本发明专利技术提出一种兼具发电与防波堤功能的透水型生态码头，每个单元主体部分包括吸力桶基础、开孔圆沉箱与码头盖板。吸力桶基础包括下部外圆桶、下部内圆桶和下部十字形隔板。开孔圆沉箱包括上部内圆桶、上部外圆桶、与吸力桶基础相连的底板和多个隔板，通过所述隔板将沉箱内部空间划分为三个功能区：发电系统、生态通道与沉箱养殖区。开孔圆沉箱内设置的隔板包括：上部内圆桶内隔板，两块气室入口通道两侧竖直隔板，一块气室入口通道上部水平隔板和一块竖直短隔板。发电系统包括机室、位于机室内的发电机、开设在开孔圆沉箱向海侧中间靠下位置的气室入口、位于上部内圆桶内的气室和气室入口通道，气室入口通道位于气室入口和气室之间。之间。之间。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具发电与防波堤功能的透水型生态码头
[0001]本专利技术涉及一种深水码头结构，具体地说是一种集发电、消浪、水体交换与生物交流等功能为一体的离岸的透水型生态码头，适用于深水和软弱地基条件。
技术介绍
[0002]目前新型生态码头结构的开发与应用面临一些问题。从生态角度，码头在建设过程中会对生态环境产生许多负面影响，在建设期填海造陆占用了大面积滩涂，对工程所在区域的海洋生物以及鸟类栖息地造成严重破坏，现有的防波堤、码头等结构的存在大多都将水域直接隔断，阻碍了结构两侧的水体交换与生物交流，传统的透空式结构又无法满足长周期波作用下仍具有较好的消浪效果，研发一种既能满足长周期波作用下的防浪要求又具有良好生态效益的生态码头结构显得尤为重要；虽然鱼道的应用在大坝中相当成熟，但传统鱼道的设置大多是为了克服鱼类通行被大坝截流造成的水头差所阻断的问题，大部分鱼道的研究关注于通道内部空间布置，但有效提高鱼道通过效率的关键是将被动等待鱼类通过鱼道变作主动引导鱼类通行；防波堤与发电设施相结合的理论与实践已经相当成熟，但传统振荡水柱式发电防波堤的发电转子等主要发电设备以及排气通道通常位于堤顶且伸向内陆，占用了较大的堤顶空间；开孔沉箱结构的应用日趋广泛，但开孔的目的大多仅为消浪，合理开发与利用其空腔可显著增强沉箱结构的多功能性。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种透水型的既满足安全性、耐久性又兼顾生态效益与经济效益的生态码头。本专利技术将吸力桶基础与开孔圆沉箱结合并在上部沉箱的内外圆桶中设置生态通道、生物养殖区以及发电系统等功能区，吸力桶基础对软土地基适应性强，上部开孔沉箱消浪性能与生态性能好，形成集消浪、发电、水体交换与生物交流于一体的多功能透水型生态码头。技术方案如下：
[0004]一种兼具发电与防波堤功能的透水型生态码头，每个单元主体部分包括吸力桶基础1、开孔圆沉箱2与码头盖板3，其中，
[0005]所述吸力桶基础1包括下部外圆桶101、下部内圆桶102和下部十字形隔板103；下部十字形隔板103为竖向隔板，用于连接下部外圆桶101和下部内圆桶102，并起到加固作用。
[0006]开孔圆沉箱2包括上部内圆桶201、上部外圆桶202、与吸力桶基础1相连的底板203和多个隔板，通过所述隔板将沉箱内部空间划分为三个功能区：发电系统21、生态通道22与沉箱养殖区23；上部内圆桶201和上部外圆桶202合围的区域被称之为环形区域；
[0007]开孔圆沉箱2内设置的隔板包括：上部内圆桶内隔板204，位于上部内圆桶201和上部外圆桶202之间的两块气室入口通道两侧竖直隔板213，一块气室入口通道上部水平隔板212和一块竖直短隔板214；
[0008]上部内圆桶内隔板204为多块，其顶端与码头盖板3相连，底部与底板203相连；两
块气室入口通道两侧竖直隔板213，其顶端与码头盖板3相连，底部与底板203相连，在此隔板靠近顶端的位置设置有矩形的排气孔216；一块气室入口通道上部水平隔板212，其与底板203平行且高程高于气室入口211的顶高程；一块竖直短隔板214，其顶端与码头盖板3相连，底部与气室入口通道上部水平隔板212相连，在此隔板上设置有圆形气体通道215；
[0009]发电系统21包括机室、位于机室内的发电机、开设在开孔圆沉箱2向海侧中间靠下位置的气室入口211、位于上部内圆桶201内的气室217和气室入口通道218，气室入口通道218位于气室入口211和气室217之间；气室217位于上部内圆桶201内，为由上部内圆桶内隔板204所隔离的空间；机室位于气室入口通道218上方并与气室入口通道218之间通过气室入口通道上部水平隔板212相隔离；机室由上部内圆桶201内壁、气室入口通道两侧竖直隔板213和上部内圆桶201内壁对侧的竖直短隔板214隔离而成，气室入口通道两侧竖直隔板213上设置有排气孔216，竖直短隔板214设置在气室入口通道218和气室217之间，发电机安装在竖直短隔板214的圆形气体通道215上；
[0010]沉箱养殖区23位于环形区域的背海侧，生态通道22为从两块气室入口通道两侧竖直隔板213开始延伸到沉箱养殖区23两侧隔板的环形区域，包括连通到沉箱养殖区23的两路通道，每路通道包括生态通道入口区和生态通道中部区；沉箱养殖区23与生态通道22的两路通道分别通过养殖区隔板231相连通，养殖区隔板231顶端与码头盖板3相连，底部与底板203相连，在其上设置有养殖区进出口232；
[0011]位于生态通道入口区的上部外圆桶202设置有沉箱临海侧开孔227，位于生态通道中部区的上部外圆桶202设置有沉箱背海侧开孔228。
[0012]进一步地，在生态通道中部区设置有过鱼助推器223，过鱼助推器223包括助推器轨道224、助推器支架225和助推器开孔网板226三部分，助推器支架225竖向固定在上部内圆桶201的外壁或上部外圆桶202的内壁上，助推器轨道224固定在其两侧，助推器开孔网板226能够沿助推器轨道224滑动。
[0013]进一步地，在生态通道中部区设置有多个形状不同的消浪导流隔板222。
[0014]进一步地，在生态通道中设置有诱鱼灯207。
[0015]进一步地，在养殖区进出口232处设置有诱鱼灯207。
[0016]进一步地，在养殖区23内设置有人工鱼礁。
[0017]进一步地，在生态通道入口区设置有消浪隔板221。
[0018]进一步地，发电机为涡轮发电机，用于为透水型生态码头需要供电的内部设施提供电力。
[0019]本专利技术的有益效果在于：
[0020](1)新型结构向海侧作为防波堤抵御波浪，背海侧兼做码头供船舶停靠作业；在满足沉箱结构安全性、耐久性等基本要求下对开孔沉箱内部空间进行合理规划，改善了双层圆沉箱结构的受力特性，有效增强了结构的整体性与功能性；其中多数构件在陆上制作水下安装，装配率高，可大幅减少工期，降低施工难度；新型结构集消浪、水体交换、生物交流与能源开发等功能于一体，有效改善了传统沉箱结构隔绝水域、破坏生物栖息地与生物活动等缺点，显著提高了结构的生态效益与经济效益；
[0021](2)圆沉箱所受的波压力为径向力,沿沉箱纵轴线的波压力水平分力可互相抵消,显著减小了影响结构稳定的水平荷载，同时作用在沉箱结构上的最大波浪力具有相位差，
波浪力总是小于传统方形沉箱；结构上部外圆桶临海侧与背海侧均设置有开孔，在增强结构消浪性能的前提下可兼作生态通道与水体交换的“大门”；生态通道内设置有相互交错的隔板，隔板在发挥消浪功能的同时将圆沉箱内部空间合理划分形成众多功能区域：内外圆桶与隔板之间的空间形成集消浪、水体交换与生物交流等功能于一体的空间通道；人工鱼礁所在沉箱舱格的两侧隔板上设置有开孔，此舱格作为“海洋牧场”，既可为通行生物提供栖息空间也可作为生物养殖场所；气室入口处水流通道向内具有收缩趋势，可有效增加气室内水位变化幅度，提高发电系统的工作效率，发电装置设置于气室入口通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼具发电与防波堤功能的透水型生态码头，每个单元主体部分包括吸力桶基础(1)、开孔圆沉箱(2)与码头盖板(3)，其中，所述吸力桶基础(1)包括下部外圆桶(101)、下部内圆桶(102)和下部十字形隔板(103)；下部十字形隔板(103)为竖向隔板，用于连接下部外圆桶(101)和下部内圆桶(102)，并起到加固作用；开孔圆沉箱(2)包括上部内圆桶(201)、上部外圆桶(202)、与吸力桶基础(1)相连的底板(203)和多个隔板，通过所述隔板将沉箱内部空间划分为三个功能区：发电系统(21)、生态通道(22)与沉箱养殖区(23)；上部内圆桶(201)和上部外圆桶(202)合围的区域被称之为环形区域；开孔圆沉箱(2)内设置的隔板包括：上部内圆桶内隔板(204)，位于上部内圆桶(201)和上部外圆桶(202)之间的两块气室入口通道两侧竖直隔板(213)，一块气室入口通道上部水平隔板(212)和一块竖直短隔板(214)；上部内圆桶内隔板(204)为多块，其顶端与码头盖板(3)相连，底部与底板(203)相连；两块气室入口通道两侧竖直隔板(213)，其顶端与码头盖板(3)相连，底部与底板(203)相连，在此隔板靠近顶端的位置设置有矩形的排气孔(216)；一块气室入口通道上部水平隔板(212)，其与底板(203)平行且高程高于气室入口(211)的顶高程；一块竖直短隔板(214)，其顶端与码头盖板(3)相连，底部与气室入口通道上部水平隔板(212)相连，在此隔板上设置有圆形气体通道(215)；发电系统(21)包括机室、位于机室内的发电机、开设在开孔圆沉箱(2)向海侧中间靠下位置的气室入口(211)、位于上部内圆桶(201)内的气室(217)和气室入口通道(218)，气室入口通道(218)位于气室入口(211)和气室(217)之间；气室(217)位于上部内圆桶(201)内，为由上部内圆桶内隔板(204)所隔离的空间；机室位于气室入口通道(218)上方并与气室入口通道(218)之间通过气室入口通道上部水平隔板(212)相隔离；机室由上部内圆桶(201)内壁、气室入口通道两侧竖直隔板(213)和上部内...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠，张嘉煜，高荣姝，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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