一种基于frp材料的箱网型浮式防波堤的制作方法
【专利摘要】本发明提供的是一种基于FRP材料的箱网型浮式防波堤。包括浮箱、连接在浮箱下的栅格、以及锚链和锚锭，所述的浮箱由纵矩形混凝土浮箱梁、横纵矩形混凝土浮箱梁构成，纵横矩形混凝土浮箱梁由混凝土预制成一体，纵横矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁结构分布，在纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁的下方均设置FRP栅格，各FRP栅格连接构成栅格网笼结构。本发明是一种兼具反射、耗散和破碎消波功能的箱网型浮式防波堤。适用于四周开敞、波浪作用不大、波向不定的近海水域，可为水产养殖、人工海滨浴场和游艇码头等场所提供有效掩护，有广阔的实用前景。
【专利说明】
一种基于FRP材料的箱网型浮式防波堤
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种防波堤。具体地说是一种浮式防波堤。
【背景技术】
[0002]防波堤是一种常见的海岸工程结构，主要用于保护海岸工程结构和海港中的船舶。传统防波堤底部固定，随着海洋开发逐渐向深海延伸，传统防波堤建设成本高、建造困难等问题日益突出。因此，浮式防波堤成为港口建设项目的关键技术之一。
[0003]浮式防波堤(Floating Breakwater，简称FB)作为海洋工程中一类重要的防波堤结构，通常由金属、钢筋混凝土和塑料等材料制造的消波浮体及锚泊系统组成的防波堤。消波浮体是由有一定吃水深度的箱体或浮排组成。箱体和浮排与一端固定在海底的锚链相连而漂浮在水面上。浮式防波堤利用一定入水深度的消波浮体对波能进行反射、耗散和破碎以达到消波、防浪目的。主要优点:I)低成本修建，不受海底地质条件和水深的影响;2)运输方便，修建迅速，拆迀容易，尤其是对临时防波堤;3)造价受水深影响较小;4)在结构下方能够进行水循环、生物交换、泥沙流动，具有生态优势。
[0004]纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer/plastic，简称FRP)是由纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的高性能新型材料。FRP以其高强、轻质、耐腐蚀等优点开始在土木与建筑工程结构中得到应用。
[0005]欧美的经验表明，以塑料浮箱为构件的浮箱防波堤由于材料的强度和老化等问题，容易遭到破坏，应优先考虑使用混凝土浮箱结构。在我国，木材、钢材、废旧汽车轮胎等资源不足，混凝土成为我国主要的建筑材料。
[0006]然而，无论是用钢筋混凝土还是钢材做成的浮式防波堤结构，在高温高湿高盐的海洋环境中工作，钢材严重腐蚀问题十分突出，且维护困难，进而降低了浮式防波堤的使用寿命。而用FRP材料制作而成的箱网型浮式防波堤，采用FRP筋和FRP栅格材，在海洋环境中耐腐蚀性强，不需长期维护，质量轻，强度高，方便运输和预制，能实现快速安装和回收。
[0007]“板-网结构浮式防波堤消浪性能的试验研究”(《工程力学》2006年7月)一文中，提出了一种板-网式浮堤结构，试验结果表明堤宽对消浪性能有显著影响，堤宽越大消浪效果越好。平板下部加上网衣可以提高浮堤的消浪性能，增强平板的刚性可以明显提高浮堤的消浪效果。
[0008]“一种网笼结构的浮式防波堤”的硕士论文中，介绍了一种网笼结构的浮式防波堤，既能够降低防波堤出现破损后撞击被掩护结构的风险，同时能够避免出现类似普通的浮箱式防波堤或浮筒式防波堤当外部结构出现裂缝渗水时而失去作业能力的危险情况。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种防腐效果好并兼具反射、耗散和破碎消波功能的基于FRP材料的箱网型浮式防波堤。
[0010]本发明的目的是这样实现的:包括浮箱、连接在浮箱下的栅格、以及锚链和锚锭，所述的浮箱由纵矩形混凝土浮箱梁、横纵矩形混凝土浮箱梁构成，纵横矩形混凝土浮箱梁由混凝土预制成一体，纵横矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁结构分布，在纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁的下方均设置FRP栅格，各FRP栅格连接构成栅格网笼结构。
[0011]本发明还可以包括:
[0012]1、纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁中布设有FRP筋。
[0013]2、FRP栅格与纵横矩形混凝土浮箱梁浇铸成一体。
[0014]3、在所述网笼结构中各FRP栅格通过FRP布和树脂胶缠绕连接。
[0015]本发明为解决现有浮式防波堤技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、强度高、能够节省工程材料和具有防腐效果的兼具反射、耗散和破碎消波功能的基于FRP材料的箱网型浮式防波堤。
[0016]本发明的技术方案是一种兼具反射、耗散和破碎消波功能的箱网型浮式防波堤，由多个FRP筋-混凝土浮箱梁组成浮箱，浮箱通过锚链和锚锭固定在水底，所述浮箱下设有由FRP栅格材组成的网笼结构形成阻尼结构，所述浮箱包括多个矩形混凝土浮箱梁，通过矩形箱型混凝土梁预制连接，所述浮箱俯视图呈“井”字形梁结构，与下部FRP栅格材浇筑在一起。
[0017]所述浮式防波堤采用俯视图呈类似于“井”字形梁板结构的浮箱，能够增加波能反射，由各梁式浮箱形成的空腔以及各栅格材形成的空腔能够对波能产生一定的耗散作用，同时，浮箱下部由栅格材组成的网笼结构在梁式浮箱下部形成阻尼结构对波浪产生破碎作用，可以消除不同振动方向的波，使消浪效果得到明显提高。
[0018]所述浮式防波堤浮箱采用FRP筋混凝土预制而成，下部阻尼结构采用FRP栅格材组成网笼结构，所述浮箱与栅格材浇筑在一起，栅格单元通过FRP布和树脂胶缠绕连，增强了所述浮式防波堤的整体性和稳定性，同时FRP高强、轻质，耐腐蚀，增加了所述浮式防波堤的使用寿命。
[0019]本发明结构简单，FRP材料耐腐蚀且强度较高，能够节省工程材料；自重轻、降低对系泊系统的设计要求;采用栅格网笼结构可以消除不同振动方向的波，从而起到全方位消波效果；同时，采用钢筋混凝土预制，FRP的运用解决了浮式防波堤在恶劣海洋环境腐蚀问题，使施工和维护均较为方便。而用FRP材料制作而成的箱网型浮式防波堤，采用FRP筋和FRP栅格材，在海洋环境中耐腐蚀性强，不需长期维护，质量轻，强度高，方便运输和预制，能实现快速安装和回收。适用于四周开敞、波浪作用不大、波向不定的近海水域，可为水产养殖、人工海滨浴场和游艇码头等场所提供有效掩护，有广阔的实用前景。
【附图说明】
[°02°]图1是本的结构示意图(俯视图)。
[0021]图2是图1的1-1断面图。
[0022]图3是图1的侧视图。
[0023]图4是FRP栅格的示意图；
[0024]图5是各FRP栅格连接构成栅格网笼结构的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0026]结合图1?图5，本发明是一种基于FRP材料的箱网型浮式防波堤，包括浮箱、连接在浮箱下的栅格、以及锚链5和锚锭6。浮箱由纵矩形混凝土浮箱梁2、横纵矩形混凝土浮箱梁I构成，纵横矩形混凝土浮箱梁由混凝土预制成一体，纵横矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁结构分布，在纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁的下方均设置FRP栅格4与3，各FRP栅格连接构成栅格网笼结构。纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁中布设有FRP筋，FRP栅格与纵横矩形混凝土浮箱梁浇铸成一体。在所述网笼结构中各FRP栅格通过FRP布和树脂胶缠绕连接。
[0027]“井”字形梁结构形成的空腔具有耗散波能的功效，与矩形浮箱结构本身具有的良好的反射波能功效相结合，能够有效地提高防波堤的消浪效果，降低堤后波高。由FRP栅格材组成的网笼结构设置在梁式浮箱下部形成阻尼结构，与上部浮箱浇筑在一起，各FRP栅格单元通过FRP布和树脂胶缠绕连接形成网笼结构。
[0028]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于FRP材料的箱网型浮式防波堤，包括浮箱、连接在浮箱下的栅格、以及锚链和锚锭，其特征是:所述的浮箱由纵矩形混凝土浮箱梁、横纵矩形混凝土浮箱梁构成，纵横矩形混凝土浮箱梁由混凝土预制成一体，纵横矩形混凝土浮箱梁呈“井”字形梁结构分布，在纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁的下方均设置FRP栅格，各FRP栅格连接构成栅格网笼结构。2.根据权利要求1所述的基于FRP材料的箱网型浮式防波堤，其特征是:纵矩形混凝土浮箱梁和横矩形混凝土浮箱梁中布设有FRP筋。3.根据权利要求2所述的基于FRP材料的箱网型浮式防波堤，其特征是:FRP栅格与纵横矩形混凝土浮箱梁浇铸成一体。4.根据权利要求1、2或3所述的基于FRP材料的箱网型浮式防波堤，其特征是:在所述网笼结构中各FRP栅格通过FRP布和树脂胶缠绕连接。
【文档编号】E02B3/06GK105926531SQ201610293113
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】毛继泽, 符如旭, 郭庆勇, 王笑迪, 陈明辉, 韩佳芮
【申请人】哈尔滨工程大学