斜坡式沉箱防波堤的制作方法
【专利摘要】一种斜坡式沉箱防波堤，由复数个斜坡式沉箱体纵向组成，斜坡式沉箱体的顶部是由防波堤海侧向防波堤港侧升高的沉箱体堤顶斜坡面，沉箱体堤顶斜坡面的斜度在1：3至1：1之间，沉箱体堤顶斜坡面的高度为1至4倍波高，斜坡式沉箱的斜坡使波浪在斜坡面上发生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散，波浪反射小，稳定性高，防波堤的防护效果好，用斜坡式钢筋混凝土沉箱做堤身强度刚度好，建筑材料用量少，施工效率高，制造成本低，投资少，建设周期短。
【专利说明】斜坡式沉箱防波堤
【技术领域】
[0001]本发明涉及港口水工建筑物领域。
【背景技术】
[0002]防波堤是港口重要的水工建筑物，用于防御波浪对港域的侵袭，保证港口有平稳的水域，便于船舶停靠系泊，顺利进行货物装卸作业和上下旅客，还可能具有防沙、防流、防冰、导流或内侧兼做码头的功能。随着世界经济的发展和贸易的增长，为降低水运成本使船舶大型化，优良港湾被开发殆尽，新建港口不得不向环境恶劣的海域发展，在水深浪大、地质复杂的海域建设防波堤是必然的趋势。
[0003]防波堤按结构形式可分为斜坡式、直立式以及特殊形式。
[0004]现有斜坡式防波堤都采用天然块石或人工混凝土块体抛筑而成，其坡度一般不陡于1:1，波浪在斜坡面上发生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散。现有斜坡式防波堤结构简单，波浪反射小，稳定性高，施工方便，易于修复，适用于各种地基，石料可就地取材。缺点是防波堤断面大，防波堤材料用量多，特别是水深较大时，随水深的增加防波堤材料会极大增加，使施工难度及成本增加。
[0005]直立式防波堤的结构断面两侧为直立的墙面，波浪在直立的墙面上产生较大的反射，直立式防波堤上有巨大的波浪冲击压力，防波堤要能承受波浪的冲击，直立式防波堤常采用方箱形的钢筋混凝土沉箱做堤身，混凝土的使用效率高强度好，箱形的混凝土沉箱有较高的整体强度，与斜坡式防波堤相比，建筑材料用量较少，且随水深的增大两者的差值越大。混凝土沉箱在陆上整体制造，施工方便，制造成本低，直立式箱形防波堤的消能效果差，建造过程中一般需要大型专门施工机械，施工复杂，如果是软弱地基需进行加固处理，成本高。直立式防波堤一但发生破坏，后果严重，修复困难。
[0006]现有防波堤结构的成本高、投资大，已不能满足经济发展和建设的需要。特别是在软土基础的浅海区域建造防波堤就更加困难，软土基础的处理费工费料，造价极高。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种斜坡式沉箱防波堤，斜坡式沉箱的斜坡使波浪在斜坡面上发生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散，波浪反射小，稳定性高，防波堤的防护效果好，用斜坡式钢筋混凝土沉箱做堤身强度刚度好，建筑材料用量少，施工效率高，制造成本低，投资少，建设周期短。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:由复数个斜坡式沉箱体纵向组成斜坡式沉箱防波堤，斜坡式沉箱体为钢筋混凝土箱形结构，包括位于下部的沉箱体水平底板、复数个沉箱体横向垂直壁、复数个沉箱体纵向垂直壁，斜坡式沉箱体的顶部是由防波堤海侧向防波堤港侧升高的沉箱体堤顶斜坡面，沉箱体堤顶斜坡面的斜度在1:3至1:1之间，沉箱体堤顶斜坡面的高度为I至4倍波高。
[0009]所述的沉箱体堤顶斜坡面是由复数个倾斜横向梁和复数个水平纵向梁构成的逐步升高的斜坡式格删，斜坡式格删上有可向斜坡式沉箱体内灌入泥砂、石块的的格删孔。
[0010]所述的沉箱体堤顶斜坡面是凸起和凹下构成的逐步升高的斜坡式粗糙面，斜坡式粗糙面上有可向斜坡式沉箱体内灌入泥砂、石块的灌砂孔。
[0011]所述的沉箱体堤顶斜坡面是复数个逐步升高的斜坡式台阶，斜坡式台阶上有可向斜坡式沉箱体内灌入泥砂的灌砂孔。
[0012]所述的斜坡式格删、斜坡式粗糙面、斜坡式台阶与斜坡式沉箱体制成一体。
[0013]所述的斜坡式格删、斜坡式粗糙面、斜坡式台阶是复数个斜坡方块形的斜坡式格删封顶块、复数个斜坡式粗糙面封顶块、复数个斜坡式台阶封顶块，斜坡式格删封顶块、斜坡式粗糙面封顶块、斜坡式台阶封顶块镶嵌在斜坡式沉箱体顶部的复数个沉箱体横向垂直壁、复数个沉箱体纵向垂直壁之间的空间内，在斜坡式沉箱体的垂直壁上有支撑封顶块的封顶块支撑台。
[0014]本发明的有益效果是:提供一种斜坡式沉箱防波堤，斜坡式沉箱的斜坡使波浪在斜坡面上发生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散，波浪反射小，稳定性高，防波堤的防护效果好，用斜坡式钢筋混凝土沉箱做堤身强度刚度好，建筑材料用量少，施工效率高，制造成本低，投资少，建设周期短。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]1.图1是斜坡式沉箱防波堤的第一种实施例的横断面剖视图。
[0016]2.图2是图1的K向视图。
[0017]3.图3是斜坡式沉箱防波堤的第二种实施例的横断面剖视图。
[0018]4.图4是图3的H向视图。
[0019]5.图5是斜坡式沉箱防波堤的第三种实施例的横断面剖视图。
[0020]6.图6是斜坡式沉箱防波堤的第四种实施例的横断面剖视图。
[0021]7.图7是斜坡式沉箱防波堤的第五种实施例的横断面剖视图。
[0022]8.图8是斜坡式沉箱防波堤的第六种实施例的横断面剖视图。
[0023]在图中:
[0024]1.斜坡式沉箱体2.沉箱体水平底板
[0025]3.沉箱体横向垂直壁4.沉箱体纵向垂直壁
[0026]5.沉箱体堤顶斜坡面6.斜坡式格删
[0027]7.斜坡式粗糙面8.斜坡式台阶
[0028]9.灌砂孔10.斜坡式格删封顶块
[0029]11.斜坡式粗糙面封顶块12.斜坡式台阶封顶块
[0030]13.封顶块支撑台14.平均海平面
[0031]15.防波堤抛石明基床
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:斜坡式沉箱防波堤是由复数个斜坡式沉箱体I纵向连接而成，斜坡式沉箱体I为钢筋混凝土箱形结构，包括位于下部的沉箱体水平底板2、复数个沉箱体横向垂直壁3、复数个沉箱体纵向垂直壁4。斜坡式沉箱体I的顶部是由防波堤海侧向防波堤港侧升高的沉箱体堤顶斜坡面5，沉箱体堤顶斜坡面5的斜度在1:3至1:1之间，具有较缓的坡度(通常小于45度)，由于波浪具有能量，水体会沿斜坡面向上爬升，当动能消耗殆尽而势能最大时，水体又会沿斜坡面向下滑落，斜坡面大大减小了波浪的反射及作用力。
[0033]理论分析和大量实验研究表明，波浪的能量大部分集中在水体的表层，在表层2-3倍波高的水层厚度内分别集中90%至98%的波能。沉箱体堤顶斜坡面5的高度为I至4倍波高，是波能集中的位置。
[0034]斜坡式防波堤上的波浪在斜坡面上各处的速度变化大，波浪爬上斜坡由于水深变浅会产生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散。斜坡面上制造粗糙度或人工障碍，使波浪爬升滑落时，水体会激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消，减小了对防波堤的冲击和损害。本发明也具有现有斜坡式抛石防波堤的波浪反射小，稳定性高，减少波能冲击的优点。
[0035]本发明是钢筋混凝土材料制成的整体式斜坡箱体，强度刚度高，断面小，建筑材料用量小，材料利用率高，适用于水深较大的情况，斜坡还会进一步削减断面面积和材料用量，降低成本。当遭遇特大风暴潮时，斜坡面有利于越浪，保障安全。
[0036]图1是斜坡式沉箱防波堤的第一种实施例的横断面剖视图。图2是图1的K向视图。
[0037]图1中沉箱体堤顶斜坡面5是由复数个倾斜横向梁和复数个水平纵向梁构成的逐步升高的斜坡式格删6，斜坡式格删6的格删孔与沉箱体内部连通，可向斜坡式沉箱体I内灌入泥砂、石块，斜坡式沉箱在海上定位下沉后，通过格删孔向斜坡式沉箱内灌入泥砂、石块，增加沉箱的质量及稳定性。
[0038]斜坡格删6形成多层不平的阶台，使斜坡式格删6表面粗糙，当波浪爬升或滑落时，水体会激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0039]斜坡式格删6与斜坡式沉箱体I制成一体，制成一体使斜坡式沉箱体I具有更好的整体强度与刚度。斜坡式格删6在斜坡式沉箱体I的顶部，阻挡斜坡式沉箱体I内部充填的泥砂被海浪冲走。
[0040]斜坡式沉箱体I在陆上制做时，斜坡式格删6的格删孔可用于施工人员及模板等物品进出的通道。
[0041]图3是斜坡式沉箱防波堤的第二种实施例的横断面剖视图。图4是图3的H向视图。
[0042]图3中沉箱体堤顶斜坡面5是复数个斜坡方块形的斜坡式格删封顶块10，斜坡式格删封顶块10镶嵌在斜坡式沉箱体I的顶部的复数个沉箱体横向垂直壁3、复数个沉箱体纵向垂直壁4之间的空间内。斜坡式格删封顶块10封堵斜坡式沉箱体I的顶部，防止斜坡式沉箱体I内部充填的泥砂被海浪冲走，在斜坡式沉箱体I的垂直壁上有支撑封顶块的封顶块支撑台13。
[0043]斜坡式格删封顶块10形成多层不平的阶台，使斜坡式格删6表面粗糙，当波浪爬升或滑落时，水体会激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0044]斜坡式格删封顶块10与斜坡式沉箱体I分体制作，减小了斜坡式沉箱体I的重量和制造吊装难度，但增加了组装麻烦。
[0045]图5是斜坡式沉箱防波堤的第三种实施例的横断面剖视图。
[0046]沉箱体堤顶斜坡面5是由凸起和凹下构成的逐步升高的斜坡式粗糙面7，斜坡式粗糙面7上有可向斜坡式沉箱体I内灌入泥砂、石块的灌砂孔9。
[0047]斜坡式粗糙面7使表面粗糙，当波浪爬升或滑落时，水体会在凸起和凹下表面激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0048]斜坡式粗糙面7与斜坡式沉箱体I制成一体，制成一体使斜坡式沉箱体I具有更好的整体强度与刚度。
[0049]斜坡式沉箱体I在陆上制做时，灌砂孔9可用于施工人员及模板等物品进出的通道。
[0050]图6是斜坡式沉箱防波堤的第四种实施例的横断面剖视图。
[0051]图6中沉箱体堤顶斜坡面5是复数个由凸起和凹下构成的逐步升高的斜坡式粗糙面封顶块11，斜坡式粗糙面封顶块11镶嵌在斜坡式沉箱体I的顶部的复数个沉箱体横向垂直壁3、复数个沉箱体纵向垂直壁4之间，斜坡式粗糙面封顶块11封堵斜坡式沉箱体I的顶部，防止斜坡式沉箱体I内部充填的泥砂被海浪冲走。在斜坡式沉箱体I的垂直壁上有支撑封顶块的封顶块支撑台13。
[0052]斜坡式粗糙面封顶块11使斜坡表面粗糙，当波浪爬升或滑落时，水体会在凸起和凹下表面激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0053]斜坡式粗糙面封顶块11上有可向斜坡式沉箱体I内灌入泥砂、石块的灌砂孔9。
[0054]斜坡式粗糙面封顶块11与斜坡式沉箱体I分体制作，减小了斜坡式沉箱体I的重量和制造吊装难度，但增加了组装麻烦。
[0055]图7是斜坡式沉箱防波堤的第五种实施例的横断面剖视图。
[0056]图7中沉箱体堤顶斜坡面5是复数个逐步升高的斜坡式台阶8，斜坡式台阶8上有可向斜坡式沉箱体I内灌入泥砂的灌砂孔9。
[0057]斜坡式台阶8使斜坡表面呈台阶状，当波浪爬升或滑落时，水体会在台阶表面激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0058]斜坡式台阶8与斜坡式沉箱体I制成一体，制成一体使斜坡式沉箱体I具有更好的整体强度与刚度。
[0059]斜坡式沉箱体I在陆上制做时，灌砂孔9可用于施工人员及模板等物品进出的通道。
[0060]图8是斜坡式沉箱防波堤的第六种实施例的横断面剖视图。
[0061]图8中沉箱体堤顶斜坡面5是复数个制成斜坡方块形的斜坡式台阶封顶块12，斜坡式台阶封顶块12镶嵌在斜坡式沉箱体I顶部的复数个沉箱体横向垂直壁3、复数个沉箱体纵向垂直壁4之间，在斜坡式沉箱体I的垂直壁上有支撑封顶块的封顶块支撑台13。
[0062]斜坡式台阶封顶块12使斜坡表面呈台阶状，当波浪爬升或滑落时，水体会在台阶表面激荡、翻滚、回旋，产生的涡流、冲撞，大部分波能互相低消。
[0063]斜坡式台阶封顶块12上有可向斜坡式沉箱体I内灌入泥砂、石块的灌砂孔9。
[0064]斜坡式台阶封顶块12与斜坡式沉箱体I分体制作，减小了斜坡式沉箱体I的重量和制造吊装难度，但增加了组装麻烦。
[0065]本发明的斜坡上有较大斜面，斜面上可制出人工鱼礁等海洋渔业设施，改善海洋环境，增加海上资源。
[0066]图中未说明件号14表示平均海平面的位置，件号15表示防波堤的明基床抛石基础。
[0067]本发明的有益效果是:提供一种斜坡式沉箱防波堤，斜坡式沉箱的斜坡使波浪在斜坡面上发生破碎，大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散，波浪反射小，稳定性高，防波堤的防护效果好，用斜坡式钢筋混凝土沉箱做堤身强度刚度好，建筑材料用量少，施工效率高，制造成本低，投资少，建设周期短。
【权利要求】
1.一种由复数个斜坡式沉箱体(I)纵向组成的斜坡式沉箱防波堤，斜坡式沉箱体(I)为钢筋混凝土箱形结构，包括位于下部的沉箱体水平底板(2)、复数个沉箱体横向垂直壁(3)、复数个沉箱体纵向垂直壁(4)，其特征是:斜坡式沉箱体(I)的顶部是由防波堤海侧向防波堤港侧升高的沉箱体堤顶斜坡面(5)，沉箱体堤顶斜坡面(5)的斜度在1:3至1:1之间，沉箱堤顶斜坡面(5)的高度为I至4倍波高。
2.根据权利要求1所述的斜坡式沉箱防波堤，其特征是:沉箱体堤顶斜坡面(5)是由复数个倾斜横向梁和复数个水平纵向梁构成的逐步升高的斜坡式格删出)，斜坡式格删(6)上有可向斜坡式沉箱体(I)内灌入泥砂、石块的的格删孔。
3.根据权利要求1所述的斜坡式沉箱防波堤，其特征是:沉箱体堤顶斜坡面(5)是凸起和凹下构成的逐步升高的斜坡式粗糙面(7)，斜坡式粗糙面(7)上有可向斜坡式沉箱体(I)内灌入泥砂、石块的灌砂孔(9)。
4.根据权利要求1所述的斜坡式沉箱防波堤，其特征是:沉箱体堤顶斜坡面(5)是复数个逐步升高的斜坡式台阶(8)，斜坡式台阶(8)上有可向斜坡式沉箱体(I)内灌入泥砂的灌砂孔(9)。
5.根据权利要求2、3、4所述的斜坡式沉箱防波堤，其特征是:斜坡式格删￠)、斜坡式粗糙面(7)、斜坡式台阶(8)与斜坡式沉箱体(I)制成一体。
6.根据权利要求2、3、4所述的斜坡式沉箱防波堤，其特征是:斜坡式格删、斜坡式粗糙面、斜坡式台阶是复数个斜坡方块形的斜坡式格删封顶块(10)、复数个斜坡式粗糙面封顶块(11)、复数个斜坡式台阶封顶块(12)，斜坡式格删封顶块(10)、斜坡式粗糙面封顶块(II)、斜坡式台阶封顶块(12)镶嵌在斜坡式沉箱体(I)顶部的复数个沉箱体横向垂直壁(3)、复数个沉箱体纵向垂直壁(4)之间的空间内，在斜坡式沉箱体(I)的垂直壁上有支撑封顶块的封顶块支撑台(13)。
【文档编号】E02B3/06GK104420441SQ201310397743
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】刘东华, 刘红静 申请人:刘红静