[发明专利]一种含柔性结构的浮式防波堤

说明书

技术领域

    本发明涉及防波堤技术领域，具体涉及一种含柔性结构的浮式防波堤。

背景技术

    防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，用来防御海浪对港域的侵袭，维持港内水域的平稳，以保证船舶在港内安全停靠、系泊、正常装卸作业与旅客上下。

根据波浪理论的研究和试验表明，波浪的能量集中在水体表层，水面以下三倍波高的水深范围内集中了全部波能的98％。然而传统型式的防波堤（直立式和斜坡式）在材料的使用上和波能的分布规律完全不相适应。如斜坡式防波堤，在波能最集中的地方使用了最少的材料，而在波能最小的地方却耗费了大量的材料，且随着工程水域深度的增加，工程造价剧增，施工也变得十分困难。而且掩护区域内水体的循环受到限制，容易产生泥沙的沉积，海岸的变迁以及港内水体污染等问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种含柔性结构的浮式防波堤，既能有效抵御波浪、减少材料使用和工程造价，同时又能在打桩困难的海域内工作。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种含柔性结构的浮式防波堤，包括若干个水面消波结构单元、水下消波结构和锚泊系统，所述水面消波结构单元包括至少两个圆筒形浮筒，每两个相邻的圆筒形浮筒通过连接圆柱刚性连接；所述水下消波结构包括防浪网和盛装在防浪网里面的防浪球，防浪网与圆筒形浮筒连接并位于圆筒形浮筒下方，防浪网最下端配置有将防浪网拉直的沉子，各水面消波结构单元通过连接装置弹性连接。

其中，每两个相邻的圆筒形浮筒通过连接圆柱刚性连接，在波浪下整体运动抵御波浪；所述的连接圆柱既将圆筒形浮筒接连在一起，传递波浪力，提高结构强度，同时可以有效地增大浮式防波堤整体的宽度，提高浮式防波堤的消波能力；所述的防浪网沿连接圆柱在横向、纵向及垂向布置若干，形成若干网笼，通过网笼的运动消除水下的波浪；所述的防浪球随机分布在防浪网组成的网笼中，并且自身的浮力等于重力，不增加浮式防波堤额外的重力，当遇到波浪时，防浪球在网笼中做随机运动达到碎波、消除波能的作用；所述的沉子布置在防浪网的底端，使防浪网在静水或小幅波浪作用下保持垂直，提高消波效果，在大幅波浪下也能较好地维持防浪网的整体形状，达到较好的消波效果；所述的水面消波结构单元与水下消波结构构成了浮式防波堤的基本模块单元。

所述连接装置包括橡胶圈、凹型钢板、固定锚链和连接锚链，所述凹型钢板套在橡胶圈上并通过螺栓固定在圆筒形浮筒上，所述固定锚链套在橡胶圈两端并固定在圆筒形浮筒上，所述连接锚链布置在圆筒形浮筒的上端和下端，并辅助连接相邻的水面消波结构单元。

其中，所述的橡胶圈布置在各模块之间，通过固定锚链和凹形钢板的固定，将浮式防波堤的模块弹性连接在一起，避免在波浪运动中模块之间的碰撞引起损坏；所述的凹形钢板套在橡胶圈上通过螺栓与圆筒形浮筒连接在一起，既定位了橡胶圈使橡胶圈与模块连成一个整体，又约束了橡胶圈的大幅度移动从而影响浮式防波堤的整体运动与性能，由于采用螺栓的固定方式，方便更换凹形钢板与橡胶圈；所述的固定锚链套在橡胶圈两端，固定锚链的两端固定在圆筒形浮筒上，辅助约束橡胶圈的移动；所述的连接锚链的两端分别固定在圆筒形浮筒的上下端，连接相邻的两个模块。

所述锚泊系统包括系泊链和配重块，所述的配重块配置在系泊链底端，铺放在海床上，系泊链顶端与圆筒形浮筒连接。所述系泊链对称的布置在圆筒形浮筒两侧。配重块的数量大于1，在每根系泊链上串联布置，通过重力将系泊链底部的一段压平铺放在海床上，起到打桩的效果，固定了系泊链，为系泊链提供恢复力。

作为优选，所述水面消波结构单元包括两个圆筒形浮筒，两个圆筒形浮筒组成双连体圆筒，两个圆筒形浮筒通过连接圆柱刚性连接并在波浪中共同运动。

所述防浪网有若干道，若干道防浪网在连接圆柱下分别横向、纵向及垂向布置，形成若干网笼结构；所述的沉子挂在网笼的底端并将防浪网拉直，以保持形状进行消波作用；所述的防浪球放入网笼中，通过防浪球在波浪中的随机运动消除波能。

所述圆筒形浮筒和连接圆柱均为能抵抗波浪撞击的钢筋混凝土这些刚性材料。

所述的防浪网的材质为普通渔网、尼龙绳或棉线中的一种，所述沉子的材质为铅块、石块或废旧重物中的一种，所述防浪球的材质为塑料、橡胶或木材中的一种，所述防浪球的浮力等于重力。

所述的橡胶圈的材质为橡胶或废旧轮胎，所述的凹型钢板、固定锚链和连接锚链的材质均为钢板这些刚性材料。