一种组合型浮式柔性消波系统及操作方法

技术领域

本发明涉及海洋工程装备技术领域，尤其是一种组合型浮式柔性消波系统及操作方法。

背景技术

近年来,随着人类对海上岛屿和资源开发利用的需要,海上浮桥、浮游码头、渔业养殖以及海上作业平台的应用日益增多,随之而来的恶劣海况应对需求日益增强。

防波系统作为一种重要的水工结构物，主要用于防御外海传来的波浪，维持码头、港口内部水域的平稳，提供船舶进出港域、装卸作业和人员上下的安全水域环境，并保护港口内其他工程结构物。同时，防波堤还能起到保护海岸线免受侵蚀。

固定式防波系统能有效的消减波浪、维护港域水面的平稳，但随着浮式码头的开发和海洋工程的深水化、远海化发展，固定式防波系统因施工水域加深，使得施工技术越复杂，工程造价剧增，深远海条件下基本不可能实施；并且掩护区域内水体的循环受到限制，容易产生泥沙的沉积，易破坏掩护区域内生态环境的平衡。

海洋中，水体运动中波浪的能量基本集中在表层水体，在水面以下2倍至3倍波高的水深范围内集中了90％～98％的波浪能。传统固定式的防波系统，在能量较小的水体下部使用了较多的材料，而在能量较多的水体上部使用了较少的材料，材料的使用与波能的分布完全不适应。因此，开发可利用的浮式消波系统是海洋开发利用必然面临的重要举措。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种组合型浮式柔性消波系统及操作方法，从而可实现高效衰减波浪、全海域便捷安装、生态环境影响小、可重复拼装的功能，为深水网箱养殖、人工海水浴场、游艇码头及海上施工现场等水域的掩护提供装备支撑，从而在恶劣海况条件下保障海洋装备的作业安全。

本发明所采用的技术方案如下：

一种组合型浮式柔性消波系统，包括柔性消波模块，所述柔性消波模块的结构为：包括支撑框架主体，支撑框架主体的四周固定有钢丝保护网，钢丝保护网为海绵填充垫创造填充空间，钢丝保护网对海绵填充垫进行约束保护；

支撑框架主体四个角外部位置设置有吊耳；

多个柔性消波模块组合排列，相邻两个或四个柔性消波模块之间在吊耳处通过连接锚链连接在一起，然后连接浮标浮筒，位于两端或外侧的柔性消波模块通过连接锚链连接至定位浮筒的底部，定位浮筒和浮标浮筒均位于海平面，所述定位浮筒的底部还通过固定锚链安装固定锚，所述固定锚定位在海床。

其进一步技术方案在于：

多个柔性消波模块阵列排列。

多个柔性消波模块组成形成圆形、方形、回字形或者一字型。

每个浮标浮筒的底部设置有穿过连接锚链的挂钩。

每个定位浮筒的底部设置有同时穿过连接锚链和固定锚链的连接件。

定位浮筒的体积大于浮标浮筒的体积。

所述支撑框架主体的每个直角处安装有加强条。

一种组合型浮式柔性消波系统的操作方法，包括如下操作步骤：

S1：准备工作，将提前组装好的柔性消波模块、浮标浮筒、定位浮筒、固定锚、连接锚链准备好；

S2：运送工作，将S1中准备好的所有部件利用工程船只运送至目标海域；

S3：目标海域的安装与连接，使用连接锚链将柔性消波模块与浮标浮筒连接，将连接好的单个柔性消波模块布放到海面，再逐步增加柔性消波模块与浮标浮筒，连接成一体，对目标消波区域进行围挡，从而实现对目标区域的波浪进行消波处理；

S4：通过布锚船将固定锚和定位浮筒布设至指定位置，即布设好的消波模块的附近，然后通过固定锚定位在海床；

S5：通过连接锚链将浮标浮筒与定位浮筒连接，收紧连接锚链即完成浮式柔性消波系统的定位，防止系统随海浪漂移。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，柔性消波模块依靠海绵填充垫的吸水、渗水功能，可将波浪能量转换为模块的动能和变形能，并且多个模块通过锚链进行柔性连接，大大增加了系统的吸能效果，从而大幅降低波浪的能量，以降低作业水域的有效波高，达到消波目的。

本发明所述的柔性消波模块间通过连接锚链、浮标浮筒连接，增加柔性消波模块的浮力，且为作业海域提供浮标标识。

本发明可以组合成一体的柔性消波模块，并通过锚链与定位浮筒、固定锚连接，固定锚为本系统提供定位作用，已构成固定的安全作业海域，从而为恶劣海况条件下海洋装备的安全作业提供保障。

本发明具备灵活拆装、任意组合、消波性能强等特点，可大幅降低作业区域的有效波高，并提供航标指识，为恶劣海况条件下的海洋装备安全作业提供保障。

附图说明

图1为本发明组合型浮式柔性消波系统的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的侧视图。

图4为本发明柔性消波模块的结构示意图。

图5为本发明组合状态下的主视图。

图6为图5的局部视图(放大后)。

图7为图5的俯视图。

图8为图7的局部视图(放大后)。

其中：1、加强条；2、支撑框架主体；3、吊耳；4、钢丝保护网；5、海绵填充垫；6、柔性消波模块；7、海平面；8、定位浮筒；9、浮标浮筒；10、连接锚链；11、固定锚链；12、海床；13、固定锚。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图8所示，本实施例的组合型浮式柔性消波系统，包括柔性消波模块6，柔性消波模块6的结构为：包括支撑框架主体2，支撑框架主体2的四周固定有钢丝保护网4，钢丝保护网4为海绵填充垫5创造填充空间，钢丝保护网4对海绵填充垫5进行约束保护；

支撑框架主体2四个角外部位置设置有吊耳3；

多个柔性消波模块6组合排列，相邻两个或四个柔性消波模块6之间在吊耳3处通过连接锚链10连接在一起，然后连接浮标浮筒9，位于两端或外侧的柔性消波模块6通过连接锚链10连接至定位浮筒8的底部，定位浮筒8和浮标浮筒9均位于海平面7，定位浮筒8的底部还通过固定锚链11安装固定锚13，固定锚13定位在海床12。

多个柔性消波模块6阵列排列。

多个柔性消波模块6组成形成圆形、方形、回字形或者一字型。

每个浮标浮筒9的底部设置有穿过连接锚链10的挂钩。

每个定位浮筒8的底部设置有同时穿过连接锚链10和固定锚链11的连接件。

定位浮筒8的体积大于浮标浮筒9的体积。

支撑框架主体2的每个直角处安装有加强条1。

本实施例的组合型浮式柔性消波系统的操作方法，包括如下操作步骤：

S1：准备工作，将提前组装好的柔性消波模块6、浮标浮筒9、定位浮筒8、固定锚13、连接锚链10准备好；

S2：运送工作，将S1中准备好的所有部件利用工程船只运送至目标海域；

S3：目标海域的安装与连接，使用连接锚链10将柔性消波模块6与浮标浮筒9连接，将连接好的单个柔性消波模块6布放到海面，再逐步增加柔性消波模块6与浮标浮筒9，连接成一体，对目标消波区域进行围挡，从而实现对目标区域的波浪进行消波处理；

S4：通过布锚船将固定锚13和定位浮筒8布设至指定位置，即布设好的消波模块的附近，然后通过固定锚13定位在海床12；

S5：通过连接锚链10将浮标浮筒9与定位浮筒8连接，收紧连接锚链10即完成浮式柔性消波系统的定位，防止系统随海浪漂移。

本发明所述的组合型浮式柔性消波系统的具体结构和功能如下：

主要包括柔性消波模块6、连接锚链10、浮标浮筒9、定位浮筒8、固定锚链11、固定锚13。

其中，柔性消波模块6由支撑框架主体2、钢丝保护网4和海绵填充垫5组成。

海绵填充垫5具有较强的吸水性和渗水性，在水中能够增加模块的重量，并且海绵刚度较小，波浪中由于水动力作用会发生较大的变形，从而将波浪的能量转换为模块的动能和变形能，降低波浪的能量。

支撑框架主体2发挥支撑和连接的作用，其四周通过钢丝保护网4进行封闭，为海绵填充垫5创造填充空间，钢丝保护网4对海绵填充垫5进行约束保护。

将多个柔性消波模块6通过连接锚链10、浮标浮筒9、定位浮筒8、固定锚13等装置组合连接成一体，模块与模块之间通过锚链构成柔性连接，且依靠海绵填充垫5的柔性、高吸水渗水能力等特点，大幅增加系统的吸能效果，从而达到消波作用。

浮标浮筒9可为柔性消波模块6提供浮力，并且为该系统的作业区域提供标识。

定位浮筒8和固定锚13为本系统提供定位作用。

该系统可根据作业需求，灵活拆装、任意组合，形成圆形、方形、回字形、一字型等不同的形状的保护水域，具备较高的适用性，可为恶劣海况条件下海洋装备的安全作业提供保障。

本发明采用的柔性消波模块6的海绵填充垫5具有较强的吸水性和渗水性，在水中吸水能够增加模块的重量，将波浪的能量高效转换为模块的动能；并且海绵刚度较小，波浪中由于水动力作用会发生较大的变形，从而将波浪的能量转换为模块变形能，提高吸能效果，因此本装置具有较高的吸能效果，消波性能好。

本发明由多个构件组装而成，具备灵活拆装、任意组合的特点，适用性强。

本发明构造简单，成本较低，方便替换维修，具有较好的经济性。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。