消波混凝土块制造技术

一种以正四面体为基本形体的海力消波块，其特征在于在正四面体的三面中心点挖中空圆洞，并在正四面体的四个锥角端附予四个截头三角锥。本发明专利技术稳定性高，重心低不易被水冲失，且以最少混凝土体积构成最大的平面与空间。尤其中心圆孔设计可减少河水之扬力，因此对波压反射及河川流速之减低极有成效，且更能防止冲刷与侵蚀保护基石流失，对于海堤之消波工，护基工、防砂堤工、海堤及河堤护岸极有效果。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海力消波块。远在古代，即有抛石倾斜堤出现，目前防波堤主流朝向直立混成堤。自1950年以来，异型消波块相继出现，普遍使用在堤防护身。倾斜堤依据材料之分可分为抛石堤及异型消波块堤两种，若按其排列方式可分 目前实施上述排列而常用者，大致如下三柱脚块、修正立方体块、中空三角块、Trlbar、协克块、占骨型块、Starplt、Jucon、Cokansblok、合掌型块、双T块、W、V块、空心四柱方块、Contripod、菱形块、六脚型块、三连型块、Gammorblock、四方锥块、Clinger，这些海力消波块对于保护海岸堤防与港湾之防堤有一定收效。目前研究设计一种新型消波块，提高消波特性，节省工程造价，正是当务之急。本专利技术的目的在于提供一种新型的消力消波混凝土块，该消波块稳定性高，重心低，消波特性好，使用混凝土量少。本专利技术是以正四面体为基本形体，在正四面体上，削割其四个锥角，而以四个截头三角锥代替削割部分，正四面体的上部三面皆有一个圆锥孔，使三个圆锥贯穿海力块之内部，此三孔可增加块体之孔隙率及增强吸收分散波能之能力，因此本海力消波块具有较大稳定性及较佳消波效果。另外，在该正四面体与四角端的截头三角锥之间连接部分，形成凹角，且该正四面体与四角端的截头三角锥，其每一平面之间之连接线，均经修饰为面状菱线，形成一种以最少混凝土体积，构成最大平面与空间的海力消波混凝土块。海力块之体积及边长之关系，经计算结果为V＝0.057b3＝98.496a3其中V为海力块之体积，b为正四面体之边长，a为盘角长边之边长，等于b/12，其各部之形状如附附图说明图1至附图14所示。海力块之抗剪分析 (1)体积V＝98.496a3(2)自重W＝226.5408a3(3)端喉部断面积＝2.75983a2A＝1/2(1.669+1.669+0.5)a×/2(0.5)a+1/2(0.5+1.669+0.5)a×/2(1.669a)＝2.75983a2 上三角面积＝1/2×2.0993a×2.0946a＝2.1986a2下梯形面积＝1/2×(0.5+2.0946)a×1.1275a＝1.4627a2∴总面积＝2.1986a2+1.4627a2 此断面积较端喉部断面积大，故在端喉部计算抗剪应力。(5)由喉部吊起之张应力σ＝226.5408a3/2.75983a2＝82.085(T/M2)(6)三脚鼎立端部之剪力τ＝226.5408/3×2.75983a2＝27.362a(T/M2)(7)σc＝0.1fc′取安全系数为2∴σc＝0.05fc′∴σc＝0.05fc′＝0.05×175＝8.75Kg/cm2τc=0.29fc′=0.29175=3.836Kg/cm]]>以5吨及20吨为计算例(a)5吨时a＝0.281σ5＝82.085a×1/10＝2.30658Kg/cm2＜8.75Kg/cm2t5＝27.362a×1/10＝0.7689Kg/cm2＜3.836Kg/cm2(b)20吨时a＝0.446σ20＝82.085×1/10＝3.661Kg/cm2＜8.75Kg/cm2t20＝27.362a×1/10＝1.2203Kg/cm2＜3.836Kg/cm2故海力块能承受剪力及起重机吊起之拉力。海力消波块之构想，是以正四面体为基本形体，故其模型之制作方法如下所示1，先制作正四面体。2，去除四面体之四个端点。3，留住截头三角锥大小，向内挖除各面至所需之厚度，并除去其棱线之削角。4，消除盘角棱线之削角。5，从三面之形心向三面中心挖成中空圆洞即完成海力块标准型模型之制作。附图1是本专利技术立体图。附图2-7是本专利技术六面视图。附图8是本专利技术削截一角成为截头形状的立体图。附图9-14是本专利技术截头形六面视图。海力块之装模拆模及吊放方法是这样的消波混凝土块消波效果与其表面粗糙度，有很大的关系，为增加型块之表面粗糙度，最简单之方法，即增加角度之数量及使其表面多变化，然仍须考虑装模及拆模之难易度，本研究之海力块装模拆模容易，兹叙述于后。海力块之铁模分为模身，即模之主体，模头即模之四个盘角及中空圆筒，其装模方法如下1，先装模身。2，装上模头。3，安装中空圆筒。其拆模之方法则与装模顺序相反。海力块之吊放容易，乃因本型块中心有三个中空圆洞，用钢绳或三角铁抓吊放，非常方便。为了海上运输及保护海岸附近人民生命财产之安全，一般皆建造海岸构造物，以防止波浪之侵袭，而在建造海岸构造物时，常用消波异型块作为保护堤身之用。消波块之消波效果如何？可从其溯上高度，反射系数及安定性等，了解其效用，兹就其三者之理论解析如下波浪之溯上波浪由深海向浅海进行，到达海堤时，由于能之转变，将发生溯上(WaveRun-up)现象。一般堤防高度之设计基准，要配合实测以量取实际波浪之溯上现象。但量取实测波浪之溯上高度时，甚难测得最大浪或设计波所发生之溯上现象，因此实验结果，甚难与设计情况作比较，但模型试验则可涵盖各种现象发生之情况，因此乃期望于模型试验结果，以决定波浪对堤防作用产生之溯上高度。当入射波高H，波长L在定水深d及堤防坡度tanα时，则波浪溯上高出静水面之高度R，详见附图15定水深之波浪溯上现象。一般形式，即R/H＝F(α，d/L)+G(H/L，d/L)-K(α，d/L，H/L)式中F(α，d/L)为线性波之相对波浪溯上高度。G(H/L，d/L)为非线性波效应之改正因子。K(α，d/L，H/L)为因波浪碎波与底床摩擦，所产生之减低因子。如海堤堤址前，海底亦有坡度(tanβ)，堤前有加异型块之护坡粗糙因子(K)存在，如附图16所示，则表示法如下列形式R/H0＝f(H0/L0，h/L0或h/H0，i，tanβ，K)堤前海底坡底(i＝tanβ)及护坡异型块之波浪溯上效果。如附图15、附图16之情况，因溯上高度与堤脚水深，海底坡度，堤前异型块之安放及波浪尖锐度有关，而受此等因素所支配，因此需判明该因素之影响。反射系数之求法海堤受到人射波之侵袭，在堤面即产生反射，反射波之波高和入射波高之比，即Hr/Hi＝Kr乃称为反射率或反射系数。由堤防反射系数之大小，即可求出该堤防异型块之消波效果，若反射系数愈小，则表示该堤防之消波效果愈好。求反射系数之方法有二1，Healy定义反射系数Kr为Kr＝Hr/Hi＝(Hmax-Hmin)/(Hmax+Hmin)式中Hr为反射波高，Hi为人射波高，Hmax及Hmin分别为经反射之最大波高及最小波高。在Sin2πx/L＝±1即X＝nL/2+L/4处，为最大波高Hman出现之腹点，Cos2πx/L＝±1即X＝nL/2之处，为Hmin出现之节点。用此方法测定反射率时，需先行测定Hmax及Hmin位置，然后将二波高感应器(wavesenser)分别安放于Hmax及Hmin之处，即可记录波形，求得反射系数。2.合田良实(1976)之分离推定法反射系数实验用Healy之方法，在实验分析方面，对于最大及最小波高之选定，误差非常大，且需常移动波高计，针对此缺点，所以合田等(1976)提出分离推定法，分离入射波及反射波，在周期改变时，并不需要移动波高计，来测取最大及最小波高，更不需要另设波高计，测入射波高，(唯本实验另需测Kd值，故本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海力消波混凝土块，以正四面体为基本形体，其特征在于在该正四面体上削截其四个锥角端，而以四个截头三角锥代替，在正四面体上部三面中心点，均设圆锥孔，使三个圆锥孔连通并贯穿正四面体之内部，该正四面体与四角端的截头三角锥之间连接部分，形成凹角，且该正四面体与四角端的截头三角锥，其每一平面之间之连接线，均经修饰为面状菱线，形成一种以最少混凝土体积，构成最大平面与空间的海力消波混凝土块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈堂，
申请(专利权)人：万逸民，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]