[发明专利]一种柔性重力式可移动水囊防波堤

说明书

本发明公开了一种柔性重力式可移动水囊防波堤，主要由圆弧铁架、配重钢板、橡胶薄膜、进气管、进气管浮子、排入排出水管、排入排出水管浮子、加固锚、螺纹短钢柱构成。防波堤布放时依靠自身重力下沉至海底，并通过排入排出水管开始向水囊注水至所需要的水量。防波堤停止作业后，当需要取走时，通过排入排出水管从水囊将水抽出，同时，通过进气管向水囊注空气。当水囊中的水全部排出后，内部全注满空气，防波堤重量减轻，整个结构平均密度减小，轻易的就能够将其从海床上取走以运送到下一个布放地点。

技术领域

本发明涉及近海工程领域，具体涉及一种柔性重力式可移动水囊防波堤。

背景技术

防波堤是一种常见的港口、海岸工程结构，用来防御海浪对港口以及作业区域的侵袭，维持防护区域内水域平稳，保证船舶停靠、系泊、装卸作业、海洋工程施工作业、海洋养殖、近海体育运动等的安全，提高海洋作业窗口时间。

重力式是常用的水工形式，具有稳定性好、耐久性好、施工便捷的优点。但常用的重力式水工形式，如沉箱、方块等，钢筋混泥土用量多，预制时间长，工程造价较大，同时对地基也有较高要求。目前，重力式防波堤沉箱结构，都是将沉箱一次并排安放，除了预制，沉箱的吊装，浮游运输，定位安装，都要消耗大量的资金和时间。并且，一般而言，重力式防波堤布防下去后就长期布置在其作业海域，很难能够使其移动而布防到其它需要的工程海域。因此，为了改善这一情况，需要对重力式结构形式进行改进，以达到增大消波效果、节省材料、降低造价和可移动重复使用的目的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出了一种柔性重力式可移动水囊防波堤结构及其使用方法，此防波堤既能有效抵御波浪、减少材料使用量和降低工程造价，同时又能在复杂海床地质条件的海域内工作，对海床的适应能力强。

本发明采用如下技术方案：柔性重力式可移动水囊防波堤主要由圆弧铁架、配重钢板、橡胶薄膜、进气管、进气管浮子、排入排出水管、排入排出水管浮子、加固锚、螺纹短钢柱构成。防波堤布放时依靠自身重力下沉至海底，并通过排入排出水管开始向水囊注水至所需要的水量。防波堤停止作业后，当需要取走时，通过排入排出水管从水囊将水抽出，同时，通过进气管向水囊注空气。当水囊中的水全部排出后，内部全注满空气，防波堤重量减轻，整个结构平均密度减小，轻易的就能够将其从海床上取走以运送到下一个布放地点。

其中，橡胶薄膜、圆弧铁架和配重钢板组成了此防波堤的主要部分，即柔性水囊结构部分。将橡胶薄膜覆盖在由圆弧铁架和配重钢板组成的框架结构上，并进行固定密封处理，向里面注满水，就成了柔性水囊防波堤，布放于近岸海床上进行消波作业。

所述框架结构，其圆弧铁架和配重钢板采用埋弧焊的方式进行焊接。配重钢板选择厚度为50mm及以上的规格，并在其底部用锌进行镀膜处理，防止长期使用时，钢板被腐蚀。圆弧铁架的弧长选择半圆长度。圆弧铁架和配重钢板的尺寸应当根据所需保护的水域面积大小而定。

所述水囊，在顶部中间位置有一由进气管连接的小孔，用来向水囊中注入空气；在近底靠端头位置设有一小孔，连接有一根可抗压水管，用来进行排入排出内部水体的作业。在进气管和排入排出水管的另一端头分别连接着浮于海面的浮子。两个浮子中应含有两根管子的阀门，其中，排入排出水管的浮子中应加入水压计以用来监测水囊内部水压情况。

所述水囊，通过改变内部水压，使水囊防波堤结构刚度发生变化，以达到不同的消波效果。本发明提出的柔性重力式可移动水囊防波堤除了通过反射波能来达到消波效果外，其最大特点在于整个与波浪相互作用的结构为柔性表面。水囊防波堤表面橡胶材料与内部所注入的水体形成一个系统，当波浪作用于防波堤时，橡胶表面与内部水体相互作用而发生变形，以增大紊动耗散波浪能和波浪力做功耗散波浪能的效果。因此，针对于不同的需要，可以通过注入不同的水量，来改变整个防波堤的结构刚度，使其拥有不同的弹性表面。