一种新型浮式框架防波堤的制作方法

1.本实用新型属于海洋工程技术领域，尤其涉及一种新型浮式框架防波堤。


背景技术：

2.随着社会的飞速发展，对物质及生产活动需求日益增长，人类把资源开发的方向逐渐从有限的陆地资源转向更加广阔的海洋资源。港口、码头、防波堤等作为主要的近岸水工构筑物为海洋运输提供了良好的平台。防波堤作为一种常见的挡浪消浪设施，起到了抵挡外海波浪入侵，保护港域内船舶安全作业的作用。随着海洋开发的深入，对防波堤的造价、建造难度、水深、消波效果等提出了更高的要求。浮式防波堤的提出为海洋工程的建设提供了经济有效的临时掩护，其受到水深及海床条件的影响较小、环境友好、海水交换能力强、受潮汐变化影响小等优点，使其在工程界广受欢迎。
3.浮式防波堤相较于传统的坐底式防波堤的显著优点在于其建造周期短，能达到一定的消波效果，特别适用于海洋工程的临时掩护，故浮式防波堤的结构设计优化主要从其施工是否方便快速和提升其消波效果两方面展开。同时，在面对台风等自然灾害天气时，浮式防波堤由于其自身系泊系统强度受限，容易脱离原系泊位置，对周遭海洋工程造成危害。目前工程界所提出的浮式防波堤形式很难做到消波效果和施工速度的平衡，在工程现场难以根据实际情况重新调整浮式防波堤的尺寸以及淹没水深，也并未考虑到大风大浪天气对浮式防波堤破坏及重新利用问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种新型浮式框架防波堤，安装速度快、拼搭方便、施工灵活、消浪效果好，能现场调整防波堤尺寸及淹没水深，在自然灾害天气保护防波堤主体结构并可重新利用。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种新型浮式框架防波堤，包括消浪框架，消浪框架沿其长度方向的竖截面呈倒u型，消浪框架内部沿其u型状设有多个气囊，气囊水平设置，且相邻的两个气囊之间存在间隙，消浪框架上连接有多个锚固装置，锚固装置包括第一绞轮、第二绞轮、系缆绳和锚泊配重块，第一绞轮设置在消浪框架上，第二绞轮设置在锚泊配重块上，系缆绳的顶端与第一绞轮连接，其底端与第二绞轮连接。
7.进一步地，消浪框架宽度方向的两端分别设有矩形桁架。
8.进一步地，消浪框架包括两个侧框架以及连接两个侧框架的顶框架，侧框架由多个第一长方体框架自上而下连接而成，顶框架由多个第二长方体框架水平连接而成，矩形桁架分别与两个侧框架和顶框架连接。
9.进一步地，矩形桁架由多个第一矩形框依次组合连接而成，第一矩形框内设有呈十字交叉的两根斜杆。
10.进一步地，第一长方体框架的长度至少是气囊长度的0.9倍，其宽度和高度至少是
气囊直径的1.1倍，第二长方体框架的宽度是第一长方体框架宽度的2倍，其长度和高度分别等于第一长方体框架的长度和高度。
11.进一步地，第一长方体框架上沿其长度方向间隔设有若干第二矩形框，第二长方体框架上沿其长度方向间隔设有若干第三矩形框。
12.进一步地，消浪框架的各角部设有加固钢块。
13.进一步地，气囊为橡胶制空心圆柱气囊。
14.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
15.(1)消浪框架采用倒u型框架结构，形状简单，焊接方便，减轻防波堤整体重量的同时对波浪入射波在水体表层及水下一定深度的传播进行了二次阻隔；
16.(2)波浪从外海传至防波堤，一部分波浪由消浪框架和气囊反射消能，另一部分波浪通过消浪框架与气囊之间的间隙以及通过气囊与气囊之间的间隙干涉，波浪原有运动路径被破坏，产生紊乱的水流，起到紊动消能的作用；
17.(3)由于采用多个气囊分布于消浪框架内，有部分的浮力储备，即使部分气囊由损坏，防波堤也不会沉没，只需替换损坏的气囊即可，可操作性高，维护简便，风险可控；
18.(4)在极端自然灾害天气来临前，可将气囊放气或者回收气囊，同时利用第一绞轮和第二绞轮将系缆绳收紧，使消浪框架落至海底指定工程区域，待自然灾害天气结束，再重新给气囊充气或者安装气囊，并利用第一绞轮和第二绞轮将系缆绳释放，防波堤即可重新使用，安装速度快，施工灵活，并能节约工程成本；
19.(5)可根据现场波浪条件，通过焊接增加防波提来提高消波效果，以弥补工程调研情况与实际波浪条件存在的误差，防波堤整体的淹没水深也可通过增减气囊数量来进行调整，可操作性强，施工灵活。
附图说明
20.图1为本实用新型新型浮式框架防波堤的结构示意图；
21.图2为本实用新型新型浮式框架防波堤的主视图；
22.图3为本实用新型新型浮式框架防波堤的俯视图；
23.图4为本实用新型新型浮式框架防波堤中第一绞轮的安装示意图；
24.图5为本实用新型新型浮式框架防波堤中第二绞轮的安装示意图。
25.图中，1
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消浪框架，11
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侧框架，12
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顶框架，2
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气囊，3
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第一绞轮，4
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第二绞轮，5
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系缆绳，6
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锚泊配重块，7
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矩形桁架，71
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第一矩形框，72
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斜杆，8
‑
加固钢块。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.请参阅图1至图5，图1为本实用新型新型浮式框架防波堤的结构示意图，图2为本实用新型新型浮式框架防波堤的主视图，图3为本实用新型新型浮式框架防波堤的俯视图，图4为本实用新型新型浮式框架防波堤中第一绞轮的安装示意图，图5为本实用新型新型浮式框架防波堤中第二绞轮的安装示意图。一种新型浮式框架防波堤，包括消浪框架1，消浪框架1沿其长度方向的竖截面呈倒u型，消浪框架1内部沿其u型状设有多个气囊2，气囊2水平设置，且相邻的两个气囊2之间存在间隙，消浪框架1上连接有多个锚固装置，锚固装置包括第一绞轮3、第二绞轮4、系缆绳5和锚泊配重块6，第一绞轮3设置在消浪框架1上，第二绞轮4设置在锚泊配重块6上，系缆绳5的顶端与第一绞轮3连接，其底端与第二绞轮4连接。
32.本实用新型新型浮式框架防波堤主体部分为u型状的消浪框架1，形状简单，焊接方便，减轻防波堤整体重量，同时消浪框架1内部设有多个气囊2，气囊2可通过绳索等绑扎在消浪框架1内部，其长度方向与消浪框架1的宽度方向一致，用于为消浪框架1提供浮力。气囊2的使用数量根据实际工程对防波堤的淹没水深要求进行选择。在一实施例中，气囊2为橡胶制空心圆柱气囊2。多个气囊2沿消浪框架1的u型状进行分布，消浪框架1的u型两侧壁分别为迎浪侧和背浪侧，从而消浪框架1的u型两侧壁以及设置在u型两侧壁内的气囊2能对波浪入射波在水体表面及水下一定深度的传播进行二次阻隔，应用消浪框架1及气囊2对波浪的反射作用消减波浪能力，反射消能效果显著，同时一部分波浪通过消浪框架1与气囊2之间的间隙以及通过气囊2与气囊2之间的间隙干涉，波浪原有运动路径被破坏，产生紊乱的水流，起到紊动消能的作用。因此本实用新型新型浮式框架防波堤兼顾反射消能和紊动消能等消能特点，波浪入射至防波堤处在上述作用下入射波能耗散明显，透射波高大幅降低，消浪效果显著。并且由于采用多个气囊2分布于消浪框架1内，有部分的浮力储备，即使部分气囊2由损坏，防波堤也不会沉没，只需替换损坏的气囊2即可，可操作性高，维护简便，风险可控。
33.为进一步增强防波堤的消波效果，在一实施例中，消浪框架1宽度方向的两端分别设有矩形桁架7。矩形桁架7位于消浪框架1宽度方向的两侧，同样可以使得波浪的波列发射干涉，波浪原有运动路径被破坏，使得水体掺混而进一步消能。在一实施例中，矩形桁架7由多个第一矩形框71依次组合连接而成，第一矩形框71内设有呈十字交叉的两根斜杆72。两根斜杆72与第一矩形框71架之间形成供波浪穿过的通孔，用于对波浪进行干涉，产生紊乱的水流，起到紊动消能的作用。
34.为便于根据实际需要的尺寸组装消浪框架1，在一实施例中，消浪框架1包括两个侧框架11以及连接两个侧框架11的顶框架12，侧框架11由多个第一长方体框架自上而下连接而成，顶框架12由多个第二长方体框架水平连接而成，矩形桁架7分别与两个侧框架11和顶框架12连接。第一长方体框架和第二长方体框架可以在工厂模块化生产后，根据防波堤的需求的长宽高，选择合适数量的第一长方体框架和第二长方体框架，可将第一长方体框架和第二长方体框架运输至施工现场后，在施工现场进行消浪框架1的焊接组合。同时可根据现场波浪条件，通过焊接增加防波提或者增加消浪框架1的尺寸来提高消波效果，以弥补工程调研情况与实际波浪条件存在的误差，可操作性强，施工灵活。在一实施例中，第一长方体框架的长度至少是气囊2长度的0.9倍，其宽度和高度至少是气囊2直径的1.1倍，第二长方体框架的宽度是第一长方体框架宽度的2倍，其长度和高度分别等于第一长方体框架的长度和高度。在第一长方体框架内可以设置一个气囊2，在第二长方体框架内可以设置两个气囊2。在本实施例中，每个侧框架11采用五个第一长方体框架，每个第一长方体框架内设置一个气囊2，顶框架12采用九个第二长方体框架，每个第二长方体框架内设置两个气囊2。为便于将气囊2绑扎于第一长方体框架或第二长方体框架内，并能水平放置，在一实施例中，第一长方体框架上沿其长度方向间隔设有若干第二矩形框，同样第二长方体框架上沿其长度方向间隔设有若干第三矩形框。第二矩形框和第三矩形框能对气囊2起到支撑的作用，并且在第二矩形框与第一长方体框架及第三矩形框与第二长方体框架的连接处可用于绑扎绳索，从而气囊2通过若干绳索绑扎在第一长方体框架或第二长方体框架内。进一步地，为对消浪框架1的受力薄弱处进行加固，在一实施例中，消浪框架1的各角部设有加固钢块8。
35.锚固装置与消浪框架1连接，其位于消浪框架1的下部海域，用于锚固消浪框架1在海面上的位置，从而对防波堤起到定位的作用，降低防波堤在工作过程中的运动响应幅值。锚固装置中的第一绞轮3和第二绞轮4可调节系缆绳5长度和松紧度，在极端自然灾害天气来临前，可将气囊2放气或者回收气囊2，同时利用第一绞轮3和第二绞轮4将系缆绳5收紧，使消浪框架1落至海底指定工程区域，待自然灾害天气结束，再重新给气囊2充气或者安装气囊2，并利用第一绞轮3和第二绞轮4将系缆绳5释放，使防波堤达到预定的淹没水深，防波堤即可重新使用，安装速度快，施工灵活，并能节约工程成本。
36.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
37.(1)消浪框架1采用倒u型框架结构，形状简单，焊接方便，减轻防波堤整体重量的同时对波浪入射波在水体表层及水下一定深度的传播进行了二次阻隔；
38.(2)波浪从外海传至防波堤，一部分波浪由消浪框架1和气囊2反射消能，另一部分波浪通过消浪框架1与气囊2之间的间隙以及通过气囊2与气囊2之间的间隙干涉，波浪原有运动路径被破坏，产生紊乱的水流，起到紊动消能的作用；
39.(3)由于采用多个气囊2分布于消浪框架1内，有部分的浮力储备，即使部分气囊2由损坏，防波堤也不会沉没，只需替换损坏的气囊2即可，可操作性高，维护简便，风险可控；
40.(4)在极端自然灾害天气来临前，可将气囊2放气或者回收气囊2，同时利用第一绞轮3和第二绞轮4将系缆绳5收紧，使消浪框架1落至海底指定工程区域，待自然灾害天气结束，再重新给气囊2充气或者安装气囊2，并利用第一绞轮3和第二绞轮4将系缆绳5释放，防波堤即可重新使用，安装速度快，施工灵活，并能节约工程成本；
41.(5)可根据现场波浪条件，通过焊接增加防波提来提高消波效果，以弥补工程调研情况与实际波浪条件存在的误差，防波堤整体的淹没水深也可通过增减气囊2数量来进行调整，可操作性强，施工灵活。
42.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。