三联型消浪块体.pdf

本发明提供一种三联型消浪块体，该消浪块体包括有三根形状相同的柱型杆体，三根柱型杆体以三维方向相互垂直的并联连接。每根所述柱型杆体其断面为方形、矩形或圆形，每根所述柱型杆体的两端为棱台或圆台。有益效果是该结构的消浪块体型式简单、空隙率大、消浪效果好、块体稳定性高、用量少、施工方便，与众多人工块体相比，它属于综合性能较优的一种新型护面块体。该新型护面块体实用性强，推广应用的前景更为广阔。该消浪块体适用于港口防波堤、填海造陆围堤、护岸等各种防护性工程，更适于水深、波浪等自然条件较差的地区。

1.  一种三联型消浪块体，其特征是：该消浪块体包括有三根形状相同的柱型杆体，三根柱型杆体以三维方向相互垂直的併联连接。

2.  根据权利要求1所述的三联型消浪块体，其特征是：每根所述柱型杆体的断面为方形、矩形或圆形，每根所述柱型杆体的两端为棱台或圆台。

3.  根据权利要求2所述的三联型消浪块体，其特征是：每根所述断面为方形、矩形的柱型杆体的各面交接处均设有便于脱模的倒角。

三联型消浪块体
技术领域
本发明涉及一种三联型消浪块体，适用于港口防波堤、护岸、填海造陆围堤、围埝等承受波浪作用的各种防护性建(构)筑物。
背景技术
斜坡堤护面，主要有块石和混凝土人工块体，在能开采到大块石的地区，块石护面斜坡堤常常是较经济合理的方案。由于抛石堤护面块石的稳定性较差，且大块石的开采和运输比较困难，因此其适用条件有一定限度。为了提高斜坡堤护面结构的抗浪性能，自20世纪50年代开始，国外就已经研究应用混凝土人工块体。
进入20世纪80年代后，各国研制的人工块体就已经有100多种。在护面块体的研究方面，法国开发的最早，如四脚锥体(Tetrapod)；日本研究和应用的类型最多；英、美、荷兰、南非等国家也都有相应的成果，而我国在这方面起步较晚且系统的、完善的研究成果也不多。多年来，在有关的技术规范和工程实践中，几乎都引用和推荐国外研制的几种常用的异型消浪块体。
目前世界各国研制人工块体的共性特点，是利用块体间相互钩联或嵌固，发挥护面的群体作用，而不是依赖于单个块体的自重来维持稳定。因此，选择人工块体护面时，应考虑如下几个原则：消浪效果好、稳定性高、坚固耐久、施工方便、经济合理。按照此项原则，可选择的块体也就为数不多，如：四脚锥体、杜勒斯块体、三柱体、四脚空心方块、钩联块体、栅栏板等。
人工块体的分类大致有两种：钩联咬合型和群体嵌固型。施工方式也有两种：随机安放和规则铺砌。钩联咬合型块体的施工多为随机安放，群体嵌固型块体的施工多为铺砌。
杜勒斯块体(即扭工字块体)、四脚锥体和钩联块体(即扭王字块体)等均属于钩联咬合型。它们是靠自身的交叉杆件和彼此间的相互钩联咬合，使坡面具有一定的糙率和较高的孔隙率，当波浪与其作用时，能量被吸收和消散。
四脚空心方块、栅栏板等块体属于嵌固型块体。它们是靠自身的支撑和孔洞及彼此间的嵌固摩擦作用来消耗和吸收波浪的能量。
相比之下，钩联咬合型块体的空隙率、坡面糙率都要比嵌固型块体高，因此消浪性能要好些，波浪爬高小，块体稳定性也较高。但由于钩联咬合型块体多为随机安放两层而嵌固摩擦型块体多为铺砌一层，因此钩联咬合型块体护面的块体数量和工程量一般要高于嵌固摩擦型块体。
发明内容
为解决钩联咬合型块体和嵌固摩擦型块体存在的问题，本实用新型的目的是提供一种三联型消浪块体，以外型好、强度高、空隙率大、波浪爬高小、稳定性高、随机安放一层、施工方便、造价低廉。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种三联型消浪块体，其中：该消浪块体包括有三根形状相同的柱型杆体，三根柱型杆体以三维方向相互垂直的併联连接。
每根所述柱型杆体的断面为方形、矩形或圆形，每根所述柱型杆体的两端为棱台或圆台。每根所述断面为方形、矩形的柱型杆体的各面交接处均设有便于脱模的倒角。
本发明的效果是该结构的消浪块体型式简单、空隙率大、消浪效果好、块体稳定性高、用量少、施工方便，与众多人工块体相比，它属于综合性能较优的一种新型护面块体。它可与当今护面块体的佼佼者——法国的钩连块体相媲美，且填补了我国该技术领域的空白。该新型护面块体实用性强，推广应用的前景较为广阔。该消浪块体适用于港口防波堤、填海造陆围堤、护岸等各种防护性工程，更适于水深、波浪等自然条件较差的地区。
附图说明
图1为本发明的三联型消浪块体立面示意图；
图2为本发明的三联型消浪块体平面示意图；
图3为本发明的三联型消浪块体侧面示意图；
图4为本发明的三联型消浪块体三维立体示意图。
图中：1、柱型杆体
具体实施方式
结合附图对本发明的三联型消浪块体结构加以说明。
如图1-4所示，本发明的三联型消浪块体结构是：该消浪块体包括有三根形状相同的柱型杆体1，三根柱型杆体以三维方向相互垂直的併联连接。
每根柱型杆体1的断面为方形、矩形或圆形，每根所述柱型杆体的两端为棱台或圆台。每根断面为方形、矩形的柱型杆体的各面交接处均设有便于脱模的倒角。
本发明的三联型消浪块体结构是这样实现的：
1.用于斜坡式防波堤护面结构时的主要施工工序为：
基础处理——抛填堤心石——抛埋垫层块石、棱体——安放人工块体——护底块石。
2.三联型块体的设计和实施
(1)确定块体的稳定重量
采用国内外常用的美国HUDSON公式：
W = 0.1 γ b H 3 K D ( γ b γ - 1 ) 3 ctgα ]]>
式中：W——单个块体的稳定重量(t)；
γ_b——块体材料的重度(kN/m³)；
H—设计波高(m)；
K_D——稳定系数；
γ——水的重度(kN/m³)；
α——斜坡与水平面的夹角。
通常对用于斜坡堤护面块体的稳定重量，只考虑失稳率n(％)的不同，即在计算水位上、下一倍波高的范围内，被波浪打击移动或滚动的块体个数所占的百分比，一般取n＝0％～1％。
(2)护面块体的个数和混凝土用量
1)块体个数：
N = Anc ( 1 - P ) ( γ b W ) ]]>
式中：N—块体的个数；
A——垂直于护面层的平均面积(m²)；
n——护面块体层数；
c——形状系数；
P——空隙率。
2)混凝土用量：
Q = N ( W γ b ) ]]>
式中：Q——混凝土用量(m³)；
N——护面块体的个数；
W——护面块体的稳定重量(t)；
γ_b——块体材料的重度(kN/m³)。
3)块体的厚度：
t＝0.9h
式中：t——安放一层护面块体的厚度(m)；
h——块体杆件长度(m)。
3.块体的预制和安装
(1)预制块体的模板，宜采用钢模板或拼装式混合模板。
(2)块体宜采用定点定位的随机安放工艺；安放时应自下而上安放，底部的块体应与水下棱体接触紧密。块体在坡面上可斜向放置，并使块体的一半杆件与垫层块石接触，但相邻块体的摆向不宜相同。
(3)安装块体的最基本要求是保证单位面积上的安放数量，防止漏抛或块体间隙过大；块体的安装密度不应低于理论计算密度的95％。
(4)人工块体可用抓斗或吊索安放，块体内不需埋设吊环。
4.防波堤结构一般需通过物理模型试验对其断面的主尺度及各部位的稳定性进行验证。