一种可折叠浮式防波堤

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，尤其涉及一种可折叠浮式防波堤。

背景技术

防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，主要用于防御外海传来的波浪，提供平稳的船舶装卸作业环境，并保护其他港口工程结构物。传统的防波堤，例如直立堤和斜坡堤，可以较好的掩护港内水域，而且其相应的工程技术也得到了相当的发展和应用。然而，波浪理论的研究和实验表明，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％。传统结构形式的防波堤，在材料的使用上和波能的分布规律不完全适应。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，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，海岸线推移以及港内水体污染等问题，因此这种结构就显得很不合理。

浮式防波堤正是利用波能分布集中在水体表层，并为克服座底式防波堤所带来的种种不利因素，而采用的一种特殊的防波堤。现有浮式防波堤所有的制造材料多为钢材和混凝土，加之尺寸较大，浮式防波堤的自重也较大，因此不方便长距离运输，此外，现有的浮式防波堤结构较复杂，施工周期较长，对水下一定深度的波浪消减效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可折叠浮式防波堤，所需存储空间小，可快速安装并能有效消耗水体表层及水下一定深度的波浪能量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可折叠浮式防波堤，包括两个挡浪气囊，两个挡浪气囊之间连接有多个板状气囊，多个板状气囊沿挡浪气囊的长度方向间隔设置，每个挡浪气囊的底部可拆卸连接有多个挡浪装置，多个挡浪装置沿挡浪气囊的长度方向并列设置，每个挡浪装置包括沿挡浪气囊宽度方向对称设置的两个挡浪帘，每个挡浪帘上开设有多个通孔，每个挡浪帘的底端设有悬垂装置，悬垂装置包括第一缆绳和吊块，第一缆绳的顶端与挡浪帘连接，其底端与吊块连接，每个挡浪气囊上连接有若干锚固装置。

进一步地，挡浪帘的顶端设有上部钢管，其底端设有下部钢管，缆绳的顶端与下部钢管连接。

进一步地，每个挡浪帘上设置的悬垂装置的数量至少为两个。

进一步地，通孔为圆形，每个挡浪帘的开孔面积比为11.8％。

进一步地，挡浪气囊、板状气囊和挡浪帘均由橡胶材料制成。

进一步地，板状气囊的两端分别设有安装孔，挡浪气囊与安装孔过盈配合。

进一步地，锚固装置包括第二缆绳和锚块，第二缆绳的顶端与挡浪气囊连接，其底端与锚块连接。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)结构设计简单，挡浪气囊和板状气囊未充气时，挡浪气囊、板状气囊和挡浪装置可以折叠储存，所需存储空间小，运输方便，到现场需要使用时，充气拼搭即可使用，安装速度快，特别适用于需要进行临时挡浪消浪的应急情况；

(2)挡浪气囊通过反射水体表层波浪进行消浪，而挡浪帘分布于水下一定深度，利用挡浪帘上的多个通孔对波浪等外来波列进行干涉，使水下产生紊乱的水流，有效耗散水下波浪能量，保障防波堤的水体表层及水下一定深度的消浪性能。

附图说明

图1为本发明可折叠浮式防波堤的结构示意图；

图2为本发明可折叠浮式防波堤的侧视图；

图3为本发明可折叠浮式防波堤的俯视图；

图4为本发明可折叠浮式防波堤中挡浪帘的结构示意图。

图中，1-挡浪气囊，2-板状气囊，3-挡浪帘，31-通孔，4-第一缆绳，5-吊块，6-上部钢管，7-下部钢管，8-第二缆绳，9-锚块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图3，图1为本发明可折叠浮式防波堤的结构示意图，图2为本发明可折叠浮式防波堤的侧视图，图3为本发明可折叠浮式防波堤的俯视图。一种可折叠浮式防波堤，包括两个挡浪气囊1，两个挡浪气囊1之间连接有多个板状气囊2，多个板状气囊2沿挡浪气囊1的长度方向间隔设置，每个挡浪气囊1的底部可拆卸连接有多个挡浪装置，多个挡浪装置沿挡浪气囊1的长度方向并列设置，每个挡浪装置包括沿挡浪气囊1宽度方向对称设置的两个挡浪帘3，每个挡浪帘3上开设有多个通孔31，每个挡浪帘3的底端设有悬垂装置，悬垂装置包括第一缆绳4和吊块5，第一缆绳4的顶端与挡浪帘3连接，其底端与吊块5连接，每个挡浪气囊1上连接有若干锚固装置。

根据工程地点波浪条件选择合适的挡浪气囊1和板状气囊2的尺寸，从而确定本发明可折叠浮式防波堤整体的长度和宽度。板状气囊2的长度取两倍挡浪气囊1直径加两个挡浪气囊1之间的间距加富余长度，高度取一倍挡浪气囊1直径加富余高度,板状气囊2的长度和宽度均需留有富余长度，富余长度和富余高度则由强度设计时根据波浪条件计算得到，一般富余长度和富余高度可以取挡浪气囊1直径的一倍。在挡浪气囊1和板状气囊2未充气时，可以将两个挡浪气囊1、多个板状气囊2和多个挡浪装置折叠储存，所需存储空间小，运输方便，到现场使用时对挡浪气囊1和板状气囊2进行充气拼装，以及将多个挡浪装置连接至相应的挡浪气囊1即可，在一实施例中，板状气囊2的数量为四，四个板状气囊2沿挡浪气囊1的长度方向间隔设置。在一实施例中，挡浪气囊1、板状气囊2和挡浪帘3均由橡胶材料制成。在自然灾害天气下，即使锚固装置遭到破坏，由于防波堤主体为橡胶结构，弹性好，与物体碰撞反力小，故不会对周围的海洋工程造成二次破坏。进一步地，为便于防波堤的安装，在一实施例中，板状气囊2的两端分别设有安装孔，挡浪气囊1与安装孔过盈配合。未充气前，将挡浪气囊1插入板状气囊2的相应安装孔内，然后对挡浪气囊1和板状气囊2进行充气，由于挡浪气囊1与安装孔过盈配合，因此充气结束的同时即可完成挡浪气囊1和板状气囊2的拼装嵌固，由于挡浪气囊1和板状气囊2均采用橡胶材料制成，摩擦系数大，使得挡浪气囊1和板状气囊2拼装嵌固后的整体稳定性强。

请结合参阅图4，图4为本发明可折叠浮式防波堤中挡浪帘的结构示意图。本发明可折叠浮式防波堤，消能设计上充分利用波浪的能量集中在水体表层，以及水面以下三倍波高的水深范围内集中了全部波能的98％的这一波浪能量分布特点，将两个挡浪气囊1设置在迎浪侧和背浪侧，在水体表层应用挡浪气囊1对波浪的反射作用削减波浪能量，反射消能效果显著。针对水下一定深度的区域，应用多个并列设置的挡浪装置进行消能，每个挡浪装置包括对称设置在挡浪气囊1上的挡浪帘3，挡浪帘3上开设有多个通孔31，当波浪作用至挡浪帘3时，部分波列与挡浪帘3作用反射，部分波列经挡浪帘3上的通孔31透射，波浪原有运动路径被破坏，使水下产生紊乱的水流，因此挡浪帘3兼顾反射消能和紊动消能等消能特点，波浪入射至防波堤处在上述作用下入射波能耗散明显，透射波高大幅降低，消浪效果显著，同时在波浪流动方向上，通过多个挡浪帘3联合逐级消能，进一步有效耗散水下波浪能量。进一步地，为便于挡浪帘3展开实现最大面积消浪，提升挡浪帘3的消浪效果，在一实施例中，挡浪帘3的顶端设有上部钢管6，其底端设有下部钢管7，缆绳的顶端与下部钢管7连接。上部钢管6通过绳索绑扎到相应的挡浪气囊1上，从而实现挡浪装置与挡浪气囊1的可拆卸连接。挡浪帘3的开孔面积可以根据实际波浪条件进行调整。在本实施例中，通孔31为圆形，每个挡浪帘3的开孔面积比为11.8％。

挡浪帘3通过吊块5的重力作用以垂直悬挂在挡浪气囊1上，该设置可允许挡浪帘3在波浪的作用下进行摆动，从而可以减小挡浪帘3集中刚性受力，降低挡浪帘3发生受力破坏的可能性，避免消浪结构的破坏，以缆绳和吊块5作为挡浪帘3的下延拓展结构，解决了传统浮式防波堤为削减水下波浪设计往往采用过长挡浪板设计而导致的因浮式防波堤水下结构转动半径过大在波浪作用下易摆动产生辐射波，从而影响波浪防护效果的问题，通过上述结构设计，尽可能降低防波堤结构受力破坏导致结构失稳的可能性，较传统浮式防波堤相比本发明结构受力及消浪原理设计更为合理，极大程度地提升了防波堤结构的耐久性和可靠性。为保证挡浪帘3可以垂直于水面，以展开最大面积进行消浪，在一实施例中，每个挡浪帘3上设置的悬垂装置的数量至少为两个。在一实施例中，吊块5为金属或水泥材质。

锚固装置与挡浪气囊1连接，其位于挡浪气囊1的下部海域，用于锚固挡浪气囊1在海面上的位置，从而对防波堤起到定位的作用，降低防波堤在工作过程中的运动响应幅值。在一实施例中，锚固装置包括第二缆绳8和锚块9，第二缆绳8的顶端与挡浪气囊1连接，其底端与锚块9连接。优选地，锚固装置的数量为六个，六个锚固装置均为为两组，两组锚固装置分别与两个挡浪气囊1连接。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)结构设计简单，挡浪气囊1和板状气囊2未充气时，挡浪气囊1、板状气囊2和多个挡浪装置可以折叠储存，所需存储空间小，运输方便，到现场需要使用时，充气拼搭即可使用，安装速度快，特别适用于需要进行临时挡浪消浪的应急情况；

(2)挡浪气囊1通过反射水体表层波浪进行消浪，而挡浪帘3分布于水下一定深度，利用挡浪帘3上的多个通孔31对波浪等外来波列进行干涉，使水下产生紊乱的水流，有效耗散水下波浪能量，保障防波堤的水体表层及水下一定深度的消浪性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。