一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构
技术领域
本发明属于海岸工程和港口工程领域中的建筑结构，特别是涉及一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构。
背景技术
随着我国海上建设和生产的迅猛发展，水运工程建设、海上渔业养殖、海上石油安装、游艇港和渔港等小型港口的防护、军事行动保障等都对防波堤提出了新的使用需求。浮式防波堤除了能够有效防护波浪外，具有方便运输、快速安装、便于移位、高海况生存等优点，主要用于临时性防护或半永久防护，非常适用于以上提出的要求。
目前，国内外实际应用的浮式防波堤主要用于遮蔽或半遮蔽海域，或只作为临时性防护结构；现有堤型只能防护7s以下的短周期波，对长周期的涌浪难以取得满意的消波效果。如矩形浮式防波堤的最佳防浪效果是针对于波周期为5秒左右的工况条件，此时能够达到的透射系数约为0.13～0.20；而一旦入射波浪周期超过8秒时，透射系数接近于1。目前对于8s以上的长周期波，并没有防浪效果较好的浮式防波堤结构进行防护。同时，对于长周期波浪的防护，锚固力偏大也是结构设计中所遇到的难题。
论文《浮箱式与倾斜式浮防波堤》(刘文通.浮箱式与倾斜式浮防波堤.海岸工程,1988(2):67-70.)中提到了一种向迎浪侧倾斜式浮防波堤结构，这种结构对防护周期7s以内的波浪能够达到很好的效果，但是对于周期大于7s的波浪的防护则效果不佳；其次，倾斜式浮防波堤的锚固系统是放松的，对防护波浪没有起到作用，结构防浪原理和结构受力不合理。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构。可用于长周期波浪，尤其是周期为8秒以上的长周期波浪的防护，通过防护最终能达到透射系数小于0.5的防护效果。
本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构，包括若干个向背浪侧方向倾斜设置的浮板单元，所述的浮板单元由隔板分割为上隔舱和下隔舱，上隔舱内部填充低密度物质，下隔舱内部填充高密度物质。
所述背浪侧与海床面之间设有锚固系统，所述锚固系统为张紧状态。
所述锚固系统与浮板单元上部连接，所述浮板单元底部坐落于海床面上。
所述浮板单元顶部距离水面的距离为1～2个波高。
所述浮板单元与海床面呈10°～60°角度设置。
所述浮板单元底部与海床面接触部分为弧形。
所述的上隔舱和下隔舱内部设有增加整体刚度装置。
所述上隔舱和下隔舱内部的刚度装置为肋板。
所上隔舱与下隔舱的长度比为1:5～5:1。
所述低密度物质密度为0～1g/cm3，所述高密度物质密度为1～5g/cm3。
本发明的有益效果是：本发明通过设置倾斜的防波堤结构，将波浪方向由水平传播改变为斜向上传播，通过波浪爬升回落反射波浪能量。通过减小浮板的密度分布及张紧拉绳的锚固措施，令浮体结构稳定浮于水体之中。这样可产生一定大小的浮力与波浪力平衡，可以极大的减小锚固结果所需要的力。本发明通过以上措施，可以实现对长周期波浪，尤其是周期8s以上的波浪的防护，对于0～12s周期的波浪，透射系数可以达到小于0.5的水平。同时，可以解决因为反射高能量的长周期波浪而导致锚固力较大的问题。
附图说明
图1为本发明的垂直于防波堤轴线的横剖面示意图；
图2为单组本发明结构的俯视示意图；
图3为多单组本发明结构组成的防波堤俯视示意图。
图中：
1、浮板单元 2、锚固系统 3、隔板
4、上隔仓 5、下隔仓 6、高密度物质
7、低密度物质 8、肋板
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本实施例为一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构用于防护水深15m，波高2.5m，波浪周期为12s的长周期波。如图1、图2和图3所示，一种向背浪侧倾斜的浮板式防波堤结构，由若干个向背浪侧方向倾斜的浮板单元1及锚固系统2组成。浮板单元1长度35m，厚度3m，宽度10m，与海床面的夹角为30度。浮板单元1与海床接触部分为弧形。浮板单元1顶部距离水面大于1个波高取3m。浮板单元1由隔板3分割为上隔舱4和下隔舱5，长度比例为1:1。顶端与锚固系统2连接。上隔仓4内部填充空气，整个上隔仓4的平均密度为0.3kg/cm3。下隔仓5内部填充泥浆，整个下隔仓5的平均密度为1.7kg/cm3。
锚固系统2包括锚块和锚绳，锚绳为张紧状态，是通过张紧预先平衡一部分浮力来抵抗波浪力，锚绳之间的间隔为2m。隔仓内部设置肋板8以增加整体刚度。该结构的透射系数为0.3～0.5之间。
该防波堤结构的建造施工过程如下：
(1)在陆地上的预制场预制浮体板，隔仓内部为空心；
(2)采用船吊或滑道使预制的整体结构下水，漂浮于水面上；
(3)用驳船将浮板单元浮拖至安装地点；
(4)将浮板单元在安装地点定位后，安装锚固系统，锚固点距离顶端一个波高至两个波高的长度，锚链长度与水深深度相当；
(5)重复上述过程继续安装下一组单元，将各浮板单元连接；
(6)所有浮板单元安装完毕后，同时在各浮板单元下隔仓注入泥浆，令浮板下端下沉至海床面，此时锚链处于拉紧状态。安装完毕。
以上的具体实施方式的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
