一种镂空沉箱和自射流挡浪墙结合的波浪消能结构的制作方法

本实用新型涉及水利建筑工程技术领域，具体涉及一种消能挡浪结构。

背景技术：

波浪理论的研究和实验表明，波浪的能量集中在水体表层，水面以下三倍波高的水深范围内集中了全部波能的98％。传统结构形式的防波堤在材料的使用上和波能的分布规律完全不相适应。如斜坡式防波堤，在波能最集中的地方使用了最少的材料，而在波能最小的地方却耗费了大量的材料。随着工程水域深度的增加，工程造价剧增，施工也变得十分困难。而且会导致区域内水体的循环受到限制，容易产生泥沙沉积，海岸变迁以及港内水体污染等问题。传统直立式防波堤，因结构对波浪消能效果差，结构承受很大波浪力，且对地基条件要求高，因而其应用受到越来越大的限制。开孔沉箱式防波堤具有造价低，施工简单，可在深海使用等优点，不仅可以有效降低波浪反射率，同时减少波浪对沉箱的作用。然而，目前的开孔沉箱式防波堤在运用水体紊动消能减少波浪爬高和消能方面做得还不够理想，从而对其挡浪消能的效果造成不利影响。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供一种结构设计更合理、造价低、消能挡浪效果好的镂空沉箱和自射流挡浪墙结合的波浪消能结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种镂空沉箱和自射流挡浪墙结合的波浪消能结构，其特征在于：包括有挡浪墙和沉箱，挡浪墙通过其底座安装在沉箱的顶部，挡浪墙朝上凸起形成挡浪结构，在挡浪墙上设有若干射流孔洞；沉箱包括有前墙、后墙和底板，沉箱的内部通过若干隔板分隔成若干仓格，前墙、后墙及隔板均枕压于底板上；在前墙上设有若干用于水流进入的镂空孔洞，镂空孔洞及射流孔洞均与沉箱内部的仓格连通。

进一步地，所述射流孔洞包括有喇叭状射流孔和直射流孔，其中喇叭状射流孔设置于挡浪墙的竖立部分中，喇叭状射流孔为喇叭形结构，其进口大而出口小，喇叭状射流孔的进口与沉箱内部的仓格连通，而出口设置于挡浪墙的正面形成与来浪方向相对的结构；所述直射流孔设置于挡浪墙前方的底座上，直射流孔垂直连通沉箱内部的仓格。

进一步地，所述挡浪墙的正面为弧形面结构，其上下两端朝来浪方向凸出，而中间则内凹；而所述喇叭状射流孔亦为弧形结构，其上部朝来浪方向弯曲伸展。

进一步地，在沉箱内部用于分隔成仓格的隔板包括有横隔板，横隔板至少设有一块，其与前墙平行；横隔板将沉箱内部隔离成至少两排仓格，至少在前墙后面第一块横隔板上亦设有镂空孔洞将前后仓格形成连通结构；沉箱内的第一排仓格与所述直射流孔对齐，而第二排仓格与所述喇叭状射流孔对齐，进入第一排仓格的水会从直射流孔中喷出，进入第二排仓格的水则会从喇叭状射流孔喷出。

进一步地，在沉箱的仓格中设有与前墙及横隔板垂直的纵隔板，纵隔板将其所在的仓格分隔成若干同排的子仓格，在纵隔板上形成有镂空的隔板孔洞，隔板孔洞将相邻的同排子仓格相互连通。

进一步地，前墙中的镂空孔洞自前墙顶部朝下排布，该些镂空孔洞所占据的高度为挡浪墙的两倍，即这些镂空孔洞的高度是波高的两倍，当然，稍高或稍低均可；前墙后方的第一块横隔板的镂空孔洞亦为自顶部朝下排布设置，第一块横隔板上的镂空孔洞所占据的高度挡浪墙相近(相同、稍高或稍低均可)。

进一步地，前一排仓格中的纵隔板上的隔板孔洞的位置低于后一排仓格中的纵隔板上的隔板孔洞，前后排仓格中的纵隔板上的隔板孔洞形成阶梯形结构，且隔板孔洞的位置不低于其前方最底部的镂空孔洞，主要是考虑到波浪能在第一仓格进行了紊动耗能，波浪能量进一步集中在表层一倍波高范围内，使进入的水流能更有效地往两边流动，提高扰流消能效果。

优选地，所述底板朝前后方伸出形成翼趾结构，以提高整体结构的稳定性。

该结构使波浪通过沉箱前墙及横隔板的镂空孔洞进入沉箱内部，波浪产生的横向水流通过隔板孔洞在沉箱仓格内部形成水流紊动，进行一级消浪。由于挡浪墙的前方布置有直射流孔及其弧形面布置有喇叭状射流孔，波浪通过沉箱仓格时水位上升，水流进入直射流孔和喇叭状射流孔，从沉箱内部通过挡浪墙和底座射流而出，对挡浪墙上爬升的波浪进行紊动破坏，从而降低波浪爬高，同时减小波浪对挡浪墙的冲击压力。

本实用新型通过设置沉箱前墙和隔板的镂空孔洞以及挡浪墙的两种射流孔，可以在沉箱仓格以及挡浪墙面进行波浪紊动消能，将几种消能作用结合于一体，从而提高了直立式防波堤的消能挡浪效果，同时整个装置结构简单，造价也不高，有利于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型断面结构示意图；

图3为本实用新型正体结构示意图。

图中，1为挡浪墙，11为底座，12为喇叭状射流孔，13为直射流孔，2为沉箱，21为前墙，22为底板，23为横隔板，24为纵隔板，25为镂空孔洞，26为隔板孔洞。

具体实施方式

本实施例中，参照图1、图2和图3，所述镂空沉箱和自射流挡浪墙结合的波浪消能结构，包括有挡浪墙1和沉箱2，挡浪墙1通过其底座11安装在沉箱2的顶部，挡浪墙1朝上凸起形成挡浪结构，在挡浪墙1上设有若干射流孔洞；沉箱2包括有前墙21、后墙和底板22，沉箱2的内部通过若干隔板分隔成若干仓格，前墙21、后墙及隔板均枕压于底板22上；在前墙21上设有若干用于水流进入的镂空孔洞25，镂空孔洞25及射流孔洞均与沉箱2内部的仓格连通。

所述射流孔洞包括有喇叭状射流孔12和直射流孔13，其中喇叭状射流孔12设置于挡浪墙1的竖立部分中，喇叭状射流孔12为喇叭形结构，其进口大而出口小，喇叭状射流孔12的进口与沉箱2内部的仓格连通，而出口设置于挡浪墙1的正面形成与来浪方向相对的结构，喷出的水可以对来浪形成冲击，实现消能；所述直射流孔13设置于挡浪墙1前方的底座11上，直射流孔13垂直连通沉箱2内部的仓格，其喷出的水可以对来浪形成紊流。

所述挡浪墙1的正面为弧形面结构，其上下两端朝来浪方向凸出，而中间则内凹，这种弧形结构本身就具有较好的挡浪消能效果；而喇叭状射流孔12亦为弧形结构，其上部朝来浪方向弯曲伸展，可以提高自沉箱2进入的水的动能。

在沉箱2内部用于分隔成仓格的隔板包括有横隔板23，横隔板23至少设有一块，其与前墙21平行；横隔板23将沉箱1内部隔离成至少两排仓格，至少在前墙21后面第一块横隔板23上亦设有镂空孔洞21将前后仓格形成连通结构；沉箱2内的第一排仓格与所述直射流孔13对齐，而第二排仓格与所述喇叭状射流孔12对齐，进入第一排仓格的水会从直射流孔13中喷出，进入第二排仓格的水则会从喇叭状射流孔12喷出。

在沉箱2的仓格中设有与前墙21及横隔板23垂直的纵隔板24，纵隔板24将其所在的仓格分隔成若干同排的子仓格，在纵隔板24上形成有镂空的隔板孔洞26，隔板孔洞26将相邻的同排子仓格相互连通。

前墙21中的镂空孔洞25自前墙21顶部朝下排布，该些镂空孔洞25所占据的高度为挡浪墙1的两倍，即这些镂空孔洞25的高度是波高的两倍，当然，稍高或稍低均可；前墙21后方的第一块横隔板23的镂空孔洞25亦为自顶部朝下排布设置，第一块横隔板23上的镂空孔洞25所占据的高度挡浪墙1相近(即相同、稍高或稍低)。

前一排仓格中的纵隔板24上的隔板孔洞26的位置低于后一排仓格中的纵隔板24上的隔板孔洞26，前后排仓格中的纵隔板24上的隔板孔洞26形成阶梯形结构，且隔板孔洞26的位置不低于其前方最底部的镂空孔洞25，主要是考虑到波浪能在第一仓格进行了紊动耗能，波浪能量进一步集中在表层一倍波高范围内，使进入的水流能更有效地往两边流动，提高扰流消能效果。

所述底板22朝前后方伸出形成翼趾结构，以提高整体结构的稳定性。

该结构使波浪通过沉箱2中前墙21及横隔板23的镂空孔洞25进入沉箱内部，波浪产生的横向水流通过隔板孔洞26在沉箱仓格内部形成水流紊动，进行一级消浪。由于挡浪墙1的前方布置有直射流孔13及其弧形面布置有喇叭状射流孔12，波浪通过沉箱仓格时水位上升，水流进入直射流孔13和喇叭状射流孔12，从沉箱2内部通过挡浪墙1和底座11射流而出，对挡浪墙1上爬升的波浪进行紊动破坏，从而降低波浪爬高，同时减小波浪对挡浪墙1的冲击压力。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。