申请/专利权人：上海勘测设计研究院有限公司

申请日：2019-03-21

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109881627B

主分类号：E02B3/06

分类号：E02B3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.07.09#实质审查的生效;2019.06.14#公开

摘要：本发明属于水利工程生态支护领域的消浪结构及其安装方法。技术方案为：钢管桩插入水底土层中，钢管桩多排排列；相邻的钢管桩之间设置毛竹排作为挡墙，毛竹排设置在水底土层的泥面以上。其提供了适用于湖区波浪较大的地区的一种消浪结构及其安装方法，既能有效消减波浪，又经济可行。

主权项：1.一种消浪结构，钢管桩（100）插入水底土层中，其特征在于：所述钢管桩（100）多排排列；相邻的所述钢管桩（100）之间设置毛竹排（300）作为挡墙，所述毛竹排（300）设置在所述水底土层的泥面以上，所述消浪结构的安装方法，包括以下步骤：1）施打所述钢管桩（100）：根据需要围隔的库区边线，将外壁涂有防腐涂料的钢管桩（100）沿库区边线锤击入水底土层中，钢管桩（100）内灌入细石混凝土；2）安装钢导槽（200）：将固定有第一连接件（210）和钢导槽（200）的第一钢抱箍（220）安装于钢管桩（100）泥面以上的桩身上，钢导槽（200）、第一钢抱箍（220）、第一连接件（210）外壁均涂防腐涂料；3）安装所述毛竹排（300）：用做好防腐处理的钢丝绳（310）串接毛竹成排，毛竹两头空竹筒内灌入细石混凝土，竹节每节打孔，通过吊装设备将毛竹排（300）起吊、滑入所述钢导槽（200）内；4）安装围檩（500）：将焊接有第二连接件（410）的第二钢抱箍（400）安装于钢管桩（100），将围檩（500）与第二连接件（410）连接，第二钢抱箍（400）、第二连接件（410）、围檩（500）外壁均涂防腐涂料。

全文数据：消浪结构及其安装方法技术领域本发明属于水利工程生态支护领域，尤其涉及一种为营造湖区波浪平静的局部水域而设置的消减波浪构造及其实施方法。背景技术目前国内湖区防蓝藻工程、湖岸生态湿地修复工程等需要在湖区内布设拦藻帘，但拦藻帘易受波浪冲击而毁坏，需在拦藻帘外围布设消浪设施，为拦藻帘营造平静的水域。常见的消浪设施有抛石堤、密排桩等结构。抛石堤抛石用量大，侵占库容大，且易受抛石料源供应制约，尤其是在缺少石料的地区，石料的供需矛盾变得非常突出，也造成投资的增加；密排桩虽然侵占库容较少，但桩与桩之间的间距对消浪效果和投资影响大，桩间距小，经济性较差，桩间距大，消浪效果差。发明内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供了适用于湖区波浪较大的地区的一种消浪结构及其安装方法，其既能有效消减波浪，又经济可行。基本技术方案为：钢管桩插入水底土层中，钢管桩多排排列；相邻的钢管桩之间设置毛竹排作为挡墙，毛竹排设置在水底土层的泥面以上。钢管桩可对齐布置或错开布置，排列可呈梅花形、之字形、三角形、矩形等任意形状错开布置。基于上述技术特征，毛竹排的两竖向侧边分别嵌入并固定在钢导槽内；第一钢抱箍抱住并固定在钢管桩上，钢导槽通过第一连接件与第一钢抱箍连接。基于上述技术特征，毛竹排沿两侧的钢管桩之间的中轴线布置，横向布置的围檩连接相邻的钢管桩形成框架，围檩偏移两端的钢管桩之间的中轴线且避开毛竹排布置；围檩与第二连接件连接，第二连接件固定在第二钢抱箍上，第二钢抱箍安装于钢管桩。钢管桩与围檩形成框架结构，能承受更大的风浪冲击，稳定性也更好。本发明中围檩可为槽钢、方钢、工字钢或其它截面的钢构件。基于上述技术特征，排与排之间的所述钢管桩交错布置。基于上述技术特征，钢管桩内灌入填料。填料可以是细石混凝土或素混凝土或其它材料，当然，也可以不灌入任何填料。基于上述技术特征，为使毛竹排易于沉入水中，构成毛竹排的毛竹两端的空竹筒中灌入填料。填料可以是细石混凝土或素混凝土或其它材料，当然，也可以不灌入任何填料。基于上述技术特征，为使毛竹排易于沉入水中，可在毛竹排的竹节上打孔。基于上述技术特征，由于钢构件均在潮湿环境中工作，因此可对各实施方案中采用的所有钢构件在使用之前均需要做防腐处理为宜。即钢管桩、钢导槽、第一钢抱箍、第二钢抱箍第一连接件、围檩、和第二连接件使用前在外表面涂防腐涂料。一种消浪结构的安装方法，施工步骤为：1施打钢管桩：根据需要围隔的库区边线，将外壁涂有防腐涂料的钢管桩沿库区边线锤击入水底土层中，钢管桩内灌入填料；2安装钢导槽：将固定有第一连接件和钢导槽的第一钢抱箍安装于钢管桩泥面以上的桩身上，钢导槽、第一钢抱箍、第一连接件外壁均涂防腐涂料；3安装毛竹排：用做好防腐处理的钢丝绳串接毛竹成排，毛竹两头空竹筒内灌入填料，竹节每节打孔，通过吊装设备将毛竹排起吊、滑入钢导槽内；4安装围檩：将焊接有第二连接件的第二钢抱箍安装于钢管桩，将围檩与第二连接件连接，第二钢抱箍、第二连接件、围檩外壁均涂防腐涂料。另外，本发明中消浪结构的日常维修维护措施为：当日常维护中发现毛竹排有腐烂、毁坏的，可直接抽出腐烂、毁坏的毛竹排，放入新的毛竹排。本发明的消浪结构及其安装方法，具有以下有益效果：1、本发明结构简单，便于日常运行维护。钢导槽与钢管桩之间采用第一钢抱箍连接，第一钢抱箍可为两半圆形板材通过螺栓连接，围檩与钢管桩之间可为螺栓连接。在日常的维护、检修中，当部分构件锈蚀损坏需要更换时，可卸下螺栓，更换受损构件。毛竹排放置在钢导槽内，为非固定结构，腐烂、受损的毛竹排可方便取出更换。2、本发明结构经济性好，施工周期短。毛竹为天然材料，廉价易得。该消浪结构施工时不需做围堰，尤其是对有渡汛要求的工程，能够快速的达到消减波浪的目的。具有节省投资和施工周期短的优势。3、本发明结构选材环保，消浪效果好。该消浪结构主要材料之一是毛竹，为天然材料，同时毛竹排的间隙又不会阻隔库内外水体交换，不会导致库内水质恶化。毛竹排结构可消减波高80％左右。工程性能和环保得到了很好的兼顾。4、本发明结构抗风浪能力较强。主体结构采用多排钢管桩加围檩连接的框架结构，相比单排桩，抗风浪性能和稳定性更好。附图说明图1显示为本实施例的消浪结构的平面结构示意图。图2显示为消浪结构库外侧立视图。图3显示为消浪结构库内侧立视图。图4显示第一钢抱箍与钢导槽连接的各构件大样图。。图5显示第二钢抱箍与钢导槽连接的各构件大样图。图6显示为毛竹排。附图标号说明100钢管桩200钢导槽210第一连接件220第一钢抱箍300毛竹排310钢丝绳400第二钢抱箍410第二连接件500围檩600螺栓具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1-3所示：该消浪结构主要包括：钢管桩100、钢导槽200、毛竹排300、围檩500等。钢管桩100沿所需围隔的库区外围排布成两排，插入湖底土层中，呈梅花形分布。图中所示的钢管桩的排列方式仅为一种示意，钢管桩也可排列成三排或更多排，布置形式不限。钢导槽200垂直轴线方向与钢管桩100垂直轴线平行，钢导槽200通过第一连接件210焊接于第一钢抱箍220外壁，第一钢抱箍220分布于钢管桩100泥面以上的桩身上。如图4所示，第一钢抱箍220为两块半圆形的钢板，外侧连接有翼板，通过两根螺栓600将翼板连接在一起。如图6所示，用钢丝绳310将毛竹串联并排形成毛竹排，插入相邻两根钢管桩100上的钢导槽200中。为使毛竹易于沉入水中，毛竹两端空竹筒中填入细石混凝土，每节竹节钢丝绳串接的毛竹排插入相邻两根钢管桩上的钢导槽200中。钢管桩100与毛竹排300构成隔离带，可在湖区内隔离出一片库区。库区外的波浪受到毛竹排的阻挡，能量被消减，从而形成波浪平静的库区环境。同时毛竹排不会阻挡库内外水体交换，因而不会导致库内水体水质恶化。如图5所示，为增加消浪结构的稳定性，在前后排消浪桩之间桩顶部位采用围檩500连接，围檩500通过螺栓600与第二连接件410连接，第二连接件410焊接在钢管桩顶的第二钢抱箍400的侧壁上。图1至图3中所示仅为在钢管桩顶布置了一道围檩。实际工程中，可根据毛竹排与钢管桩之间受力和稳定的要求布置上下多道围檩，或者在受力薄弱处采用围檩对整个消浪结构进行加固。钢管桩与围檩形成框架结构，能承受更大的风浪冲击，稳定性也更好。上述实施例所示的毛竹排与钢管桩的连接方式、围檩与钢管桩的连接方式仅为一种示意，毛竹排与钢管桩的连接、围檩与钢管桩的连接也可以采用现有技术中其它钢结构连接方式完成，不限于本实施例中采用钢抱箍、连接件及钢导槽的连接方式。毛竹既可以竖向排列、也可横向排列或其它角度排列形成毛竹排。钢管桩可为圆形管材、方形管材或其它形状。由于钢构件均在潮湿环境中工作，因此所有钢构件最好在使用之前均需要做防腐处理。本发明还涉及该消浪结构的安装方法，包括以下步骤：1施打所述钢管桩100：根据需要围隔的库区边线，将外壁涂有防腐涂料的钢管桩100沿库区边线锤击入水底土层中，钢管桩100内灌入细石混凝土；2安装钢导槽200：将固定有第一连接件210和钢导槽200的第一钢抱箍220安装于钢管桩100泥面以上的桩身上，钢导槽200、第一钢抱箍220、第一连接件210外壁均涂防腐涂料；3安装所述毛竹排300：用做好防腐处理的钢丝绳310串接毛竹成排，毛竹两头空竹筒内灌入细石混凝土，竹节每节打孔，通过吊装设备将毛竹排300起吊、滑入所述钢导槽200内；4安装围檩500：将焊接有第二连接件410的第二钢抱箍400安装于钢管桩100，将围檩500与第二连接件410连接，第二钢抱箍400、第二连接件410、围檩500外壁均涂防腐涂料。本发明的消浪结构还有利于日常运行维护：当日常维护中发现毛竹排有腐烂、毁坏的，可直接抽出腐烂、毁坏的毛竹排，放入新的毛竹排。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种消浪结构，钢管桩100插入水底土层中，其特征在于：所述钢管桩100多排排列；相邻的所述钢管桩100之间设置毛竹排300作为挡墙，所述毛竹排300设置在所述水底土层的泥面以上。2.根据权利要求1所述的一种消浪结构，其特征在于：所述毛竹排300的两竖向侧边分别嵌入并固定在钢导槽200内；第一钢抱箍220抱住并固定在所述钢管桩100上，所述钢导槽200通过第一连接件210与所述第一钢抱箍220连接。3.根据权利要求1或2所述的一种消浪结构，其特征在于：所述毛竹排300沿两侧的钢管桩100之间的中轴线布置，横向布置的围檩500连接相邻的所述钢管桩100形成框架，所述围檩500偏移两端的所述钢管桩100之间的中轴线且避开所述毛竹排300布置，所述围檩500与第二连接件410连接，所述第二连接件410固定在第二钢抱箍400上，所述第二钢抱箍400安装于所述钢管桩100。4.根据权利要求1所述的一种消浪结构，其特征在于：排与排之间的所述钢管桩100交错布置。5.根据权利要求1所述的一种消浪结构，其特征在于：所述钢管桩100内灌入填料。6.根据权利要求1所述的一种消浪结构，其特征在于：构成所述毛竹排300的毛竹两端的空竹筒中灌入填料。7.根据权利要求1或6所述的一种消浪结构，其特征在于：所述毛竹排的竹节上打孔。8.根据权利要求2所述的一种消浪结构，其特征在于：所述钢管桩100、所述钢导槽200、所述第一钢抱箍220和所述第一连接件210外表面涂防腐涂料。9.根据权利要求3所述的的一种消浪结构，其特征在于：所述钢管桩100、所述钢导槽200、所述第一钢抱箍220、所述第一连接件210、所述围檩500、所述第二钢抱箍400和所述第二连接件410外表面涂防腐涂料。10.一种如权利要求1所述的消浪结构的安装方法，其特征在于：1施打所述钢管桩100：根据需要围隔的库区边线，将外壁涂有防腐涂料的所述钢管桩100沿库区边线锤击入水底土层中，所述钢管桩100内灌入填料；2安装钢导槽200：将固定有第一连接件210和钢导槽200的第一钢抱箍220安装于所述钢管桩100泥面以上的桩身上，所述钢导槽200、所述第一钢抱箍220、所述第一连接件210外壁均涂防腐涂料；3安装所述毛竹排300：用做好防腐处理的钢丝绳310串接毛竹成排，毛竹两头空竹筒内灌入填料，竹节每节打孔，通过吊装设备将所述毛竹排300起吊、滑入所述钢导槽200内；4安装围檩500：将焊接有第二连接件410的第二钢抱箍400安装于所述钢管桩100，将所述围檩500与所述第二连接件410连接，所述第二钢抱箍400、所述第二连接件410、所述围檩500外壁涂防腐涂料。

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