CN103243679A - 高桩透空式防波堤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高桩透空式防波堤，包括桩基，安装于所述桩基上的横梁和纵梁，固定于所述横梁和纵梁上的防波堤消浪结构；所述防波堤消浪结构包括竖直设置的多层开孔挡浪板，与所述开孔挡浪板交叉设置的多层水平消浪板，与所述开孔挡浪板和水平消浪板均交叉设置的多层横隔板，以及设置于防波堤消浪结构上部的面板和胸墙；所述防波堤消浪结构为整体结构，所述开孔挡浪板的底高程和开孔率各不相同，所述横隔板的高程不同。本发明结构简单，经济、轻便、施工快捷、拆除方便，具有集透流、消浪为一体的功能，透浪系数小，能有效降低长波的透射率，保证港内水域的平稳。

Description

高桩透空式防波堤
技术领域
本发明涉及防波堤，具体涉及一种透空式防波堤。
背景技术
作为港口水工建筑物的重要组成部分，防波堤能保护港口水域不受风浪的影响，维护港内水域平稳，形成有掩护的水域。2001年起，我国政府加大了对渔港建设资金投入力度，并在全国范围内提出了建设中心渔港的新理念。中心渔港的重要特点是要具有生态环境协调功能、活鱼蓄养交易功能以及生态渔业功能。集透流、消浪于一体的透空式防波堤是实现上述诸功能的良好措施。同时，随着我国海港事业向深水发展，一种能适应不同水深、不同波要素的具有良好消浪效果的透空式防波堤可以大大节约工程造价。
但现有的透空式防波堤结构普遍存在透浪系数及其变化范围较大、在长波作用下的消浪效果较差的现象，难以在更广范围内推广应用。
发明内容
发明目的：本发明要提供一种集透流、消浪于一体的新型透空式防波堤，其透浪系数及其变化范围较小，并能有效降低长波的透射率。
技术方案:一种高桩透空式防波堤，包括桩基，安装于所述桩基上的横梁和纵梁，固定于所述横梁和纵梁上的防波堤消浪结构；所述防波堤消浪结构包括竖直设置的多层开孔挡浪板，与所述开孔挡浪板交叉设置的多层水平消浪板，与所述开孔挡浪板和水平消浪板均交叉设置的多层横隔板，以及设置于防波堤消浪结构上部的面板和胸墙；所述防波堤消浪结构为整体结构，所述开孔挡浪板的底高程和开孔率各不相同，所述横隔板的高程不同。
所述开孔挡浪板包括高水位挡浪板和低水位挡浪板，高水位挡浪板的底高程在设计高水位以下2-3倍设计波高处，低水位挡浪板的底高程在设计低水位以下2-3倍设计波高处，不同底高程的挡浪板交错布置。高水位挡浪板和低水位挡浪板沿波浪传播方向依次间隔布置。
所述多层开孔挡浪板的开孔位置不同，所述高水位挡浪板从设计高水位处开孔直至挡浪板底部，低水位挡浪板从设计低水位处开孔直至挡浪板底部。
沿波浪传播方向，所述多层开孔挡浪板的开孔率依次减小，每个开孔挡浪板的开孔形状为椭圆形且开孔尺度从上到下逐渐减小。相邻开孔挡浪板的间距沿波浪传播方向逐渐减小。
所述水平消浪板为三组，其中两组水平消浪板横穿四排开孔挡浪板且分别设置在设计高水位以上1/2设计波高处和在设计低水位以上1/2设计波高处，另一水平消浪板的顶高程与上述开孔挡浪板的底高程相同。
有益效果：本发明消浪性能比现有技术更好，在某港口一定水深、一定波要素范围内，其透浪系数及其变化范围较小，尤其在长波作用下能有效提高其对长波的反射、吸收和衰减能力，特别适用于有透流要求的渔港及深水处建设防波堤。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种高桩透空式防波堤，包括水下的桩基13、14,桩基上部安装有横梁10及纵梁9，横梁及纵梁上安装防波堤的主体消浪结构，主体消浪结构包括多层不同底高程、不同开孔率的直立开孔挡浪板1、2、3和4，不同高程的多层水平消浪板5、6和7，多层横隔板8，以及面板11和胸墙12组成。主体消浪结构为一整体结构整体安装于横梁及纵梁上。
多层开孔挡浪板的底高程在设计高/低水位以下2-3倍设计波高处，不同底高程的挡浪板交错布置。多层开孔挡浪板的开孔位置从设计高/低水位附近开孔直至挡浪板底部，开孔率沿波浪传播方向逐渐减小，单块开孔挡浪板的开孔形状为椭圆形且开孔尺度从上到下逐渐减小。多层开孔挡浪板中相邻两排开孔挡浪板的间距沿波浪传播方向逐渐减小。水平消浪板横穿开孔挡浪板，多层水平消浪板布置在设计高/低水位以上1/2设计波高处及主体消浪结构的底部。防波堤的主体消浪结构设有面板和防浪胸墙。主体消浪结构为一整体结构，与横梁及纵梁整体安装。
挡板底高程及开孔位置由当地实际水文资料分析计算得到，开孔率沿波浪传播方向逐渐减小，开孔率的范围可选择在20%-40%之间，孔径大小由当地水文资料利用波浪理论计算而得，相邻两排开孔挡浪板的间距依经验或结合物理模型试验确定。
由于波浪水质点做椭圆形运动，不同波要素下的水质点椭圆形运动轨迹尺度不同，本发明提出了不同开孔率、不同底高程的多层开孔挡浪板，同时挡浪板内设置多层水平消浪板的新型高桩透空式防波堤，不同底高程的多层直立开孔挡浪板反射不同水位波浪的同时，通过挡板断面压缩和板端出现涡漩消耗能量外，还有波浪通过开孔形成涡漩耗能，以及挡板在适当的间距诱导挡板间流体的共振可以储存大量能量，多层水平消浪板沿程吸收、衰减、耗散波能，从而达到减小通过挡板的传递波高。多层横隔板主要起提高主体消浪结构的整体力学性能；面板及胸墙将整个防波堤连接为一整体并防止越浪。
最佳实施例：
下面针对某港口水文资料，结合物理模型试验结果，介绍该透空式防波堤的一些主要参数。表1为某港口水文要素，表2为透空式防波堤主体消浪结构的主要参数，表3为开孔挡浪板的主要参数，表4为开孔挡浪板1的孔径参数。
经过一段时间的运行观测发现，与现有的防波堤相比，本发明的该防波堤透浪系数及其变化范围较小，尤其是能有效提高其对长波的反射、吸收和衰减能力。
设计最低水位（m） 水深h(m) 波高H（m） 周期T(s) 波长L(m)
+20 20 1.5～3 7～11 77～192
设计最高水位（m） 水深h(m) 波高H（m） 周期T(s) 波长L(m)
+25 25 1.5～3 7～11 77～192
表1
Figure BDA00003271336400031
表2
Figure BDA00003271336400032
表3
Figure BDA00003271336400033
Figure BDA00003271336400041
表4
总之，本发明结构简单，经济、轻便、施工快捷、拆除方便，具有集透流、消浪为一体的功能。在某港口一定水深、一定波要素范围内，透浪系数小，能有效降低长波的透射率，特别适用于具有透流要求的渔港及水深较大的海域，保证港内水域的平稳。

Claims (9)

1.一种高桩透空式防波堤，其特征在于，包括桩基(13、14),安装于所述桩基上的横梁（10）和纵梁（9），固定于所述横梁（10）和纵梁（9）上的防波堤消浪结构；所述防波堤消浪结构包括竖直设置的多层开孔挡浪板(1-4)，与所述开孔挡浪板交叉设置的多层水平消浪板（5-7），与所述开孔挡浪板和水平消浪板均交叉设置的多层横隔板（8），以及设置于防波堤消浪结构上部的面板（11）和胸墙（12）；所述防波堤消浪结构为整体结构，所述开孔挡浪板的底高程和开孔率各不相同，所述横隔板的高程不同。
2.根据权利要求1所述的一种高桩透空式防波堤，其特征是：所述开孔挡浪板包括高水位挡浪板（1、3）和低水位挡浪板（2、4），高水位挡浪板（1、3）的底高程在设计高水位以下2-3倍设计波高处，低水位挡浪板（2、4）的底高程在设计低水位以下2-3倍设计波高处，不同底高程的挡浪板交错布置。
3.根据权利要求2所述的高桩透空式防波堤，其特征是：所述多层开孔挡浪板（1-4）的开孔位置不同，所述高水位挡浪板（1、3）从设计高水位处开孔直至挡浪板底部，低水位挡浪板（2、4）挡浪板从设计低水位处开孔直至挡浪板底部。
4.根据权利要求1所述的高桩透空式防波堤，其特征是：沿波浪传播方向，所述多层开孔挡浪板（1-4）的开孔率依次减小，每个开孔挡浪板的开孔形状为椭圆形且开孔尺度从上到下逐渐减小。
5.根据权利要求3所述的高桩透空式防波堤，其特征是：沿波浪传播方向，多层开孔挡浪板（1-4）的开孔率依次减小。
6.根据权利要求1所述的高桩透空式防波堤，其特征是：每个开孔挡浪板的开孔形状为椭圆形且开孔尺度从上到下逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的高桩透空式防波堤，其特征是：相邻开孔挡浪板的间距沿波浪传播方向逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的高桩透空式防波堤，其特征是：所述水平消浪板为三组，其中两组水平消浪板（5-6）横穿四排开孔挡浪板且分别设置在设计高水位以上1/2设计波高处和在设计低水位以上1/2设计波高处，另一水平消浪板（7）的顶高程与上述开孔挡浪板（2、4）的底高程相同。
9.根据权利要求2所述的高桩透空式防波堤，其特征是：沿波浪传播方向依次间隔布置高水位挡浪板和低水位挡浪板。
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