1.本发明涉及海洋工程领域，尤其涉及一种漂浮式消波防冲击系统及其应用方法。


背景技术：

2.近年来我国跨海大桥、海上风电、海上油气开采等近海远海工程建设如火如荼，伴随全球极端天气频发，海洋灾害愈发愈烈，灾害性海浪、孤立波、海上漂流物等对海上构筑物威胁加剧，因此，对海上构筑物消波冲击防护开展技术研发十分必要。
3.目前常见消波措施为防浪墙、防波堤、防波排桩等，常见冲击防护或防撞措施多为固定在构筑物周围的橡胶、锚链或远端独立建设的冲击防护结构。
4.现有防护构筑物，一般只能满足消波或冲击防护单一需求。且现有锚固或与构筑物基础一体的防护措施，其结构复杂、安装困难，施工成本高，难以满足在海上工程建设造价要求。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种便于安装、可重复利用的漂浮式消波防冲击系统及其应用方法，该系统通过圆柱形漂浮式消波防冲击单元连接组成，防护单元易于安装拆卸，可满足多种型式海上构筑物防护。
6.为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种漂浮式消波防冲击系统，此系统是由多组单个的消波冲击防护单元通过连接结构组合而成，并根据实际防护要求组装成四周防护结构或侧排桩型防护结构；所述四周防护结构和侧排桩型防护结构通过锚索结构连接在需要防护的构筑物基础上。
7.单个所述消波冲击防护单元包括空心圆柱箱，空心圆柱箱的外部安装有保护壁，空心圆柱箱的顶部和底端分别固定安装有柔性帽。
8.所述空心圆柱箱呈圆柱形，整体采用不锈钢材料焊接而成，内部为空腔结构；空心圆柱箱轴线上下两面和圆柱面之间拐角处为倒角结构。
9.所述柔性帽和保护壁都采用橡胶材料制成，所述柔性帽与空心圆柱箱相配合的内拐角处加工有倒角结构。
10.所述连接结构包括固定在消波冲击防护单元的空心圆柱箱外侧壁上的连接套管；在连接套管的末端固定有连接法兰；相邻两组消波冲击防护单元的连接套管之间通过连接法兰和螺栓固定相连。
11.所述连接套管根据具体连接位置要求，包括两种固定安装结构；第一种是采用相互垂直方式固定在空心圆柱箱的外壁上，第二种是采用位于同一直线上的平行方式固定在空心圆柱箱的外壁上。
12.所述连接套管采用不锈钢管材料裁剪而成，且连接套管的外表面设置有防腐涂层。
13.所述锚索结构包括包括锚索，所述锚索的一端与桩基之间通过伸缩套环相连；伸
缩套环上设置有卡扣，卡扣上安装有紧固伐，并能够通过调节紧固伐来改变伸缩套环的直径，来适应不同桩径的桩基；伸缩套环的外壁上设置有多个固定点，固定点与锚索固定相连；锚索的另一端通过挂钩与连接环钩挂相连，连接环通过固定杆固定在消波冲击防护单元的空心圆柱箱上。
14.所述四周防护结构是采用多组消波冲击防护单元通过连接结构组装成矩形防护结构，并包围设置在构筑物外围；所述侧排桩型防护结构是采用多组消波冲击防护单元通过连接结构组装成单排防护结构，并设置在构筑物受波浪冲击的一侧。
15.漂浮式消波防冲击系统的应用方法，包括以下步骤：步骤一，防护结构的选择：根据需要防护的构建物具体防护要求，确定所需防护构筑物尺寸、基础型式和水深参数，据此计算设计防护范围、消波防冲击单元数量、锚索长度和具体防护结构类型；步骤二，防护结构的陆地组装：根据步骤一中所制定的防护结构，在陆上制作完成防护系统基本结构；步骤三，防护结构的运输吊装：将陆地组装完成的防护结构通过施工船运输至目标构筑物，随后进行吊装至设计位置；步骤四，防护结构的固定连接：潜水员负责将伸缩套环或三角支架安装至构筑物基础上，并紧固；然后，通过锚索将防护结构与伸缩套环固定相连；步骤五，防护结构的消波防护：安装完成后，构筑物形成漂浮式排筒结构消波防冲击系统，有效削减波高，降低波浪能，有效实现漂浮物冲击缓冲，减小构筑物瞬时受荷；步骤六，防护结构的更换或拆卸：待服务期满，解除锚索进而解除防护结构与构筑物之间的连接，进而拆除整个消波防冲击系统，能够作为临时性或永久性防护结构。
16.本发明有如下有益效果：1、本发明系统通过圆柱形漂浮式消波防冲击单元连接组成，防护单元易于安装拆卸，可满足多种型式海上构筑物防护。
17.2、通过采用本发明组合式的消波冲击防护单元，能够根据具体的使用要求组合成所需要的四周型防护结构或者一字型防护结构，进而适应不同类型建构物，增强了其适应性。
18.3、通过采用本发明的消波防冲击系统安装完成后，构筑物形成漂浮式排筒结构消波防冲击系统，可有效削减波高，降低波浪能，可有效实现漂浮物冲击缓冲，减小构筑物瞬时受荷。
19.4、通过采用本发明的消波防冲击系统待服务期满，该种消波防冲击系统，易于拆卸，可重复利用，作为临时性或永久性防护结构均有极高效益和工程价值。
20.5、通过采用本发明的法兰连接结构实现相邻的消波冲击防护单元之间的连接，能够将其连接成为整体刚性防护结构，进而起到有效的防冲击作用。
21.6、本发明可固定在需防护构筑物基础上，无需在海床额外施工锚固，易于施工；消波冲击防护单元为独立单元，可轻易增减，可组成不同型式防护屏障，适用不同型式或不同尺寸构筑物防护；漂浮式圆筒形消波冲击防护单元可有效减小波高，分散波浪冲击。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
23.图1为本发明采用平行布置的连接套管时的消波冲击防护单元主视图。
24.图2为本发明采用平行布置的连接套管时的消波冲击防护单元侧视图。
25.图3为本发明采用平行布置的连接套管时的消波冲击防护单元俯视图。
26.图4为本发明采用垂直布置的连接套管时的消波冲击防护单元主视图。
27.图5为本发明采用垂直布置的连接套管时的消波冲击防护单元侧视图。
28.图6为本发明采用垂直布置的连接套管时的消波冲击防护单元俯视图。
29.图7为本发明消波防冲击单元连接示意图。
30.图8为本发明消波防冲击系统具体安装连接俯视图。
31.图9为本发明消波防冲击系统的锚索结构与桩基之间连接结构图及局部视图。
32.图10为本发明消波防冲击系统具体安装连接主视图。
33.图11为本发明消波防冲击系统应用于海上升压站时的俯视图。
34.图12为本发明消波防冲击系统应用于桥墩时的侧视图。
35.图13为本发明消波防冲击系统应用于桥墩时的俯视图。
36.图中：1、柔性帽， 2、保护壁，3、空心圆柱箱，4、连接法兰，5、连接套管，6、螺栓，7、固定杆，8、连接环，9、锚索，10、挂钩，11、伸缩套环，12、紧固伐，13、卡扣，14、固接点，15、桩基，16、海上升压站，17、桥墩，18、三角支架。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
38.实施例1：参见图1-13，一种漂浮式消波防冲击系统，此系统是由多组单个的消波冲击防护单元通过连接结构组合而成，并根据实际防护要求组装成四周防护结构或侧排桩型防护结构；所述四周防护结构和侧排桩型防护结构通过锚索结构连接在需要防护的构筑物基础上。通过采用本发明的消波防冲击系统可直接固定在需防护构筑物基础上，无需在海床额外施工锚固，易于施工；消波冲击防护单元为独立单元，可轻易增减，可组成不同型式防护屏障，适用不同型式或不同尺寸构筑物防护；漂浮式圆筒形消波冲击防护单元可有效减小波高，分散波浪冲击。
39.进一步的，单个所述消波冲击防护单元包括空心圆柱箱3，空心圆柱箱3的外部安装有保护壁2，空心圆柱箱3的顶部和底端分别固定安装有柔性帽1。通过采用上述的空心圆柱箱3能够实现整个系统的漂浮设置，进而能够将整个消波防冲击系统漂浮在海面。通过采用保护壁2和柔性帽1能够起到很好的缓冲效果，用于对空心圆柱箱3进行有防护。
40.进一步的，所述空心圆柱箱3呈圆柱形，整体采用不锈钢材料焊接而成，内部为空腔结构；空心圆柱箱3轴线上下两面和圆柱面之间拐角处为倒角结构。通过采用上述的倒角结构起到了减小接触摩擦磨损的作用。
41.进一步的，所述柔性帽1和保护壁2都采用橡胶材料制成，所述柔性帽1与空心圆柱箱3相配合的内拐角处加工有倒角结构。通过采用上述的橡胶材料起到很好的缓冲效果。
42.进一步的，所述连接结构包括固定在消波冲击防护单元的空心圆柱箱3外侧壁上
的连接套管5；在连接套管5的末端固定有连接法兰4；相邻两组消波冲击防护单元的连接套管5之间通过连接法兰4和螺栓6固定相连。通过采用上述的连接结构能够将相邻的消波冲击防护单元进行有效的连接组装，进而将其连接成为一个整体，使得各个单元之间形成整体刚性防护结构，最终达到防冲击的效果。
43.进一步的，所述连接套管5根据具体连接位置要求，包括两种固定安装结构；第一种是采用相互垂直方式固定在空心圆柱箱3的外壁上，第二种是采用位于同一直线上的平行方式固定在空心圆柱箱3的外壁上。通过采用两种不同的组合方式，能够根据需要选择性组装，进而组合成不同的结构形式。增强其适应性。
44.进一步的，所述连接套管5采用不锈钢管材料裁剪而成，且连接套管5的外表面设置有防腐涂层。通过采用防腐处理，有效延长了其使用寿命。
45.进一步的，所述锚索结构包括包括锚索9，所述锚索9的一端与桩基15之间通过伸缩套环11相连；伸缩套环11上设置有卡扣13，卡扣13上安装有紧固伐12，并能够通过调节紧固伐12来改变伸缩套环11的直径，来适应不同桩径的桩基15；伸缩套环11的外壁上设置有多个固定点14，固定点14与锚索9固定相连；锚索9的另一端通过挂钩10与连接环8钩挂相连，连接环8通过固定杆7固定在消波冲击防护单元的空心圆柱箱3上。通过采用上述的锚索结构能够将整个系统与构筑物进行有效连接，替代传统的在海床设置锚固体的连接方式，降低了施工成本。
46.进一步的，所述四周防护结构是采用多组消波冲击防护单元通过连接结构组装成矩形防护结构，并包围设置在构筑物外围；采用包围结构，能够适应四面都受到冲击的场合。
47.进一步的，所述侧排桩型防护结构是采用多组消波冲击防护单元通过连接结构组装成单排防护结构，并设置在构筑物受波浪冲击的一侧。采用侧排桩型防护结构能够适应单面受到冲击的场合。
48.实施例2：漂浮式消波防冲击系统的应用方法，包括以下步骤：步骤一，防护结构的选择：根据需要防护的构建物具体防护要求，确定所需防护构筑物尺寸、基础型式和水深参数，据此计算设计防护范围、消波防冲击单元数量、锚索长度和具体防护结构类型；步骤二，防护结构的陆地组装：根据步骤一中所制定的防护结构，在陆上制作完成防护系统基本结构；步骤三，防护结构的运输吊装：将陆地组装完成的防护结构通过施工船运输至目标构筑物，随后进行吊装至设计位置；步骤四，防护结构的固定连接：潜水员负责将伸缩套环11或三角支架18安装至构筑物基础上，并紧固；然后，通过锚索9将防护结构与伸缩套环11固定相连；步骤五，防护结构的消波防护：安装完成后，构筑物形成漂浮式排筒结构消波防冲击系统，有效削减波高，降低波浪能，有效实现漂浮物冲击缓冲，减小构筑物瞬时受荷；步骤六，防护结构的更换或拆卸：待服务期满，解除锚索9进而解除防护结构与构筑物之间的连接，进而拆除整个消波防冲击系统，能够作为临时性或永久性防护结构。
49.实施例3：
本实施例以四周防护型式应用于多腿构筑物时，以海上升压站16为例，消波防冲击单元通过锚索9固定桩基15上，锚索9一端的挂钩10挂接在连接环8上，连接环8通过焊接在空心圆柱箱2上的固定杆7与消波防冲击单元连接，另一端焊接在伸缩套环11上的球形固接点14上，可根据桩基尺寸利用卡扣13调整伸缩套环11内径大小，以适应不同桩径基础，调整好后利用拧紧紧固伐12使紧伸缩套环11牢牢固定在桩基15上。
50.实施例4：本实施例以一侧排桩型式应用于桥墩17防护时，锚索9利用挂钩10与桥墩17上三角支架18连接，三角支架18可利用铆钉或浇筑在桥墩17上。三角支架18可使本发明中漂浮式部分与桥墩之间存在一定距离，从而在防护波浪、漂流物等冲击上起到有效缓冲作用。