透空式防波堤的制作方法

本实用新型涉及堤坝领域，具体而言，涉及一种透空式防波堤。

背景技术：

防波堤作为港口工程中的主要工程设施，其传统形式大致可分为：斜坡式、直立式，混合式。设计的思路主要靠堤身断面重量来抵抗波浪，最大程度减弱堤后港池水域波高，达到船舶正常作业标准。但是传统防波堤的堤身阻碍了外海和港池之间水体的交换，形成封闭水域，导致海水水质变差，破坏了附近海域生态系统。因此，透空式防波堤结构因其较高的生态特性及经济性，现在被越来越多的应用在防波堤工程中。透空式防波堤结构中常见结构为高桩梁板式桩基透空堤，如图1所示，防波堤结构主要由栈桥式高桩梁板结构(包括桩结构3和位于桩结构3上方的承台2)和设在承台2双侧的两个挡浪板1组成。上述结构为保证消浪效果，挡浪板1需要插入水中一定深度，波浪越大，插入深度越大。这就带来三方面的影响：①挡浪板1的上端与梁板结构的端部连接，悬臂受力长度过长，计算断面较大，单块重量较大；②挡浪板预制长度过长，单块重较大，现场施工难度较大；③施工难度增加意味着工期和施工成本上升。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种透空式防波堤，以使挡浪板能够伸入水中任意位置，消浪效果明显，且施工难度小，施工成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种透空式防波堤，包括：桩基，包括透空的桩基本体以及设置于桩基本体顶部的承台；挡浪板，设置在桩基本体上。

进一步地，桩基本体包括沿预定方向排布的多个桩结构，挡浪板设置于桩结构上。

进一步地，桩结构包括呈预定角度设置的第一管桩以及第二管桩，第一管桩位于第二管桩的外侧，挡浪板设置于第一管桩的管壁上。

进一步地，挡浪板为多块，每根第一管桩上对应至少一块挡浪板，任意一个第一管桩上的挡浪板向与该第一管桩相邻的第一管桩延伸。

进一步地，每个第一管桩对应两块挡浪板，两块挡浪板分别设置于第一管桩的两侧，设置于不同第一管桩上的相邻两个挡浪板在垂直于预定方向上至少部分重叠。

进一步地，挡浪板与第一管桩之间设置有加强结构。

进一步地，加强结构为加强肋板。

进一步地，挡浪板在第一管桩的延伸方向上的长度小于等于第一管桩自身的长度。

进一步地，挡浪板由金属材料制成，挡浪板焊接在桩基本体上。

进一步地，透空式防波堤还包括：挡浪墙，设置于承台的顶部。

应用本实用新型的技术方案，挡浪板设置在桩基本体上，当挡浪板受到海水的压力时，挡浪板将该压力直接传递至桩基的桩基本体上，因此挡浪板可以根据实际需要插入水中任意深度而不需要增加挡浪板的端面面积，故本实用新型的挡浪板的重量较现有技术中的挡浪板的重量要小的多，降低了现场施工难度以及施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的高桩梁板式桩基透空堤的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的透空式防波堤的实施例立体结构示意图；

图3示出了图2的透空式防波堤的侧视示意图；

图4示出了图3的透空式防波堤的a处的放大结构示意图；以及

图5示出了图2的透空式防波堤的部分结构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、桩基；11、桩基本体；111、第一管桩；112、第二管桩；12、承台；20、挡浪板；21、第一板面；22、第二板面；30、加强结构；40、挡浪墙。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图2和图3所示，本实施例的透空式防波堤包括：桩基10以及挡浪板20。其中，桩基10包括透空的桩基本体11以及设置于桩基本体顶部的承台12。挡浪板20设置在桩基本体11上。

应用本实施例的技术方案，挡浪板20设置在桩基本体11上，当挡浪板20受到海水的压力时，挡浪板20将该压力直接传递至桩基10的桩基本体11上，因此挡浪板20可以根据实际消浪效果需要插入水中任意深度而不需要增加挡浪板20的端面面积，故本实用新型的挡浪板20的重量较现有技术中的挡浪板的重量要小的多，降低了现场施工难度以及施工成本。

需要说明的是，在本实施例中，由于桩基本体11透空，因此本实施例中的防波堤的堤身并不阻碍外海和港池之间水体的交换，形成开放的水域，对海水的水质及附近海域生态系统影响很小。

如图2所示，在本实施例中，桩基本体11包括沿预定方向排布的多个桩结构，挡浪板20设置于桩结构上。在上述结构中由于多个桩结构之间具有空隙，因此外海和港池之间的水体可以通过上述空隙进行交换。上述结构简单，降低施工难度，同时施工成本低。

如图2和图3所示，在本实施例中，桩结构包括呈预定角度设置的第一管桩111以及第二管桩112。第一管桩111位于第二管桩112的外侧，挡浪板20设置于第一管桩111的管壁上。上述结构使得桩结构的结构稳定性强，当外海的波浪撞击至挡浪板20上时能够大大降低波浪的能量，从而达到消浪的效果。需要说明的是，在本实施例中，挡浪板20将波浪对其施加的压力直接传递至第一管桩111上，挡浪板20可以根据实际消浪效果需要插入水中任意深度。由于挡浪板20可以根据实际消浪效果需要插入水中任意深度，因此只需在位于外侧的第一管桩111上设置挡浪板20即可，不必像现有技术中的那样设计双侧挡浪板，因此本实施例的透空式防波堤的构件少。又由于本实施例的透空式防波堤的构件少，因此受力路径明确。经物模模型试验验证，各构件受力均可按照现行水文规范的计算方法确定。大大提高了设计效率，尤其对项目前期需要确定项目投资时，大大提高了设计产品的准确性，避免了因前期工作不足造成后期追加投资的局面。

如图2和图5所示，在本实施例中，挡浪板20为多块，每根第一管桩111上对应至少一块挡浪板20，任意一个第一管桩111上的挡浪板20向与该第一管桩111相邻的第一管桩111延伸。上述结构使得多块挡浪板20能够遮挡在相邻两根第一管桩111之间的间隙处，从而形成挡浪墙，消浪效果明显。需要说明的是，在本实施例中，第一管桩111和挡浪板20为整体加工制作，打桩工序完成既意味着打桩工序和安装挡浪板安装两道工序完成，降低了施工工序和难度，保证了工期和施工成本降低。

如图2和图5所示，在本实施例中，每个第一管桩111对应两块挡浪板20，两块挡浪板20分别设置于第一管桩111的两侧，设置于不同第一管桩111上的相邻两个挡浪板20在垂直于预定方向(垂直于预定方向的方向为图中的n向)上至少部分重叠以进一步提高消浪效果。

需要说明的是，如图5所示，实用新型人在长期研究中发现，如果防波堤如此设置，可能会造成港内水域波浪的反射，特别是港内局部水域存在波能聚集的区域，防波堤的透浪、港内反射、波能聚集三者叠加，最终造成港内水域无法满足船舶装卸作业等泊稳要求。采用本实施例的技术方案，不同第一管桩111上的相邻两个挡浪板20之间的角度可调，可根据相关模型试验，给出最优的挡浪板之间的角度，减少港内水域波浪反射的同时，降低波能聚集，使得掩护范围内泊稳条件最优。本功能是现有技术中的高桩梁板式桩基透空堤无法达到的。需要说明的是，上述相邻两个挡浪板20之间的角度可调可以通过打桩时将第一管桩111旋转一定的角度实现，或是在将第一管桩111与挡浪板20焊接时，就将二者以预定的角度焊接在一起。

如图2至图5所示，在本实施例中，挡浪板20与第一管桩111之间设置有加强结构30。上述结构能够保证挡浪板20的局部强度，防止失稳。

如图2至图5所示，在本实施例中，加强结构30为加强肋板。上述结构简单，易于加工。

如图2和图5所示，在本实施例中，每块挡浪板20和与其连接的第一管桩111之间均设置有加强结构30，每个挡浪板20包括相对设置的第一板面21和第二板面22，相邻两个挡浪板20上的两个加强结构30中的一个位于第一板面21上，相邻两个挡浪板20上的两个加强结构30中的另一个位于第二板面22上，上述结构防止相邻两个加强结构30相互干涉，降低施工难度。

在本实施例中，挡浪板20在第一管桩111的延伸方向上的长度小于等于第一管桩111自身的长度。在上述结构中，挡浪板20可根据消浪效果要求插到水下任意深度，。

在本实施例中，挡浪板20由金属材料制成，挡浪板20焊接在桩基本体11上。上述结构简单，加工难度低。具体地，在本实施例中，挡浪板20焊接在由钢材料制成的第一管桩111上。需要说明的是，第一管桩111和挡浪板20整体制作，能够保证挡浪板20的深度，适用于短中长周期波情况，优化施工工序，降低工期和成本。

如图2所示，在本实施例中，透空式防波堤还包括：挡浪墙40。挡浪墙40设置于承台12的顶部。上述结构能够止挡部分越过挡浪板20上方的浪，提高消浪效果。在本实施例中，挡浪墙40的靠近外海的表面为反弧面，上述结构简单，且消浪效果明显。

需要说明的是，现有技术中的高桩梁板式桩基透空堤仅适用于于水深较大、波浪较小且以风浪为主的短周期波的条件下，对中长周期波消浪效果不明显。但是本实施例的透空式防波堤适用于中长周期波的条件。

本结构经物模模型试验验证，对于中长周期波条件，消浪效果明显。

表1为物理模型试验中防波堤外设计波要素，表2为物模模型试验中各水位波浪透射系数，透浪系数越低，消浪效果越明显。由试验结果可见，本结构对中长周期波消浪是有效的。

表1防波堤外设计波要素(波浪重现期：2a)

表2理论计算与物模试验对比

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实施例中的透空式防波堤构件少，受力路径明确，经物模模型试验验证，各构件受力均可按照现行水文规范的计算方法确定。本方法大大提高了设计效率，尤其对项目前期需要确定项目投资时，大大提高了设计产品的准确性，避免了因前期工作不足造成后期追加投资的局面；

2、挡浪板可根据消浪效果要求插到水下任意深度，降低了施工难度和施工成本；

3、第一管桩和挡浪板为整体加工制作，打桩工序完成既意味着打桩工序和挡浪板安装两道工序完成，降低了施工工序和难度，保证了工期，降低了施工成本；

4、本实施例中的透空式防波堤经物模模型试验验证，对于中长周期波条件，消浪效果明显；

5、本实施例中的透空式防波堤的相邻两个挡浪板之间的相对角度为可调式。对于容易造成港内水域波浪反射，特别是港内局部水域存在波能聚集的区域，可调整翼板之间的角度，减少港内水域波浪反射的同时，降低波能聚集。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。