柵格狀浮式消浪裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種柵格狀浮式消浪裝置，包括消浪模塊、支撐模塊和連接模塊；所述消浪模塊水平放置，所述消浪模塊與所述支撐模塊連接，所述支撐模塊的一端連接所述連接模塊。所述消浪模塊包括水平消浪板、豎直消浪板和加強(qiáng)筋；所述水平消浪板和豎直消浪板上均開有通浪孔；所述水平消浪板設(shè)置有用以支撐加固的加強(qiáng)筋；多個所述水平消浪板水平疊放構(gòu)成水平消浪墻；多個所述豎直消浪板設(shè)置在相鄰的兩個水平消浪板之間。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，簡化了安裝和拆卸步驟，便于升級與更改以滿足不同的功能要求。
【專利說明】柵格狀浮式消浪裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程技術(shù)，具體地，涉及一種應(yīng)用于深海區(qū)域，可以有效地降低透射波浪能量、減小波浪破壞力的柵格狀浮式消浪裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋工程發(fā)展迅速。一方面，由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性，海洋工程浮式結(jié)構(gòu)物經(jīng)常受到波浪的強(qiáng)烈作用。在諸多海洋工程結(jié)構(gòu)物中，超大型浮式結(jié)構(gòu)物往往帶有永久性或半永久性，具有綜合性、多用途的功能特點，可以作為深遠(yuǎn)海資源開發(fā)基地，但巨大的波浪載荷給結(jié)構(gòu)設(shè)計、連接裝置設(shè)計和定位系統(tǒng)設(shè)計帶來了很大的困難，使得超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)物的工程應(yīng)用進(jìn)展緩慢。在超大型浮式結(jié)構(gòu)物周圍布置有效的消波結(jié)構(gòu)，將大大降低超大型浮式結(jié)構(gòu)物遭受的波浪載荷，有利于推進(jìn)超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用。本發(fā)明就是這樣一種有效的深海浮式消波結(jié)構(gòu)。
[0003]根據(jù)流體力學(xué)中的波浪理論，波形不斷向前傳播，而水質(zhì)點并不會隨著波浪的運動方向前進(jìn)，而是圍繞著自己的平衡位置做圓周運動。隨著水深的增加，軌跡圓的半徑逐漸減少，在自由面上的水質(zhì)點的運動軌跡圓的半徑正好是波幅。一般來說，處在自由面上的水質(zhì)點，水平速度分量均為零，鉛直速度分量達(dá)到最大；處在波峰處的水質(zhì)點具有最大的水平速度分量，而鉛直速度分量為零。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮镃N201310038227.0，專利名稱為一種消浪裝置的發(fā)明專利公開的消浪裝置由支撐架、消浪板組成，支撐架上設(shè)置若干消浪板，消浪板開有大小和形狀不同的通浪孔，消浪板安裝在支撐架上。該消浪裝置雖然能夠在一定程度上衰減波浪的動能，達(dá)到消減波浪的效果，但是由于消浪板豎直放置且支撐于海洋結(jié)構(gòu)物上，從而增加了浮式主體結(jié)構(gòu)物的系泊載荷。所以，當(dāng)消浪板受到波浪的沖擊載荷時，沖擊的能量仍然可能會對海洋結(jié)構(gòu)物造成損害。另一方面，該裝置的消浪板僅僅通過焊接豎直連接在支撐架上，難以承受較大的沖擊載荷。
[0005]為了適應(yīng)海洋環(huán)境惡劣的工況，需要研制出一種具有良好消波功能、具有較大強(qiáng)度和剛度、能夠承受較大沖擊載荷的消波裝置，且該消波裝置最好能和浮式主體結(jié)構(gòu)物分離或者固定在主體結(jié)構(gòu)物附近，這樣可以較好地減小浮式主體結(jié)構(gòu)的系泊載荷，從而真正意義上地消除或很大程度上減小波浪對浮式主體結(jié)構(gòu)物的沖擊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種柵格狀浮式消浪裝置，能夠有效地阻滯或打亂水質(zhì)點運動，衰減波浪能量，使透射波浪能量大大降低。本發(fā)明可以放置在浮式主體結(jié)構(gòu)物的附近，本發(fā)明可以通過錨鏈與主體結(jié)構(gòu)物連接。這樣較好地解決了將本發(fā)明固定于浮式主體結(jié)構(gòu)物上而增加其系泊載荷的問題，從而大大降低了波浪對浮式主體結(jié)構(gòu)物的沖擊和破壞。另一方面，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括水平消浪板和豎直消浪板，可以更加高效地降低透射波浪的能量，也大大加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，從而可以應(yīng)對更加復(fù)雜和惡劣的海洋工況。在可以預(yù)見的未來中，本發(fā)明的用途將不僅僅局限于超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)物，還可以推廣到其他需要降低透射波浪能量的流體機(jī)械或結(jié)構(gòu)中去，也為進(jìn)一步研發(fā)新型的浮式消浪裝置奠定了良好的基礎(chǔ)。本發(fā)明采用豎直消浪板和水平消浪板相結(jié)合的消浪裝置克服現(xiàn)有的豎直消浪板裝置增加浮式主體結(jié)構(gòu)物系泊載荷的缺點，同時提高消浪結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提供的柵格狀浮式消浪裝置，包括消浪模塊、支撐模塊和連接模塊；所述消浪模塊橫向放置，所述消浪模塊與所述支撐模塊連接，所述支撐模塊的一端連接所述連接模塊；所述消浪模塊的上端部形成水上部分，剩余部分形成水下層。
[0008]優(yōu)選地，所述消浪模塊包括水平消浪板、豎直消浪板和加強(qiáng)筋；
[0009]所述水平消浪板和豎直消浪板上均開有通浪孔；所述水平消浪板設(shè)置有用以支撐加固的加強(qiáng)筋；
[0010]多個所述水平消浪板水平疊放構(gòu)成水平消浪墻；多個所述豎直消浪板設(shè)置在相鄰的兩個水平消浪板之間。
[0011]優(yōu)選地，所述支撐模塊包括支撐圓柱和焊接件；
[0012]所述支撐圓柱通過所述焊接件固定在所述消浪模塊的側(cè)面上；所述支撐圓柱的底部設(shè)置有掛環(huán)。
[0013]優(yōu)選地，所述連接模塊包括錨鏈和連接構(gòu)件；
[0014]所述錨鏈的兩端連接所述連接構(gòu)件；所述錨鏈的一端的連接構(gòu)件連接所述掛環(huán)。
[0015]優(yōu)選地，所述通浪孔的數(shù)量為多個；多個所述通浪孔的大小和形狀相同。
[0016]優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋的數(shù)量為兩根，兩根所述加強(qiáng)筋兩根相互垂直。
[0017]優(yōu)選地，相鄰所述水平消浪板的間距相等；相鄰所述豎直消浪板的間距相等；所述豎直消浪板垂直所述水平消浪板。
[0018]優(yōu)選地，所述錨鏈采用多個鐵環(huán)一節(jié)一節(jié)地相套而成。
[0019]優(yōu)選地，所述支撐圓柱的數(shù)量為四個；四個所述支撐圓柱通過所述焊接件固定在所述消浪模塊的四角上。
[0020]優(yōu)選地，所述焊接件呈三角柱狀。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0022]1.本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，簡化了安裝和拆卸步驟，便于升級與更改以滿足不同的功能要求；
[0023]2.本發(fā)明可以高效地降低水質(zhì)點運動速度，衰減透射波浪的能量，減小施加在浮式海洋結(jié)構(gòu)物上的波浪載荷，從而在很大程度上降低波浪對于浮式主體結(jié)構(gòu)物的沖擊和破壞；
[0024]3.本發(fā)明可以有效地減小浮式主體結(jié)構(gòu)物的系泊載荷，從而保護(hù)浮式主體結(jié)構(gòu)物不受波浪的直接沖擊和破壞；
[0025]4.本發(fā)明水平消浪板和豎直消浪板上的通浪孔減輕了整個裝置的重量，使得結(jié)構(gòu)更加輕便，也更加節(jié)省材料，從而降低成本；
[0026]5.本發(fā)明采用了水平消浪板和豎直消浪板相插嵌的主體結(jié)構(gòu)，既大大提高了消波效果，又使結(jié)構(gòu)具有良好的強(qiáng)度和剛度，從而使消浪裝置更加有效地承受波浪的沖擊載荷；
[0027]6.本發(fā)明可以顯著地減少流載荷，從而保護(hù)浮式主體結(jié)構(gòu)物不受流體載荷的沖擊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0029]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明中分模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明中水平消浪板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明中豎直消浪板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明中加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明中支撐圓柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖7為本發(fā)明中焊接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為本發(fā)明中連接模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖中:
[0038]I為消浪模塊；
[0039]2為支撐模塊；
[0040]3為連接t旲塊；
[0041]4為水平消浪板；
[0042]5為豎直消浪板；
[0043]6為加強(qiáng)筋；
[0044]7為支撐圓柱；
[0045]8為焊接件；
[0046]9為錨鏈。

【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的柵格狀浮式消浪裝置包括消浪模塊1、支撐模塊2和連接模塊3。所述消浪模塊I包括所述水平消浪板4、豎直消浪板5和加強(qiáng)筋6，所述支撐模塊2包括所述支撐圓柱7和焊接件8，所述連接模塊3包括所述錨鏈9和連接構(gòu)件。所述錨鏈9的兩端連接所述連接構(gòu)件；所述錨鏈9 一端的連接構(gòu)件連接所述掛環(huán)。所述消浪模塊I和所述支撐模塊2通過所述焊接件8連接，所述連接模塊3的一端與所述支撐圓柱7的底部掛環(huán)相連，另一端與浮式主體結(jié)構(gòu)物相連。
[0049]如圖3所示，所述水平消浪板4上開有若干形狀、大小均相同的通浪孔，板中央焊有兩根相互垂直的所述加強(qiáng)筋6。如圖5所示，若干所述水平消浪板4等間隙地水平疊放構(gòu)成水平消浪墻。如圖4所示，所述豎直消浪板5上也開有若干形狀、大小均相同的通浪孔。所述豎直消浪板豎直嵌插入水平消浪墻，與每層水平消浪板通過焊接固定，且垂直于水平消浪板板面。每相鄰兩側(cè)豎直消浪板之間也留有固定大小的間隙。若干焊有所述加強(qiáng)筋6的所述水平消浪板4與所述豎直消浪板5相互嵌插即構(gòu)成所述消浪模塊I。
[0050]如圖5所示，所述支撐圓柱7的底部有掛環(huán)，用以和所述連接模塊3的一端相連。每個所述支撐圓柱7的側(cè)面有若干所述焊接件8，用以將所述支撐圓柱7固定于所述消浪模塊I的四角，每層所述水平消浪板4均通過所述焊接件8與所述支撐圓柱7相連。所述焊接件8的示意圖如圖6所示，是一個類三角柱的物體。四個所述支撐圓柱7與若干所述焊接件8共同構(gòu)成了所述支撐模塊2。
[0051]如圖7所示，所述錨鏈9由一節(jié)一節(jié)的鐵環(huán)相套而成，錨鏈9兩端有連接構(gòu)件，用作連接固定。所述錨鏈9 一端的連接構(gòu)件和所述支撐圓柱7的底部掛環(huán)相連，另一端與浮式主體結(jié)構(gòu)物固定連接，將消浪裝置主體部分與浮式主體結(jié)構(gòu)物連接。所述錨鏈和連接構(gòu)件9構(gòu)成了所述連接模塊3。
[0052]每一層所述水平消浪板4為大小相同的矩形平板，每一層所述豎直消浪板5也為一大小相同的矩形平板。
[0053]具體工作時，將本發(fā)明提供的柵格狀浮式消浪裝置水平放置于浮式主體結(jié)構(gòu)物的邊緣，并通過所述連接模塊與主體結(jié)構(gòu)物相連。且本發(fā)明提供的柵格狀浮式消浪裝置只有一層所述水平消浪板4浮于自由水面上，其余所述水平消浪板皆沒于水中。當(dāng)波浪通過所述消浪模塊時，水質(zhì)點的鉛直運動會被所述水平消浪板4阻擋，水平運動也會被所述豎直消浪板5阻擋,從而減緩水質(zhì)點的運動速度,衰減波浪動能,起到消波作用。
[0054]各部件準(zhǔn)備好之后具體的安裝過程如下:首先將所述加強(qiáng)筋6焊接在每個所述水平消浪板4的表面上，然后將每個所述豎直消浪板5豎直地和某一所述水平消浪板4焊接相連，焊接時注意所述豎直消浪板的板面與該所述水平消浪板的板面垂直，且相鄰兩側(cè)的所述豎直消浪板之間的距離相等。如此，若干所述豎直消浪板5就組成了豎直消浪墻。再將剩下的所述水平消浪板4依次垂直插嵌入豎直消浪墻，且每層所述水平消浪板4均與豎直消浪墻的每層所述豎直消浪板5焊接相連，每相鄰兩側(cè)的所述水平消浪板4之間的距離相等。這樣就完成了柵格狀的所述消浪模塊I的搭建。
[0055]然后利用所述焊接件8對稱地將四個所述支撐圓柱7依次焊接在所述消浪模塊I的四個角上。最后再把所述錨鏈9 一端的連接構(gòu)件與所述支撐圓柱7底部的掛環(huán)連接，所述錨鏈9另一端連接構(gòu)件與浮式主體結(jié)構(gòu)物連接。
[0056]整體安裝完成后，把消浪裝置水平放置與浮式主體結(jié)構(gòu)物的附近，當(dāng)波浪透射過本發(fā)明時，就可以對消浪裝置進(jìn)行測試。
[0057]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，包括消浪模塊、支撐模塊和連接模塊；所述消浪模塊橫向放置，所述消浪模塊與所述支撐模塊連接，所述支撐模塊的一端連接所述連接模塊； 所述消浪模塊的上端部形成水上部分，剩余部分形成水下層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述消浪模塊包括水平消浪板、豎直消浪板和加強(qiáng)筋； 所述水平消浪板和豎直消浪板上均開有通浪孔；所述水平消浪板設(shè)置有用以支撐加固的加強(qiáng)筋； 多個所述水平消浪板水平疊放構(gòu)成水平消浪墻；多個所述豎直消浪板設(shè)置在相鄰的兩個水平消浪板之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述支撐模塊包括支撐圓柱和焊接件； 所述支撐圓柱通過所述焊接件固定在所述消浪模塊的側(cè)面上；所述支撐圓柱的底部設(shè)置有掛環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述連接模塊包括錨鏈和連接構(gòu)件； 所述錨鏈的兩端連接所述連接構(gòu)件；所述錨鏈的一端的連接構(gòu)件連接所述掛環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述通浪孔的數(shù)量為多個；多個所述通浪孔的大小和形狀相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)筋的數(shù)量為兩根，兩根所述加強(qiáng)筋兩根相互垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，相鄰所述水平消浪板的間距相等；相鄰所述豎直消浪板的間距相等；所述豎直消浪板垂直所述水平消浪板。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述錨鏈采用多個鐵環(huán)一節(jié)一節(jié)地相套而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述支撐圓柱的數(shù)量為四個；四個所述支撐圓柱通過所述焊接件固定在所述消浪模塊的四角上。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柵格狀浮式消浪裝置，其特征在于，所述焊接件呈三角柱狀。
【文檔編號】E02B8/06GK104404927SQ201410674775
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】肖龍飛, 寇雨豐, 林睦源, 朱一飛, 孟浩然, 趙陽, 沈王剛, 何昱恒 申請人:上海交通大學(xué)