[发明专利]一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤及布置方法

说明书

本发明涉及一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤及布置方法，属于近海工程技术领域。其特征在于：包括角标、上迎浪体、下迎浪体、支梁、锚索和沉块；其中上迎浪体、下迎浪体依托浮体悬浮于水面；角标为依托自身浮力悬浮于水面的中空结构构件，并能与上迎浪体、下迎浪体的迎浪端连接，共同构成防波堤迎浪方向的顶角；支梁为长度可调的刚性构件，固定在上迎浪体、下迎浪体的中间位置，与上迎浪体和下迎浪体相互支承形成A型结构；上迎浪体、下迎浪体及角标通过锚索与置于海底的沉块连接锚泊于海床，以确定定位位置。本发明结构简单，拆装方便，整体性结构可靠性强，消浪作用显著且兼顾波浪能转化，能降低工程能源供应成本，适合各类工况。

技术领域

本发明涉及一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤及布置方法，属于近海工程技术领域。

背景技术

在海岸及近海工程中，防波堤是一种为削减波浪作用效果而修建于近海区域的水工建筑物，其主要功能是阻断波浪传播、防御波浪对港域的侵袭，维护港池水面平稳，以保证船舶在港内安全停靠、系泊和正常进行货物装卸作业及上下旅客。防波堤按照结构型式可分为斜坡式、直墙式、透空式、浮式、压气式等。近年来，兼有发电功能的防波堤、供人休闲观光的亲水型防波堤等新型防波堤结构型式也得到了相应发展。

在近海环境进行无遮蔽的海上施工活动往往需要良好的波浪条件以满足泊稳需求，例如在进行跨海桥梁的修护，堆石斜坡式防坡堤的修筑等抢险、抢修行动中，经常遭遇恶劣的波浪环境，严重影响海上作业活动的开展进行。故需采取相应措施如布置应急型防波堤以在特定海域削减波浪作用效果，在恶劣的海况环境中为海上无掩护区域作业提供良好的泊稳条件。同时，海上施工行动中大多还需外部持续的能量供应以便抢险抢修工作的顺利开展进行，但在海况环境中，实现清洁、高效且成本低廉的能量供应往往十分困难，现有海上施工中大多需运送专业的发电设备和燃料以维持能源供应，但这种传统的供能方式人力成本和经济成本均较高。

在已公开的涉及海况环境抢险抢修的相关研究资料中，鲜有用于为海况环境下应急抢险工作提供良好波浪掩护条件，同时兼顾波浪能转化利用功能来为海上作业供能的技术方案。因此，有必要寻求可快速、临时性建造、拆卸方便快捷，并可显著削减波浪作用效果并为特定海域提供良好泊稳条件，同时能充分利用海域的波浪条件将波浪能予以转化利用的技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤及布置方法。

技术方案如下：

一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤，包括角标、上迎浪体、下迎浪体、支梁、锚索和沉块；其中上迎浪体、下迎浪体依托浮体悬浮于水面；角标为依托自身浮力悬浮于水面的中空结构构件，并能与上迎浪体、下迎浪体的迎浪端连接，共同构成防波堤迎浪方向的顶角；支梁为长度可调的刚性构件，固定在上迎浪体、下迎浪体的中间位置，与上迎浪体和下迎浪体相互支承形成A型结构；上迎浪体、下迎浪体及角标通过锚索与置于海底的沉块连接锚泊于海床，以确定定位位置。

进一步地，上迎浪体、下迎浪体均由浮体、若干个波能管道和空气透平组成；浮体为长条状圆筒，下端与多个顺序排列的波能管道连接；波能管道底端以一定倾斜角度向迎浪方向倾斜，与水体间形成用于水柱振荡运动的气室结构，采用振荡水柱波浪能转化原理实现波浪能的转化利用；浮体内部每间隔一定距离设置一个用于能量转化的空气透平，浮体未连接波能管道的空隙区域布置有用于降低波浪浮托力的竖直通孔。

更进一步地，空气透平采用威尔士透平，向外与外界大气连通，向内与若干个临近的波能管道连接，连接的波能管道共用此空气透平。

一种用于应急抢险并兼顾波浪供能的防波堤的布置方法，采用上述防波提并采用如下步骤：

步骤S1：根据所需掩护的水域波浪条件和面积大小确定波浪主要来向、所需防波堤迎浪体长度、防波堤V形夹角大小、支梁长度和锚泊系统尺寸参数，并根据工况条件选择合适阻尼的空气透平；