组合抽屉式浮式防波堤的制作方法

本发明涉及浮式防波堤，尤其是涉及一种组合抽屉式浮式防波堤。

背景技术：

防波堤是常见的海上防浪结构，随着海洋经济的发展，涉海工程逐渐向深海推进，传统的固定式防波堤应用受到限制，浮式防波堤因其不受水深限制，造价低等优点，具有更好的应用前景。

目前，浮式防波堤的研究，多集中于防波堤单体防浪性能，其整体形式多为单一的直线型，通过在防护区域周边布置若干个长条型直浮堤，虽能一定程度减少风浪对防波区域的影响，但依然存在较多不足：

（1）浮堤之间基本没有或只通过简单的缆索连接，波浪仍然可以通过箱体之间的间隙绕射进入堤内，影响防波堤的整体防浪性能。

（2）直线型防波堤的布置，需要考虑最大主浪方向，使堤线与最大主浪方向垂直，最大主浪方向需根据历年沿海波浪数据得出，深海中往往无相关资料。

（3）长条直堤一旦某处发生破坏，须更换整体，成本较高。

针对直线型浮式防波堤的不足之处，也有人提出了环形浮式防波堤。即通过预制若干个弧形防波堤单体，在海上拼装成环形浮式防波堤。该技术虽改进了直线防波堤的不足，但在其他方面也存在不足之处：

（1）每个单体在预制中弧长曲率都已固定，故环形防波堤整体的直径、单体个数都已固定，无法随实际需要灵活改变环形浮堤的大小，只适用于单个工程，重复使用率低。

（2）口门位置固定，不能实现任意方向的开启，由于环形浮堤一般直径较长，尺寸很大，若能实现任意方向开启，如遇紧急情况，可为船只进出节省时间。

技术实现要素：

为了克服背景技术领域中现有浮式防波堤存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种组合抽屉式浮式防波堤，通过铰链加抽屉式连接方式，实现防波堤单体之间牢固的咬合连接，杜绝传统浮式防波堤的波浪绕射问题。当有船只进出防波堤时，只需通过拖轮在相应单体实施抽屉式拼拆，便可实现任意方向的口门开闭。如遇单体损坏，只需通过抽屉式连接结构更换其中损坏的单体，维护成本大大降低。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括多个结构相同的单体，每个单体均包括公、母两个箱体。公、母两个箱体的一端通过铰链铰接而成，公箱体另一端的抽屉式公拼接口与相邻母箱体一端的抽屉式母拼接口拼接，母箱体另一端的抽屉式母拼接口与相邻公箱体一端的抽屉式公拼接口拼接，多个单体的箱体首尾拼接后，组成条状浮式防波堤；通过改变铰链铰接的夹角，能改变浮式防波堤的形状；通过增减防波堤单体的数量，能改变浮式防波堤的长度，公、母两个箱体均由钢筋外浇筑混凝土制成。

所述公、母箱体均为中空的长方体，该轮廓沿短边四周顺时针方向依次由甲板梁拱，第一上甲板，第一舷顶列板，第一外消浪板，第一舷侧列板，第一舭列板，第一船底板，平板龙骨，第二船底板，第二舭列板，第二舷侧列板，第二消浪板，第二舷顶列板和第二上甲板连接而成，在第一舭列板右下转角外侧安装有第一减摇鳍，在第二舭列板左下转角外侧安装有第二减摇鳍。

所述公、母箱体中空的长方体的腔内，沿长边方向用三个水密纵舱壁分割成四个压载水舱，保证装置浮态、抗沉性及横稳性。

所述铰链采用叠层式结构连接，铰链夹角通过铰链铆定孔铆钉限位，确定铰链铰接的夹角。

所述抽屉式公拼接头为方形榫头结构，最前端的箱艏安装有半环形艏拖带点，用以固定拖带缆绳；两侧面有多个拼接导轮，上下面开有多个拼接铆定孔。

所述抽屉式母拼接口为方形凹槽结构，端部为箱艉，凹槽底面开有艉缆端口，艉缆端口的拖带缆绳通过缆隧与艉绞车相连，两侧面有多条与抽屉式公拼接口的拼接导轮配合的拼接导轨，上下面开有与抽屉式公拼接口上拼接铆定孔位置相同、个数相同的拼接铆定孔。

本发明具有的有益效果是：

1)本发明相比于传统浮式防波堤，更具有结构完整性。通过铰链加抽屉式连接方式，单体之间可以实现紧密咬合，不仅可以杜绝传统浮式防波堤波浪绕射问题，还可以加强单体之间的连接强度，提高了防波堤整体结构强度及稳定性。

2) 本发明在形状、长度上更具灵活性。可以通过增减单体数量任意控制浮式防波堤的尺寸，通过改变单体铰接铰链夹角控制浮式防波堤形状，因此，在实际应用中可以根据海况波向随时改变浮式防波堤形状、长度。例如，对于近岸，防波堤可呈弧形或“V”字形等利于防浪的形状布置；对于深海，防波堤可首尾连接组成任意直径的环形围住防护区域。在运输中，防波堤又可调整为长条形，用拖船拖曳，减少拖曳阻力以及对通过水域宽度的限制。故本发明具有普遍适用性，应用前景广泛。

3)本发明相比于现有浮式防波堤，更便于维护。由于本发明是由多个重复预制单体组装而成，故当其中部分单体出现故障无法使用时，既可以通过简单的拖轮操作更换受损单体保持浮式防波堤整体性；也可以仅拆除受损单体，缩短防波堤长度，保持功能继续使用，维护成本大大降低。同时由于本发明使用的是抽屉式拼接，相比于现有现有浮式防波堤的固定式连接件，拼拆过程更加简单便捷。

4)本发明更方便船舶进出。现有浮堤供船只出入的口门位置一般都已固定，如环形浮式防波堤口门的位置为可开启连接件的位置，一般进出口分别为一个。而本发明由于通过铰链加抽屉式连接方式将若干单体组合形成浮式防波堤，只需解铆最佳位置的一个抽屉式拼接口和两个铰链，就可以通过拖轮或电动机械装置简单的顶推作业实现任意位置口门的开闭，可为船只航行，尤其是在紧急情况下，争取宝贵的时间。

5)本发明相比于传统箱式浮式防波堤，浮态更具灵活性。由于本发明每个单体都能自平衡正浮，并装有压载水系统，防波堤吃水可通过调节压载水任意改变。当防护区域威胁以风浪为主时，可通过减载增加干舷抵御风浪威胁。当防护区域威胁以海流为主时，又可通过加载增加吃水抵御海流影响。对复杂天气海况的更具适应性。

附图说明

图1是本发明箱体横剖面结构示意图。

图2是本发明单体结构示意图。

图3是本发明的箱体铰接俯视图。

图4是图3的纵剖视图。

图5是本发明的箱体抽屉式拼接口俯视图。

图6是图5的纵剖视图。

图7是本发明整体拖运示意图。

图8是本发明弧形结构安装示意图。

图9是本发明环形结构安装示意图。

图10是本发明环形防波堤口门开闭示意图。

图11是本发明损坏拆卸示意图。

图中：1、甲板梁拱，2、上甲板，3、舷顶列板，4、外消浪板，5、舷侧列板，6、舭列板，7、减摇鳍，8、平板龙骨，9、船底板，10、水密纵舱壁，11、压载水舱，12、箱艏，13、抽屉式公拼接头，14、拼接铆定孔，15、导轮，16、铰链，17、铰链铆定孔，18、抽屉式母拼接口，19、导轨，20、拼接铆定孔，21、箱艉，22、艏拖带点，23、艉缆端口，31、铰链（未铆），32、铰链（已铆），33、抽屉式拼接口（未拼接），34、抽屉式拼接口（已拼接），35、防波区域，36、船舶出入口，37、拖轮顶推点，38、拖轮拖带点，39、艉绞车，40、缆隧，41、拖带缆绳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明包括多个结构相同的单体，每个单体均包括公、母两个箱体；公、母两个箱体的一端通过铰链16铰接而成，公箱体另一端的抽屉式公拼接口13与相邻母箱体一端的抽屉式母拼接口18拼接，母箱体另一端的抽屉式母拼接口18与相邻公箱体一端的抽屉式公拼接口13拼接，多个单体的箱体首尾拼接后，组成条状浮式防波堤；通过改变铰链16铰接的夹角，能改变浮式防波堤的形状；通过增减防波堤单体的数量，能改变浮式防波堤的长度，公、母两个箱体均由钢筋外浇筑混凝土制成。

如图1所示，所述公、母箱体均为中空的长方体，该轮廓沿短边四周顺时针方向依次由甲板梁拱1，第一上甲板2，第一舷顶列板3，第一外消浪板4，第一舷侧列板5，第一舭列板6，第一船底板9，平板龙骨8，第二船底板9，第二舭列板6，第二舷侧列板5，第二消浪板4，第二舷顶列板3和第二上甲板2连接而成，在第一舭列板6右下转角外侧安装有第一减摇鳍7，在第二舭列板6左下转角外侧安装有第二减摇鳍7。

如图1所示，所述公、母箱体中空的长方体的腔内，沿长边方向用三个水密纵舱壁10分割成四个压载水舱11，保证装置浮态、抗沉性及横稳性。

甲板梁拱1可增加甲板强度，便于排泄甲板积水和增加储备浮力。上甲板2、舷顶列板3、舷侧列板5、舭列板6、平板龙骨8、船底板9是保证箱体体总纵强度和水密性的重要结构。外消浪板4安装于箱体两舷外壁，使波浪遇到箱体两舷后，产生波浪的入射、反射、透射等相互作用，减小外壁对入射波的反射作用，从而达到消能作用。当箱体产生横摇力矩时，箱体横摇带动减摇鳍6，由于水流产生阻力，从而形成减摇力矩，减少箱体横摇。水密纵舱壁10将箱体的内部空间沿纵向分割成四块区域，在增加箱体总纵强度的同时，增加箱体的抗沉性，由于箱体内部舱室用做压载水舱，纵向分割还有助于提高箱体稳性。压载水舱11由箱体内部舱容分割而成，可通过打、排压载水，改变箱体吃水及干弦，从而依据不同风流情况调整防波堤浮态。

如图4所示，所述铰链16采用叠层式结构连接，铰链夹角通过铰链铆定孔17铆钉限位，确定铰链16铰接的夹角。

公、母两只箱体通过箱体中部的铰链16铰接。铰链16为叠层式铰接，三层紧密咬合，防止波浪通过铰链空隙衍射进入防波区域35。当铰接铆定孔17未插入限位铆钉时，两箱体可绕铰链16自由转动；插入限位铆钉，则两只箱体夹角固定不可转动。

如图2所示，所述抽屉式公拼接头13为方形榫头结构，最前端的箱艏12安装有半环形艏拖22带点，用以固定拖带缆绳41；两侧面有多个拼接导轮15，上下面开有多个拼接铆定孔14。

如图2、图5、图6所示，所述抽屉式母拼接口18为方形凹槽结构，端部为箱艉21，凹槽底面开有艉缆端口23，艉缆端口23的拖带缆绳41通过缆隧40与艉绞车39相连，两侧面有多条与抽屉式公拼接口13的拼接导轮15配合的拼接导轨19，上下面开有与抽屉式公拼接口13上拼接铆定孔14位置相同、个数相同的拼接铆定孔20。

如图5、图6所示，首先通过拖轮将相邻两单体拖到相近距离，两单体箱艏12和箱艉21相对。通过拖轮，将前单体的艉缆端口23伸出的拖带缆绳41系固到后单体的艏拖带点22，然后通过前单体上甲板2的艉绞车39收绞缆绳，将两单体艏艉拖紧。由于导轨19和导轮15的导向作用，抽屉式公拼接头13如关抽屉一般插入抽屉式母拼接口18，完成抽屉式拼接。最后在拼接铆定孔14、拼接铆定孔20插入铆钉，实现两单体的牢固拼接。

如图7所示，多个单体按上述方法艏艉拼接，组成条状防波堤箱列。在箱列整体拖运时，通过拖轮拖带艏拖带点22，铆定全部抽屉式拼接口（己拼接）34，解铆部分的铰链（未铆）31，由于解铆部分的铰链（未铆）31前后段可绕铰链自由摆动，使箱列整体具有可摆动性，可随航道蜿蜒情况弯曲摆动，大大方便了箱列的拖运。

如图8所示，对于近岸水域，主波向为外海方向。先将长条形箱列拖运至指定安装区域，解铆所有的铰链（未铆）31。再通过拖轮顶推箱列两头箱体的拖轮顶推点37，使箱列弯曲成凸向外海方向的弧形结构。最后铆定所有的铰链（未铆）31，固定箱列形状，形成弧形浮式防波堤。弧形浮式防波堤凹侧为防波区域35，可供船舶停泊避风及海域施工所用。

如图9所示，对于深海水域，波浪影响可来自周围各个方向，可将各单体铰链（未铆）31铆定在固定角度，然后将各抽屉式拼接口（未拼接）33逐个拼接，最终形成环形浮式防波堤。环形浮式防波堤内部为防波区域35，可供船舶停泊避风及海域施工所用。

如图10所示，当有船舶进出防波堤时（以环形防波堤为例），将出入方向两端的铰链（未铆）31解铆，通过拖轮顶推拖轮顶推点37，实现船舶出入口36的开闭，供船舶出入内部的防波区域35。

如图11所示，当有防波堤单体损坏时（以环形防波堤为例），可将损坏单体及其相邻两单体的铰链（己铆）32解铆，并将损坏单体两端的抽屉式拼接口（未拼接）33解铆，然后通过拖轮牵引拖轮拖带点38将损坏单体拖离防波堤，最后使用新的浮式防波堤单体更换，实现浮式防波堤的长期维修养护。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。