CN216663992U - 一种速装型自航浮式防波堤单元堤段 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，该堤段由多个舱段模块组成，其艉部设有动力推进***，具有自航力；各个模块可快速连接成单元堤段，多个单元堤段互连后成为浮式防波堤。本方案实现了工厂模块化批量生产、公路运输、快速泛水和组装成堤；采用大比例压舱水、堤体底部挡板、上部压浪板和火箭锚碇等技术措施，有效增强了技术性能；采用纤维增强复合材料作为主体材料，解决了海水腐蚀问题，其结构重量轻、强度高、使用寿命长，具有良好的性价比，为应急/军事行动提供了一种使用公路运输，能快速组装部署的大型浮式防波堤。

Description

一种速装型自航浮式防波堤单元堤段

技术领域

本新型属于防波堤，具体涉及一种速装型自航浮式防波堤单元堤段。

背景技术

防波堤是一种常见的水工建筑物，通常设于港口水域的***，兼有防漂沙和冰凌入侵的功能，以保证港内具有足够的水深和平稳的水面，满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。

防波堤按结构形式，可分为固定式和浮式防波堤。

浮式防波堤通常由金属、钢筋混凝土或纤维增强复合材料等制造的消波浮体及锚泊***组成。消波浮体是指有一定吃水深度的箱体或浮排，锚链固定在海底，从而使消波浮体漂浮在水面上。浮式防波堤与固定式防波堤相比的主要优点是成本低，不受海底地质条件和水深的影响；运输方便，建造迅速，拆迁容易；能实现水循环，泥沙流动，生物交换，具有生态优势。根据海洋波浪理论研究表明，波浪的能量集中在水体表层，水面以下3倍波高范围内集中了全部波浪能量的98％，所以合理设计的浮式防波堤可以发挥良好的消浪的作用。

浮式防波堤可广泛应用于深水港、海上围护、人工海水浴场、游艇码头、水产养殖基地等场合，用于保障海上工程施工作业及人员的安全；亦可作为在港口船舶之间转载货物时的防护性设施，保护港口内系泊和进出港船舶的安全。

随着经济发展，海上港口航道、海洋开发、海上石油钻探及海洋水产养殖业等行业，均需要一种灵活、简洁、拆装方便并且布置高效的浮式防波堤来减弱波浪。尤其是在军事上作为临时防护设施，对实现快装、快拆，保障军需物资的快速转送等军事任务具有重要意义。

目前国内的浮式防波堤多采用钢制或者混凝土的刚性浮箱形式，虽然消波效果较好，但是机动性较差，制造周期长，耐久性差，不易拆装转移，布放效率极低。

与固定式防波堤相比，浮式防波堤具有施工简便，性价比高，对被掩护水域的水动力影响小等优点。但到目前为止其应用并不多，究其原因是在消波性能，尤其在对于长周期波的防护效果低于固定式防波堤。此外，浮式防波堤系泊***的安全性和稳固性，以及消波性能与***排水量的矛盾，都是浮式防波堤研究中需要解决的技术问题。

本世纪以前，浮式防波堤的研究和应用多在日本和西方国家出现。近10年来，随着我国对波浪研究的深入和经济技术的发展，也开展了各种浮式防波堤的研究。

中国专利(CN201710696773.1)，“一种浮式防波堤”，公开了一种“采用高强度聚丙烯材料的矩形体”浮箱和“回环形加斜坡形的凹槽型钢质结构”上浮体组成的浮式防波堤。该专利的技术重点在于采用“回环形”结构使得上涌浪回转，用以抵消波浪能量，但存在着钢质上浮体材料在海水中容易锈蚀，影响寿命；重心较高，稳性较差；结构复杂，布放组装效率低等技术问题。

综上所述，目前的浮式防波堤技术存在着：1)轻型结构难以满足对波能衰减较高的使用要求；2)结构复杂，组装时间长，无法保障平/战时紧急状态下快速布设；3)材料易腐蚀、结构强度低、使用寿命短等技术问题。为克服现有技术存在的不足，拟采用以下技术措施：单元堤段舱体采用模块化结构，满足公路运输要求，并采用快速连接装置将若干舱体快速结合成一个堤段单元；单元堤段加装推进***，满足紧急状态下快速布放的使用要求；舱体采用耐腐蚀的复合材料，解决海水的腐蚀问题，延长使用寿命；采用大比例压舱水、堤体底部挡板、上部压浪板等技术措施提高防波堤的效能。通过以上技术措施，解决堤段水上转运难和防波堤布设速度慢等问题，满足平时紧急状况和战时军事任务的需求，填补我国制式速装浮式防波堤的空白。

实用新型内容

本新型针对现有技术的缺陷，提供一种速装型自航浮式防波堤单元堤段。

一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，由多个舱段模块经快速拼接组成，其艉部设有动力推进***，具有自航力；其相邻的模块之间采用快连装置及自动旋紧连接装置进行互联。

若干个单元堤段自航至规定海域，各个单元艏艉相接，采用连接缆通过系缆桩逐个相连；每个单元设置若干个火箭锚，按规定方式埋设火箭锚；放下挡板；组成速装型自航浮式防波堤。

所述舱段模块包括：若干个位于左右两侧的边舱段和相应数量的中舱段；前部的艏边舱段和艏中舱段以及后部的艉边舱段和艉中舱段。

所述舱段模块中，边舱段和中舱段为矩形箱体；艏边舱段和艏中舱段的总体为矩形箱体，其前部截去了一个由基线向前上扬的三棱柱；艉边舱段和艉中舱段的前部为矩形箱体，其后部下面截去了一个用于安装推进器空间的梯形台。

所述舱段模块的尺寸为长度≤15m，宽度≤3.5m，高度≤3.2m，以满足公路运输的要求。

所述舱段模块均为水密箱体，其结构为主体框架+外部覆板的板框结构。所述结构材料采用纤维增强复合材料。

所述艉中舱段(106)的后部设置两套推进***(7)，其甲板上设置露天的驾驶台(108)。所述推进***的动力为柴油发动机，其功率应满足所述单元堤段(1)的航速要求。

所述快连装置设在舷侧甲板以及舷侧板上。快连装置分为两个部分，旋转连接座安装在边部舱段和各个舱段的前部；对应连接的部位安装可调连接座。所述旋转连接座上安装着连杆，其前部装有锥形套、平垫圈及调节手轮。模块相互连接时，先将旋转连接座和可调连接座的连接轴线对正，然后将连杆旋转，放进可调连接座的上部的开口槽内，再将锥形套推入可调连接座的锥形座，旋紧调节手轮。重复上述步骤，完成各个单元模块的上部连接。

所述连接装置由两个部分组成，其中设有电动旋紧器的部分，在左右舱段并联时，设于中部舱段内；在前后舱段连接时，设于各个舱段的前部；其另一部分设置在对应的舱段内。连接装置的电动旋紧器设置在支架上，其转矩通过花键套传输到连接丝杠；该丝杠前段的螺纹与支架上的螺母形成的螺纹副，使之旋转前伸，进而旋入设在连接座内的浮动螺母中；继续旋进，当圆柱形螺纹尾进入支架上的螺母后，连接丝杠不再前伸，只将浮动螺母拉紧，从而将两个模块连接为一体。所述连接座的外端设有密封帽。

所述单元堤段，自航时为设计排水量，处于浅吃水浮态；作为防波堤的工作状态，处于深吃水浮态。其吃水深度的改变，由调整压舱水量实现。压舱水的调整，采用所有模块之间分段同步的方式进行，以确保单元内部不产生有害内力。

所述单元堤段，在中部模块的纵中线部位设有挡板槽，内部置有挡板；挡板由提升装置收放。

所述单元堤段，在迎浪边的舷侧甲板上设有压浪装置，该装置由能旋起的压浪板和导流板组成。所述压浪板的中部与一端安装在甲板上液压撑杆铰接，液压撑杆的伸缩使其旋起和复位。

本方案的有益效果是：与现有技术相比，具有以下优势：

1)采用模块化设计，由模块舱段组成堤段单元，并设置推进***，既保证了使用功能，又实现了模块化生产；适宜采用公路运输，快速泛水和组装。实施例表明本方案从单元堤段到达指定工作水域，到连接成1000m浮式防波堤，全部工作由120名作业手承担，可在6小时内完成浮式防波堤的布设，满足了平/战时紧急状态下快速布设的要求。

2)采用大比例压舱水、堤体底部挡板、上部压浪板和火箭锚碇等技术措施，大大增强了技术性能。按通用标准衡量，实施例的总排水量22500t，平均排水量22.5t/m；防波堤材料自重与排水量之比为0.16。在波长30m，波高4m，五级海况下，能较好的消减波能，抵御海浪侵袭，为堤内系泊的舰船提供良好的安全保障。

3)采用纤维增强复合材料作为主体材料，解决了海水腐蚀问题，其结构重量轻、强度高、使用寿命长，具有良好的性价比。

附图说明

图1是本实用新型的外观示意图；

图2是由本实用新型组成的浮式防波堤平面布置示意图；

图3是本实用新型的艉中舱段模块示意图；

图4是本实用新型锚碇***示意图；

图5是本实用新型舱段模块连接示意图；

图6是本实用新型舷侧设置的快连装置示意图；

图7是本实用新型下部连接装置示意图；

图8是本实用新型压浪板装置示意图

图9是实施例2安装4套推进***的外观示意图。

图中，1.单元堤段，2.连接缆，3.火箭锚，4.速装型自航浮式防波堤，5.浮动码头，6.系泊舰艇；7.推进***，8.快连装置，9.连接装置；101.边舱段，102.中舱段，103.艏边舱段，104.艏中舱段，105.艉边舱段，106.艉中舱段，107.系缆桩，108.驾驶台，109.挡板，110.挡板槽，111.提升装置，112.锚缆，113.锚，114.压浪板，115.导流板，116.液压撑杆，801.旋转连接座，802.连杆，803.可调连接座，804.锥形套，805.调节手轮，901.电动旋紧器，902.连接丝杠，903.浮动螺母，904.连接座，905.密封帽，906.花键套。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

由图1～3所示，一种速装型自航浮式防波堤单元堤段是由多个舱段模块经快速拼接组成，其艉部设有动力推进***7，具有自航能力；其相邻的模块之间采用快连装置8及自动旋紧连接装置9进行互联。

若干个单元堤段1自航至规定海域，各个单元艏艉相接，采用连接缆2通过系缆桩107逐个相连；每个单元设置若干个火箭锚，按规定方式埋设火箭锚3；放下挡板109；组成一个速装型自航浮式防波堤4。

所述单元堤段1，由6个边舱段101和3个中舱段102，2个艏边舱段103和1个艏中舱段104，2个艉边舱段(105)和一个艉中舱段106，共计15个模块组成。如需要亦可在每侧增加一个模块，以增加其总宽。

各模块的主体为矩形，艏部3个模块的前部截去了一个由基线向前上扬的三棱柱，艉部3个模块后部的下面截去了一个用于安置推进器空间的梯形台。本实施例的各舱段模块的基本尺寸为10m*3m*3m(L*B*H)，满足公路运输的要求。

所有舱段模块均为水密箱体，其结构为主体框架+外部覆板的板框结构。所述结构材料采用纤维增强复合材料。

所述艉中舱段106的后部设置两套喷水推进***7，其甲板上设置露天的驾驶台108。所述推进***的动力为柴油发动机，功率220kW*2，在设计航行状态下，吃水0.5m，航行速度≥16km/h(8.6kn)。

本实施例采用20个单元堤段1，连接构成长度1000m速装型自航浮式防波堤4。单元堤段1的自重180t，工作状态的吃水为2.5m，排水量1125t，其中：压舱水945t。长度1000m的速装型自航浮式防波堤自重3600t，平均单重3.6t/m；总排水量22500t，平均排水量22.5t/m；防波堤材料自重与排水量之比为0.16。

由图4～图8，所述快连装置8设在舷侧甲板以及舷侧板上。快连装置8分为两个部分，旋转连接座801安装在边部舱段101、103、105和各个舱段的前部；对应的连接部位安装可调连接座803。所述旋转连接座801上安装着连杆802，其前部装有锥形套804、平垫圈及调节手轮805。模块相互连接时，先将旋转连接座801和可调连接座803的连接轴线对正，然后将连杆802旋转，放进可调连接座803的上部的开口槽内，再将锥形套804推入可调连接座803的锥形座，旋紧调节手轮805。重复上述步骤，完成各个单元模块的上部连接。

所述连接装置9由两个部分组成，其中设有电动旋紧器901的部分，在左右舱段并联时，设于中部舱段内；在前后舱段连接时，设于各个舱段的前部；其另一部分设置在对应的舱段内。连接装置9的电动旋紧器901设置在支架上，其转矩通过花键套906传输到连接丝杠902；该丝杠前段的螺纹与支架上的螺母形成的螺纹副，使之旋转前伸，进而旋入设在连接座904内的浮动螺母903中；继续旋进，当圆柱形螺纹尾进入支架上的螺母后，连接丝杠902不再前伸，只将浮动螺母903拉紧，从而将两个模块连接为一体。所述连接座904的外端设有密封帽905。

本实施例的一个单元堤段1配备6名作业手，由20个单元堤段1构成的长度1000m浮式防波堤4共需120名作业手，按照每2个单元堤段1同时进行埋设火箭锚和堤段之间连接大约需要0.5小时测算，从单元堤段1到达指定工作水域开始，到完成20个单元堤段1之间的连接，需要5个小时；另外，设置挡板、防浪板、加注压舱水等工作需要1个小时。据此推算，布设一个1000m的速装型自航浮式防波堤4需要6小时。

本实施例在自航时为设计排水量，处于浅吃水浮态；作为防波堤的工作状态，处于深吃水浮态。其吃水深度的改变，由调整压舱水量实现。压舱水的调整，采用所有模块之间分段同步的方式进行，本实施例将注水量分为五个梯段，每次增加吃水0.4m，15个模块同步进行，以确保单元内部不产生有害内力。

本实施例在中部模块的纵中线部位设有挡板槽110，其内部装置着挡板109；挡板由提升装置111收放。本实施例的挡板高度3m。

本实施例在迎浪边的舷侧甲板上设有压浪装置，该装置由能旋起的压浪板114和导流板115组成。所述压浪板114的中部与一端安装在甲板上液压撑杆116铰接，液压撑杆的伸缩使其旋起和复位。压浪板与导流板组合可使得上涌浪折返与后续的波浪相互干涉抵消波浪的动能。

本实施例的宽度9m，包括单元主体、挡板和压浪板高度，总高为8.8m。依据波浪理论研究得出的波浪的能量多集中在水面以下三倍波高水深范围内的结论，以及浮式防波堤的宽度W与海浪波长L之比应大于0.3的设计标准，本实施例具有在波长30m，波高4m(五级海况)下，具有较好的消减波能，抵御海浪侵袭的能力，能为堤内系泊的舰船提供良好的安全保障，

本实施例的功能良好，结构牢固，性价比高，寿命长，在平/战紧急情况下提供了一种使用公路运输，能快速组装部署的大型浮式防波堤。

实施例2

由图2～图9所示，本实施例为一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，由多个舱段模块经快速拼接组成，其艉部设有推进***7，具有自航能力；其相邻的模块之间采用快连装置8及自动旋紧连接装置9进行互联。

本实施例除了艉部设置的喷水推进***7为4套和设置的舱段与实施例1不同外，其他均与实施例1相同。

本实施例的两个艉边舱段105的后部，各设置有两套喷水推进***7，其甲板上设置露天的驾驶台108。推进***的动力为柴油发动机，单机功率220kW，共4台。在设计航行状态下，吃水0.5m，航行速度≥22.2km/h(12kn)。

本实施例比实施例1配置了更大的动力推进***，其推力和航速均有较大的提高，适用于复杂海况下本实用新型的快速布放。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：由多个舱段模块经快速拼接组成，其艉部设有动力推进***，具有自航力；其相邻的模块之间采用快连装置及自动旋紧连接装置进行互联；

若干个单元堤段自航至规定海域，各个单元艏艉相接，采用连接缆通过系缆桩逐个相连；每个单元设置若干个火箭锚，按规定方式埋设火箭锚；放下挡板；组成速装型自航浮式防波堤。

2.如权利要求1所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述舱段模块包括：若干个位于左右两侧的边舱段和相应数量的中舱段；前部的艏边舱段和艏中舱段以及后部的艉边舱段和艉中舱段。

3.如权利要求2所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述舱段模块中，边舱段和中舱段为矩形箱体；艏边舱段和艏中舱段的总体为矩形箱体，其前部截去了一个由基线向前上扬的三棱柱；艉边舱段和艉中舱段的前部为矩形箱体，其后部下面截去了一个用于安装推进器空间的梯形台。

4.如权利要求3所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述舱段模块的尺寸为长度≤15m，宽度≤3.5m，高度≤3.2m，以满足公路运输的要求；

所述舱段模块均为水密箱体，其结构为主体框架+外部覆板的板框结构，所述结构材料采用纤维增强复合材料。

5.如权利要求4所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述艉中舱段(106)的后部设置两套推进***(7)，其甲板上设置露天的驾驶台(108)，所述推进***的动力为柴油发动机，其功率应满足所述单元堤段(1)的航速要求。

6.如权利要求5所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述快连装置设在舷侧甲板以及舷侧板上，快连装置分为两个部分，旋转连接座安装在边部舱段和各个舱段的前部；对应连接的部位安装可调连接座，所述旋转连接座上安装着连杆，其前部装有锥形套、平垫圈及调节手轮。

7.如权利要求6所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述连接装置由两个部分组成，其中设有电动旋紧器的部分，在左右舱段并联时，设于中部舱段内；在前后舱段连接时，设于各个舱段的前部；其另一部分设置在对应的舱段内，连接装置的电动旋紧器设置在支架上，其转矩通过花键套传输到连接丝杠；该丝杠前段的螺纹与支架上的螺母形成的螺纹副，使之旋转前伸，进而旋入设在连接座内的浮动螺母中；继续旋进，当圆柱形螺纹尾进入支架上的螺母后，连接丝杠不再前伸，只将浮动螺母拉紧，从而将两个模块连接为一体，所述连接座的外端设有密封帽。

8.如权利要求7所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述单元堤段，自航时为设计排水量，处于浅吃水浮态；作为防波堤的工作状态，处于深吃水浮态，其吃水深度的改变，由调整压舱水量实现，压舱水的调整，采用所有模块之间分段同步的方式进行，以确保单元内部不产生有害内力。

9.如权利要求8所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述单元堤段，在中部模块的纵中线部位设有挡板槽，内部置有挡板；挡板由提升装置收放。

10.如权利要求9所述的一种速装型自航浮式防波堤单元堤段，其特征在于：所述单元堤段，在迎浪边的舷侧甲板上设有压浪装置，该装置由能旋起的压浪板和导流板组成，所述压浪板的中部与一端安装在甲板上液压撑杆铰接，液压撑杆的伸缩使其旋起和复位。

Images