一种笼体式系泊消波堤

技术领域

本发明涉及消波堤技术领域，尤其涉及一种笼体式系泊消波堤。

背景技术

消波堤是用来保护一定水域使之不受外来波浪侵扰的设施，采用消波堤能减小海洋波浪的冲击，从而在一定海洋范围内构建一个相对稳定的区域，该区域便于船舶装卸、养殖作业等。研究表明，大部分的波浪能量都聚集在波浪的表面，但是传统的消波堤将大部分材料都使用在堤的下方，材料浪费且不易于保养，并且消波作用不甚理想，为了降低成本，现在常见的消波堤都采用浮动消波堤，常见的浮动消波堤有地毯式柔性浮动消波堤、框架式消波堤以及摇动式消波堤，然而这些现有的消波堤消波效果不佳，波浪经过消波堤时仍然具备较大的波幅和波频，消波堤构建的水域不够平稳。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的消波堤存在消波效果不佳的问题，提供了一种通过多级消波、极大的降低波频波幅、消波效果更佳的笼体式系泊消波堤。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种笼体式系泊消波堤，包括骨架笼体、固定在骨架笼体上端的浮箱组件，所述骨架笼体的前侧、后侧内部均设有消波机构，所述消波机构包括若干横向平行分布的消波板组件、若干纵向分布的用于消波板组件定位的定位隔板，相邻两个消波板组件之间形成消波通道，骨架笼体内位于两组消波机构之间的部位设有整流机构；所述骨架笼体的底部固定有底板，所述底板的底面固定有若干系泊连接座。该种消波堤投放到水域后，通过拉索与系泊连接座连接，拉索的另一端通过锚固件与水底固定，通过浮箱组件浮在水面上，骨架笼体全部浸入水面以下；波浪冲击在消波堤的前侧面，水波进入前面的消波机构中的消波通道内，消波后的水波再次进入后面的消波机构中的消波通道内进行二次消波，二次消波后的水波平稳，波频、波幅均显著减小。

作为优选，所述的浮箱组件包括浮箱安装座，所述浮箱安装座与骨架笼体的上端固定，所述浮箱安装座的两侧固定有侧浮箱，浮箱安装座的顶面设有若干上浮箱，相邻两个上浮箱之间形成导波槽。侧浮箱、上浮箱起到浮力作用。

作为优选，浮箱安装座的顶面位于相邻两个上浮箱的下端之间均设有连接筋，所述连接筋上设有导流槽，其中最外侧的上浮箱的侧面与侧浮箱的侧面之间设有加强筋。连接筋、加强筋均是为了增加整体强度以及连接强度，提高整体抗风浪性能，稳定性更好。

作为优选，所述的消波板组件包括上水平板、下水平板、用于连接上水平板与下水平板的斜板，所述上水平板与斜板的连接端向外延伸形成扰流板。水波从两个下水平板之间的间隙流入后再沿着斜板之间的间隙向上流动，水波经过扰流板的时候方向再次改变，在扰流板处发生折返形成扰流区，前面的水波和扰流区的水波混合后进入上水平板之间的间隙中；消波通道限制了水波的波幅，水波的方向发生多次改变，每次改变均会导致能量衰减，扰流区与水波混合后，水分子的作用力使得水波中的大量动能被相互抵消，水波的流速减缓，动能减小，从骨架笼体的前侧的消波机构中流出的波幅小、波频小、动能小的水波再次进入骨架笼体后侧的消波机构中，经过消波通道的二次消波，最终水波变成平稳的水流（整个过程中，水波的很大一部分动能转化为消波堤在水面上浮动的动能）。同时水波作用在斜板上产生向下的分力，该分力与浮箱组件的浮力方向相反，从而使得整个消波堤更加稳定的浮在水面上。

作为优选，所述扰流板上设有若干扰流槽，所述斜板上设有若干倾斜的扰流孔，相邻两个扰流孔呈八字形对称分布。斜板处流动的水波一分为二，一部分水波直接通到扰流孔流入下面的消波通道内，另一部分水波沿着斜板流动至扰流板处；水波经过扰流板的时候又一分为二，一部分水波直接通过扰流槽向前流动，另一部分水波受到扰流板的阻挡而折返形成扰流区，扰流区将消波通道内的水波阻断，扰流区的水与消波通道前端的水波混合时削弱水波的动能，经过扰流区的水波与从扰流槽处直接出来的水波再次混合，进一步削弱动能；而且斜板上设置扰流孔，使得上一个消波通道内的水波经过扰流孔直接进入下面的消波通道内，并作用在下面的消波通道内的扰流区，使得扰流区中的水流存在各个方向，进一步抵消了水波中的大量动能；水波经过消波通道时内细分成多股不同动能、不同角度的水波，多股水波之间相互作用（水分子碰撞）使得水波的动能损耗、波幅波频减小，最终起到良好的消波作用。

作为优选，相邻两个扰流孔的夹角为60°-90°，所述斜板与上水平板的夹角为30°-55°。每股水流的角度不同，相互作用后动能衰减作用更明显。

作为优选，所述整流机构包括定位框、固定在定位框中间部位的消波板，所述消波板上设有若干呈阵列分布的消波孔，所述定位框内位于消波板的前侧设有前整流组件，定位框内位于消波板的后侧设有后整流组件。经过消波机构消波后的水波依次经过前整流组件、消波孔、后整流组件后，水波的动能再次削弱，水波的方向经过整流后更加平稳、一致性好，整流后的水波再次进入骨架笼体后侧的消波机构中进行二次消波。

作为优选，所述前整流组件包括若干横向排列的前整流纵板，所述前整流纵板的横截面呈V形，前整流纵板上设有若干纵向分布的前整流槽；所述后整流组件包括若干横向排列的后整流纵板，所述后整流纵板的横截面呈V形，后整流纵板上设有若干横向分布的后整流槽。水波经过前整流槽、整流孔、后整流槽，水波中的动能被进一步削弱。

作为优选，所述的前整流纵板与后整流纵板关于消波板对称分布。前整流纵板、后整流纵板之间形成一个个相对独立的整流区，减小外部水流对整流区的干扰，进一步提高整流效果。

作为优选，所述底板的两端设有侧板，所述侧板与骨架笼体的侧面固定，所述底板上与定位框的底面对应处设有底部出波通道，所述侧板上与定位框的侧面对应处设有侧面出波通道。整流区的底部与底部出波通道连通，进入整流机构内的一部分水波会从底部出波通道、侧面出波通道处流出，从而引导水波的方向，减小水波对消波堤后侧水域的影响。

因此，本发明的水波经过两次消波、两次整流，水波的波频、波幅显著减小，消波效果非常好。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1的另一视角的结构示意图。

图3 为骨架笼体、消波机构、整流机构的分布示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为消波板组件的结构示意图。

图6为图3中A处局部放大示意图。

图7为消波通道内水波流向模拟示意图。

图8为整流机构的结构示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为图8中B处局部放大示意图。

图11为消波堤投放到水域后的示意图。

图中：骨架笼体1、浮箱组件2、浮箱安装座200、侧浮箱201、上浮箱202、导波槽203、连接筋204、导流槽205、加强筋206、消波机构3、整流机构4、定位框40、消波板41、消波孔410、前整流组件42、前整流纵板420、前整流槽421、后整流组件43、后整流纵板430、后整流槽431、底板5、侧板50、底部出波通道51、侧面出波通道52、系泊连接座6、消波板组件10、上水平板100、下水平板101、斜板102、扰流板103、扰流槽104、扰流孔105、定位隔板11、消波通道12、拉索13、锚固件14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3和图4所示的一种笼体式系泊消波堤，包括骨架笼体1、固定在骨架笼体1上端的浮箱组件2，骨架笼体1的前侧、后侧内部均设有消波机构3，消波机构包括若干横向平行分布的消波板组件10、若干纵向分布的用于消波板组件定位的定位隔板11，相邻两个消波板组件之间形成消波通道12，骨架笼体1内位于两组消波机构之间的部位设有整流机构4；骨架笼体的底部固定有底板5，底板的底面固定有若干系泊连接座6。

浮箱组件2包括浮箱安装座200，浮箱安装座200与骨架笼体1的上端固定，浮箱安装座200的两侧固定有侧浮箱201，浮箱安装座200的顶面设有若干上浮箱202，相邻两个上浮箱之间形成导波槽203，浮箱安装座200的顶面位于相邻两个上浮箱的下端之间均设有连接筋204，连接筋上设有导流槽205，其中最外侧的上浮箱的侧面与侧浮箱的侧面之间设有加强筋206。

如图5、图6和图7所示，消波板组件10包括上水平板100、下水平板101、用于连接上水平板与下水平板的斜板102，上水平板与斜板的连接端向外延伸形成扰流板103，扰流板上设有若干扰流槽104，斜板上设有若干倾斜的扰流孔105，相邻两个扰流孔呈八字形对称分布；相邻两个扰流孔的夹角为60°-90°，所述斜板与上水平板的夹角为30°-55°。

如图8、图9和图10所示，整流机构4包括定位框40、固定在定位框中间部位的消波板41，消波板41上设有若干呈阵列分布的消波孔410，消波孔为圆孔，定位框40内位于消波板的前侧设有前整流组件42，定位框内位于消波板的后侧设有后整流组件43；前整流组件42包括若干横向排列的前整流纵板420，前整流纵板的横截面呈V形，前整流纵板上设有若干纵向分布的前整流槽421；后整流组件43包括若干横向排列的后整流纵板430，后整流纵板430的横截面呈V形，后整流纵板上设有若干横向分布的后整流槽431；前整流纵板与后整流纵板关于消波板对称分布；如图2所示，底板5的两端设有侧板50，侧板50与骨架笼体的侧面固定，底板上与定位框的底面对应处设有底部出波通道51，侧板上与定位框的侧面对应处设有侧面出波通道52。

结合附图，本发明的原理如下：整体通过船托运至水域进行布设，如图11所示，整体通过浮箱组件浮在水面上，底板5上的系泊连接座6通过拉索13、锚固件14固定在水底，多个消波堤之间依次连接形成一个浮在水面上的堤坝。波浪冲向消波堤前侧时（图5中的左侧为受风浪冲击的面），波浪会进入每个消波通道内，波浪在消波通道内的流动状态如图7所示；从骨架笼体左侧的消波机构流出的水波进入整流机构中，经过整流后的水波再进入骨架笼体右侧的消波机构中，最后从消波堤的右侧流出。经过消波通道两次消波、整流机构的整流，波浪的波幅、波频显著降低，波浪的动能削弱，从右侧流出来的水波相对平稳，从而构建出一个相对平稳的适合船舶装卸、养殖作业的水域环境。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。