一種可變形的組合式漂浮防波裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于防浪減災(zāi)和海岸工程領(lǐng)域，特別是一種可變形的組合式漂浮防波裝置。它包括鉸接柱腳、重力板、柵欄板、錨鏈和大抓力錨。防波裝置整體依靠柵欄板提供浮力，重力板降低重心位置以提高穩(wěn)定性；整體防波裝置是將重力板和柵欄板連接在一起形成了一個(gè)迎向入射波的矩形箱體；其特征是：在入射波的作用下，防波裝置會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)并發(fā)生變形，并誘發(fā)碎波和紊流使得波浪能耗散，起到防浪消波的作用。本發(fā)明提供一種可變形的組合式漂浮防波裝置，它能隨著波浪的波高和能量的大小而自適應(yīng)地調(diào)整迎波面的形狀，從而達(dá)到更好的消波效果，易于安裝和移動(dòng)，具有較高的可靠性，同時(shí)其對(duì)岸線的美觀影響較小。
【專利說(shuō)明】一種可變形的組合式漂浮防波裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防浪減災(zāi)和海岸工程領(lǐng)域，特別是一種可變形的組合式漂浮防波裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有漫長(zhǎng)的海岸線和豐富的海洋資源，所管轄的海域有近300萬(wàn)Km2 (相當(dāng)于我國(guó)陸地國(guó)土的1/3)。我國(guó)要解決好人口、資源與環(huán)境問(wèn)題，在21世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家的一個(gè)重要出路就是走向海洋。
[0003]與此同時(shí)，港口建設(shè)作為傳統(tǒng)的海岸工程范疇，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，也遇到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。在國(guó)際貿(mào)易需求和運(yùn)輸船舶向大型化發(fā)展的趨勢(shì)下，港口的規(guī)模將越來(lái)越大，對(duì)航道水深要求也越來(lái)越高。而在有限的自身掩護(hù)的天然深水港址開(kāi)發(fā)殆盡之后，港口建設(shè)逐步進(jìn)入水深浪大的海域。鑒于深水開(kāi)敞海域環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)水工結(jié)構(gòu)因工程造價(jià)高昂、技術(shù)復(fù)雜、施工困難等已不能適應(yīng)深水港發(fā)展需要。隨著海岸環(huán)境保護(hù)、觀光旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合需要，人們關(guān)于海岸與港口開(kāi)發(fā)的觀念正在發(fā)生重大的變化。為適應(yīng)水深浪大、地基軟弱、引入海水交換改善水質(zhì)環(huán)境且造價(jià)低廉的需求，港口工程結(jié)構(gòu)形式將向透空式結(jié)構(gòu)、消能式結(jié)構(gòu)及多功能型結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)型式發(fā)展。
[0004]為了防御外海傳來(lái)的波浪，提供平穩(wěn)的船舶裝卸作業(yè)環(huán)境，并保護(hù)其他港口工程結(jié)構(gòu)物，防波堤是一種常見(jiàn)的港口、海岸工程結(jié)構(gòu)。對(duì)比于傳統(tǒng)的重力式防波堤，例如直立堤和斜坡堤，漂浮式防波堤具有明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，如:1)造價(jià)低，耗費(fèi)材料少；2)安裝簡(jiǎn)單，對(duì)海底地形要求低，便于移動(dòng)和拆卸；3)環(huán)境友好，對(duì)海水及生物質(zhì)循環(huán)影響小。英國(guó)于1811年在Plymouth港建造的木制漂浮式防波堤可以看作是世界上第一個(gè)漂浮式防波堤。二戰(zhàn)期間，盟軍沿著諾曼底海岸線1.6Km處安放了著名的Bombardon漂浮式防波堤。日本的第一個(gè)漂浮式防波堤于1930年安放在Aomori港，用于試驗(yàn)其抵御波浪及消波性能。我國(guó)于1962年在丹江口水庫(kù)建造了總長(zhǎng)為134m的漂浮式導(dǎo)航防波堤。70年代以來(lái)，隨著許多靈巧的浮式防波堤的設(shè)計(jì)成功，各種浮式防波堤相繼得到應(yīng)用，目前世界各國(guó)提出來(lái)的浮式防波堤結(jié)構(gòu)型式主要可分為浮箱式、浮筒式和浮筏式三種，多年的使用結(jié)果表明，此類防波堤是安全可靠的。然而，對(duì)于目前的漂浮式防波堤結(jié)構(gòu)形式，其面臨的主要問(wèn)題是:對(duì)短波(波長(zhǎng)與堤寬之比L/B〈4)的掩護(hù)效果尚好，但對(duì)長(zhǎng)波(L/B>6)的透過(guò)率仍然很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服上述現(xiàn)有防波堤在成本控制、施工周期長(zhǎng)、對(duì)水循環(huán)影響較大，以及現(xiàn)有浮式防波堤對(duì)長(zhǎng)波防波效率低等不足之處，提供一種可變形的組合式漂浮防波裝置，它能隨著波浪的波高和能量的大小而自適應(yīng)地調(diào)整迎波面的形狀，從而達(dá)到更好的消波效果，易于安裝和移動(dòng)，具有較高的可靠性，同時(shí)其對(duì)岸線的美觀影響較小。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:[0007]—種可變形的組合式漂浮防波裝置，包括鉸接柱腳、重力板、柵欄板、錨鏈和大抓力錨。防波裝置整體依靠柵欄板提供浮力，重力板降低重心位置以提高穩(wěn)定性；整體防波裝置是將重力板和柵欄板連接在一起形成了一個(gè)迎向入射波的矩形箱體；其特征是:在入射波的作用下，防波裝置會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)并發(fā)生變形，其上平面變形后形成了一個(gè)碎波面，伴隨波浪在碎波面上淺化的過(guò)程以及波浪與結(jié)構(gòu)物之間的碰撞，入射波破碎使得波浪能耗散，起到防浪消波的作用。
[0008]所述的一種可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征是:柵欄板分為長(zhǎng)柵欄板和短?hào)艡诎鍍煞N，都具有良好的透水性能。
[0009]所述的一種可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征是:重力板和柵欄板的兩端都采用鉸接柱腳與其他結(jié)構(gòu)相連。
[0010]所述的一種可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征是:柵欄板采用密度較輕的材料制成，為防波裝置提供浮力。
[0011]所述的一種可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征是:重力板采用密度較大的材料制成，起到穩(wěn)定防浪裝置的作用。
[0012]在沒(méi)有波浪作用時(shí)，組合式漂浮防波裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，其所受到浮力和重力達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，防浪裝置的上平面低于海平面。當(dāng)波浪傳遞到防浪裝置時(shí)，波浪水流部分通過(guò)柵欄板的透空部分，形成紊流，消耗部分波浪能。同時(shí)，在波壓力的作用下，矩形箱體開(kāi)始變形，其向海一側(cè)逐漸沿著波浪傳遞方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)而形成碎波面，推高波峰高度，導(dǎo)致波浪破碎消耗波浪能。防波裝置能夠根據(jù)入射波的波能大小，自適應(yīng)地調(diào)整矩形箱體上表面的變形特征，從而更有效地降低透射波波高。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明適用于深水或海洋工程建設(shè)基礎(chǔ)相對(duì)較差的地點(diǎn)，采用了透空式柵欄板和自適應(yīng)變形式設(shè)計(jì)，能夠隨著波浪的波高和能量的改變變化裝置外形，增加設(shè)施的有效消波效果；裝置大部分位于水面線以下，對(duì)岸線的美觀影響較??；本設(shè)計(jì)形式簡(jiǎn)單，采用漂浮式結(jié)構(gòu)，便于制造、安裝和維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的柵欄板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明在入射波較小時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明在入射波較大時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖中，1-重力板，2-短?hào)艡诎澹?-鉸接柱腳，4-長(zhǎng)柵欄板，5-錨鏈，6_海底，7_不透水板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示，重力板I通過(guò)錨鏈5固定于海底6上；重力板I和柵欄板(2和4)連接在一起形成了一個(gè)迎向入射波的矩形箱體；重力板I和柵欄板的兩端都采用鉸接柱腳3與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。
[0023]如圖2所示，柵欄板(2和4)由鉸接柱腳3和不透水板7組成，其中鉸接柱腳3分布于柵欄板的上下兩端。
[0024]如圖3所示，防浪裝置可在波浪的作用下變形為一個(gè)平行四邊形。
[0025]如圖4所示，防浪裝置可在波浪的作用下變形為一個(gè)不規(guī)則的多邊形。
[0026]本實(shí)施例的工作原理:
[0027]實(shí)際使用時(shí)，防波裝置通過(guò)錨鏈5連接大抓力錨固定于海底，裝置整體處于漂浮狀態(tài)，其上部表面略低于水平面位置。在沒(méi)有波浪作用時(shí)，組合式漂浮防波裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，其所受到浮力和重力達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，防浪裝置的上平面低于海平面，整體結(jié)構(gòu)都位于水平面以下，避免了對(duì)岸線美觀造成不良影響。當(dāng)波浪傳遞到防浪裝置時(shí)，波浪水流部分通過(guò)柵欄板(2和4)的透空部分，形成紊流，消耗部分波浪能。同時(shí)，在波壓力的作用下，矩形箱體開(kāi)始變形，其向海一側(cè)逐漸沿著波浪傳遞方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)而形成碎波面，推高波峰高度，導(dǎo)致波浪破碎消耗波浪能。防波裝置能夠根據(jù)入射波的波能大小，自適應(yīng)地調(diào)整矩形箱體上表面的變形特征，從而更有效地降低透射波波高。當(dāng)波高較小、波浪能密度較低時(shí)，矩形箱體變形較小，由矩形變?yōu)槠叫兴倪呅?，形成碎波斜面。?dāng)波高較大、波浪能密度較高時(shí)，矩形箱體變形較大，由矩形變?yōu)椴灰?guī)則多邊形，形成較大的碎波面。
[0028]盡管上面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種可變形的組合式漂浮防波裝置，包括鉸接柱腳、重力板、柵欄板、錨鏈和大抓力錨；防波裝置整體依靠柵欄板提供浮力，重力板降低重心位置以提高穩(wěn)定性；整體防波裝置是將重力板和柵欄板連接在一起形成了一個(gè)迎向入射波的矩形箱體；其特征是:在入射波的作用下，防波裝置會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)并發(fā)生變形，其上平面變形后形成了一個(gè)碎波面，伴隨波浪在碎波面上淺化的過(guò)程以及波浪與結(jié)構(gòu)物之間的碰撞，入射波破碎使得波浪能耗散，起到防浪消波的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征在于:柵欄板分為長(zhǎng)柵欄板和短?hào)艡诎鍍煞N，都具有良好的透水性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征在于:重力板和柵欄板的兩端都采用鉸接柱腳與其他結(jié)構(gòu)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征在于:柵欄板采用密度較輕的材料制成，為防波裝置提供浮力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變形的組合式漂浮防波裝置，其特征在于:重力板采用密度較大的材料制成， 起到穩(wěn)定防浪裝置的作用。
【文檔編號(hào)】E02B3/06GK104018462SQ201410292885
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】彭偉 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)