[發(fā)明專利]一種柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810790766.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN108824353A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙西增;陳本毅;段松長(zhǎng);李夢(mèng)雨;林偉棟;王賢夢(mèng);張志杭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B3/06
• 分類號(hào): E02B3/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發(fā)明公開了一種柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤，主要由圓弧鐵架、配重鋼板、橡膠薄膜、進(jìn)氣管、進(jìn)氣管浮子、排入排出水管、排入排出水管浮子、加固錨、螺紋短鋼柱構(gòu)成。防波堤布放時(shí)依靠自身重力下沉至海底，并通過(guò)排入排出水管開始向水囊注水至所需要的水量。防波堤停止作業(yè)后，當(dāng)需要取走時(shí)，通過(guò)排入排出水管從水囊將水抽出，同時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣管向水囊注空氣。當(dāng)水囊中的水全部排出后，內(nèi)部全注滿空氣，防波堤重量減輕，整個(gè)結(jié)構(gòu)平均密度減小，輕易的就能夠?qū)⑵鋸暮４采先∽咭赃\(yùn)送到下一個(gè)布放地點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近海工程領(lǐng)域，具體涉及一種柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤。

背景技術(shù)

防波堤是一種常見的港口、海岸工程結(jié)構(gòu)，用來(lái)防御海浪對(duì)港口以及作業(yè)區(qū)域的侵襲，維持防護(hù)區(qū)域內(nèi)水域平穩(wěn)，保證船舶停靠、系泊、裝卸作業(yè)、海洋工程施工作業(yè)、海洋養(yǎng)殖、近海體育運(yùn)動(dòng)等的安全，提高海洋作業(yè)窗口時(shí)間。

重力式是常用的水工形式，具有穩(wěn)定性好、耐久性好、施工便捷的優(yōu)點(diǎn)。但常用的重力式水工形式，如沉箱、方塊等，鋼筋混泥土用量多，預(yù)制時(shí)間長(zhǎng)，工程造價(jià)較大，同時(shí)對(duì)地基也有較高要求。目前，重力式防波堤沉箱結(jié)構(gòu)，都是將沉箱一次并排安放，除了預(yù)制，沉箱的吊裝，浮游運(yùn)輸，定位安裝，都要消耗大量的資金和時(shí)間。并且，一般而言，重力式防波堤布防下去后就長(zhǎng)期布置在其作業(yè)海域，很難能夠使其移動(dòng)而布防到其它需要的工程海域。因此，為了改善這一情況，需要對(duì)重力式結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到增大消波效果、節(jié)省材料、降低造價(jià)和可移動(dòng)重復(fù)使用的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤結(jié)構(gòu)及其使用方法，此防波堤既能有效抵御波浪、減少材料使用量和降低工程造價(jià)，同時(shí)又能在復(fù)雜海床地質(zhì)條件的海域內(nèi)工作，對(duì)海床的適應(yīng)能力強(qiáng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤主要由圓弧鐵架、配重鋼板、橡膠薄膜、進(jìn)氣管、進(jìn)氣管浮子、排入排出水管、排入排出水管浮子、加固錨、螺紋短鋼柱構(gòu)成。防波堤布放時(shí)依靠自身重力下沉至海底，并通過(guò)排入排出水管開始向水囊注水至所需要的水量。防波堤停止作業(yè)后，當(dāng)需要取走時(shí)，通過(guò)排入排出水管從水囊將水抽出，同時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣管向水囊注空氣。當(dāng)水囊中的水全部排出后，內(nèi)部全注滿空氣，防波堤重量減輕，整個(gè)結(jié)構(gòu)平均密度減小，輕易的就能夠?qū)⑵鋸暮４采先∽咭赃\(yùn)送到下一個(gè)布放地點(diǎn)。

其中，橡膠薄膜、圓弧鐵架和配重鋼板組成了此防波堤的主要部分，即柔性水囊結(jié)構(gòu)部分。將橡膠薄膜覆蓋在由圓弧鐵架和配重鋼板組成的框架結(jié)構(gòu)上，并進(jìn)行固定密封處理，向里面注滿水，就成了柔性水囊防波堤，布放于近岸海床上進(jìn)行消波作業(yè)。

所述框架結(jié)構(gòu)，其圓弧鐵架和配重鋼板采用埋弧焊的方式進(jìn)行焊接。配重鋼板選擇厚度為50mm及以上的規(guī)格，并在其底部用鋅進(jìn)行鍍膜處理，防止長(zhǎng)期使用時(shí)，鋼板被腐蝕。圓弧鐵架的弧長(zhǎng)選擇半圓長(zhǎng)度。圓弧鐵架和配重鋼板的尺寸應(yīng)當(dāng)根據(jù)所需保護(hù)的水域面積大小而定。

所述水囊，在頂部中間位置有一由進(jìn)氣管連接的小孔，用來(lái)向水囊中注入空氣；在近底靠端頭位置設(shè)有一小孔，連接有一根可抗壓水管，用來(lái)進(jìn)行排入排出內(nèi)部水體的作業(yè)。在進(jìn)氣管和排入排出水管的另一端頭分別連接著浮于海面的浮子。兩個(gè)浮子中應(yīng)含有兩根管子的閥門，其中，排入排出水管的浮子中應(yīng)加入水壓計(jì)以用來(lái)監(jiān)測(cè)水囊內(nèi)部水壓情況。

所述水囊，通過(guò)改變內(nèi)部水壓，使水囊防波堤結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生變化，以達(dá)到不同的消波效果。本發(fā)明提出的柔性重力式可移動(dòng)水囊防波堤除了通過(guò)反射波能來(lái)達(dá)到消波效果外，其最大特點(diǎn)在于整個(gè)與波浪相互作用的結(jié)構(gòu)為柔性表面。水囊防波堤表面橡膠材料與內(nèi)部所注入的水體形成一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)波浪作用于防波堤時(shí)，橡膠表面與內(nèi)部水體相互作用而發(fā)生變形，以增大紊動(dòng)耗散波浪能和波浪力做功耗散波浪能的效果。因此，針對(duì)于不同的需要，可以通過(guò)注入不同的水量，來(lái)改變整個(gè)防波堤的結(jié)構(gòu)剛度，使其擁有不同的彈性表面。