一种垂荡式水平板防波堤试验装置

1.本实用新型涉及试验模型领域，具体涉及一种垂荡式水平板防波堤试验装置。


背景技术：

2.防波堤是一种重要的港口与海岸工程建筑物，主要用于防御波浪对靠岸建筑物及海工建筑物的侵扰，为建筑及港口提供安全、平稳的停泊条件。因实际工程中防波堤结构大，海洋环境多变，因此很多学者根据相似理论制造结构原理相同的防波堤模型进行研究。在防波堤发展初期，有很多站桩式防波堤或者底部固定式防波堤出现，为研究这类防波堤，研究人员也设计出了同款实验模型，这种防波堤实验模型大多由锚杆和锚锭固定在实验水槽底部，但因为其防波堤结构是固定的，消波效果可能不太明显，于是近年来浮式防波堤受到了国内外港口、海洋工程届的密切关注。为研究这类浮式防波堤，很多实验装置采用锚泊的方式将其固定在一定范围内活动，以达到消波的作用。但因现有技术的不足，当这些防波堤模型面临长周期波浪时，可能消波效果不太明显，甚至可能因为防波堤自身的运动产生二次造波，且其结构复杂，造价高。同时，锚链浮式防波堤模型的锚链可能因为剧烈波浪发生缠连摩擦，增加疲劳损失风险，且安装施工复杂，维修价格昂贵不适用于实验研究。随后，一些采用新型柔性材料并且添加了水囊等元素的防波堤出现了，由于采用新型柔性材料，这种防波堤模型拆装困难，同时采用了水囊，维修费用高不适用于实验研究。
3.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种消波效果好，且造价更加便宜的垂荡式水平板防波堤试验装置。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种垂荡式水平板防波堤试验装置，包括水平板、圆柱套管、第一法兰直线轴承、第二法兰直线轴承和刚性约束杆，所述圆柱套管螺栓固定在水平板的上方，所述第一法兰直线轴承安装在圆柱套管上，所述第二法兰直线轴承螺栓固定在水平板的下方，且与第一法兰直线轴承和圆柱套管对中设置，所述刚性约束杆由上至下依次穿过第一法兰直线轴承、水平板和第二法兰直线轴承，在所述刚性约束杆上还安装有螺栓限位块，所述第二法兰直线轴承处套接着复位弹簧，所述复位弹簧的一端抵接在第二法兰直线轴承的法兰盘上，另一端抵接在螺栓限位块上。
6.进一步地，在所述水平板的两侧分别安装着牛眼万向轮，所述牛眼万向轮位于同一水平线上，且对称设置。
7.进一步地，所述圆柱套管由管体、法兰面板和法兰盘一体构成，圆柱套管在安装时，所述法兰面板与水平板贴合并螺栓固定，所述第一法兰直线轴承的法兰端与圆柱套管的法兰盘对中固定。
8.进一步地，所述螺栓限位块由安装块、固定螺栓和锁紧螺母组成，所述安装块套接在刚性约束杆上，所述固定螺栓穿接在安装块上，且锁紧螺母旋接在固定螺栓上止位。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本结构垂荡式水平板防波堤模型，可用于消减长周期波，同时通过垂直圆柱套管和两个法兰直线轴承的约束，能实现可控的垂荡运动，不会出现浮体因往复运动发生的二次造波现象，消波效果良好，且拆装方便，易于维修。
附图说明
10.图1是本实用新型垂荡式水平板防波堤试验装置结构示意图；
11.图2是本实用新型垂荡式水平板防波堤试验装置剖视图；
12.图3是本实用新型圆柱套管结构示意图；
13.图4是本实用新型螺栓限位块结构示意图。
14.图中：水平板1、圆柱套管2、第一法兰直线轴承3、第二法兰直线轴承4、刚性约束杆5、螺栓限位块6、复位弹簧7、牛眼万向轮8、管体2-1、法兰面板2-2、法兰盘2-3、安装块6-1、固定螺栓6-2、锁紧螺母6-3。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.实施例1：
17.请参阅图1-4，本实用新型提供了一种垂荡式水平板防波堤试验装置，包括水平板1、圆柱套管2、第一法兰直线轴承3、第二法兰直线轴承4和刚性约束杆5，所述圆柱套管2螺栓固定在水平板1的上方，所述第一法兰直线轴承3安装在圆柱套管2上，所述第二法兰直线轴承4螺栓固定在水平板1的下方，且与第一法兰直线轴承3和圆柱套管2对中设置，所述刚性约束杆5由上至下依次穿过第一法兰直线轴承3、水平板1和第二法兰直线轴承4，在所述刚性约束杆5上还安装有螺栓限位块6，所述第二法兰直线轴承4处套接着复位弹簧7，所述复位弹簧7的一端抵接在第二法兰直线轴承3的法兰盘上，另一端抵接在螺栓限位块6上。
18.本实施例中，为了限制防波堤模型纵摇方向上的移动，在所述水平板1的两侧分别安装着牛眼万向轮8，所述牛眼万向轮8位于同一水平线上，且对称设置。
19.本实施例中，所述圆柱套管2由管体2-1、法兰面板2-2和法兰盘2-3一体构成，圆柱套管2在安装时，所述法兰面板2-2与水平板1贴合并螺栓固定，所述第一法兰直线轴承3的法兰端与圆柱套管2的法兰盘2-3对中固定。
20.本实施例中，所述螺栓限位块6由安装块6-1、固定螺栓6-2和锁紧螺母6-3组成，所述安装块6-1套接在刚性约束杆5上，所述固定螺栓6-2穿接在安装块6-1上，且锁紧螺母6-3旋接在固定螺栓6-2上止位。
21.本结构垂荡式水平板防波堤试验装置，其水平板1呈空心结构，水平板1密度设计地与海水密度接近，可根据实际消波需求，在水体中任意位置处于悬浮状态。防波堤模型水平板处设置的一对牛眼万向轮8可与水槽贴平，限制防波堤模型纵摇方向上的运动。
22.该装置实际工作时，水平板1在试验水的作用力下，下向移动压缩复位弹簧7，通过
调节螺栓限位块6在刚性约束杆5上的位置，可以改变弹簧压缩量，以此调节水平板1的消波效果。水平板1在两个法兰直线轴承的约束下沿刚性约束杆5进行垂荡式运动。
23.本装置法兰直线轴承在作用力下随水平板1沿刚性约束杆上下垂荡式运动，两者为滚动摩擦，相对来说摩擦力更小，误差率小，装置移动更加灵活，提升了其消波能力。
24.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种垂荡式水平板防波堤试验装置，其特征包括水平板、圆柱套管、第一法兰直线轴承、第二法兰直线轴承和刚性约束杆，所述圆柱套管螺栓固定在水平板的上方，所述第一法兰直线轴承安装在圆柱套管上，所述第二法兰直线轴承螺栓固定在水平板的下方，且与第一法兰直线轴承和圆柱套管对中设置，所述刚性约束杆由上至下依次穿过第一法兰直线轴承、水平板和第二法兰直线轴承，在所述刚性约束杆上还安装有螺栓限位块，所述第二法兰直线轴承处套接着复位弹簧，所述复位弹簧的一端抵接在第二法兰直线轴承的法兰盘上，另一端抵接在螺栓限位块上。2.根据权利要求1所述的一种垂荡式水平板防波堤试验装置，其特征在于：在所述水平板的两侧分别安装着牛眼万向轮，所述牛眼万向轮位于同一水平线上，且对称设置。3.根据权利要求1所述的一种垂荡式水平板防波堤试验装置，所述圆柱套管由管体、法兰面板和法兰盘一体构成，圆柱套管在安装时，所述法兰面板与水平板贴合并螺栓固定，所述第一法兰直线轴承的法兰端与圆柱套管的法兰盘对中固定。4.根据权利要求1所述的一种垂荡式水平板防波堤试验装置，其特征在于：所述螺栓限位块由安装块、固定螺栓和锁紧螺母组成，所述安装块套接在刚性约束杆上，所述固定螺栓穿接在安装块上，且锁紧螺母旋接在固定螺栓上止位。

技术总结
本实用新型公开了一种垂荡式水平板防波堤试验装置，包括水平板、圆柱套管、第一法兰直线轴承、第二法兰直线轴承和刚性约束杆，圆柱套管固定在水平板的上方，第一法兰直线轴承安装在圆柱套管上，第二法兰直线轴承螺栓固定在水平板的下方，刚性约束杆依次穿过第一法兰直线轴承、水平板和第二法兰直线轴承，刚性约束杆上还安装有螺栓限位块，第二法兰直线轴承处套接着复位弹簧。其技术效果是垂荡式水平板防波堤模型，可用于消减长周期波，同时通过垂直圆柱套管和两个法兰直线轴承的约束，能实现可控的垂荡运动，不会出现浮体因往复运动发生的二次造波现象，消波效果良好，且拆装方便，易于维修。维修。维修。


技术研发人员：王腾霄 金恒 蒋子俊 娄梦帆 鲁锦涛
受保护的技术使用者：浙大宁波理工学院
技术研发日：2021.10.12
技术公布日：2022/4/26