一种有效消减长周期波浪的新型浮式防波堤

1.本发明涉及防波堤技术领域，具体涉及一种有效消减长周期波浪的新型浮式防波堤。


背景技术：

2.随着人类对海洋的进一步开发，各种用途的大型海上建筑物不仅需要充足的能源供应，还需要安全的工作环境，因此防波堤得到了更加广泛的应用。现有的防波堤类型中，浮式防波堤以其造价相对较低、受海底地质条件影响小、对环境影响小、适用性强以及使用起来灵活方便等优点，受到广泛的关注。但是浮式防波堤也存在着很多须解决的问题，诸如掩护效果不如坐底式防波堤、波浪周期较长时消浪效果较差等。
3.因此，亟需提出一种新型浮式防波堤，以解决浮式防波堤对长周期波浪消浪性能差的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种有效消减长周期波浪的新型浮式防波堤，该新型浮式防波堤利用陷波效应将长周期波浪陷于消波单元附近，使得长周期波浪难以向外部传播，显著提高了浮式防波堤对于长周期波浪的消波效果。
5.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种有效消减长周期波浪的新型浮式防波堤，包括依次连接的多个防波堤模块单元，防波堤模块单元包括浮箱主体，浮箱主体上开设有两个长条状凹槽，每个凹槽中设有多个消波单元，多个消波单元沿着凹槽的长度方向呈指数关系排列，浮箱主体上还连接有锚泊系统。
7.进一步的，消波单元排列的指数关系式为：
[0008][0009]
其中，a0为开始位置的消波单元的晶格常数，参数α＝0.002，yi,i∈(1,n)表示第i个消波单元的纵坐标，ai,i∈(0,n)表示第i个和第i 1个消波单元的间距。
[0010]
进一步的，消波单元包括承重滑板和固定杆，固定杆固定连接在承重滑板上，固定杆上套装有多个环形套件，承重滑板的底部连接有至少两个万向轮。
[0011]
进一步的，凹槽的两个侧面上开设有滑槽，承重滑板的两侧卡在两个滑槽中，承重滑板上设有两个侧板，两个侧板分别与凹槽的两个侧面相贴合，侧板通过螺钉连接在浮箱主体上。
[0012]
进一步的，锚泊系统包括四个吊环，四个吊环分别设置在浮箱主体的两个侧壁上，四个吊环上均连接有锚链，锚链上连接有锚块，锚块放置于海底。
[0013]
进一步的，浮箱主体的后端设置有连接件，连接件上开设有螺纹孔，相邻的两个浮箱主体通过连接件连接。
[0014]
进一步的，万向轮上带有刹车装置。
[0015]
进一步的，环形套件为废弃轮胎外胎。
[0016]
进一步的，承重滑板的底部连接有四个万向轮。
[0017]
总的说来，本发明具有如下优点：
[0018]
一、本发明的消波单元按照指数关系布置，长周期波浪会在不同的消波单元附近出现陷波现象，将长周期频段内的波陷在由多个消波单元形成的消波结构内部，难以向消波结构外传播，最终实现有效消减长周期波浪的功能。
[0019]
二、本发明不仅能够消除入射方向的长周期波浪，对于垂直于入射波浪方向的长周期波浪也有消波作用。
[0020]
三、本发明不仅提高了对于长周期波浪的消波能力，并且还具有高可靠性、低造价、低施工难度等特点。
[0021]
四、本发明包括依次连接的多个防波堤模块单元，能够将防波堤模块单元模块化，便于批量化生产以及安装，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0022]
图1是本发明防波堤模块单元的结构示意图。
[0023]
图2是本发明防波堤模块单元的俯视结构示意图。
[0024]
图3是本发明防波堤模块单元的侧面结构示意图。
[0025]
图4是本发明防波堤模块单元的浮箱主体的结构示意图。
[0026]
图5是本发明防波堤模块单元的消波单元的结构示意图。
[0027]
图6是本发明防波堤模块单元的消波单元指数关系排列的坐标系示意图。
[0028]
其中：1为浮箱主体，1-1为凹槽，1-2为滑槽，2为消波单元，2-1为承重滑板，2-2为固定杆，2-3为环形套件，2-4为万向轮，2-5为侧板，3为锚泊系统，3-1为吊环，3-2为锚链，3-3为锚块，4为连接件。
具体实施方式
[0029]
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
[0030]
如图1至图3所示，一种有效消减长周期波浪的新型浮式防波堤，包括依次连接的多个防波堤模块单元，防波堤模块单元包括浮箱主体，浮箱主体上开设有两个长条状凹槽，每个凹槽中设有多个消波单元，多个消波单元沿着凹槽的长度方向呈指数关系排列，浮箱主体上还连接有锚泊系统。
[0031]
消波单元排列的指数关系式为：
[0032][0033]
其中，a0为开始位置的消波单元的晶格常数，a0会随着所处海域变化，参数α＝0.002，yi,i∈(1,n)表示第i个消波单元的纵坐标，ai,i∈(0,n)表示第i个和第i 1个消波单元的间距。消波单元呈指数关系排列的坐标系如图6所示。
[0034]
如图1、图4和图5所示，消波单元包括承重滑板和固定杆，固定杆固定连接在承重滑板上，固定杆上套装有多个环形套件，承重滑板的底部连接有至少两个万向轮。凹槽的两个侧面上开设有滑槽，承重滑板的两侧卡在两个滑槽中，承重滑板上设有两个侧板，两个侧板分别与凹槽的两个侧面相贴合，侧板通过螺钉连接在浮箱主体上。
[0035]
如图5所示，在本实施方式中，承重滑板的底部连接有四个万向轮，通过设置万向轮，能够使得消波单元沿着滑槽移动，能够根据实际海况调整消波单元的位置；当消波单元的位置确定好后，可通过螺钉将侧板和浮箱主体连接起来，将消波单元固定在浮箱主体上，将消波单元的位置固定住。万向轮上带有刹车装置，便于承重滑板的制动，便于消波单元的固定。
[0036]
在本实施方式中，环形套件为废弃轮胎外胎，多个废弃轮胎外胎叠加套装在固定杆上，采用废弃轮胎外胎能够有效利用废弃资源，实现资源的回收利用。
[0037]
如图1至图3所示，锚泊系统包括四个吊环，四个吊环分别设置在浮箱主体的两个侧壁上，四个吊环上均连接有锚链，锚链上连接有锚块，锚块放置于海底。
[0038]
吊环、锚链和锚块组成的锚泊系统能够限制浮箱主体的多自由度运动，同时安装拆卸简单，面对极端海况时，转移比较方便。
[0039]
如图1和图4所示，浮箱主体的后端设置有连接件，连接件上开设有螺纹孔，相邻的两个浮箱主体通过连接件连接。螺钉穿过连接件上的螺纹孔，并连接在另一个浮箱主体上，将两个相邻的浮箱主体连接起来，即将两个防波堤模块单元连接起来。
[0040]
在使用本发明时，先将浮箱主体和锚泊系统放置好，浮箱主体的凹槽的长度方向垂直于入射波(波浪入射)的方向，即消波单元呈指数关系排列的方向与入射波的方向相垂直，然后根据实际海况和指数关系式确定消波单元的位置和相邻两个消波单元之间的间距，可以通过滑动万向轮来调整消波单元的位置，当消波单元的位置确定好后，可通过螺钉将侧板和浮箱主体连接起来，将消波单元固定在浮箱主体上，将消波单元的位置固定住，确保消波单元沿着凹槽的长度方向呈指数关系布置。由于消波单元按照指数关系布置，长周期波浪会在不同的消波单元附近出现陷波现象，将长周期频段内的波陷在由多个消波单元形成的消波结构内部，难以向消波结构外传播，最终实现有效消减长周期波浪的功能。本发明不仅能够消除入射方向的长周期波浪，对于垂直于入射波浪方向的长周期波浪也有消波作用。
[0041]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。