[发明专利]一种弧板式结构消浪特性的测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种弧板式结构消浪特性的测量装置及其测量方法，其特点是：包括上部结构、弧板式结构、下部结构、浪高仪、波高数据采集系统和波浪水槽；本发明利用特制的不锈钢细柱从下部固定弧板式结构，可有效减弱固定支撑对水体的扰动作用；依据波浪水槽中所布置的浪高仪，采用Goda两点法计算弧板式结构的反射系数进而分析其消浪特性；本发明的一种弧板式结构消浪特性的测量装置，结构简单、易于操作，能够根据计算所得的透射与反射系数综合分析弧板式结构的消浪特性。

技术领域：

本发明涉及结构物消浪特性的测量装置技术领域，特别涉及一种弧板式结构消浪特性的测量装置及其测量方法，用于试验水槽内弧板式结构在外部荷载（波浪、水流或者两者联合）作用下消浪特性的测量。

背景技术：

随着大型深水港和码头开发建设力度的加大，传统重力式防波堤存在施工期较长、不适合在水深浪大海域建造、阻碍港区内外水体交换和对港区内水质保持和生态环境有不利影响等缺点，不能适应海洋工程建设的诸多要求。透空型式防波堤结构则因具有对地基要求低、施工方便、造价低廉和环境友好等优点而得到广大专家学者的关注。弧板式防波堤作为典型结构之一，近年来其消浪性能研究越来越受到海洋工程界的重视。目前，弧板式结构消浪性能研究多从现场试验和数值模拟等方面开展，鉴于现场试验在具体实施过程中的资金投入较大、周期长，且在外海的极端风浪条件下，很难开展有效的测量和试验数据的收集工作。数值模拟中输入条件参数难以实现实际工程中存在的诸多不确定因素，致使数值模拟结果与实际工程存在一定的差距；即传统的防波堤结构消浪性能装置存在量程精度低、与弧板式结构安装不匹配、价格昂贵等问题。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有问题的不足，而提供一种弧板式结构消浪特性的测量装置。

本发明的另一目的提供一种弧板式结构消浪特性的测量方法。

本发明提供的技术方案是：一种弧板式结构消浪特性的测量装置，其特殊之处在于，由上部结构、弧板式结构、下部结构、浪高仪、波高数据采集系统和波浪水槽组成；

所述的上部结构从上方固定弧板式结构，上部结构包括纵梁、槽钢、短柱、长柱和钢板；所述的槽钢横向布置于波浪水槽侧壁顶部，通过短柱与波浪水槽锚固；所述的纵梁共有4条，其中波浪水槽两侧壁顶部各有2条，分别位于槽钢两端的上部和下部，通过短柱与槽钢紧密连接，4条纵梁沿着波浪水槽横向移动；所述的钢板共有2条，上端分别通过长柱与纵梁连接，下端通过螺杆与长条板锚固，将上部结构、弧板式结构和下部结构连接为一个整体；

所述的弧板式结构由2块相同的玻璃弧板构成；所述的弧板式结构两侧留有水平段，水平段的四个角上分别钻有用于固定的柱子孔；

所述的下部结构从下方固定弧板式结构，包括长条板和螺杆；所述的长条板固定于波浪水槽底部，长条板共有2条，长条板通过螺杆与钢板固定连接；

所述的浪高仪沿着波浪水槽布置3根，位于弧板式结构迎浪向一侧2根，间距等于波长的四分之一倍，用于计算波浪对弧板式结构的反射系数；位于弧板式结构背浪向一侧1根，用于计算波浪对弧板式结构的透射系数；

所述的波高数据采集系统连接浪高仪，并实时采集浪高仪上监测的波面历程数据。

进一步的，所述的弧板式结构的两块玻璃弧板沿螺杆移动，其各自位置和之间距离均可调，即弧板式结构的高度和净空可调。

采用本发明测量装置的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

a在弧板式结构的迎浪向一侧布置2根间距为1/4L的浪高仪，在弧板式结构的背浪向一侧布置1根浪高仪；

b将3根浪高仪的数据传输线与波高数据采集系统分别连接，浪高仪的标号与采集系统中的标号一一对应；