本發(fā)明涉及多孔浮式防波堤，屬于防波堤領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

防波堤是一種重要的港口和海岸工程建筑物，主要用于防御波浪對港口水域的侵襲，為港內(nèi)提供平穩(wěn)、安全的停泊條件和作業(yè)水域，同時也改善了港內(nèi)水工建筑物的設(shè)計條件，保護(hù)港口水工建筑物。此外，在砂質(zhì)或泥質(zhì)海岸，防波堤也起到減少或阻止泥沙進(jìn)港的作用，對有冰凍的港口，防波堤也可減少港外流冰進(jìn)入港內(nèi)。防波堤的結(jié)構(gòu)型式主要有斜坡式、直立式、混成式、透空式以及浮式等，其中前三種為傳統(tǒng)的坐底式防波堤。傳統(tǒng)的坐底式防波堤可以較好掩護(hù)港內(nèi)水域且使用年限較長，然而，坐底式防波堤存在著不可避免的局限性：隨著工程水深的增加和地基條件的惡化，工程造價急劇增加，且施工難度加大；掩護(hù)區(qū)域的水體循環(huán)受到限制，容易產(chǎn)生泥沙的沉積和港內(nèi)水體污染。同時樁基透空式防波堤適應(yīng)潮位變化能力差，掩護(hù)效果難以控制。

隨著海岸環(huán)境保護(hù)、觀光旅游和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合需要的發(fā)展，人們關(guān)于海岸與港口開發(fā)的觀念正在發(fā)生重大的轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)深水、軟弱地基、引入海水交換改善港內(nèi)水質(zhì)環(huán)境且造價低廉的需求，港口工程結(jié)構(gòu)型式將向透空式結(jié)構(gòu)，消能式結(jié)構(gòu)及多功能型結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)型式發(fā)展。

近年來，浮式防波堤受到了國內(nèi)外港口、海岸和海洋工程界的密切關(guān)注，因為它與傳統(tǒng)的坐底式防波堤相比具有以下優(yōu)點：(1)當(dāng)水深較大時，浮式防波堤大大減少了工程用量，工程造價一般相對低廉；(2)建造時不需要進(jìn)行地基處理，不受地基條件的限制，降低了施工難度；(3)具有很強的水體交換功能，可防止海水污染、不影響泥沙運動和魚類遷徙，保護(hù)了掩護(hù)區(qū)的水生物環(huán)境；(4)工程量小，施工簡單迅速，易于拆遷和調(diào)整布置；(5)浮體可隨潮位變化而升降，能適應(yīng)大潮差海域，且美觀。鑒于以上優(yōu)點，浮式防波堤可作為永久性建筑物或者臨時性建筑物，在以下領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景：(1)在具有較好避風(fēng)條件的天然深水港灣建造深水碼頭，為預(yù)防常年主導(dǎo)風(fēng)浪的影響，可在合適的區(qū)域設(shè)置少量的浮式防波堤，以達(dá)到更佳的避風(fēng)抗浪效果；(2)浮式防波堤可作為船舶臨時靠泊碼頭；(3)浮式防波堤可掩護(hù)水產(chǎn)養(yǎng)殖、海濱浴場等水域，以取得節(jié)省投資和保持良好水質(zhì)的雙重效果；(4)海上工程的施工現(xiàn)場可用浮式防波堤來進(jìn)行臨時性掩護(hù)，以增加施工作業(yè)天數(shù)，縮短工期，提高效益；(5)在軍事上浮式防波堤可用于掩護(hù)海上機動碼頭的水域，也是一種比較理想的結(jié)構(gòu)型式；(6)浮式防波堤可作為海上防災(zāi)應(yīng)急的防浪措施。但也有很多因素限制著浮式防波堤的應(yīng)用，諸如掩護(hù)效果不如坐底式防波堤、波浪周期較長時其消浪效果較差、波浪作用下的動態(tài)響應(yīng)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和較大錨泊力從而使維護(hù)要求高，且極端風(fēng)暴情況下浮式防波堤結(jié)構(gòu)本身的安全性難以保障。

浮式防波堤由浮體及錨泊系統(tǒng)組成，通過浮體與波浪的相互作用來消浪。根據(jù)浮式防波堤結(jié)構(gòu)的消浪原理可將浮式防波堤分為波能反射型(例如浮箱式、浮筒式浮式防波堤)、波能損耗型(例如竹筏、廢舊輪胎等浮筏式浮式防波堤)和反射—損耗混合型(例如柵欄式、浮箱柵欄式浮式防波堤)三大類。

下面對浮式防波堤結(jié)構(gòu)的研究成果和發(fā)展情況進(jìn)行介紹，重點對不同結(jié)構(gòu)型式浮式防波堤的消浪原理、消浪性能以及結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析。

浮箱式(浮筒式)浮式防波堤

傳統(tǒng)的浮箱式浮式防波堤主要利用浮箱將入射波浪能量反射至外海以減小透射波浪，一般由鋼板或者鋼筋混凝土等制造，其中單個浮箱的寬度范圍一般為8～16m、入水深度范圍一般為1.5～4.0m。浮箱式浮式防波堤中結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用最多的為單浮箱式浮式防波堤。為提高浮箱式浮式防波堤的消浪性能，擴大浮式防波堤的應(yīng)用范圍，國內(nèi)外學(xué)者從增加波浪反射和波能損耗等角度對浮箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，主要有多浮箱式、浮箱—垂直板式、浮箱—水平板式和浮箱—其它損耗波能結(jié)構(gòu)式浮式防波堤等。

(1)多浮箱式浮式防波堤

與單浮箱式浮式防波堤相比，多浮箱式可提高消浪性能。Williams等人根據(jù)二維勢流理論，應(yīng)用邊界元方法對由兩個剛性連接的浮箱和兩個未連接的浮箱組成的浮式防波堤的水動力特性分別進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果均表明雙浮箱式浮式防波堤的波浪反射系數(shù)很大程度上由結(jié)構(gòu)的寬度、吃水、兩浮箱間距和錨鏈的剛度決定。Koftis和Prinos應(yīng)用非定常雷諾平均N-S方法(URANS)對波浪與固定雙浮箱式浮式防波堤相互作用的問題進(jìn)行了求解，研究了浮堤相對寬度和前后浮箱相對間距對消浪性能的影響，結(jié)果表明透射系數(shù)均隨著相對寬度增大而減小，而透射系數(shù)隨前后浮箱相對間距的變化不是單調(diào)的。Diamantoulaki等人利用三維水動力分析結(jié)合錨鏈靜動態(tài)分析的方法對不同型式的雙浮箱式浮式防波堤的水動力特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明前后浮箱剛性連接時的消浪效果均好于單浮箱和前后浮箱不連接時的情況；只有在中等波浪頻率范圍內(nèi)增大前后浮箱間距才會改善消浪效果；前后浮箱的間距增大時最大錨鏈力有減小的趨勢。Syed和Mani也利用邊界元方法分析了三個剛性連接的浮箱組成的浮式防波堤的消浪性能，研究結(jié)果表明浮箱間距對波浪透射系數(shù)和反射系數(shù)影響顯著。

(2)浮箱—垂直板式浮式防波堤

浮箱—垂直板式浮式防波堤通過垂直插板來增加波浪反射并且干擾其附近的水體運動，從而提高消浪性能，常見的有π型和T型。Christian對連接垂向插板的浮式防波堤進(jìn)行了系列試驗研究，結(jié)果表明一般情況下插板入水深度越大透射系數(shù)越小，然而插板入水深度太大時，尤其在短周期波浪下插板引起的輻射波會使透射系數(shù)增大。Gesraha利用特征函數(shù)展開法對兩側(cè)連接垂向插板的π型浮式防波堤進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明與單浮箱式浮式防波堤相比，兩側(cè)插板可以降低透射系數(shù)，但是斜向短周期波浪作用時透射系數(shù)會增大。Ruol等人對8個不同大小的π型浮式防波堤(錨鏈錨固和垂直導(dǎo)樁錨固)進(jìn)行了系列物理模型試驗研究，引入相對周期(入射波浪周期與結(jié)構(gòu)升沉固有周期之比)這一參數(shù)提出了π型浮式防波堤透射系數(shù)的計算公式。Alizadeh等人通過物理模型試驗對垂直導(dǎo)樁錨固的π型浮式防波堤和浮箱下部只連接一個插板的T型浮式防波堤的消浪效果進(jìn)行了對比，研究結(jié)果表明π型的消浪效果明顯優(yōu)于T型。Koriam和Rageh通過物理模型試驗專門研究了垂向插板對浮式防波堤消浪性能的影響，研究結(jié)果表明隨著垂向插板數(shù)量的增加浮堤的透射系數(shù)減小，當(dāng)有4層垂向插板時透射系數(shù)可小于0.25。

(3)浮箱—水平板式浮式防波堤

浮箱—水平板式浮式防波堤利用浮箱底部的水平板來干擾其周圍的水體運動并且可增加結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，從而提高消浪性能。Ikesue等人提出了帶有內(nèi)外翼的雙浮箱式浮式防波堤，并利用波浪數(shù)值水槽對其透射系數(shù)進(jìn)行了計算，研究結(jié)果表明內(nèi)外翼對浮式防波堤的消浪性能有顯著影響，帶有內(nèi)外翼的雙浮箱式浮式防波堤的消浪效果優(yōu)于相同尺寸的單浮箱式浮式防波堤。董華洋對單浮箱下部安裝水平板的浮式防波堤進(jìn)行了物理模型試驗和數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明垂直導(dǎo)樁錨固時浮箱下部設(shè)置一層水平板可使透射系數(shù)降低0.3左右，設(shè)置二層板時，透射系數(shù)繼續(xù)減小，但減小幅度不明顯，浮箱下部設(shè)置一層板型式的垂直導(dǎo)樁錨泊的浮箱—水平板式浮式防波堤的消波效果較為理想；錨鏈錨固時設(shè)置一層板的透射系數(shù)最多可減小0.2，且運動響應(yīng)和錨鏈?zhǔn)芰∮趩胃∠涫礁∈椒啦ǖ?。肖霄和王永學(xué)等人應(yīng)用邊界元方法研究了波浪與雙浮箱一水平板式浮防波堤相互作用問題，結(jié)構(gòu)中包含一層安放在雙浮箱下部的水平板，數(shù)值模擬結(jié)果表明在浮箱總寬度一定的條件下雙浮箱—水平板式浮式防波堤與單方箱—水平板式浮式防波堤相比有較好的消浪效果，但運動幅值較大且錨鏈?zhǔn)芰^大。楊彪等人^]對雙浮箱下部安裝水平板的浮防波堤進(jìn)行了物理模型試驗研究，結(jié)果表明兩層板時的消浪效果好于一層板時，且其透射系數(shù)較沒有水平板的情況最多可減小0.4左右；當(dāng)相對寬度大于 0.30時，透射系數(shù)可控制在0.35以下，同時運動響應(yīng)也明顯減小，但錨鏈?zhǔn)芰兴龃蟆?/p>

(4)浮箱—其它損耗波能結(jié)構(gòu)式浮式防波堤

浮箱聯(lián)合其它損耗波能結(jié)構(gòu)可提高浮式防波堤的消浪性能，因為組合式結(jié)構(gòu)將浮箱結(jié)構(gòu)由波能反射型轉(zhuǎn)變?yōu)椴芊瓷洹獡p耗混合型浮式防波堤。波能損耗結(jié)構(gòu)主要包括柵欄結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)和氣室結(jié)構(gòu)等。

浮箱與柵欄或桁架結(jié)構(gòu)組合的浮箱式浮式防波堤利用柵欄結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)增強水體紊動、使得波浪破碎來增加波能損耗，從而提高消浪性能。Mani提出了一種在浮箱底部等間距安裝圓柱體的Y型浮式防波堤，下部一排圓柱體可使波能衰減，研究結(jié)果表明該浮式防波堤在相對寬度為0.15左右時可使透射系數(shù)小于0.5，降低了波浪周期較長時對浮堤寬度的要求。Murali和Mani提出了由前、后兩排浮箱及其下部密排圓管組成的“籠式”浮式防波堤，研究結(jié)果表明該浮式防波堤可在相對寬度為0.15時達(dá)到大多數(shù)浮堤結(jié)構(gòu)相對寬度為0.4時的消浪效果。Huang Zhenhua等通過物理模型試驗對有無開槽結(jié)構(gòu)連接于浮箱底部時的水動力特性進(jìn)行了對比，結(jié)果表明連接于浮箱底部的開槽結(jié)構(gòu)可以顯著改善浮式防波堤的消浪效果且不增加浮堤的運動響應(yīng)。Matsunaga等對由日本 Saiki鋼鐵公司設(shè)計的浮式防波堤的消浪性能進(jìn)行了研究，該浮式防波堤由浮箱和前后鋼桁架組成，研究表明浮箱前面的鋼桁架可以使入射波浪破碎從而改善消浪效果。

單層或多層薄膜結(jié)構(gòu)(尼龍膜、玻璃纖維布等)可作為浮式防波堤來消浪并掩護(hù)相關(guān)水域。在浮箱底部設(shè)置單層或多層薄膜結(jié)構(gòu)可提高浮式防波堤的消浪性能。Hermanson提出了底部連接單層薄膜的浮箱式浮式防波堤，試驗研究結(jié)果表明所有工況下底部連接單層薄膜的浮箱式浮式防波堤的消浪效果均好于無薄膜的情況，透射系數(shù)平均降低 12％左右，最多可減小17％。Sung Tai Kee對底部連接3層薄膜結(jié)構(gòu)的浮箱式浮式防波堤進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明正向浪和斜向浪作用下，底部的3層薄膜結(jié)構(gòu)均可增強浮式防波堤的整體消浪效果。

(5)浮筏式浮式防波堤

浮筏式浮式防波堤為波能損耗型浮式防波堤，主要利用浮體與水面附近水體的摩擦作用、干擾水面附近水體的運動來衰減入射波浪。浮筏式浮式防波堤易于制造和維護(hù)，且與浮箱式和浮筒式浮式防波堤相比費用低廉，但是消浪效果相對較差，浮筏結(jié)構(gòu)的寬度一般要達(dá)到一倍波長左右才能有效地起到消浪作用。國內(nèi)外對廢舊輪胎式浮式防波堤的研究和應(yīng)用相對較多。廢舊輪胎式浮式防波堤根據(jù)不同布置型式分為Wave-Maze型、 Goodyear型和Wave-Guard型等，其中Wave-Guard型由桿件將輪胎連成剛性整體，相比其它型式的廢舊輪胎式浮式防波堤消浪效果較好。吳維登等從筏體的剛度、傾斜度、擋浪面積和自振頻率等方面對鋼管—輪胎式浮式防波堤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，可增加浮筏對波能的反射和消耗，可在較不利的入射波條件下使浮筏的透射系數(shù)最低達(dá)到0.22。中國臺灣俞立倫和俞怡君對一種廢舊輪胎式浮式防波堤進(jìn)行了試驗研究，表明該浮堤對于水流流速較小、波高較大海況的消浪效果較好。張余和王永學(xué)等對廢舊輪胎浮式防波堤進(jìn)行了試驗研究，結(jié)果表明在其試驗范圍內(nèi)當(dāng)?shù)虒挻笥?.6倍波長時，透射系數(shù)小于0.5；錨鏈剛度和錨鏈拖地長度對透射系數(shù)的影響不明顯；錨鏈力隨著波高和錨鏈剛度的增大而增大，隨著錨鏈拖地長度的增大而減小。

對于浮筏式浮式防波堤，除了廢舊輪胎式外，還有其它型式的浮筏式浮式防波堤提出。吳靜萍等模仿水生植物“浮漂”的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計了一種新形式的防波堤，將多塊圓形木板柔性連接成一體，平鋪于水面，研究結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)具有消浪效果，且采用系泊于水下的方式固定時消浪效果優(yōu)于系泊于岸邊的情況。吳珷和吳宋仁對用于掩護(hù)碼頭施工區(qū)域的竹筏式浮式防波堤進(jìn)行了物理模型試驗研究，試驗結(jié)果表明竹筏式浮式防波堤作為消浪措施具有一定的工程實用價值，掩蔽區(qū)內(nèi)消波效果明顯。Hegde等對由多層 PVC圓管水平交錯布置而成的浮筏式浮式防波堤開展了物理模型試驗研究，試驗范圍內(nèi)當(dāng)浮堤相對寬度為1.0時透射系數(shù)在0.6左右。

(6)其它型式浮式防波堤

除了多種浮箱式(浮筒式)和浮筏式浮式防波堤結(jié)構(gòu)型式，也有其它結(jié)構(gòu)型式的浮式防波堤提出，如A形構(gòu)架浮式防波堤、板—網(wǎng)式和多孔結(jié)構(gòu)的浮式防波堤等。A形構(gòu)架浮式防波堤由加拿大學(xué)者提出，其設(shè)計原理是使浮堤結(jié)構(gòu)具有較大的轉(zhuǎn)動慣量。董國海和鄭艷娜等提出了一種由板、網(wǎng)和沉子組成的板—網(wǎng)式浮式防波堤，并通過物理模型試驗研究了板—網(wǎng)式浮式防波堤在純波作用下和波流共同作用下的消浪性能，研究結(jié)果表明這種浮式防波堤具有較好的消浪效果，其可應(yīng)用于深海養(yǎng)殖業(yè)，但具體設(shè)計參數(shù)需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H的波浪和水流條件而定。王環(huán)宇和孫昭晨在考慮了阻擋反射、紊動耗能和波峰耗散等基礎(chǔ)上，提出了由多層多菱形模塊拼裝而成的多孔結(jié)構(gòu)浮堤，并對該結(jié)構(gòu)浮堤進(jìn)行了物理模型試驗研究，研究結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)浮堤波能損耗較多，波浪反射較少，消浪效果好且受波浪力小。這些浮式防波堤結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計方法和研究思路為進(jìn)一步研究浮式防波堤結(jié)構(gòu)型式、提高浮式防波堤消浪效果提供了積極參考。

雙浮箱-水平板式浮式防波堤，該結(jié)構(gòu)是由兩個漂浮方箱和兩層水平板組成的剛性構(gòu)件，通過錨鏈與水底相連，構(gòu)成浮式防波堤，其消浪性能與相對寬度、相對波高和錨鏈剛度等因素有關(guān)。現(xiàn)有的浮式防波堤結(jié)構(gòu)主要存在以下缺點：

(1)現(xiàn)有浮式防波堤存在消浪效果較差的缺點，尤其在波浪周期較長時。這是由于波浪周期較長時浮式防波堤隨波浪運動較大，其對外海波浪的反射作用和波能損耗作用減弱，透至堤后的波浪變大；

(2)在波高較大時，浮式防波堤結(jié)構(gòu)受力較大，使用期結(jié)構(gòu)的安全性難以保障。這是由于浮式防波堤一般采用錨鏈或者垂直導(dǎo)樁錨固，波浪作用下浮式防波堤隨波浪運動，在大浪作用時浮式防波堤會劇烈運動，限制浮箱的運動會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的力，結(jié)構(gòu)的安全性難以保障。

(3)而對于一些消浪性能較好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)浮式防波堤，雖然國內(nèi)外提出的結(jié)構(gòu)型式較多，但在大浪時浮式防波堤結(jié)構(gòu)受波浪力大、結(jié)構(gòu)自身安全難以保障，結(jié)構(gòu)的安全性降低。譬如對于雙浮箱—水平板式浮式防波堤，雖然其消浪效果較傳統(tǒng)單浮箱式浮式防波堤得到改善，但是錨鏈的受力增大，下部水平板受到的波浪力也很大，結(jié)構(gòu)的安全性降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種多孔浮式防波堤，消浪效果好、結(jié)構(gòu)受力小、安全性好、結(jié)構(gòu)簡單、建造方便、適用范圍廣，對港口工程防浪具有重要的實際意義。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種多孔浮式防波堤，包含若干個順次連接的防波堤單元，所述防波堤單元包含第一浮箱、第二浮箱、連接桿和兩層豎直板，所述第一浮箱和第二浮箱通過連接桿剛性連接，第一浮箱和第二浮箱均通過錨鏈與錨泊配重塊連接進(jìn)行錨泊，兩個豎直板固定安裝在連接桿上，在兩個豎直板上均設(shè)有若干過水孔，豎直板過水孔的開孔率為9％～11％。

作為優(yōu)選，所述第一浮箱和第二浮箱的外形一致，寬度均為B，第一浮箱和第二浮箱之間的間距為D，D/2B的范圍為1.0～1.5。

作為優(yōu)選，所述兩個豎直板在第一浮箱和第二浮箱的高度范圍內(nèi)開孔，且豎直板過水孔的開孔率為9％～11％。

作為優(yōu)選，兩個豎直板的兩端分別安裝有一個橫擋板，橫擋板與豎直板構(gòu)成一個“井”字形，在橫擋板上也設(shè)有若干過水孔，過水孔的開孔率為9％～11％。

作為優(yōu)選，所述連接桿上設(shè)有外螺紋，豎直板通過兩側(cè)的第一鎖緊螺母將豎直板鎖緊在連接桿上，在豎直板的兩端設(shè)有槽，橫擋板的兩端延伸有凸臺，凸臺穿過凹槽，凸臺與豎直板之間連接有L型連接件，通過螺栓將L型連接件與凸臺和豎直板連接。

作為優(yōu)選，所述豎直板為弧形狀。

作為優(yōu)選，所述豎直板的四個角均設(shè)有連接凸臺，連接凸臺通過螺栓連接有支撐桿，支撐桿與連接套連接，連接套通過第二鎖緊螺母鎖緊在連接桿上。

有益效果：本發(fā)明的多孔浮式防波堤，消浪效果好、結(jié)構(gòu)受力小、安全性好、結(jié)構(gòu)簡單、建造方便、適用范圍廣，對港口工程防浪具有重要的實際意義。多孔浮式防波堤可應(yīng)用于中等波浪強度的水域，應(yīng)用于港口碼頭、海上施工、海水養(yǎng)殖、海濱浴場等領(lǐng)域，發(fā)揮不隔斷港內(nèi)外水體交換、減小港內(nèi)淤積、受水深限制小、修建迅速、維護(hù)方便的優(yōu)點，對我國港口和海岸工程建設(shè)、海岸資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)起到積極的促進(jìn)作用；多孔浮式防波堤的推廣應(yīng)用將帶來很大的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明中“井”字形豎直板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中豎直板為弧形的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤的對比關(guān)系圖。

圖6為本發(fā)明中豎直板結(jié)構(gòu)開孔對結(jié)構(gòu)受力影響的對比關(guān)系圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種多孔浮式防波堤，包含若干個順次連接的防波堤單元，相鄰的防波堤單元可通過鉸鏈柔性連接，所述防波堤單元包含第一浮箱1、第二浮箱4、連接桿2和兩層豎直板3，所述第一浮箱1和第二浮箱4通過連接桿2剛性連接，第一浮箱1和第二浮箱4均通過導(dǎo)錨孔5和錨鏈6與錨泊配重塊7連接進(jìn)行錨泊，兩個豎直板3固定安裝在連接桿2上，在兩個豎直板3上均設(shè)有若干過水孔，豎直板過水孔的開孔率為9％～11％。當(dāng)豎直板3上的開孔過多時，不能很好地阻擋波浪傳播，消能效果不好，當(dāng)豎直板3上開孔過少時，由于豎直板3完全承受波浪的沖擊，導(dǎo)致豎直板3受力較大、易損耗，降低結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，長時間使用實用性差，經(jīng)過長時間的研究，當(dāng)過水孔的開孔率在9％～11％時，豎直板的消能效果好，而且豎直板的安全性和耐久性好，使用壽命長。

在本本發(fā)明中，所述第一浮箱1和第二浮箱4的外形一致，寬度均為B，第一浮箱 1和第二浮箱4之間的間距為D，D/2B的范圍為1.0～1.5，在前后浮箱相對間距D/2B為 1.0～1.5時雙浮箱式浮堤的波浪透射系數(shù)相比最小，雙浮箱式浮堤的消浪效果相比最好。所述豎直板3在第一浮箱1和第二浮箱4的高度范圍內(nèi)開孔，雙浮箱間豎直板在全板高度范圍內(nèi)開孔時浮堤的波浪透射系數(shù)均大于豎直板在浮箱高度范圍內(nèi)開孔時的情況。試驗范圍內(nèi)，與豎直板在浮箱高度范圍內(nèi)開孔時的情況相比，豎直板在全板高度范圍內(nèi)開孔時浮堤的波浪透射系數(shù)平均增大5.6％。所以，為了提高多孔浮式防波堤的消浪性能，雙浮箱間設(shè)置的多孔豎直板結(jié)構(gòu)應(yīng)在浮箱高度范圍內(nèi)開孔。

在本發(fā)明中，兩個豎直板3的兩端分別安裝有一個橫擋板9，橫擋板9與豎直板3 構(gòu)成一個“井”字形，在橫擋板9上也設(shè)有若干過水孔，過水孔的開孔率為9％～11％。通過在第一浮箱1和第二浮箱4之間設(shè)有“井”字形的消浪結(jié)構(gòu)，能夠多方向地對波浪進(jìn)行消減，大大地減小波浪的沖擊。所述連接桿2上設(shè)有外螺紋，豎直板3通過兩側(cè)的第一鎖緊螺母10將豎直板3鎖緊在連接桿2上，在豎直板3的兩端設(shè)有槽，橫擋板9的兩端延伸有凸臺，凸臺穿過凹槽，凸臺與豎直板3之間連接有L型連接件8，通過螺栓將 L型連接件8與凸臺和豎直板3連接。通過L型件，很方便的對“井”字形的消浪結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝和拆卸，而且所有的結(jié)構(gòu)可以在現(xiàn)場安裝和調(diào)整，運輸和施工均很方便。

在本發(fā)明中，所述豎直板3為弧形狀，所述豎直板3的四個角均設(shè)有連接凸臺，連接凸臺通過螺栓連接有支撐桿11，支撐桿11與連接套12上的連接座螺栓連接，連接套12通過第二鎖緊螺母14鎖緊在連接桿2上，整個結(jié)構(gòu)類似傘狀結(jié)構(gòu)。對于整個弧形狀豎直板3，由于波浪作用將不同步，浮堤結(jié)構(gòu)隨波浪運動會變小，消浪效果更好。而且由于豎直板為弧形狀，對于整個豎直板3的強度結(jié)構(gòu)也得到很好的改善，使用壽命會大大地增強。

前后浮箱和多孔結(jié)構(gòu)組合起來，一方面雙浮箱結(jié)構(gòu)使得浮式防波堤的轉(zhuǎn)動慣量變大，浮式防波堤隨波浪的運動變小，浮式防波堤對波浪的反射作用增強，另一方面波浪透過前浮箱在雙浮箱間被多孔豎直板損耗得較多，雙浮箱間的多孔豎直板增強了波能損耗。多孔浮式防波堤構(gòu)成了波能反射—損耗混合型結(jié)構(gòu)，從增加對外海波浪反射和增強波能損耗兩方面來改善浮式防波堤的消浪效果，同時多孔結(jié)構(gòu)受力小、安全性好，結(jié)構(gòu)簡單且建造方便。

波浪透射系數(shù)C_t是浮式防波堤消浪效果的重要指標(biāo)，其為堤后透射波高與堤前入射波高的比值。波浪透射系數(shù)C_t越小，浮式防波堤的消浪效果越好。通過二維水槽物理模型試驗將多孔浮式防波堤的波浪透射系數(shù)與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤進(jìn)行了對比分析，如圖5所示，其中a圖表示在浪高為1.5m時多孔浮式防波堤的波浪透射系數(shù)與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤的對比關(guān)系，b圖表示在浪高為2.5m時多孔浮式防波堤的波浪透射系數(shù)與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤的對比關(guān)系。多孔浮式防波堤的波浪透射系數(shù)與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤相比減小0.16～0.25，平均相對減小33.5％，多孔浮式防波堤的消浪效果與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤相比大大改善。

圖6為浪高在2.5m時雙浮箱間豎直板開孔與不開孔時第一層豎直板所受波浪力F_b的對比關(guān)系(正向力表示與波浪方向相同的正向水平力，反向力表示與波浪方向相反的反向水平力)，其中a表示正向力與波浪周期的關(guān)系圖，b表示反向力與波浪周期的關(guān)系圖。雙浮箱間設(shè)置兩層豎直板時，豎直板在浮箱高度范圍內(nèi)開孔10.7％與不開孔時相比第一層豎直板所受正向波浪力平均減小10.1％，反向波浪力平均減小16.7％。與豎直板不開孔時相比，豎直板開孔時，豎直板所受的正向和反向波浪力均明顯減小，豎直板開孔可提高浮式防波堤結(jié)構(gòu)的安全性。

由于多孔浮式防波堤構(gòu)成了波能反射—損耗混合型結(jié)構(gòu)，從增加對外海波浪反射和增強波能損耗兩方面大大改善了浮式防波堤的消浪效果，多孔浮式防波堤的消浪效果與現(xiàn)有單浮箱式浮式防波堤相比改善了33.5％；豎直板開孔使得結(jié)構(gòu)所受的波浪力明顯減小，豎直板開孔可提高結(jié)構(gòu)的安全性。同時，多孔浮式防波堤結(jié)構(gòu)簡單，建造方便，擴大了浮式防波堤的適用范圍，可應(yīng)用于中等波浪強度的水域，應(yīng)用于港口碼頭、海上施工、海水養(yǎng)殖、海濱浴場等領(lǐng)域。

多孔浮式防波堤波能反射—損耗混合型結(jié)構(gòu)，從增加對外海波浪反射和增強波能損耗兩方面大大改善了浮式防波堤的消浪效果，同時結(jié)構(gòu)受力小、安全性好、結(jié)構(gòu)簡單、建造方便，可應(yīng)用于中等波浪強度的水域，應(yīng)用于港口碼頭、海上施工、海水養(yǎng)殖、海濱浴場等領(lǐng)域，發(fā)揮不隔斷港內(nèi)外水體交換、減小港內(nèi)淤積、受水深限制小、修建迅速、維護(hù)方便的優(yōu)點，對我國港口和海岸工程建設(shè)、海岸資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)起到積極的促進(jìn)作用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。