CN110847114A - 一种具有安全性的混合式浮防波堤 - Google Patents

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李焱
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    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
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    • E02B3/062—Constructions floating in operational condition, e.g. breakwaters or wave dissipating walls
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Abstract

本发明公开了一种具有安全性的混合式浮防波堤，由柔性浮体、刚性箱体构成，所述柔性底部设置有支撑架，所述支撑架通过连接锚链与所述刚性箱体连接，所述刚性箱体通过锚固锚链与设置在海底的锚墩固定；本发明结构简单，取材方便，消浪效果良好，并具有安全性，可为水产养殖、人工海滨浴场、游艇码头、港口防浪等海区提供有效掩护，适用范围广阔。

Description

一种具有安全性的混合式浮防波堤
技术领域
本发明属于海洋工程技术领域，具体涉及一种具有安全性的混合式浮防波堤。
背景技术
防波堤是一种常见的港口、海岸工程建筑物，用来防御海浪对港口和作业区域的侵袭，维护港内水域平稳，确保船舶装卸作业、海洋养殖、海洋工程施工作业的安全，同时也改善港口内码头、护岸等建筑物的设计条件。常见防波堤的类型包括传统实体座底式防波堤和浮式防波堤。传统实体座底式防波堤可以较好掩护港内水域且使用年限较长，但其也有较大的缺陷，如随着工程水深的增加和地基条件的恶化，工程造价急剧增加，且施工难度加大；掩护区域的水体循环受到限制，对环境影响较大等。
浮式防波堤是根据波能大部分集中在水体表层2～3倍波高水层厚度的原理而产生的一种防浪结构物，它利用一定入水深度的浮体对波能进行反射和耗散(包括波破碎、摩擦、紊动、振动等)，达到消波、防浪目的。与传统的实体座底式防波堤相比，浮式防波堤具有海水交换功能强，不改变水流和泥沙运动条件，对海洋环境影响较小，以及造价低、对地基要求不高等特点，其应用越来越广泛。
浮式防波堤依据浮体材料的弹性性能可分为刚性和柔性浮式防波堤。刚性浮式防波堤在波浪作用下不发生变形，消波方式主要是反射；柔性防波堤在波浪作用下可改变其形状，消波方式主要是耗散，但其消浪效果不佳，尤其是波高较大时。混合式浮防波堤则是一种结合刚性和柔性材料特点的浮式防波堤。
浮式防波堤的主要缺点是不能阻挡整个水深的波能，透浪率大幅高于实体防波堤，故浮式防波堤消浪效果一直是工程技术人员关心的问题，对其结构型式的改进也在持续研究。同时,浮式防波堤是由锚泊***约束漂浮于水面处，在恶劣海况下，一旦系泊锚链在强浪作用下破断后，对以刚性材料制作的浮式防波堤(如钢筋混凝土结构)，其自由飘浮状态无疑威胁着海上航行船舶和其他海工建筑物的安全。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种消浪效果较好且具有一定安全性的混合式浮防波堤。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
1、一种具有安全性的混合式浮防波堤，由柔性浮体、刚性箱体构成；所述柔性底部设置有支撑架，所述支撑架通过连接锚链与所述刚性箱体连接，所述钢性箱体通过锚固锚链与设置在海底的锚墩固定；所述刚性箱体内设置有配重块。
所述第一锚链采用倒八字形连接在所述支撑架与刚性箱体之间，所述连接锚链与所述刚性箱体垂向之间夹角为25°～45°；其长度为0.5m～0.8m。
所述支撑架由纵梁、横梁和两侧悬臂板组成；所述支撑架尺度小于柔性浮体，大于刚性箱体的尺度；所述纵梁、横梁形成网格状结构，每个所述悬臂板上设置有错开的孔洞。
有益效果
一)本发明使得整个浮堤的重心较低，有利于抑制浮体的运动。
二)本发明由柔性浮体和刚性箱体组成，兼具了反射和耗散的消波功能，柔性浮体可由废旧轮胎、橡胶体、气囊或其他柔性材料制作，刚性箱体则由钢筋混凝土制作，取材方便，制作简单。
三)柔性浮体和刚性箱体通过锚链连接，波浪作用下，两者相对运动的相位差能起到一定的消浪作用，且两者之间用锚链连接的空间，与支撑架两侧开孔的悬臂板一起形成消浪空间，也起到了较好消浪效果。
四)由于下层的刚性箱体重量大于浮力，波浪作用下它的运动幅度明显减小，可以有效降低“锚固锚链”的受力大小。
五)在受到极端恶劣海况条件下，一旦浮堤遭受破坏，“连接锚链”先于“锚固锚链”破断，刚性箱体则沉于海底，上层浮体由于是柔性体，其漂流对周围结构物和过往船只的危害性得到充分降低。
综上所述，本发明结构简单，取材方便，消浪效果良好，并具有安全性，可为水产养殖、人工海滨浴场、游艇码头、港口防浪等海区提供有效掩护，有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的断面图；
图2是支撑架的大样图；
图3前、后侧悬臂板正视图。
图中：1、柔性浮体，2、刚性箱体，3、支撑架，31、纵梁，32、横梁，4、前侧悬臂板，5、后侧悬臂板，6、连接锚链，7、锚固锚链，8、锚墩，9、孔洞。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出详细说明：
如图1所示，混合式浮式防波堤由上、下两部分组成，上层部分为柔性材料制作而成的浮体1(简称柔性浮体1)，下层部分为钢筋混凝土结构形成的刚性箱体2(简称刚性箱体2)。两者之间用锚链6(称为“连接锚链6”)连接，该“连接锚链6”的长在0.5～1.0m之间。“连接锚链6”的形式为倒八字形,与垂向夹角为30°。
柔性浮体1可由废旧轮胎、橡胶体、气囊或其他柔性材料制作。柔性浮体锚固在其下的支撑架3上。
如图2所示，该支撑架3由钢筋混凝土制作。支撑架尺度小于其上的柔性浮体1，但大于其下部的刚性箱体2的尺度。支撑架3结构由纵梁31、横梁32、前侧悬臂板4和后侧悬臂板5组成，前后侧的悬臂板设置错开孔洞9为方孔、圆孔或菱形状等。所述纵梁31、横梁32形成网格状结构。
刚性箱体2由钢筋混凝土形成的箱体，其中设有配重，配重后刚性箱体的重量大于刚性箱体所受的浮力，一旦刚性箱体与上述柔性浮体断开，刚性箱体则下沉至海底。刚性箱体2的尺度小于支撑架3的尺度，同时刚性箱体2在波浪作用下的最大横移不能碰击支撑架两侧的悬臂板。
刚性箱体通过锚链7(简称锚固锚链7)系固在海底的锚墩8上。
整个“混合式浮式防波堤”的浮力由柔性浮体1来提供。通过调节刚性箱体2内的配重来调节整个“混合式浮式防波堤”的吃水。
与海底锚墩8连接的锚固锚链7的破断强度小于上述“连接锚链6”的破断强度。其目的在于，当整个浮体受到的波浪力很大时，“连接锚链6”先于“锚固锚链7”破断，一旦“连接锚链6”破断后，刚性箱体2依靠自重沉于海底，而漂浮于海上的柔性浮体1，因其为柔性体，大大降低了对海上船舶和建筑物安全的不利影响。“连接锚链6”的破断强度可根据实际工程条件通过模型试验确定。

Claims (3)

1.一种具有安全性的混合式浮防波堤，由柔性浮体、刚性箱体构成；其特征在于：所述柔性底部设置有支撑架，所述支撑架通过连接锚链与所述刚性箱体连接，所述刚性箱体通过锚固锚链与设置在海底的锚墩固定，所述刚性箱体内设置有配重块。
2.根据权利要求1所述的一种具有安全性的混合是浮防波堤，其特征在于：所述连接锚链采用倒八字形连接在所述支撑架与刚性箱体之间，所述连接锚链与所述刚性箱体垂向之间夹角为25°～45°；其长度为0.5m～0.8m。
3.根据权利要求1所述的具有安全性的一种混合是浮防波堤，其特征在于：所述支撑架由纵梁、横梁和两侧悬臂板组成；所述支撑架的尺度小于柔性浮体，大于刚性箱体的尺度；所述纵梁、横梁形成网格状结构；每个所述悬臂板上设置有错开的孔洞。
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