一种用于海岸线的防波堤消能结构的制作方法

1.本发明属于海岸工程技术领域，特别是涉及一种用于海岸线的防波堤消能结构。


背景技术：

2.港口、码头、核电工程等海岸工程需要防波堤、护岸等消浪结构来保证构筑物安全运行。目前，现有的海岸线护岸结构通常包括，斜坡式护岸结构和沉箱式直立堤护岸结构，斜坡式护岸占用海域较大，而沉箱式直立堤反射系数较大，受力较大。
3.在修建海岸工程时会遇到施工周期较长、波能较大的恶劣工程条件，使得防波堤工程的设计与施工难度也随之增加，如防波堤高度及工程量增大、投资成本上升、并在巨大波能的作用下可能发生不同程度的破坏等。因此，研发适用于恶劣条件下的水工建筑物是当前发展的重点，这对于新型防波堤的开发设计具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于海岸线的防波堤消能结构。
5.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
6.一种用于海岸线的防波堤消能结构，包括直立式箱体和设置在直立式箱体顶部的挑浪嘴压块；
7.所述直立式箱体为矩形体结构，在直立式箱体的迎浪面开设有三排进水口；直立式箱体的内部设置有内腔，在直立式箱体的内腔中自上而下间隔设置有两层格栅，第一层格栅上方的空间与第一排的进水口相连通，第一层格栅和第二层格栅之间的空间与第二排的进水口相连通，第二层格栅下方的空间与第三排的进水口相连通，并且在第一层格栅和第二层格栅上均开设有多个呈阵列排布的透水孔；在第二层格栅下方的直立式箱体的内部底面上自内向外等间隔设置有多条相互平行的凸楞；
8.所述挑浪嘴压块包括底座和设置在底座上的弧形挑浪嘴结构，弧形挑浪嘴结构包括立臂和连接在立臂顶部的横向支臂，立臂和横向支臂的迎浪面设置弧形导向面，弧形导向面用于使越浪水体返回海侧。
9.在上述技术方案中，所述直立式箱体和挑浪嘴压块采用混凝土预制成型。
10.在上述技术方案中，单个进水口为方形口。
11.在上述技术方案中，在直立式箱体的迎浪面开设有9个进水口，这9个进水口呈3*3矩形阵列排布。
12.在上述技术方案中，单个透水孔为长方形孔。
13.在上述技术方案中，在直立式箱体的迎浪面底部设置有外沿，以增加直立式箱体的稳定性。
14.在上述技术方案中，弧形挑浪嘴结构的横向支臂的前端伸出长度要大于直立式箱体的迎水面，这样能够更好的使越浪水体返回海侧。
15.在上述技术方案中，在挑浪嘴压块的弧形挑浪嘴结构后侧形成l型开口，l型开口用于放置岸线回填材料，不仅能够最大限度的保证自然岸线的原貌，而且还能保证挑浪嘴压块的稳定性。
16.在上述技术方案中，本发明的用于海岸线的防波堤消能结构，并不限定于挑浪嘴压块下设置一层直立式箱体，可以根据实际情况，布设多层直立式箱体，在最上层的直立式箱体顶部设置挑浪嘴压块。
17.在上述技术方案中，在直立式箱体的内部底面上的凸楞上开设有凹槽，以使进入直立式箱体内部泥沙能够沿凹槽在回流水作用下排出直立式箱体，避免泥沙淤积在直立式箱体底面。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明施工简单，整体性好，保留了自然岸线避免了爆破、围海造陆等，节约投资，达到节能环保的效果。
20.本发明的直立式箱体结构能够很好的起到对水浪的消能作用。当水浪冲击直立式箱体的迎浪面后，首先通过进水口形成一次缓冲作用，其次水流是从三层进水口分别对应进入直立式箱内部的三层空间的，而这三层内部空间通过格栅上的透水孔又是相互连通的，因此，当水浪从进水口进入直立式箱体的内部空间时，会产生分流作用，分别流进直立式箱体的三层内部空间，在分流进入这三层内部空间后，一是在两层格栅的阻挡作用下，进一步减小水流冲击；二是这三股水流会在直立式箱体的内部空间发生水体的相互碰撞，减小水流流速，抵消冲击作用；三是在水浪自身重力作用下，进入直立式箱体的水流会产生向下然后沿直立式箱体的内部底面向外流出的水流作用，因此格栅和直立式箱体的内部底面上的凸楞会产生对该水流的阻碍作用，减小水流能量。
21.本发明的弧形挑浪嘴结构的横向支臂的前端伸出长度要大于直立式箱体的迎水面，这样能够更好的使越浪水体返回海侧。
22.本发明的在挑浪嘴压块的弧形挑浪嘴结构后侧形成l型开口，l型开口用于放置岸线回填材料，不仅能够最大限度的保证自然岸线的原貌，而且还能保证挑浪嘴压块的稳定性。
23.本发明的在直立式箱体的内部底面上的凸楞上开设有凹槽，以使进入直立式箱体内部泥沙能够沿凹槽在回流水作用下排出直立式箱体，避免泥沙淤积在直立式箱体底面。
附图说明
24.图1为本发明的防波堤消能结构的结构示意图。
25.图2为本发明中的直立式箱体的结构示意图。
26.图3为本发明中的防波堤消能结构的使用状态示意图。
27.图4为本发明的双层直立式箱体的防波堤消能结构的结构示意图。
28.图5为本发明实施例二中的直立式箱体的结构示意图。
29.图6为本发明的防波堤消能结构的波浪断面物理模型试验图。
30.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
31.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例一
33.参见附图1-附图2，一种用于海岸线的防波堤消能结构，包括直立式箱体1和设置在直立式箱体顶部的挑浪嘴压块2。
34.所述直立式箱体1为矩形体结构，采用混凝土预制成型，在直立式箱体的迎浪面开设有多个进水口1.1，本实施例中优选为9个进水口，这9个进水口呈3*3矩形阵列排布，单个进水口1.1为方形口。
35.直立式箱体的内部设置有内腔，内腔与所述进水口相连通，以使水浪能够从进水口进入直立式箱体的内腔中；在直立式箱体的内腔中自上而下间隔设置有两层格栅，第一层格栅1.2上方的空间与第一排的3个进水口1.1相连通，第一层格栅1.2和第二层格栅1.3之间的空间与第二排的3个进水口1.1相连通，第二层格栅1.3下方的空间与第三排的3个进水口1.1相连通，并且在第一层格栅1.2和第二层格栅1.3上均开设有多个呈阵列排布的透水孔1.4，单个透水孔1.4为长方形孔；此外，在第二层格栅1.3下方的直立式箱体的内部底面上自内向外等间隔设置有多条相互平行的凸楞1.5。当水浪冲击直立式箱体的迎浪面后，首先通过进水口形成一次缓冲作用，其次水流是从三层进水口分别对应进入直立式箱内部的三层空间的，而这三层内部空间通过格栅上的透水孔1.4又是相互连通的，因此，当水浪从进水口进入直立式箱体的内部空间时，会产生分流作用，分别流进直立式箱体的三层内部空间，在分流进入这三层内部空间后，一是在两层格栅的阻挡作用下，进一步减小水流冲击；二是这三股水流会在直立式箱体的内部空间发生水体的相互碰撞，减小水流流速，抵消冲击作用；三是在水浪自身重力作用下，进入直立式箱体的水流会产生向下然后沿直立式箱体的内部底面向外流出的水流作用，因此格栅和直立式箱体的内部底面上的凸楞1.5会产生对该水流的阻碍作用，减小水流能量。
36.进一步的说，在直立式箱体1的迎浪面底部设置有外沿1.6，以增加直立式箱体1的稳定性。
37.所述挑浪嘴压块2采用混凝土预制成型，设置在直立式箱体顶部，挑浪嘴压块2包括底座2.1和设置在底座上的弧形挑浪嘴结构2.2，底座2.1为方形，与直立式箱体1的顶面形状一致，弧形挑浪嘴结构2.2包括立臂2.21和连接在立臂2.21顶部的横向支臂2.22，立臂2.21和横向支臂2.22的迎浪面设置弧形导向面2.23，弧形导向面2.23可以使越浪水体返回海侧。
38.进一步的说，弧形挑浪嘴结构2.2的横向支臂2.22的前端伸出长度要大于直立式箱体1的迎水面，这样能够更好的使越浪水体返回海侧；并且，在挑浪嘴压块2的弧形挑浪嘴结构2.2后侧形成l型开口2.3，参见附图3，l型开口2.3正好用于放置砂石等岸线回填材料，不仅能够最大限度的保证自然岸线的原貌，而且还能保证挑浪嘴压块2的稳定性。
39.进一步的说，本发明的用于海岸线的防波堤消能结构，并不限定于挑浪嘴压块2下设置一层直立式箱体1，参见附图4，可以根据实际情况，布设多层直立式箱体1，在最上层的直立式箱体1顶部设置挑浪嘴压块2。进一步的说，在最下层的直立式箱体1的迎浪面底部设置外沿1.6即可，保证稳定性。
40.实施例二
41.在实施例一的基础上，进一步的说，参见附图5，在直立式箱体1的内部底面上的凸楞1.5上开设有凹槽1.7，以使进入直立式箱体1内部泥沙能够沿凹槽1.7在回流水作用下排出直立式箱体1，避免泥沙淤积在直立式箱体1底面。
42.参见附图6，是本发明的防波堤消能结构的波浪断面物理模型试验图，试验比例尺为1:40，该试验能够证明本发明能够很好的起到对水浪的消能作用。
43.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：包括直立式箱体和设置在直立式箱体顶部的挑浪嘴压块；所述直立式箱体为矩形体结构，在直立式箱体的迎浪面开设有三排进水口；直立式箱体的内部设置有内腔，在直立式箱体的内腔中自上而下间隔设置有两层格栅，第一层格栅上方的空间与第一排的进水口相连通，第一层格栅和第二层格栅之间的空间与第二排的进水口相连通，第二层格栅下方的空间与第三排的进水口相连通，并且在第一层格栅和第二层格栅上均开设有多个呈阵列排布的透水孔；在第二层格栅下方的直立式箱体的内部底面上自内向外等间隔设置有多条相互平行的凸楞；所述挑浪嘴压块包括底座和设置在底座上的弧形挑浪嘴结构，弧形挑浪嘴结构包括立臂和连接在立臂顶部的横向支臂，立臂和横向支臂的迎浪面设置弧形导向面，弧形导向面用于使越浪水体返回海侧。2.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：所述直立式箱体和挑浪嘴压块均采用混凝土预制成型。3.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：单个进水口为方形口。4.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：在直立式箱体的迎浪面开设有9个进水口，这9个进水口呈3*3矩形阵列排布。5.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：单个透水孔为长方形孔。6.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：在直立式箱体的迎浪面底部设置有外沿。7.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：弧形挑浪嘴结构的横向支臂的前端伸出长度要大于直立式箱体的迎水面。8.根据权利要求7所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：在挑浪嘴压块的弧形挑浪嘴结构后侧形成l型开口，l型开口用于放置岸线回填材料。9.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：挑浪嘴压块下设置一层或多层直立式箱体。10.根据权利要求1所述的用于海岸线的防波堤消能结构，其特征在于：在直立式箱体的内部底面上的凸楞上开设有凹槽，使进入直立式箱体内部泥沙能够沿凹槽在回流水作用下排出直立式箱体，避免泥沙淤积在直立式箱体底面。

技术总结
本发明公开了一种用于海岸线的防波堤消能结构，包括直立式箱体和设置在直立式箱体顶部的挑浪嘴压块；直立式箱体为矩形体结构，在直立式箱体的迎浪面开设有三排进水口，直立式箱体的内腔中自上而下间隔设置有两层格栅，格栅上开设有多个呈阵列排布的透水孔；挑浪嘴压块包括底座和设置在底座上的弧形挑浪嘴结构，弧形挑浪嘴结构包括立臂和连接在立臂顶部的横向支臂，立臂和横向支臂的迎浪面设置弧形导向面，弧形导向面用于使越浪水体返回海侧。本发明施工简单，整体性好，能够很好的起到对水浪的消能作用。浪的消能作用。浪的消能作用。


技术研发人员：孔丛颖 张静华
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/22