[发明专利]一种框架带孔薄膜浮式防波堤单元体

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种防波堤，更具体地说，涉及一种框架带孔薄膜浮式防波堤单元体。

背景技术

防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，主要用于防御外海传来的波浪，提供平稳的船舶装卸作业环境，并保护其他港口工程结构物。通常将防波堤划分为固定式结构与浮式结构两大类。与固定式防波堤结构相比，浮式防波堤具有许多优点：可以把它们从一个地方移动到另一个地方；建造地点几乎不受水深和地质条件的影响；建造迅速，这在军事应用方面有极其重要的意义；可作为临时防护措施用于掩护港口设施和海洋建筑物，使之减少破坏等。因此，近年来对浮式防波堤的研究和应用在防波领域越来越受到重视。

浮式防波堤依据结构的弹性性能可分为刚性浮堤和柔性浮堤，刚性浮堤在波浪作用下不发生显著变形，如箱式浮堤；柔性浮堤在波浪作用下可改变其形状，如筏式浮堤。

刚性浮堤研制上的最大困难为浮体固有周期较小，即浮体的恢复力大，其在波浪作用下会发生振动，影响消浪效果。现场试验也证实，当前就供作实用的、其规模为常识所允许的浮体而言，几乎不可能期待充分的消浪效果。因此，需要设法增大其固有周期。

柔性浮堤一般建造比较容易、灵活，需要较少的人力和机械设备，可以减小潮流干扰，产生较少的反射波，系缆力小于刚性浮堤。在水深较大的情况下，利用柔性材料来建造浮式防波堤，费用要比采用固定式防波堤及其它类型的浮式防波堤大大减小，但其消能效果普遍不如刚性浮堤，特别是对长波的掩护效果一般。

浮式防波堤消波作用可分为积极消波和消极消波。靠反射和摩擦来削弱波能，属消极消波，如果仅依靠这些作用增大消波效果，浮体的规模就会变得很巨大，这种情况是不合理的。将波能转化为新的动能，属积极消波，如果入射波能量几乎全部转换成浮体的动能，这种情况下，消波效果是极其良好的。研究者认为利用已有单项浮体的性质，发展具有复合结构的浮体形态，使其在消浪机理上，相位差的反射、摩擦、能量转换等能够同时起作用，是今后浮式防波堤的研究方向。

专利号为ZL201310066910.5，名称为“一种可组装的防波消能透空箱型单浮体”的发明专利，通过在浮箱内部设置斜板和中间平板，形成透空箱体，浮箱两侧(向海侧和向陆侧)设置仿机翼分水结构进行紊动消能，消波系数可达到0.8左右。该结构为钢材或钢筋混凝土材质的刚性浮堤，仍未能很好解决浮箱固有周期较小，易发生振动的问题，且结构属消极消波，还应结合柔性浮堤特点，将波能转化为新的动能进行积极消波，以达到合理设计和消波效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有浮式防波堤所存在的问题和缺陷，提出一种新型的框架带孔薄膜浮式防波堤单元体。该框架带孔薄膜浮式防波堤单元体组装成浮式防波堤不仅具有良好的消能效果，而且兼具柔性浮式防波堤的优点，克服了箱式浮堤固有周期小的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种框架带孔薄膜浮式防波堤单元体，包括由12条棱构成的长方体框架1，所述的长方体框架1的上端面铺设有与棱相连接的水平向顶部带孔薄膜2，距离上端面至下端面高度H方向等分设置有多层与长方体框架1前后两端相连接的水平向中下部宽松带孔薄膜3，且所述水平向中下部宽松带孔薄膜3的长度大于所述的长方体框架1的长度L；所述的长方体框架1的前后两端面分别铺设有与棱相连接的垂向带孔薄膜4；所述的长方体框架结构1的8个角处还设置有用于拼装和连接系泊的扣环5。

所述的长方体框架1的高度H为波高+(1～2m)；长度L为比入射波长之比大0.3；宽度为入射波长的1/2。

所述的水平向中下部宽松带孔薄膜3的长度为L+(0.1～0.2)L。

所述的多层水平向中下部宽松带孔薄膜3的层间距为(0.1～0.3)H。

所述的水平向顶部带孔薄膜2的开孔率为10％～20％，所述的水平向中下部宽松带孔薄膜3的开孔率为5％～15％，所述的垂向带孔薄膜4的开孔率为50％～70％。

所述的水平向顶部带孔薄膜2、水平向中下部宽松带孔薄膜3和垂向带孔薄膜4的材料为高强薄膜材料。

所述的水平向顶部带孔薄膜2、水平向中下部宽松带孔薄膜3和垂向带孔薄膜4的材料优选为玻璃纤维合成材料或涤纶织物合成材料。

所述的长方体框架1的材料为涂有防腐材料的钢材。

所述的长方体框架1的前后两端还设置有用于连接所述水平向中下部宽松带孔薄膜3的横杆。

本发明的一种框架带孔薄膜浮式防波堤单元体的主要优点：