一种浮箱-锚链式浮防波堤的试验模型
技术领域
本实用新型涉及海上消浪设备技术领域，具体为一种浮箱-锚链式浮防波堤的试验模型。
背景技术
实际工程中的防波堤结构通常较大，且海域的自然状况变化多样，因此以实物进行研究较为困难。而物理模型实验成本较低，波浪要素等变量可控，故在实验室中对浮箱-锚链式防波堤展开物理模型试验研究其水动力特性和消浪性能更为科学与可行。
在物理模型试验中，通常根据实际情况按照一定的比例进行缩小，根据相似原理制造结构形式相同、连接方式相似的物理模型，并采用多因素控制变量的方法分别研究各因素对模型的影响。但目前大部分试验模型结构形式复杂、结构间连接方式繁琐，安装及拆卸困难，不便于研究人员的实验操作。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种浮箱-锚链式浮防波堤的试验模型，模拟近海工程水动力特性实验室中浮式防波堤的消浪性能，解决浮防波堤试验模型结构形式复杂、安装及拆卸困难、不易操作的问题。本实用新型的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一种浮箱-锚链式浮防波堤的试验模型，其特征在于，包括波浪水槽，透明浮箱，锚泊装置；
透明浮箱顶部、迎浪面及底部开孔，嵌入压力传感器，压力传感器信号传输线从浮箱顶部靠近背浪面处引出；透明浮箱底部四角处分别布置吊环螺栓与锚泊装置连接；
锚泊装置包括锚链、U型吊钩和锚固底座，锚链两端具有带锁弹扣；锚链一端通过拉力传感器与浮箱底部的一角连接，另一端通过弹簧与U型吊钩连接；锚固底座包括四个C字型钢槽组成的导轨，钢槽倒置于波浪水槽底部，钢槽顶部根据锚链不同的锚固位置进行打孔，U型吊钩位于钢槽顶部外侧面并固定于打孔位置处；锚固底座与波浪水箱焊接连接。
透明浮箱采用有机玻璃制成。
透明浮箱内部均匀布置一定数量的铅条，铅条采用对称布置控制重心位置及转动惯性轴，使浮箱在静水中保持平衡状态。
吊环螺栓由浮箱底部自外向内穿过圆孔镶嵌在浮箱下表面，通过浮箱内部的螺母固定螺栓。
吊环螺栓的吊环部分位于浮箱底部外表面，分别与锚泊装置的锚链相连接。
吊环螺栓和配套螺母均为不锈钢结构件，且吊环部分表面光滑，螺栓部分采用全牙螺栓。
钢槽倒置于波浪水槽底部并与静水中的锚链在同一铅垂方向上，其中两组钢槽位于迎浪面锚链正下方，另两组钢槽位于背浪面锚链下方。
U型吊钩通过不锈钢螺丝固定在钢槽顶部，不锈钢螺丝自上而下依次穿过吊钩底座四个角的圆孔和钢槽顶部相同尺寸相同位置的圆孔，配套的不锈钢螺母在钢槽顶部内侧将螺丝固定。
透明浮箱和波浪水槽参照波浪水槽模型与原型间比例关系制成。
锚链由依次相连的多组不锈钢链环组成。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、浮体部分通过给浮箱增加铅条的方式增加配重，铅条采用对称布置的方法控制重心位置及转动惯性轴,铅条的重量稳定可控，能够更加方便的调节浮箱的质量从而调节吃水深度。
2、浮箱底部使用的不锈钢吊环螺栓及螺母能在潮湿的环境中起到防腐蚀、防生锈作用；吊环表面采用抛光处理，光滑无毛刺，不影响浮箱和锚泊装置之间的拉力传感器在波浪作用下运动时的受力变化。
3、压力传感器信号传输线从浮箱顶部靠近背浪面处引出，避免试验过程中压力传感器的数据被模拟波浪干扰而产生错误数据。
4、钢槽顶部安装有多个锚固点，能够根据不同试验要求中锚链的长度调节锚固点的位置，与直接在水槽底部焊接锚固点相比节省成本，简化试验准备过程的操作，很大程度上减小了对波浪水槽的损害；锚固点采用钢槽与U型吊钩相连的方式，通过螺丝与螺母固定，使锚固点牢固且易于装卸。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型一个实施例提供的结构示意图。(a张紧式浮防波堤，b悬链式浮防波堤)
图2为本实用新型一个实施例提供的浮体部分及压力传感器布置图。
图3为图2中一个实施例提供的浮体中A部分的放大结构示意图。
图4为本实用新型一个实施例提供的锚泊系统及结构间连接方式示意图。
图5为本实用新型一个实施例提供的锚固系统结构示意图。
图中：1-浮体，11-有机玻璃箱，12-配重，13-吊环螺栓组，131-吊环，132-螺栓，133-螺母，2-锚链，21-链环，22-带锁弹扣，23-弹簧，3-锚点，31-钢槽导轨，32-U型吊钩。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本实用新型一个实施例提供的结构示意图，其中，图1(a)张紧式浮防波堤，是在浮箱产生的浮力远远大于锚链重力时，锚链被张紧的状态；图1(b)悬链式浮防波堤，通过在浮箱内部添加铅条调整配重，进而降低浮箱的吃水深度，使锚链处于非张紧状态；两种状态下的结构完全相同。
一种浮箱-锚链式浮防波堤的试验模型，其特征在于，包括波浪水槽，透明浮箱，锚泊装置；
透明浮箱顶部、迎浪面及底部开孔，嵌入压力传感器，压力传感器信号传输线从浮箱顶部靠近背浪面处引出；透明浮箱底部四角处分别布置吊环螺栓与锚泊装置连接；
锚泊装置包括锚链、U型吊钩和锚固底座，锚链两端具有带锁弹扣；锚链一端通过拉力传感器与浮箱底部的一角连接，另一端通过弹簧与U型吊钩连接；锚固底座包括四个C字型钢槽组成的导轨，钢槽倒置于波浪水槽底部，钢槽顶部根据锚链不同的锚固位置进行打孔，U型吊钩位于钢槽顶部外侧面并固定于打孔位置处；锚固底座与波浪水箱焊接连接。
如图1-5所示，浮体1，锚链2和锚点3；浮体1位于最上方，锚点3位于水槽底部，锚链2将浮体与锚点连接。
浮体1包括有机玻璃箱11，配重12和吊环螺栓组13；配重12固定在密封的有机玻璃箱内部底面；有机玻璃箱顶部、迎浪面及底部装有压力传感器；吊环螺栓13由吊环131，螺栓132和螺母133组成，吊环131和螺栓132为固定的一个整体；吊环螺栓13的螺栓132部分由有机玻璃箱11的底面自下而上穿入其内部，螺母133在有机玻璃箱11内部将螺栓132固定。锚链2包括多组连接在一起的链环21，带锁弹扣22和用于模拟锚链刚度的弹簧23；锚链2最顶端连接有拉力传感器，拉力传感器通过带锁弹扣22与锚链2头端相连；锚链2尾端通过带锁弹扣22与弹簧23相连；弹簧23的尾端连接有带锁弹扣22以便与锚固系统相连。锚点3包括钢槽导轨31和带底座的U型吊钩32。钢槽导轨31固定在波浪水槽底部，U型吊钩32通过螺栓及螺母镶嵌在钢槽导轨31的上表面。
使用时，将四组钢槽导轨31以焊接的方式沿波浪水槽平行固定在水槽底部，使其与静水中的锚链2在同一铅垂方向上，其中两组钢槽位于迎浪面锚链正下方，两组钢槽位于背浪面锚链下方。将U型吊钩32通过螺栓及螺母镶嵌在钢槽导轨31的上表面。将锚链2按照带锁弹扣22、依次相连的链环21、锁弹扣22、弹簧23和锁弹扣22的顺序连接。链环21的个数根据使用时的工况进行增减。将锚链2的两端分别与浮体1下部的吊环131及钢槽导轨31上的U型吊钩32相连，同一钢槽导轨31不同位置的U型吊钩32可根据所需锚链2与竖直方向夹角进行选择与调节。四组锚链2按照相同的连接方式进行连接即可完成一种浮箱-锚链式浮防波堤试验模型。
浮体部分通过给浮箱增加铅条的方式增加配重，增大了浮箱整体的质量，可以很大程度上减小锚链的锚固力，防止在试验过程中锚固系统发生疲劳受损；使用铅条增加配重的方式可以更加方便、可控的调节浮箱的质量从而调节吃水深度。
浮箱底部使用的不锈钢吊环螺栓及螺母能在潮湿的环境中起到防腐蚀、防生锈作用；全牙螺栓受力均匀，且旋转过程中不会打滑；吊环表面采用抛光处理，光滑无毛刺，不影响浮箱和锚泊装置之间的拉力传感器在波浪作用下运动时的受力变化。
钢槽与波浪水槽焊接的方式，使锚固底座牢牢的固定在水槽中，不易在试验过程中发生松动现象。
钢槽顶部安装有多个锚固点，方便根据不同工况下锚链的长度调节锚固点的位置，与直接在水槽底部焊接锚固点相比节省成本，简化试验准备过程的操作，很大程度上减小了对波浪水槽的损害；锚固点采用钢槽与U型吊钩相连的方式，通过螺丝与螺母固定，使锚固点牢固且易于装卸。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
