一种多孔浮式防波堤制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多孔浮式防波堤，包含若干个顺次连接的防波堤单元，所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板，所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接，第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊，两个竖直板固定安装在连接杆上，在两个竖直板上均设有若干过水孔，竖直板过水孔的开孔率为9％～11％。本实用新型专利技术的一种多孔浮式防波堤，消浪效果好、结构受力小、安全性好、结构简单、建造方便、适用范围广，对港口工程防浪具有重要的实际意义。

A porous floating breakwater

The utility model discloses a porous floating breakwater, breakwater contains several units are sequentially connected, wherein the breakwater unit comprises a first floating box, second floating box, a connecting rod and a two layer vertical plate, a connecting rod rigid connecting the first and second pontoon floating box through the first and second floating pontoon box are connected with the counterweight of mooring chain mooring by two vertical plates fixed on the connecting rod, the two vertical plates are provided with a plurality of through holes, the vertical plate hole opening rate is 9% ~ 11%. The utility model has the advantages of good wave dissipation effect, small structure force, good safety, simple structure, convenient construction and wide application range, and has important practical significance for preventing wave in harbor engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔浮式防波堤
本专利技术涉及多孔浮式防波堤，属于防波堤领域。
技术介绍
防波堤是一种重要的港口和海岸工程建筑物，主要用于防御波浪对港口水域的侵袭，为港内提供平稳、安全的停泊条件和作业水域，同时也改善了港内水工建筑物的设计条件，保护港口水工建筑物。此外，在砂质或泥质海岸，防波堤也起到减少或阻止泥沙进港的作用，对有冰冻的港口，防波堤也可减少港外流冰进入港内。防波堤的结构型式主要有斜坡式、直立式、混成式、透空式以及浮式等，其中前三种为传统的坐底式防波堤。传统的坐底式防波堤可以较好掩护港内水域且使用年限较长，然而，坐底式防波堤存在着不可避免的局限性：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，容易产生泥沙的沉积和港内水体污染。同时桩基透空式防波堤适应潮位变化能力差，掩护效果难以控制。随着海岸环境保护、观光旅游和水产养殖等综合需要的发展，人们关于海岸与港口开发的观念正在发生重大的转变。为适应深水、软弱地基、引入海水交换改善港内水质环境且造价低廉的需求，港口工程结构型式将向透空式结构，消能式结构及多功能型结构等新型结构型式发展。近年来，浮式防波堤受到了国内外港口、海岸和海洋工程界的密切关注，因为它与传统的坐底式防波堤相比具有以下优点：(1)当水深较大时，浮式防波堤大大减少了工程用量，工程造价一般相对低廉；(2)建造时不需要进行地基处理，不受地基条件的限制，降低了施工难度；(3)具有很强的水体交换功能，可防止海水污染、不影响泥沙运动和鱼类迁徙，保护了掩护区的水生物环境；(4)工程量小，施工简单迅速，易于拆迁和调整布置；(5)浮体可随潮位变化而升降，能适应大潮差海域，且美观。鉴于以上优点，浮式防波堤可作为永久性建筑物或者临时性建筑物，在以下领域具有广阔的应用前景：(1)在具有较好避风条件的天然深水港湾建造深水码头，为预防常年主导风浪的影响，可在合适的区域设置少量的浮式防波堤，以达到更佳的避风抗浪效果；(2)浮式防波堤可作为船舶临时靠泊码头；(3)浮式防波堤可掩护水产养殖、海滨浴场等水域，以取得节省投资和保持良好水质的双重效果；(4)海上工程的施工现场可用浮式防波堤来进行临时性掩护，以增加施工作业天数，缩短工期，提高效益；(5)在军事上浮式防波堤可用于掩护海上机动码头的水域，也是一种比较理想的结构型式；(6)浮式防波堤可作为海上防灾应急的防浪措施。但也有很多因素限制着浮式防波堤的应用，诸如掩护效果不如坐底式防波堤、波浪周期较长时其消浪效果较差、波浪作用下的动态响应会导致结构的疲劳损伤和较大锚泊力从而使维护要求高，且极端风暴情况下浮式防波堤结构本身的安全性难以保障。浮式防波堤由浮体及锚泊系统组成，通过浮体与波浪的相互作用来消浪。根据浮式防波堤结构的消浪原理可将浮式防波堤分为波能反射型(例如浮箱式、浮筒式浮式防波堤)、波能损耗型(例如竹筏、废旧轮胎等浮筏式浮式防波堤)和反射—损耗混合型(例如栅栏式、浮箱栅栏式浮式防波堤)三大类。下面对浮式防波堤结构的研究成果和发展情况进行介绍，重点对不同结构型式浮式防波堤的消浪原理、消浪性能以及结构受力情况进行分析。浮箱式(浮筒式)浮式防波堤传统的浮箱式浮式防波堤主要利用浮箱将入射波浪能量反射至外海以减小透射波浪，一般由钢板或者钢筋混凝土等制造，其中单个浮箱的宽度范围一般为8～16m、入水深度范围一般为1.5～4.0m。浮箱式浮式防波堤中结构最简单、应用最多的为单浮箱式浮式防波堤。为提高浮箱式浮式防波堤的消浪性能，扩大浮式防波堤的应用范围，国内外学者从增加波浪反射和波能损耗等角度对浮箱结构进行了改进，主要有多浮箱式、浮箱—垂直板式、浮箱—水平板式和浮箱—其它损耗波能结构式浮式防波堤等。(1)多浮箱式浮式防波堤与单浮箱式浮式防波堤相比，多浮箱式可提高消浪性能。Williams等人根据二维势流理论，应用边界元方法对由两个刚性连接的浮箱和两个未连接的浮箱组成的浮式防波堤的水动力特性分别进行了数值模拟研究，研究结果均表明双浮箱式浮式防波堤的波浪反射系数很大程度上由结构的宽度、吃水、两浮箱间距和锚链的刚度决定。Koftis和Prinos应用非定常雷诺平均N-S方法(URANS)对波浪与固定双浮箱式浮式防波堤相互作用的问题进行了求解，研究了浮堤相对宽度和前后浮箱相对间距对消浪性能的影响，结果表明透射系数均随着相对宽度增大而减小，而透射系数随前后浮箱相对间距的变化不是单调的。Diamantoulaki等人利用三维水动力分析结合锚链静动态分析的方法对不同型式的双浮箱式浮式防波堤的水动力特性进行了研究，结果表明前后浮箱刚性连接时的消浪效果均好于单浮箱和前后浮箱不连接时的情况；只有在中等波浪频率范围内增大前后浮箱间距才会改善消浪效果；前后浮箱的间距增大时最大锚链力有减小的趋势。Syed和Mani也利用边界元方法分析了三个刚性连接的浮箱组成的浮式防波堤的消浪性能，研究结果表明浮箱间距对波浪透射系数和反射系数影响显著。(2)浮箱—垂直板式浮式防波堤浮箱—垂直板式浮式防波堤通过垂直插板来增加波浪反射并且干扰其附近的水体运动，从而提高消浪性能，常见的有π型和T型。Christian对连接垂向插板的浮式防波堤进行了系列试验研究，结果表明一般情况下插板入水深度越大透射系数越小，然而插板入水深度太大时，尤其在短周期波浪下插板引起的辐射波会使透射系数增大。Gesraha利用特征函数展开法对两侧连接垂向插板的π型浮式防波堤进行了数值模拟研究，结果表明与单浮箱式浮式防波堤相比，两侧插板可以降低透射系数，但是斜向短周期波浪作用时透射系数会增大。Ruol等人对8个不同大小的π型浮式防波堤(锚链锚固和垂直导桩锚固)进行了系列物理模型试验研究，引入相对周期(入射波浪周期与结构升沉固有周期之比)这一参数提出了π型浮式防波堤透射系数的计算公式。Alizadeh等人通过物理模型试验对垂直导桩锚固的π型浮式防波堤和浮箱下部只连接一个插板的T型浮式防波堤的消浪效果进行了对比，研究结果表明π型的消浪效果明显优于T型。Koriam和Rageh通过物理模型试验专门研究了垂向插板对浮式防波堤消浪性能的影响，研究结果表明随着垂向插板数量的增加浮堤的透射系数减小，当有4层垂向插板时透射系数可小于0.25。(3)浮箱—水平板式浮式防波堤浮箱—水平板式浮式防波堤利用浮箱底部的水平板来干扰其周围的水体运动并且可增加结构的整体稳定性，从而提高消浪性能。Ikesue等人提出了带有内外翼的双浮箱式浮式防波堤，并利用波浪数值水槽对其透射系数进行了计算，研究结果表明内外翼对浮式防波堤的消浪性能有显著影响，带有内外翼的双浮箱式浮式防波堤的消浪效果优于相同尺寸的单浮箱式浮式防波堤。董华洋对单浮箱下部安装水平板的浮式防波堤进行了物理模型试验和数值模拟研究，结果表明垂直导桩锚固时浮箱下部设置一层水平板可使透射系数降低0.3左右，设置二层板时，透射系数继续减小，但减小幅度不明显，浮箱下部设置一层板型式的垂直导桩锚泊的浮箱—水平板式浮式防波堤的消波效果较为理想；锚链锚固时设置一层板的透射系数最多可减小0.2，且运动响应和锚链受力均小于单浮箱式浮式防波堤。肖霄和王永学等人应用边界元方法研究了波浪与双浮箱一水平板式浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔浮式防波堤，其特征在于：包含若干个顺次连接的防波堤单元，相邻的防波堤单元可通过铰链柔性连接，所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板，所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接，第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊，两个竖直板固定安装在连接杆上，在两个竖直板上均设有若干过水孔，竖直板上过水孔的开孔率为9％～11％。

【技术特征摘要】
1.一种多孔浮式防波堤，其特征在于：包含若干个顺次连接的防波堤单元，相邻的防波堤单元可通过铰链柔性连接，所述防波堤单元包含第一浮箱、第二浮箱、连接杆和两层竖直板，所述第一浮箱和第二浮箱通过连接杆刚性连接，第一浮箱和第二浮箱均通过锚链与锚泊配重块连接进行锚泊，两个竖直板固定安装在连接杆上，在两个竖直板上均设有若干过水孔，竖直板上过水孔的开孔率为9％～11％。2.根据权利要求1所述的多孔浮式防波堤，其特征在于：所述第一浮箱和第二浮箱的外形一致，宽度均为B，第一浮箱和第二浮箱之间的间距为D，D/2B的范围为1.0～1.5。3.根据权利要求2所述的多孔浮式防波堤，其特征在于：所述竖直板在第一浮箱和第二浮箱的高度范围内开孔，且竖直板过水孔的开孔率为9％～11％。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈雨生，周益人，潘军宁，王兴刚，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32