專利名稱：凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于消減作用在橋梁基礎(chǔ) 上的波浪力峰值的消浪裝置。
背景技術(shù)：
跨海橋梁的基礎(chǔ)所處環(huán)境比較惡劣，波浪對基礎(chǔ)產(chǎn)生沖擊作用，這種 沖擊作用為隨機動力荷載，峰值很大，將會對橋梁造成嚴(yán)重威脅。為保障 橋梁結(jié)構(gòu)安全，需要研制消浪裝置來消減作用在橋梁基礎(chǔ)上的波浪力峰 值。
根據(jù)工程實踐和研究試驗，對于具有強大破壞力的海浪，采取消減波 能或順應(yīng)海浪的方法比采取直接抗御的方法更有效。因此，近幾十年來世 界各國竟相研究各種新型的消浪結(jié)構(gòu)或者消浪塊體。
40年代，法國在碼頭工程中開始使用大圓筒深水防波堤。1961年， 加拿大人加蘭(Jarian)開發(fā)了多孔式沉箱直立堤。此后，研究者對大圓 筒深水防波堤和多孔式沉箱直立堤進行改進，發(fā)展了一系列消浪原理相似 的消浪結(jié)構(gòu)，如日本研究開發(fā)的半圓型堤、多孔凹型曲面堤、波浪自穩(wěn)防 波堤、曲面縱向開孔堤、防沖擊型堤等；中國提出一種梳式防波堤，梳式 防波堤是直立式防波堤結(jié)構(gòu)型式的改進。
目前，用于直立式岸壁的消浪塊體有十余種，比較成功的消浪塊產(chǎn)品 有日本的WAROK及中國臺灣的天力消浪塊，而后者是于80年代在日本 各種消浪砌塊的基礎(chǔ)上經(jīng)多次實驗研究后制造出一種新的改進型式，其性 能較日本的各種消浪塊都有改善。雙柱式消浪塊是近年來提出的另外一種 新型的消浪塊，其性能可與日本的WAROK及臺灣的天力消浪塊相媲美。
研究發(fā)現(xiàn)，上述消浪結(jié)構(gòu)或消浪塊體的消浪原理值得借鑒，但將其直 接應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)消浪有一定的困難，原因在于(1)目前用于港口、碼
3頭工程的消浪結(jié)構(gòu)或消浪塊體，其主要的目的在于降低波浪反射率，盡可 能減少港內(nèi)外側(cè)的波浪能量交換，因此消浪結(jié)構(gòu)往往自成一體，直接放置 在海床上，從海床到水面以上都是連續(xù)的，結(jié)構(gòu)比較龐大和笨重。對于橋 梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而言，橋梁基礎(chǔ)消浪結(jié)構(gòu)的主要目的是消減其所受的波浪力， 而波浪能量主要集中在海面附近。因此，為了節(jié)省工程量，作為橋梁基礎(chǔ) 的消浪結(jié)構(gòu)可以只在海面附近設(shè)置，且消浪結(jié)構(gòu)與橋梁基礎(chǔ)可以有機的結(jié) 合在一起。(2)港口、碼頭工程中的消浪結(jié)構(gòu)或消浪塊體只需消減港外側(cè) 的波浪。對橋梁基礎(chǔ)而言，波浪將可能從四周對橋梁基礎(chǔ)造成沖擊，因此，
橋梁基礎(chǔ)消浪結(jié)構(gòu)應(yīng)該對四周入射的波浪都具有很好的消浪功能。(3)研 究表明，消浪塊體形狀大小對不同的波浪的消浪效果不同，小型塊體適用 于短周期、短波長的波浪，而周期、波長較長的波浪則需要采用大型的塊 體。如果既需要消減波長較長的波，同時也要消減波長較短的波，則上述 消浪塊比較難以實現(xiàn)，原因在于同時采用大、小型的消浪塊不利于安裝， 大、小型消浪塊混用也不易形成上、下連通的孔穴，從而構(gòu)不成消浪室； 對于其他一些消浪塊也存在類似的問題。對于海洋中的橋梁基礎(chǔ)而言，可 能既受到波長較長的波浪作用，也可能受到波長較短的波浪作用。
因此，尋求性能優(yōu)異的橋梁基礎(chǔ)消浪裝置，需要借鑒已有的技術(shù)和經(jīng) 驗，進行創(chuàng)新設(shè)計。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置，其適用于 跨海橋梁基礎(chǔ)的消浪裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，它能夠最大限度地消 減作用在橋梁基礎(chǔ)上波浪力的峰值。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是
一種凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置，其包括大凸起塊和小凸起塊，兩者 固定在橋梁基礎(chǔ)側(cè)面上；
多個大凸起塊在橫向和豎向成陣列設(shè)置，在相互鄰接的大凸起塊之間 設(shè)有多個小凸起塊；
大凸起塊和小凸起塊的結(jié)構(gòu)形式為多面體。
所述的消浪裝置，其所述大凸起塊的凸起高度為設(shè)計波長的0.05 0. 2倍，小凸起塊的凸起高度為大凸起塊凸起高度的0.125 0.25倍。 所述的消浪裝置，其所述多個小凸起塊，為至少3個。 所述的消浪裝置，其所述大凸起塊、小凸起塊為多面體，是至少為三
面錐體，錐尖向外。
所述的消浪裝置，其所述大凸起塊、小凸起塊可采用鋼筋混凝土或耐
腐蝕復(fù)合材料制作。
所述大凸起塊、小凸起塊布置在橋梁基礎(chǔ)側(cè)面沿豎向上2.5 3.0倍
設(shè)計波高區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域高度的中心位置與橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計水位平齊。 本實用新型所述的用于橋梁基礎(chǔ)的消浪裝置是個全新的產(chǎn)品，其有益
效果是
一、 波浪經(jīng)大凸起塊破碎后，又被小凸起塊繼續(xù)破碎，消耗能量。 因此，大、小凸起塊共同構(gòu)成了消波耗能系統(tǒng)。
二、 大、小凸起塊形成高低起伏、凹凸不平的迎浪表面，延長了 波浪對橋梁基礎(chǔ)的作用時間，且作用在這些表面上的波浪力之間存在一定 的相位差，從而能夠消減作用在橋梁基礎(chǔ)上的波浪力峰值。
三、 大、小凸起塊還兼有防船撞的功能。
四、 消浪構(gòu)件的構(gòu)造簡單，可以在工廠預(yù)制加工完成后再在基礎(chǔ) 上安裝。因此，本實用新型實施方便、便于維護。


圖1為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置與橋梁基礎(chǔ)連接的立 體示意圖2為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置與橋梁基礎(chǔ)連接的主 視示意圖3為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置與橋梁基礎(chǔ)連接的左 視示意圖4為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置與橋梁基礎(chǔ)連接的俯 視示意圖5為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置的平面布置示意圖。 圖6為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置的另外一種平面布置圖7為本實用新型凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置的又一種平面布置形
式示意圖。
附圖中標(biāo)記
大凸起塊l;小凸起塊2;橋梁基礎(chǔ)3;
大凸起塊高度(伸出長度)H;消浪裝置布置總高度(伸出長度)L;
設(shè)計波高Hs。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步詳細的描述。
如圖l、 2、 3、 4所示，本實用新型由大凸起塊l、小凸起塊2組成，兩 者都固定在橋梁基礎(chǔ)3上。
如圖l、 2、 3、 4、 5、 6和7所示，大凸起塊1和小凸起塊2在豎向和橫向 成間隔布置，形成陣列。在每一排中，相鄰大凸起塊l之間的空間，布置 三個小凸起塊2，前排的布置相對于后排布置在長度方向錯位一個大凸起 塊的位置。
如圖2、 3所示，大凸起塊1的高度H (伸出長度)根據(jù)設(shè)計波長確定， 通常為設(shè)計波長的0.05 0.2倍。小凸起塊2的高度(伸出的長度)是大凸 起塊l的高度(伸出的長度)的0.125 0.25倍。
上述圖1至圖5只示意了一種布置方式，本實用新型還可以有其他的布 置方式。圖6和圖7給出了其他兩種布置形式，在圖6中，大凸起塊l的結(jié)構(gòu) 形式為六棱錐體，在相鄰大凸起塊1間布置三個小凸起塊2，小凸起塊2的 結(jié)構(gòu)形式為三棱錐體。圖7中大凸起塊的結(jié)構(gòu)形式為四棱錐體，在相鄰大 凸起塊1間布置四個小凸起塊2，小凸起塊2的結(jié)構(gòu)形式為四棱錐體。
大凸起塊l、小凸起塊2可采用鋼筋混凝土或耐腐蝕復(fù)合材料制作。
大凸起塊l、小凸起塊2布置在橋梁基礎(chǔ)3側(cè)面沿豎向上2. 5 3. 0倍設(shè) 計波高區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域高度的中心位置與橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計水位平齊。
波浪襲擊橋梁基礎(chǔ)時，大凸起塊首先對波浪起到破碎作用，破碎的波 浪進入大凸起塊間隙時遇到小凸起塊，小凸起塊進一步破碎波浪，消耗波浪能。因此，大、小凸起塊共同構(gòu)成了消波耗能系統(tǒng)。另一方面，相鄰?fù)蛊饓K構(gòu)成了凹凸不平的表面，延長了波浪對橋梁基礎(chǔ)的作用時間，且作用在這些表面上的波浪力之間存在一定的相位差，從而能夠消減作用在橋梁基礎(chǔ)上的波浪力峰值。
大、小凸起塊還具有防船撞的功能。
本實用新型所述的用于橋梁基礎(chǔ)的消浪裝置是個全新的產(chǎn)品，能夠消減作用在橋梁基礎(chǔ)上的波浪力峰值，且實施方便、便于維護。
權(quán)利要求1、一種凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置，其特征在于包括大凸起塊(1)和小凸起塊(2)，兩者固定在橋梁基礎(chǔ)(3)側(cè)面上；多個大凸起塊(1)在橫向和豎向成陣列設(shè)置，在相互鄰接的大凸起塊(1)之間設(shè)有多個小凸起塊(2)；大凸起塊(1)和小凸起塊(2)為多面體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消浪裝置，其特征在于所述大凸起塊(1)的凸起高度為設(shè)計波長的0.05 0.2倍，小凸起塊(2)的凸起高度 為大凸起塊(1)凸起高度的0.125 0.25倍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消浪裝置，其特征在于所述多數(shù) 個小凸起塊(2)，為至少3個。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消浪裝置，其特征在于所述大凸、 起塊(1)、小凸起塊(2)為多面體，是至少為三面錐體，錐尖向外。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消浪裝置，其特征在于所述大凸 起塊(1)、小凸起塊(2)采用鋼筋混凝土或耐腐蝕復(fù)合材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消浪裝置，其特征在于所述大凸 起塊(1)、小凸起塊(2)布置在橋梁基礎(chǔ)(3)側(cè)面沿豎向上2.5 3.0 倍設(shè)計波高區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域高度的中心位置與橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計水位平齊。
專利摘要一種凸起塊式橋梁基礎(chǔ)消浪裝置，涉及橋梁工程技術(shù)，包括大凸起塊和小凸起塊，兩者固定在橋梁基礎(chǔ)側(cè)面上，大凸起塊、小凸起塊布置在橋梁基礎(chǔ)側(cè)面沿豎向上2.5～3.0倍設(shè)計波高區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域高度的中心位置與橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計水位平齊。多數(shù)個大凸起塊在橫向和豎向成陣列設(shè)置，在相互鄰接的大凸起塊之間設(shè)有多個小凸起塊；大凸起塊和小凸起塊為多面體。大凸起塊的凸起高度為設(shè)計波長的0.05～0.2倍，小凸起塊的凸起高度是大凸起塊凸起高度的0.125～0.25倍。大、小凸起塊采用鋼筋混凝土、耐腐蝕復(fù)合材料等制成。波浪襲擊橋梁基礎(chǔ)時，本實用新型的消浪裝置能夠消減作用在橋梁基礎(chǔ)上的波浪力峰值，且構(gòu)造簡單，實施方便。
文檔編號E02D31/00GK201292540SQ20082012383
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者高 劉, 劉天成, 吳宏波, 孟凡超, 徐國平, 毅 李, 王秀偉, 陳上有 申請人:中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司