导语:防波堤是什么意思?防波堤,在专业的土木工程和海洋工程领域中,是指修建在海岸或河口附近,用以阻挡波浪对港口或岸边的冲击,保护港口、码头和沿岸工程安全的建筑物,而且防波堤的构造通常根据当地的水文条件、波浪特性以及工程需求进行设计,以达到最佳的防护效果,下面就去了解了解防波堤的作用是什么吧!
防波堤是什么意思
防波堤
海浪对海岸有巨大的冲击力,每平方米可达50多吨。这样大的力量,足以摧毁堤岸、码头和其他岸上建筑设施。人们在长期实践中,学会了在沿岸码头前,建造专门防止海浪冲击的防波堤,以减轻它的破坏力。要抵挡住海浪,防波堤必须坚固。早期的防波堤,只是把大小不等的石块,在垂直于海浪的来向上,码放成一条松散的石堤。有的在石块之间,也没有很好的黏结,这种防波堤只能挡住一些小的海浪,遇到一些大的海浪时就会顷刻瓦解。
后来,人们对这种松散石堤做了改造,在堤外又堆放了些形状不规则的异型块体,取得较明显的效果。这些异型块体的形状不同,对消除海浪的作用也不一样。目前,研究这类异型块体的消波功能,已成为专门的学问。此外,人们还用水泥与石块把堤身砌成斜坡,以增强其抗浪的强度;但因工程量很大,又改用直墙堤。最初的直墙堤,用预先制好的水泥块,每块约有几吨重,用浮吊垒建起来。
限于浮吊的起重能力,预制水泥块不能过大,这又影响了筑堤的速度和质量。众所周知,在海上施工很受限制。比如,要选择大潮期间的最低潮位施工,以尽量减少潮汐对施工的影响;同时,最好在风平浪静的日子,免得风浪捣乱,并且要求施工进度快,以避开坏的天气和海况。由此,人们又发明了沉箱式防波堤。沉箱是由钢板焊接的空壳,像一个个的火车车厢一样。预先在船坞内做好沉箱,在坞内放水浮起沉箱,再用拖船把它运往施工现场,按预定位置放好,向箱内灌水或放入石块,使箱体落到海底。
这样,一节节沉箱就构成了一道直墙式的防波堤。目前,这种沉箱越做越大,大的沉箱每个重几千吨,长宽高都有几十米,好像一条空壳的船体一般。这种防波堤两侧平直,建成后可以兼作码头,大大提高了利用率。随着新技术和新材料的出现,使防波堤的结构与形式不断改进,在直墙式防波堤的基础上,又相继出现了多孔透空式防波堤、浮式防波堤、空气防波堤等。
在众多的防波堤中,最令人耳目一新的是空气防波堤。它的消浪原理很简单,主要是利用压缩空气,在海水中形成一道几米厚的“气泡墙”,这是由于在管道内通过压缩空气,使无数个大小气泡,与周围海水混合起来,在水中形成一条特殊的“水带”。这条水带好像是海水里的一条“深沟”,海浪一进入“沟内”,就被里面的气泡包围“吃掉”了,从而起到消浪作用。
空气防波堤的构造也较简单,主要在海底或水中,设置一条或几条有孔管道。使用时,将压缩空气压入管内,空气从小孔中喷出后,立刻在水中形成气泡上浮,一连串的气泡就构成了一道围幕,并扰动附近水体一起上升,到达水面时即形成方向相反的两支水平射流,分向两边流去。在海底,为了补充上升水流的空缺,也会形成两支相向的水平流。于是,在管道两侧形成了两个封闭的环流,周而复始地进行循环。当海浪传到这里,首先与迎面来的水平流相遇,一部分海浪被破碎,余下的海浪继续前行,进入垂直上升的气水混合流区,不断遭到破碎,直到全部被“消化吸收”,从而起到了防浪作用。
防波堤
空气防波堤的兴建、维修和拆卸都较方便,投资也比较小,特别适合于在水深较大、地质条件复杂、施工难度大的港湾建设。目前,建造空气防波堤最大的难点,在于压缩机的动力问题。因空气防波堤的用电量很不稳定,电力用量是随风浪大小来决定的,而电厂供电或自行发电都会遇到高峰时电力不足,低峰时又浪费电力等问题。
为此,设计师又产生了一个新的想法,即在离海岸不远的海面上,安装一列浮筒,空气压缩机放在浮筒内,它的活塞与浮筒锚链相接。当浮筒随浪头下降时,活塞就把空气吸进压缩机内;当浮筒随浪头上升时,活塞把空气压进水下管道。这种浮筒式空气压缩机,能随海浪大小自动地保证供给防波堤足够的空气,起到以浪制浪的作用。这种一举两得的构思是否可行,还有待于实践来验证。
防波堤的作用是什么
防御波浪:防波堤能够有效地阻断波浪对海岸的冲击力,保护港口免受海浪的破坏。
维持水面平稳:通过减少波浪的影响,防波堤能够维持港内水面的平静,这对于船舶的停泊、装卸作业以及航行至关重要。
保护港口:防波堤的存在可以减少恶劣天气条件下对港口的直接影响,增强港口的抗灾能力。
防止港池淤积:在某些情况下,防波堤还能起到防止港池淤积和波浪冲蚀海岸线的作用。
减轻流冰影响:在有冰凌的港口建造防波堤,还能减轻流冰对航道和泊地的影响。
防波堤的设计和建造会根据地理位置、气候条件以及港口的具体需求而有所不同,包括直墙堤、混成堤、透空堤等多种形式,以满足不同的防护需求。此外,防波堤的平面布置也会根据地形、风浪等自然条件及建港规模要求等因素进行优化,以确保其有效性和经济性。
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