[发明专利]一种结合柔性植物消浪的新型潜堤堤顶结构

说明书

技术领域

本发明涉及海岸工程技术领域，特别是一种结合柔性植物模型的潜堤堤顶结构。

背景技术

潜堤是一种比较常见的水工建筑物，其堤顶在设计高水位时淹没于水下，在设计低水位时可以露出水面。潜堤具有阻断波浪冲击力、维持港区内水面平稳、改善水域冲淤条件等作用。可以保护港区内水工建筑物安全，保证航道正常运行以及船舶的安全停泊和作业。因此其被广泛地应用于护岸、保滩促淤、围海造田以及防浪导流等各类海岸工程项目中。

以海藻为代表的柔性植物广泛存在于海洋中。柔性植物除了对净化水体、为海洋生物提供栖息地和繁育场所起重要作用外，还具有相当的消浪能力，其相对于刚性植物更能抵御波流的冲刷，防浪护岸作用明显。

目前，对潜堤的消浪措施主要集中于对潜堤坡面的防护，现已出现了许多异形护面块体，但对堤顶防护的研究甚少。诸如风暴潮类的极端波况出现时，波浪在潜堤堤顶处往往发生破碎，波浪能的吸收和耗散效果较差，堤顶处易发生冲刷破坏，削弱了潜堤的消浪能力和整体稳定性。

潜堤建筑物的修建会对当地的水生生态环境和自然景观造成一定的破坏。

综上所述，在提高潜堤堤顶消浪能力的同时，如何增强堤顶抗冲刷能力，保证潜堤堤顶结构整体稳定性，以及如何减少潜堤对生态环境的破坏，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提出新型的潜堤堤顶结构。在传统的潜堤堤顶的基础上做出创新性改进，设计出一种利用柔性植物的消浪和生态维护能力，将柔性植物模型与本发明设计的正六边体混凝土基础块体相组合的新型堤顶结构。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

新型潜堤堤顶结构是由装有柔性植物模型的正六边体堤顶构件单元和采用锚固方式固定的刚性框架组成，堤顶主体结构通过正六边形构件单元拼接而成，刚性框架支撑拼接的主体结构并采用锚链固定在潜堤堤顶。

刚性框架由钢筋混凝土梁、钢筋网、锚链组成。钢筋混凝土梁承受吊运时堤顶结构的重量和自重；钢筋网由细钢筋编制并锚固在梁上，且足够承受堤顶结构的重量；安装时钢筋混凝土框架通过预先架设在堤脚的锚链固定于堤顶。

混凝土基础块体为预制的一定大小和厚度的正六边体混凝土块体，中心预留一定大小的圆孔固定植物模型；基础块体上表面预留用于维护和更换的铁钩；块体的6个侧面依次交替设置成内凹或外凸结构，外凸和内凹结构截面均呈梯形；相邻结构单元的外凸梯形结构与内凹梯形结构通过相互拼接形成堤顶结构主体。

柔性植物的茎干和叶采用强韧性聚合物材料制作，选用一定数量的植物模型集结成束后浇筑固定在基础块体预留的圆孔内。柔性植物模型的茎干根部插入圆孔并深入到混凝土基础块体的底部，随后注入混凝土浇筑固定。

堤顶结构的制作和安装：先在预制厂将基础块体拼装并固定于刚性框架上，使整体达到相当的自重，再采用吊装的方式前往现场安装。

基础块体采用了正六边体结构，堤顶结构拼装完成后，柔性植物模型呈交错排列的一面沿平行于潜堤岸线方向(迎浪方向)安装。

本发明具有以下优点：

本发明所述的新型潜堤堤顶结构，结合柔性植物协同消浪后显著提高了潜堤自身的综合技术经济性能，既能运用于新建潜堤的堤顶建设，又能用于已建潜堤的维护和改造。

本发明所述的刚性框架承受堤顶主体结构的重量，保证了堤顶构件在吊运时的安全；其次框架通过锚链固定的方式安装于堤顶上，在不破坏堤身结构的基础上增强了堤顶主体结构在波浪荷载下的整体稳定性；此种设计结构简单，造价低廉，安装维护也十分便利。

本发明所述的正六边体混凝土基础块体，采用预制拼装方式制作和安装，便于维护和更换；采用内凹梯形和外凸梯形衔接不仅增强了堤顶主体结构的稳定性，而且保证了一定的抗击波浪冲击的自重。

本发明所述混凝土块体采用正六边体，植物在迎浪方向可以布置呈交错排布，此举措相对于非交错排列增加了柔性植物与波浪的接触面积，提高了潜堤的整体消浪效果。

本发明所述的柔性植物模型，其上部为柔性材料，根部用混凝土浇筑，相对于刚性植物来说既能防止植物遭波浪冲刷而折断，又能防止其在波流作用下连根拔起。

本发明所采的柔性植物模型提供了一些海洋生物的栖息条件，有助于改善潜堤周围的水体环境，具有突出的生态环境效益。

附图说明

图1为本发明所述的潜堤结构断面示意图。

图2为本发明所述的刚性框架结构示意图。

图3为本发明所述的堤顶主体结构布置示意图。

图4为本发明潜堤堤顶构件单元结构示意图。