一种半潜式轻质混凝土透空六面体消浪装置的制作方法

本实用新型涉及一种混凝土消浪装置，特别涉及一种半潜式轻质混凝土透空六面体消浪装置。

背景技术：

随着海洋的不断开发和利用，近岸海域可利用率变得十分有限，人们将目光逐渐转移至离岸远海区域。离岸远海区域已探明的资源储备量非常乐观，海上风能、潮汐能、渔业资源丰富，这对于陆上资源已接近枯竭的人类社会意义重大。然而，离岸远海区域水深大，波高浪急，海况复杂，气象条件恶劣，这对于离岸海域的开发十分不利。

传统的近岸消浪装置(如：直立式防波堤、倾斜式防波堤等)已无法满足远海开发的需求，因此，新形式的消浪装置呼之欲出。近年来，浮式消浪装置(防波堤)得到了很快的发展，但是其也存在一些诸如对海洋景观造成破坏，对海上航道造成影响，消浪效果不理想等诸多问题。

由波浪理论可知，波浪能量的98％集中在水体表层以下波长一半水层内。因此，将浮式消浪装置潜入水下一定深度(与波长有关)，可解决传统消浪装置所面临的问题，由此便形成了半潜式消浪装置。半潜式消浪装置具有移动性强，建造简单快捷，可重复使用，投资小等优点，且在达到预期消浪效果的同时，不会对海洋景观造成实质性的破坏，对环境干扰较小，因此是一种理想的消浪结构。

近年来，轻质混凝土的技术日渐成熟，其可大量利用工业废渣和生活废弃物为原材料，使建筑材料和制品在生产过程中降低天然资源和能源消耗，是一种绿色的建筑材料。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型将轻质混凝土材料应用于海洋工程中的半潜式消浪装置，充分发挥了混凝土的高强度和耐久性的优点。本实用新型设计了一种半潜式轻质混凝土透空六面体消浪装置，解决了传统消浪装置所面临的一些技术问题。结合了混凝土的高强度和耐久性的优点，可在不破坏海洋景观和不影响航道的同时，增强消浪效果，且可满足远海和深海作业的需求；同时使得建设消浪设施的投资大幅下降。

本实用新型的主要技术方案如下：

一种半潜式轻质混凝土透空六面体消浪装置，包括相互连接的半潜式消浪浮体,锚固网箱装置和锚链，所述半潜式消浪浮体为六面体结构，由轻质混凝土块拼装而成，半潜式浮体前、后、左、右四面面透空，上面和下面分别预设有用于半潜式浮体相互连接和锚固的挂钩，半潜式消浪浮体与锚固网箱装置的连接是通过将锚链和半潜式消浪浮体上面的挂钩连接的，这样使半潜式消浪浮体潜至水面以下。

半潜式消浪浮体之间的连接是通过将钢质弹簧和半潜式消浪浮体上面的挂钩连接的。半潜式消浪装置之间通过钢质弹簧链接，可缓解由于波浪力的作用而使块体之间发生碰撞，同时可防止装置遭遇破坏力极强的大波浪时，不会发生破坏现象。

所述半潜式浮体前后左右四面分别设有孔，并相互透空。

进一步地，前、后面的透空孔径都为自迎浪面向背浪面逐渐缩小，整体呈圆坛形状；左、右面的透孔形状都为为圆柱形。

为了使消浪装置保持较好的控浪效果，不会因为海上潮位的变化而减弱，根据波浪理论，结合当地海域的气象资料，推算出最适潜水深度，从而确定锚链长度等一系列参数，当潮位发生改变时，随着深水锚固网箱的上下浮动，潜水深度因此而改变至最适潜水深度，从而可保证不同潮位条件下，装置的波浪折减系数稳定。优选所述超轻混凝土消浪浮体半潜于水面以下的深度为平均波长的一半。这正好符合“波浪能量98％集中在水体表层以下波长一半水层内”的波浪理论，在不破坏海洋景观的前提下，大大提高消浪效果。

优选所述锚固网箱装置为深海养殖网箱装置。

所述轻质混凝土块的边长为2cm

所述的半潜式消浪浮体之间通过钢质弹簧链接形成一定的造型，如矩形、圆形等。

为了更加有效地约束半潜式消浪浮体，锚链上部和半潜式消浪装置下面的挂钩之间固定链接，增强消浪装置本身的稳定性。

轻质混凝土原料的质量分数为：珍珠岩(沙子)：0.6，水泥：0.4，粉煤灰： 0.4，陶粒：0.1，减水剂：0.02，发泡剂：0.03，憎水剂:0.04，其余为水。

对比现有的技术，本实用新型主要具有如下效果：

本实用新型提供了一种半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置，重点是结合了混凝土这种应用最普遍建筑材料的优点(高强度、耐久性)，在优化了其配合比的前提下，使得整个装置可半潜于水体中，这正好符合波浪能量的98％分布于海面以下一半波长水层的特点，省去了建设传统消浪设施水面以上的部分；并且超轻混凝土可大量利用工业废渣和生活废弃物为原材料，使建筑材料和制品在生产过程中降低天然资源和能源消耗量，这正好符合现代新型工业4.0的要求，因此可大量节省成本，降低投资额，充分发挥社会公益效益。

本实用新型所用超轻混凝土块体前、后、左、右面透空，前、后面的透空孔径自迎浪面向背浪面逐渐缩小，整体呈圆坛形状；而左右面的透孔形状为圆柱形，这样的设计目的是强迫波浪经过消浪装置时，大部分进入透空孔内发生透射，小部分与半潜式消浪浮体正面接触，发生反射和折射；大量物理实验证明，与不透空及透空孔径无变化情况相比，消浪效果明显增强。消浪整体潜入距水面一定深度的海水中，不会对周边海域景观造成干扰，完全符合现代海洋开发的战略要求。同时，锚固网箱可兼做深海经济水产品养殖场所，发挥经济效益，其用途十分广泛。

附图说明

为了更加清楚地表达本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图对本实用新型做进一步的阐述，其中：

图1为本实用新型提供的半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置示意图；

图2为本实用新型提供的半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置主视图；

图3为本实用新型提供的半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置俯视图；

图4为本实用新型提供的半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置侧视图；

图5为本实用新型提供的超轻混凝土块体；

图6为本实用新型提供的锚固网箱装置。

其中1为相互连接的半潜式消浪浮体,2为锚固网箱装置，3为锚链，4为半潜式消浪浮体，5为钢质弹簧。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种半潜式超轻混凝土透空六面体消浪装置，包括相互连接的半潜式消浪浮体1,锚固网箱装置2和锚链3，所述锚链3与锚固网箱装置2连接，所述半潜式消浪浮体4为由轻质混凝土块拼装成的六面体，半潜式消浪浮体 4前、后、左、右四面面透空，上面和下面分别预设有用于半潜式消浪浮体4相互连接和锚固的挂钩，通过锚链3和半潜式消浪浮体4下面的挂钩连接，使半潜式消浪浮体4潜至水面以下。还包括钢质弹簧5，钢质弹簧5和半潜式消浪浮体 4上面的挂钩连接，使半潜式消浪浮体4之间相互连接。

所述半潜式消浪浮体1之间通过钢质弹簧5和半潜式消浪浮体4上面的挂钩相互连接。

所述半潜式消浪浮体4前、后面的孔径自迎浪面向背浪面逐渐缩小，整体呈圆坛形状；左、右面的透孔形状为圆柱形。

所述超轻混凝土消浪浮体半潜于水面以下的深度为平均波长的一半。

所述锚固网箱装置2为深海养殖网箱装置。

所述轻质混凝土块的边长为2cm。

所述的半潜式消浪浮体、锚固网箱装置、锚链、超轻混凝土块体，钢质弹簧等都可以在工厂事先预制，然后运至相应海域进行组装，可实现工厂化生产。超轻混凝土块体上预留有链接耳和锚固孔，使用钢质弹簧通过链接耳将块体连接成所需的形状(矩形、半圆形、圆形等)，用拖船拖至固定位置锚固。使用钢质弹簧连接的好处在于，可充分利用弹簧的伸缩性，避免装置在大风大浪作用下，相邻混凝土块体间发生摩擦和碰撞，从而保证装置的可靠性。同时，为了减轻海水对锚链的腐蚀，对锚链进行了防腐处理。

本装置的消浪原理如下：当波浪作用于整个装置时，首先大部分会进入混凝土块体正面的圆坛形透空孔，少量会进入侧面的圆柱形透空孔中，由于受到透空孔的几何约束，强制波浪透过孔洞而向岸传播，从而发生波浪透射，消减了大部分能量；同时混凝土体本身会反射一部分波浪，传向背岸方向；其余的波浪会发生绕射，通过消浪装置向近岸传播。通过以上三级消浪体系，可削减80％的波能，保证防护区域内有一个稳定的作业环境。