浮筒式消浪装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的浮筒式消浪装置，包括：竖直设置在堤防外侧的滩地上的转轴；以及设置在所述转轴上用以消浪的浮筒，该浮筒随潮位变化沿所述转轴的轴向方向升降。本实用新型以浮筒为消浪的载体，利用波浪的动力冲击，推动浮筒旋转，浮筒在旋转的过程中粉碎波浪，达到消浪的目的，并能利用水的浮力，随潮位变动而浮筒上下运动，无须提供任何动力，适用于不同潮位的消浪。
【专利说明】浮筒式消浪装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水工消浪技术，尤其涉及一种浮筒式消浪装置。
【背景技术】
[0002]我国的河流纵横，湖泊密布，海岸线长，堤防护坡工作量很大，所以防浪、消浪的形式层出不穷，且一直在不断地优化和创新。消浪是堤防设计的重要内容，过去一直以来，堤防大多数都是采用工程消浪措施削减波浪能量，目前较为常用的是在海堤的临海侧堤脚采用扭工字块来消除波浪动能，降低波浪爬高。
[0003]参见图1，图中给出的是一种现有的消浪结构，包括若干堆放在堤脚或护坡1上的扭工字块2，每一扭工字块2通过相互拼接形成消浪面3。但是这种采用堆放消浪构件形成的消浪结构，消浪整体性差，抗冲刷能力弱，尤其是在消浪构件未“生根”的情况下，抗浪稳定性较差。其次，对于抛投堆放在堤脚或护坡1上的扭工字块2来说，只要经过波浪冲击后，便东倒西歪，这样便会降低消浪的效果，而且当落潮后，扭工字块2便会呈现出张牙舞爪、藏污纳垢的面目，严重影响海岸景观。再者，这种消浪结构因扭工字块2堆放高度所限，只能削减某一潮位下的波浪，超过该潮位时就无法有效地消浪，即只能满足一定潮位下的消浪，在潮位升高后，扭工字块2位于静水面4的下方，这样就弱化了消浪效果，而实际情况是高潮位时风浪更大，更需要消浪。
[0004]上述表明目前的消浪结构只是简单地大量抛投消浪构件，实施效果不理想，且材料和施工费用大，景观效果差，已难以满足工程使用的要求。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题:针对传统消浪结构采用消浪构件被动防浪的不足和缺陷，而提供一种浮筒式消浪装置，该消浪装置利用波浪的动能消减波浪，且能随潮位升降，对不同潮位的波浪的消浪效果佳，避免了传统的消浪结构只能消减某一潮位下的波浪的情况；该消浪装置简单实用、安全可靠、便于安装和更换、低碳环保。
[0006]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0007]浮筒式消浪装置，包括:
[0008]竖直设置在堤防外侧滩地上的转轴；以及
[0009]设置在所述转轴上用以消浪的浮筒，该浮筒随潮位变化沿所述转轴的轴向方向升降。
[0010]在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮筒包括设置在所述浮筒上部的消浪套筒以及设置在所述浮筒下部的浮箱；所述消浪套筒包括设置在所述转轴上的内套筒以及若干圆周等分固定设置在所述内套筒的外筒面上的竖向消浪板；所述浮箱为一由设置在所述转轴上的浮箱内筒、浮箱外筒、浮箱顶板以及浮箱底板所围合成的密封空心圆柱体；所述消浪套筒的内套筒与所述浮箱内筒为同心圆筒，所述消浪套筒的内套筒固定设置在所述浮箱顶板上。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，所述竖向消浪板上开设有若干消浪孔，所述消浪孔的总面积为所述竖向消浪板一侧表面积的20%?30%。
[0012]在本实用新型的一个优选实施例中，所述竖向消浪板的横截面为3型。
[0013]在本实用新型的一个优选实施例中，所述消浪套筒的高度为21！，1！为平均浪高，所述竖向消浪板的高度等于所述消浪套筒的内套筒的高度。
[0014]在本实用新型的一个优选实施例中，所述竖向消浪板的底端设置有水平基脚，所述竖向消浪板与所述内套筒的外筒面接触的端部设置有竖向基脚，所述水平基脚和竖向基脚上均设置有螺栓孔；安装时，分别采用螺栓穿过所述水平基脚和竖向基脚上的螺栓孔，用以将所述水平基脚和竖向基脚分别固定连接在所述浮箱顶板和所述内套筒的外筒面上。
[0015]在本实用新型的一个优选实施例中，所述竖向消浪板的底部两侧设置有若干用以加固所述竖向消浪板的直角三角形加强板，每一直角三角形加强板的其中一条直角边固定压在所述水平基脚上，另一条直角边固定压在所述竖向消浪板的侧面上。
[0016]在本实用新型的一个优选实施例中，所述竖向消浪板的数量为6?8块。
[0017]在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱内筒的直径为0.6?0.8111，所述浮箱外筒的直径为1.5?2.5%所述浮箱的高度按照所述消浪套筒没入静水位以下21^/3的要求计算确定，其中卜为平均浪高。
[0018]在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱内设置有若干沿所述浮箱内筒圆周均匀分布的加强隔板。
[0019]在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱内根据计算需要可设置配重，采用预制混凝土块，对称布置在所述浮箱底板上，且所述预制混凝土块需要有不少于三个连接点稳定连接于所述浮箱底板上。
[0020]在本实用新型的一个优选实施例中，所述消浪套筒的内套筒的内筒面上以及所述浮箱内筒的内筒面上分别焊接有若干层环形滚珠槽，每一环形滚珠槽内设置有若干滚珠。
[0021]在本实用新型的一个优选实施例中，该浮筒式消浪装置在堤防外侧的滩地上可采用一字形或者弧线形平面布置。
[0022]在本实用新型的一个优选实施例中，所述转轴为圆形预制桩或圆形钢桩。
[0023]在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱和消浪套筒的内套筒均采用钢材制成。
[0024]由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果在于:
[0025]1、以浮筒为消浪的载体，利用波浪的动力冲击，推动浮筒旋转，浮筒在旋转的过程中粉碎波浪，达到消浪的目的；
[0026]2、利用水的浮力，随潮位变动而浮筒上下运动，无须提供任何动力，适用于不同潮位的消浪；
[0027]3、消浪套筒的高度设计为2^(1！为平均浪高)，并没入水下的部分高度不小于211/3，以便于能足够承接大部分的波浪；
[0028]4、消浪套筒的内套筒的内筒面上以及浮箱内筒的内筒面上所焊接的若干层环形滚珠槽内嵌有滚珠，以减少浮筒上下或旋转时的阻力；
[0029]5、竖向消浪板上设置有消浪孔，增加了消浪的效果；
[0030]6、竖向消浪板通过水平基脚和竖向基脚安装，并采用三角形加强板加固，使得竖向消浪板安装效果更好，更加耐用；
[0031〕 7、竖向消浪板采用彩色塑料制成，景观效果较佳。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0033]图1是一种现有的消浪结构的结构示意图。
[0034]图2是本实用新型的结构示意图。
[0035]图3是图2中的0(:向剖视图。
[0036]图4是图2中的8-8向剖视图。
[0037]图5是本实用新型的竖向消浪板连接处的放大示意图。
[0038]图6是图5中的0(:向剖视图。
[0039]图7是图2中的六-八向剖视图。
[0040]图8是本实用新型采用一字形平面布置的示意图。
[0041]图9是本实用新型采用弧线形平面布置的示意图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0043]参见图2，图中给出的浮筒式消浪装置，包括竖直设置在堤防外侧滩地500上的转轴100以及设置在转轴100上用以消浪的浮筒200，该浮筒200能在水面上漂浮并随潮位变化沿所述转轴的轴向方向升降。
[0044]转轴100为竖向轴，可采用圆形预制桩或圆形钢桩，桩径、桩长及桩间距按设计要求确定，转轴100以沉桩的方式布置在堤防外侧的滩地500上，其作用是作为浮筒200的转轴。
[0045]参见图2、图3和图7，浮筒200包括设置在浮筒上部的消浪套筒300以及设置在浮筒200下部的浮箱400，其中，位于浮筒200上部的消浪套筒300的作用是消浪，位于浮筒200下部的浮箱400的作用是为浮筒200提供浮力。
[0046]浮箱400为一由设置在转轴100上的浮箱内筒410、浮箱外筒420、浮箱顶板430以及浮箱底板440所围合成的密封空心圆柱体，其尺寸根据浮力需要计算确定，一般地，浮箱内筒410的直径为0.6111?0.8111，浮箱外筒的直径为1.50?2.5^,浮箱400的高度按照消浪套筒300没入静水位以下21^/3(11为平均浪高)的要求计算确定。浮箱400采用钢材制成，为了使得浮箱400满足刚度和强度的要求，浮箱400内设置有若干沿浮箱内筒410圆周均匀分布的加强隔板450。浮箱400内如果需要设置配重，可以采用预制混凝土块，对称布置于浮箱底板440上，且预制混凝土块需要有不少于三个连接点稳定连接于浮箱底板440上。
[0047]参见图2、图3和图4，消浪套筒300包括设置在转轴100上的内套筒310以及若干圆周等分固定设置在内套筒310的外筒面上的竖向消浪板320。消浪套筒300的内套筒310的作用是安装和支撑竖向消浪板320，消浪套筒300的内套筒310与浮箱内筒410为同心圆筒，消浪套筒300的内套筒310固定设置在浮箱顶板430上，消浪套筒300采用钢材制成。竖向消浪板320采用彩色塑料制成，一般可以设置6?8块(片)，均衡布置，不宜过密，应保证有一定宽度的波浪承接口，接纳波浪。
[0048]消浪套筒300的高度一般为2^(1！为平均浪高)，竖向消浪板320的高度等于内套筒310的高度，它们的高度也为2匕消浪套筒300位于静水位以下高度不小于21^/3。竖向消浪板320的横截面为3型结构，该3型结构的外端比内端稍长，以便于竖向消浪板320产生旋转力偶，其长度宜通过计算确定，其截面尺寸由所需要的强度确定。竖向消浪板320上开设有若干呈梅花形布置的消浪孔321，消浪孔321的总面积为竖向消浪板320—侧表面积的 20%?30%。
[0049]参见图5，为了使得竖向消浪板320方便安装，竖向消浪板320的底端设置有水平基脚322，竖向消浪板320与内套筒310的外筒面接触的端部设置有竖向基脚323，水平基脚322和竖向基脚323上均设置有螺栓孔322^32351。安装竖向消浪板320时，分别采用螺栓穿过水平基脚322和竖向基脚323上的螺栓孔322^32351，用以将水平基脚322和竖向基脚323分别固定连接在浮箱顶板430和内套筒310的外筒面上，使得竖向消浪板320固定在内套筒310上。
[0050]参见图5和图6，为了使得竖向消浪板320更加稳固，竖向消浪板320的底部两侧设置有若干直角三角形加强板330，每一直角三角形加强板330的其中一条直角边固定压在水平基脚322上，另一条直角边固定压在竖向消浪板320的侧面上。
[0051]参见图2，为了将浮筒200的内筒面与转轴100间的滑动摩擦化为滚动摩擦，以减少浮筒200上下或旋转时的阻力，消浪套筒300的内套筒310的内筒面上和浮箱内筒410的内筒面上均焊接有若干层环形滚珠槽230，每一环形滚珠槽230由上圆环210以及下圆环220组成，每一环形滚珠槽230内嵌若干滚珠240。
[0052]下面介绍本实用新型浮筒式消浪装置的消浪原理:
[0053]本实用新型浮筒式消浪装置按照设计的间距布置于堤防外侧的滩地500上，构成一道消浪屏障，利用水的浮力升降、利用波浪动能旋转，无须提供动力，它时刻浮于水面，随时可以自动投入工作。
[0054]当水面产生波浪，并向被保护的堤防涌进时，由于波能集中于水体的表层，本实用新型浮筒式消浪装置的由竖向消浪板320形成的竖向纳潮口，不断地接纳涌进的波浪，3型结构的竖向消浪板320在波浪的冲击下，推动着浮筒200不断环绕着转轴100旋转，同时将波浪粉碎；在后续波浪的作用下，浮筒200不断旋转，从而达到不停地破浪消能。在连续地旋转中，竖向消浪板320上的消浪孔321也同时参与消浪。
[0055]下面介绍本实用新型浮筒式消浪装置的制作过程:
[0056](1)参见图8和图9，在堤防外侧的滩地500处，打入一排转轴100，转轴可采用一字形或者弧线形平面布置；
[0057](2)竖向消浪板320由彩色塑料按设计尺寸制作，形状尺寸相同，因而可做成标准构件在工厂生产，这样制作加工方便，还可以提高效率，而且可降低材料消耗，改进节点构造，确保产品质量，并能减少大量现场工作量，提高该装置的工程质量；
[0058](3)消浪套筒300的内套筒310的内筒面上和浮箱内筒410的内筒面上焊接多层环形滚珠槽230，并在环形滚珠槽230中放入滚珠240 ；
[0059](4)浮箱400按照技术尺寸采用钢板制作，浮箱内筒410与消浪套筒300的内套筒310按同心圆制作，并按照竖向消浪板320的形状、尺寸和螺栓孔的位置，做好浮箱顶板430和消浪套筒300的内套筒310外侧的螺栓焊接；
[0060](5)分件完成竖向消浪板320安装，从而完成单件浮筒200的组装；
[0061〕 (6)浮筒200做好防锈处理；
[0062](7)浮筒200采用船运至现场后，将浮筒200从转轴100的顶端套下，放置于水面即完成本实用新型浮筒式消浪装置安装。
【权利要求】
1.浮筒式消浪装置，其特征在于，包括: 竖直设置在堤防外侧的滩地上的转轴；以及 设置在所述转轴上用以消浪的浮筒，该浮筒随潮位变化沿所述转轴的轴向方向升降。
2.如权利要求1所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述浮筒包括设置在所述浮筒上部的消浪套筒以及设置在所述浮筒下部的浮箱；所述消浪套筒包括设置在所述转轴上的内套筒以及若干圆周等分固定设置在所述内套筒的外筒面上的竖向消浪板；所述浮箱为一由设置在所述转轴上的浮箱内筒、浮箱外筒、浮箱顶板以及浮箱底板所围合成的密封空心圆柱体；所述消浪套筒的内套筒与所述浮箱内筒为同心圆筒，所述消浪套筒的内套筒固定设置在所述浮箱顶板上。
3.如权利要求2所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述竖向消浪板上开设有若干消浪孔，所述消浪孔的总面积为所述竖向消浪板一侧表面积的20%?30%。
4.如权利要求2所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述竖向消浪板的横截面为S型。
5.如权利要求2所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述消浪套筒的高度为2h，h为平均浪高，所述竖向消浪板的高度等于所述消浪套筒的内套筒的高度。
6.如权利要求5所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述竖向消浪板的底端设置有水平基脚，所述竖向消浪板与所述内套筒的外筒面接触的端部设置有竖向基脚，所述水平基脚和竖向基脚上均设置有螺栓孔；安装时，分别采用螺栓穿过所述水平基脚和竖向基脚上的螺栓孔，用以将所述水平基脚和竖向基脚分别固定连接在所述浮箱顶板和所述内套筒的外筒面上。
7.如权利要求6所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述竖向消浪板的底部两侧设置有若干用以加固所述竖向消浪板的直角三角形加强板，每一直角三角形加强板的其中一条直角边固定压在所述水平基脚上，另一条直角边固定压在所述竖向消浪板的侧面上。
8.如权利要求2所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述竖向消浪板的数量为6?8块。
9.如权利要求5所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述浮箱内筒的直径为0.6?0.Sm，所述浮箱外筒的直径为1.5?2.5m，所述浮箱的高度按照所述消浪套筒没入静水位以下2h/3的要求计算确定，其中h为平均浪高。
10.如权利要求9所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述浮箱内设置有若干沿所述浮箱内筒圆周均匀分布的加强隔板。
11.如权利要求10所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述浮箱内根据计算需要可设置配重，采用预制混凝土块，对称布置在所述浮箱底板上，且所述预制混凝土块需要有不少于三个连接点稳定连接于所述浮箱底板上。
12.如权利要求2至11中任一项所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述消浪套筒的内套筒的内筒面上以及所述浮箱内筒的内筒面上分别焊接有若干层环形槽，每一环形槽内设置有若干滚珠。
13.如权利要求12所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，该浮筒式消浪装置在堤防外侧的滩地上可采用一字形或者弧线形平面布置。
14.如权利要求12所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述转轴为圆形预制桩或圆形钢桩。
15.如权利要求12所述的浮筒式消浪装置，其特征在于，所述浮箱和消浪套筒的内套筒均采用钢材制成。
【文档编号】E02B3/06GK204112277SQ201420289400
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】唐金忠, 肖志乔, 李国林 申请人:上海市水利工程设计研究院有限公司