[发明专利]带底板的浮式梳状消浪装置及其应用

说明书

一种带底板的浮式梳状消浪装置及其应用，该浮式梳状消浪装置包括浮体单元，其为浮式梳状消浪装置提供浮力和起挡浪的作用；挡浪背板，其竖直设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用；以及堤身底板，其水平设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用。本发明中浮箱主体和板式结构长度比例可根据工程需求优化调节，特有的堤身底板可提高消浪性能和抗扭强度，本发明通过调节挡浪背板的前后位置有效减小最大波浪作用力，通过合理设计翼缘板的长度和位置以提高消浪性能。

技术领域

本发明涉及海岸工程和海洋工程技术领域，具体涉及一种带底板的浮式梳状消浪装置及其应用。

背景技术

防波堤结构作为海岸防护的一种重要手段，能够有限地阻挡外海波浪传入近岸，使防波堤掩护区域内的波高有效减小，起到避免海岸侵蚀和保护沿岸设施安全，以及保证港口内船舶作业平稳的作用。如今随着港口和外海岛礁工程水深的增加，对于防波堤的建造要求也越来越高。水深的增加使传统的重力式防波堤的建筑耗材增加且施工困难加大，已经不能满足工程发展需要。

因而，浮式防波堤是深水建港和外海岛礁防护的必然趋势。浮式防波堤具有利于水体交换可以有效保护港内生态环境、对当地水流和泥沙特性的改变较小、解决地基软弱从而减少地基特殊处理工序等优点。

本发明提出一种带底板的浮式梳状消浪结构，用于浮式防波堤设计，其下部通过锚泊系统固定在海床之上。该消浪结构比传统的浮式消浪结构在材料用量上有较大的节省，在总体受力上有减少，且在消浪和挡浪性能上有较大提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种带底板的浮式梳状消浪装置及其应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种带底板的浮式梳状消浪装置，包括：

浮体单元，其为浮式梳状消浪装置提供浮力和起挡浪的作用；

挡浪背板，其竖直设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用；以及

堤身底板，其水平设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的浮式梳状消浪装置在海岸工程和海洋能利用技术领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的带底板的浮式梳状消浪装置及其应用相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)浮箱主体和板式结构长度比例可根据工程需求优化调节

传统浮式箱型消浪结构采用水平长度方向上连续的(即通长的)矩形浮箱主体漂浮于水面提供浮力和实现挡浪作用，由于浸没水中的湿面积较大，提供了过大的浮力，实际中需要向箱体内填充砂石等配重材料，以达到足够的吃水深度(吃水深度越大防波效果越好)，因此，传统浮式箱型防波堤的箱体材料和配重材料用量都较大。本发明在水平长度方向为浮箱主体-挡浪背板/堤身底板组成的不连续箱板结构形式，即利用挡浪背板和堤身底板结构来替代部分浮箱主体(即浮体单元)，使箱体材料有效减少；同时由于其浸没水中的湿面积较小，可以提供较为适宜的浮力。实际中可通过调节浮箱主体和挡浪背板/堤身底板结构的长度比例关系来实现不同的吃水深度，因此不需要或者需要很少的配重材料，从而减少材料用量及运输成本。此外，胸墙板的设置也可以增加水面以上部分的有效高度，起到减小越浪量的作用，同时节省浮体单元在水面以上的体积。

(2)通过调节挡浪背板的前后位置有效减小最大波浪作用力