一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组制造技术

本发明专利技术公开一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组，所述消波墙单元包括消波装置以及底部固定在海床上的锚泊系统，消波装置与锚泊系统连接。所述消波墙组由若干消波墙单元通过系泊链串联或并联构成。本发明专利技术消波墙单元设置在水体表层，能最大程度的消减波能，通过开孔消波面板、消波球鼻、防浪沉子链组等结构设置，进一步起到碎波、扰乱流场的作用，有效降低波浪的动能和势能。本发明专利技术消波墙单元强度高、结构稳固、消波效果好，设置在海上浮体的周侧，大幅降低波浪对海上浮体的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组
本专利技术涉及一种浮式消波技术，特别涉及一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组。
技术介绍
21世纪是人类全面进军海洋的时代，海洋资源开发的利用及其保护设施研究将面临一个突飞猛进、空前繁荣的时期。为了应对海上能源开发需求，近些年来对“超大型海上浮体”的研究热潮席卷了国内外。超大型海上浮体可以充分利用海洋的浮力，模块相对简单，且对水深没有太多要求，具有优良的经济性和安全性。超大型海上浮体主要应用于以下几个方面:海上飞机场、海上发电、废物处理和海上活动军事基地等。世界各国从上世纪八十年代后期开始基于各国海洋环境特点、经济发展水平及需求开始展开对超大型海上浮体的研究。 超大型海上浮体构造简单、维护方便，但其易受风流和波浪等各种扰动而产生稳性的影响，因此需要修建适用于海上浮体的消波装置。浮式消波装置是一种可移动的、适应一定波浪和水深范围的消波结构。根据波浪理论的研究和试验表明，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%。传统型浮式消波装置用浮箱入水部分有限面积的迎波面来阻挡波的冲击，达到衰减水体表层波能的效果。但对衰减诸如潜水波这类折射波的波能，只能通过增加入水浮箱的面积才能起到衰减深水波能的效果，而这样会加重浮箱的重量，也增加了锚泊系统的固定风险，同时，也会使整个工程造价剧增。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题和不足，本专利技术设计了一种消波效果好、修复安装方便且工程造价低的适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组。 为实现上述技术目的，本专利技术提供的技术方案为:一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，包括消波装置以及底部固定在海床上的锚泊系统，消波装置与锚泊系统连接，其特征在于，所述消波装置包括水面消波结构和深水消波结构:所述水面消波结构包括水上部分和水下部分:所述水上部分设有多级开孔消波构件，所述多级开孔消波构件呈凸起的坡形，坡形的内部设有支撑框架结构，坡形前侧的上坡面为多级开孔消波构件的迎波面，坡形后侧为下坡面，坡形的左右两侧由一块或若干块竖向的板体围挡在坡面的下方构成，上坡面与下坡面分别由一块以上直形倾斜的消波面板构成，坡形的顶面，即上坡面与下坡面的连接处采用一块弧形的消波面板过渡衔接，所述消波面板沿浪向依次排列，所述消波面板上均设有贯通板体上下表面的通孔，所述水面消波结构设有与所述通孔连通的向外部排水的排水Π ； 所述水下部分整体或局部位于水面以下，所述水下部分的前侧设有消波球鼻部位；所述深水消波结构包括设置在水面消波结构水下部分底面的倒拱形结构部位和垂坠在倒拱形结构部位下方的防浪沉子链组。 上述的消波球鼻部位，即设置在水下部分迎波面的凸起部位，其形状与功能与船舶首部的球鼻结构等同，可有效分散入射波。消波球鼻优选采用内部中空的结构；多级开孔消波构件上通孔的设置，可起到碎波、扰乱流场的作用，从而减小波浪的冲击力，有效降低波浪的动能；深水消波结构的倒拱形结构部位能够有效降低水下波浪的动能；防浪沉子链组在波浪下运动，达到碎波、扰乱流场、吸收和降低波能的效果，优选的，防浪沉子可采用倒锥形，材质采用石块、陶瓷或废旧重物等材料中的任一种，连接链的材质可采用高分子聚乙烯(迪尼麻)绳索等；所述支撑框架结构可由横向刚性板与纵向刚性板组合构成，刚性板的数量，可根据海况具体设置。 对上述技术方案进一步的改进包括:所述多级开孔消波构件的任意两消波面板之间设有一竖向的过渡面板，所述过渡面板的顶端设为圆弧形，顶端向上凸出两消波面板的上表面。过渡面板的设置进一步降低了波浪冲击消波面板的动能和势能。 所述消波面板的上表面设有表面凸起，优选采用不规则的凸起形状，以增加海水与消波面板的摩擦力，起到消波的作用。 优选的，上述消波面板均采用双层板，所述双层板的上下板体之间的空腔中设有与板体垂直的加固平板，所述加固平板由相互垂直的横向加强板与纵向加强板构成，消波面板上的通孔贯穿双层板的上下板体。 所述水面消波结构的水上部分还包括一设置在多级开孔消波构件下方的座体，所述排水口设置在座体的侧面，所述座体的上表面设有与消波面板上通孔一一对应的排水通孔，所述排水通孔通过管道与座体的排水口连接。 海浪拍打在水面消波结构上，部分从多级开孔消波构件通孔注入的流体通过内部的管道排向两侧排水口，起到碎波并进一步减小波浪动能和冲击力的作用。一般情况下，排水口应设置在水面以上，使多级开孔消波构件因排水而注满水时，仍留有浮力。 进一步的，所述水面消波结构水上部分的两侧还设有消波通道，所述消波通道呈管状，顺着浪向设置，起到第二层消波的作用。所述消波通道优选设置为顺着浪向的方向以一定角度倾斜。 进一步的，所述水面消波结构的水下部分包括一矩形基座，所述消波球鼻部位设置在所述基座的前侧，所述深水消波结构的倒拱形结构部位由一向下凸出的弧形板构成，所述基座的周侧和上底面设有挡板，所述弧形板围挡在基座的下方，构成基座的下底面，基座与弧形板合围成的空腔内部设有支撑框架。 优选的，所述锚泊系统为采用交叉型布链方式的多点散射系泊系统，每根系泊链底部通过两根支链分别与两个固定在海床上的配重块连接，系泊链的中部配置有块重物。交叉型布链方式对于首摇运动有较好的控制作用。 所述消波装置的两侧设有浮箱，有效增加消波墙的宽度，提高本专利技术消波墙的消波性能和稳定性。浮箱优选采用浮力较大的固体浮力材料，浮箱与浮箱之间可根据海况，自由拼接组成浮力单元与消波墙相接。 一种适用于海上浮体的浮式消波墙组，其特征在于，由若干如上所述的浮式消波墙通过系泊链串联或并联构成。具体设置时，可视港口情况进一步调整消波墙组的数量、消波墙单元的浮力大小以及防浪沉子链组密集度等，以达到最优目标。 有益效果:本专利技术是一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元及消波墙组，与现有技术相比，具有结构强度高、稳定性好、修复安装方便、工程造价低的优点，且便于根据海域、海况调整设备参数，对环境的适应能力强。本专利技术通过水面消波结构和深水消波结构能够发挥良好的碎波、扰乱流场和减小波浪动能的作用，且本专利技术消波墙主体设置在水体表层，能最大程度地消减波能。 【附图说明】 图1是本专利技术浮式消波墙单元的结构图；图2是本专利技术的消波面板的结构示意图；图3是双层消波面板的结构示意图；图4是矩形基座与倒拱形结构部位组合后的结构示意图；图5是多级开孔消波构件的内部结构示意图；图6是图5的管路结构意图；图7是设置了浮箱的消波墙单元的俯视图；图8是消波墙组锚泊系统连接结构的示意图；图9是消波球鼻部位的立体结构示意图；图10是防浪沉子链组的结构示意图；图11是基座顶部开孔平面板的不意图；图12是消波墙组一实施例的结构示意图；上图中，1、消波球鼻，2、消波通道，3、沉子，4、消波面板，5、消波面板，6、过渡面板，7、面板圆孔，8、纵向刚性板，9、横向刚性板，10、不规则的表面凸起结构，11、纵向加强板，12、横向加强板，13、双层面板，14、横向刚性板，15、纵向刚性板，16、消波管道，17、系泊链，18、块重物，19、配重块，20、浮箱，21、倒拱形结构部位，22、浮箱锚链，23、连接锚链，24、开孔平面板，25、超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，包括消波装置以及底部固定在海床上的锚泊系统，消波装置与锚泊系统连接，其特征在于,所述消波装置设有水面消波结构和深水消波结构:所述水面消波结构包括水上部分和水下部分:所述水上部分设有多级开孔消波构件，所述多级开孔消波构件呈凸起的坡形，坡形的内部设有支撑框架结构，坡形前侧的上坡面为多级开孔消波构件的迎波面，坡形后侧为下坡面，坡形的左右两侧由一块或若干块竖向的板体围挡在坡面的下方构成，所述上坡面、下坡面分别由一块以上直形倾斜的消波面板构成，坡形的顶面，即上坡面与下坡面的连接处采用一块弧形的消波面板过渡衔接，所述消波面板沿浪向依次排列，所述消波面板上均设有贯通板体上下表面的通孔，所述水面消波结构设有与所述通孔连通的向外部排水的排水口；所述水下部分整体或局部位于水面以下，所述水下部分的前侧设有消波球鼻部位;所述深水消波结构包括设置在水面消波结构水下部分底面的倒拱形结构部位和垂坠在倒拱形结构部位下方的防浪沉子链组。

【技术特征摘要】
1.一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，包括消波装置以及底部固定在海床上的锚泊系统，消波装置与锚泊系统连接，其特征在于，所述消波装置设有水面消波结构和深水消波结构: 所述水面消波结构包括水上部分和水下部分: 所述水上部分设有多级开孔消波构件，所述多级开孔消波构件呈凸起的坡形，坡形的内部设有支撑框架结构，坡形前侧的上坡面为多级开孔消波构件的迎波面，坡形后侧为下坡面，坡形的左右两侧由一块或若干块竖向的板体围挡在坡面的下方构成，所述上坡面、下坡面分别由一块以上直形倾斜的消波面板构成，坡形的顶面，即上坡面与下坡面的连接处采用一块弧形的消波面板过渡衔接，所述消波面板沿浪向依次排列，所述消波面板上均设有贯通板体上下表面的通孔，所述水面消波结构设有与所述通孔连通的向外部排水的排水Π ； 所述水下部分整体或局部位于水面以下，所述水下部分的前侧设有消波球鼻部位；所述深水消波结构包括设置在水面消波结构水下部分底面的倒拱形结构部位和垂坠在倒拱形结构部位下方的防浪沉子链组。2.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，其特征在于: 所述多级开孔消波构件的任意两消波面板之间均设有一竖向的过渡面板，所述过渡面板的顶端设为圆弧形，顶端向上凸出两消波面板的上表面。3.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，其特征在于: 所述消波面板的上表面设有增加海水与面板摩擦力的表面凸起。4.根据权利要求1-3中任一权项所述的一种适用于海上浮体的浮式消波墙单元，其特征在于: 上述消波面板均为双层板，所述双层板上下板体之...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈中祥，潘亦鹏，张溯伟，霍发力，刘聪，马海潇，
申请(专利权)人：江苏海事职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32