擋浪墻鋼尺上形成擋浪墻。所述金屬鉤的開口朝向外側(cè)。所述擋浪板鋼尺和擋浪墻鋼尺的孔洞設(shè)有多個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
與傳統(tǒng)斜坡式和直立式防波堤相比，本發(fā)明浮防波堤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、施工便利、可移動(dòng)性強(qiáng)、親水性良好、對(duì)港內(nèi)環(huán)境影響較小，特別適用于水深較大的海域。與現(xiàn)有矩形方箱-錨鏈?zhǔn)礁》啦ǖ碳捌涓倪M(jìn)形式相比，消浪效果有了一定的提升,港內(nèi)水域更加穩(wěn)定。
同時(shí)本發(fā)明的一種用于矩形方箱-擋浪板-錨鏈?zhǔn)礁》啦ǖ涛锢砟Ｐ驮囼?yàn)的實(shí)現(xiàn)方法相比于傳統(tǒng)方法來(lái)說，由于其試驗(yàn)裝置的各個(gè)部件都比較容易拆裝，試驗(yàn)裝置的整體性和機(jī)動(dòng)性都較強(qiáng)，故其試驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)潔。同時(shí)試驗(yàn)裝置的部件多采用生活中常用的物品，試驗(yàn)成本低廉。


圖1是本發(fā)明矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)布置示意圖。圖3是本發(fā)明矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置的擋浪板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖1所示，本發(fā)明矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)包括埋設(shè)在海床的錨碇1，錨碇I通過錨鏈2與矩形方箱3相連，從而在一定程度上約束矩形方箱3的運(yùn)動(dòng)。矩形方箱3底部的前、后兩側(cè)分別設(shè)有直立式外側(cè)擋浪板4和內(nèi)側(cè)擋浪板6，并且在外側(cè)擋浪板4和內(nèi)側(cè)擋浪板6之間還增設(shè)有多個(gè)直立式擋浪板5。所述矩形方箱3的頂部還安裝有擋浪墻7。本發(fā)明的矩形方箱浮防波堤的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括:矩形方箱3的長(zhǎng)、寬、高分別為L(zhǎng)1、L2、L3，矩形方箱3的吃水深度Al，擋浪墻7、外側(cè)擋浪板4、直立式擋浪板5、內(nèi)測(cè)擋浪板6的高度分別為H1、H2、H3、H4，擋浪墻7與矩形方箱3垂直迎浪面間的水平距離SI，直立式擋浪板5與外側(cè)擋浪板4之間的水平距離S2，直立式擋浪板5的數(shù)目N，錨鏈2的剛度W1、長(zhǎng)度L4、與矩形方箱3連接的錨鏈端處錨鏈2的切線與垂直線間的夾角Θ等參數(shù)。具體參數(shù)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)及實(shí)際情況來(lái)確定。本發(fā)明的矩形方箱浮防波堤物理模型如圖2、3所示，其試驗(yàn)裝置由矩形方箱3、吊環(huán)螺絲8、鑰匙環(huán)扣9、鋼絲繩10、彈簧11、金屬鉤12、鋼絲繩卡頭卸扣螺絲13、膨脹螺絲14、基礎(chǔ)15、擋浪板鋼尺16、木板17、水平鋼尺18、滑塊19、擋浪墻鋼尺20等組成。所述矩形方箱3浮在水中并通過吊環(huán)螺絲8、鑰匙環(huán)扣9、鋼絲繩10以及彈簧11與固定在地面上的金屬鉤12相連。所述吊環(huán)螺絲8安裝在矩形方箱3的迎浪面和背浪面上。鑰匙環(huán)扣9的一端咬合在吊環(huán)螺絲8的鋼圈內(nèi)，另一端與彈簧11的一端通過鋼絲繩10連接在一起。所述鋼絲繩10通過安裝在其上的鋼絲繩卡頭卸扣螺絲13調(diào)節(jié)有效長(zhǎng)度并且在試驗(yàn)時(shí)通過鋼絲繩卡頭卸扣螺絲13牢牢地固定住，避免滑落。所述彈簧11的另一端通過其上安裝的鋼圈與固定在地面上的金屬鉤12套接。所述金屬鉤12通過膨脹螺絲13固定在基礎(chǔ)15上且金屬鉤12的開口朝向外側(cè)。所述擋浪板鋼尺16安裝在矩形方箱3的底部，擋浪板鋼尺16表面上打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板17固定在鋼尺上以此形成擋浪板。所述水平鋼尺18安裝在矩形方箱3的前后兩側(cè)，其中間部分開有滑槽，滑塊19通過穿過所述滑槽的銷釘與水平鋼尺8相連。所述擋浪墻鋼尺20安裝在滑塊19的上端，其表面打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板17固定在擋浪墻鋼尺20上形成擋浪墻。所述擋浪板鋼尺16和擋浪墻鋼尺20的孔洞設(shè)有多個(gè)，便于安裝多塊木板17。其試驗(yàn)運(yùn)行方法如下:
首先進(jìn)行試驗(yàn)裝置部件的組裝。先將基礎(chǔ)15處原有的土挖出，在往此處澆筑新的混凝土的過程中將膨脹螺絲14打入，待混凝土硬化后膨脹螺絲14便被牢牢地固定在了基礎(chǔ)15中，此時(shí)便可將金屬鉤12安裝在膨脹螺絲14之上，且金屬鉤12的開口要朝向外側(cè)。然后將鑰匙環(huán)扣9和彈簧11通過鋼絲繩10連接在一起，并且在鋼絲繩10上安裝鋼絲繩卡頭卸扣螺絲13。之后將吊環(huán)螺絲8安裝在矩形方箱3的迎浪面和背浪面上。最后打開鑰匙環(huán)扣9將其套入吊環(huán)螺絲8上的鋼圈內(nèi)后將其關(guān)閉，利用安裝在彈簧11尾部的鋼圈將其套接在金屬鉤12上，這樣矩形方箱3便通過吊環(huán)螺絲8、鑰匙環(huán)扣9、鋼絲繩10以及彈簧11與金屬鉤12連接在了一起。此時(shí)試驗(yàn)裝置便安裝完成。試驗(yàn)裝置安裝完成后便可開始試驗(yàn)。首先利用鋼絲繩卡頭卸扣螺絲13將鋼絲繩10調(diào)到合適的有效長(zhǎng)度，然后將鋼絲繩10固定住。之后根據(jù)需要向矩形方箱3中加入適當(dāng)質(zhì)量的砂石，并在適當(dāng)位置的擋浪板鋼尺16上安裝一定數(shù)量的木板17形成一定長(zhǎng)度的擋浪板，同時(shí)利用滑塊19帶動(dòng)擋浪墻鋼尺20在水平鋼尺18上滑動(dòng)，待擋浪墻鋼尺20滑動(dòng)到適當(dāng)位置后在其上安裝一定數(shù)量的木板17形成一定高度的擋浪墻。之后便可向水槽中灌水，待灌水完成后，矩形 浮箱3穩(wěn)定地浮在水中，擋浪板吃水深度通過擋浪板鋼尺16讀出，擋浪墻與矩形方箱3垂直迎浪面間的水平距離通過水平鋼尺18讀出，擋浪墻的高度通過擋浪墻鋼尺20讀出。此時(shí)利用造波機(jī)在浮式防波堤的一側(cè)制造波浪，以此研究擋浪板位于此種位置和此種吃水深度時(shí)浮防波堤的消浪效果以及擋浪墻位于此種位置和此種高度時(shí)能否有效地防止越浪現(xiàn)象。在試驗(yàn)的過程中，為了研究擋浪板位于不同位置或不同吃水深度時(shí)浮防波堤的消浪效果，需要將矩形方箱從水槽中取出，此時(shí)將鑰匙環(huán)扣9打開，使其脫離吊環(huán)螺絲8的鋼圈，如此便能將矩形方箱與其他部件分離開，便能將矩形方箱方便地從水槽中取出而不需要耗費(fèi)大量的人力和物力。本發(fā)明中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)，其特征是它包括埋設(shè)在海床的錨碇(I)，錨碇(I)通過錨鏈(2)與矩形方箱(3)相連，矩形方箱(3)底部的前、后兩側(cè)分別設(shè)有直立式外側(cè)擋浪板(4)和內(nèi)側(cè)擋浪板(6)，并且在外側(cè)擋浪板(4)和內(nèi)側(cè)擋浪板(6)之間還增設(shè)有多個(gè)直立式擋浪板(5)，所述矩形方箱(3)的頂部還安裝有擋浪墻(7)。
2.一種矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置，其特征是它包括矩形方箱(3)，所述矩形方箱(3)浮在水中并通過吊環(huán)螺絲(8)、鑰匙環(huán)扣(9)、鋼絲繩(10)以及彈簧(11)與固定在地面上的金屬鉤(12)相連；所述吊環(huán)螺絲(8)安裝在矩形方箱(3)的迎浪面和背浪面上；所述鑰匙環(huán)扣(9)的一端咬合在吊環(huán)螺絲(8)的鋼圈內(nèi)，另一端與彈簧(11)的一端通過鋼絲繩(10)連接在一起；所述鋼絲繩(10)通過安裝在其上的鋼絲繩卡頭卸扣螺絲(13)調(diào)節(jié)有效長(zhǎng)度并且在試驗(yàn)時(shí)通過鋼絲繩卡頭卸扣螺絲(13)牢牢地固定住，避免滑落；所述彈簧(11)的另一端通過其上安裝的鋼圈與固定在地面上的金屬鉤(12)套接；所述金屬鉤(12)通過膨脹螺絲(13)固定在基礎(chǔ)(15)上；所述擋浪板鋼尺(16)安裝在矩形方箱(3)的底部，擋浪板鋼尺(16)表面上打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板(17)固定在鋼尺上以此形成擋浪板；所述水平鋼尺(18)安裝在矩形方箱(3)的前后兩側(cè)，其中間部分開有滑槽，滑塊(19)通過穿過所述滑槽的銷釘與水平鋼尺(18)相連；所述擋浪墻鋼尺(20)安裝在滑塊(19)的上端，其表面 打有孔洞，螺絲釘可以通過這些孔洞將木板(17)固定在擋浪墻鋼尺(20)上形成擋浪墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述金屬鉤(12)的開口朝向外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的矩形方箱浮防波堤物理模型試驗(yàn)裝置，其特征是所述擋浪板鋼尺(16)和擋浪墻鋼尺(20)的孔洞設(shè)有多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矩形方箱浮防波堤結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括錨碇(1)、錨鏈(2)、矩形方箱(3)、直立式外側(cè)擋浪板(4)、直立式擋浪板(5)、內(nèi)側(cè)擋浪板(6)和擋浪墻(7)等。其物理模型試驗(yàn)裝置由矩形方箱(3)、吊環(huán)螺絲(8)、鑰匙環(huán)扣(9)、鋼絲繩(10)、彈簧(11)、金屬鉤(12)、鋼絲繩卡頭卸扣螺絲(13)、膨脹螺絲(14)、基礎(chǔ)(15)、擋浪板鋼尺(16)、木板(17)、水平鋼尺(18)、滑塊(19)、擋浪墻鋼尺(20)等組成。試驗(yàn)操作簡(jiǎn)潔，成本較低。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、可移動(dòng)性強(qiáng)、親水性良好、對(duì)港內(nèi)環(huán)境影響較小，特別適用于水深較大的海域且消浪效果有了一定的提升。
文檔編號(hào)E02B3/06GK103215917SQ201310133548
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者錢學(xué)生, 朱月萱, 馮衛(wèi)兵, 方家裕, 邱思妍, 武文靜 申請(qǐng)人:河海大學(xué)