[0001] 本发明涉及潮汐能发电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种利用潮汐能发电的堤岸防护结构。

[0002] 提防是保护沿海或河道安全的重要工程，大堤会受到不停的冲刷，尤其是大堤的固岸护脚，是防止大堤地发生坍塌的重要结构。

[0003] 为提高堤岸的防潮防洪能力，需要对不能达到防潮防洪要求的堤岸增设堤岸防护结构，在修建或改造靠近出海口的内河河堤堤岸防护结构时，会受到海水潮汐的影响，采用
混凝土现浇施工工艺，每天低潮位时具备施工作业面，施工时间短，不能满足现浇施工工
艺；增加膜袋砂围堰或止水钢板桩围堰则会大大增加施工成本。因而堤岸混凝土结构现浇
不适合受潮汐影响的内河堤岸防护结构的建设。

[0004] 专利文献CN 220079884 U公开了一种堤岸防护结构，包括土地基层，所述土地基层的内腔固定设有固定桩，所述土地基层的正面固定设有防护层，所述防护层的正面固定
设有石笼网，所述石笼网的内腔设置有碎石块。本申请通过石笼网、渗水层等结构间的配合
设置，石笼网能够在降低土地基层受到水流冲击的同时种植一些植被，渗水层能够避免路
面产生积水并种植有树木，解决了传统堤岸防护结构不具有改善生态环境功能的问题，使
堤岸既能够有很好的防护结构，还可以改善堤岸生态环境，并通过搭配合适的基础设施打
造成一个沿岸生态公园，给附近的居民带提供一个舒适的生活环境。

[0005] 现有技术中的堤岸防护结构，需要进行现场浇筑，施工时间长，需要建设膜袋砂围堰或止水钢板桩围堰，不能利用潮汐的低潮时段进行建设，成本高。

[0006] 因此，有必要提出一种利用潮汐能发电的堤岸防护结构以解决现有技术中存在的问题。

[0036] 下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0037] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

[0038] 如图1‑2所示，本发明提供了一种利用潮汐能发电的堤岸防护结构，包包括防护结构基础、防护结构主体和潮汐能发电单元，防护结构主体包括预制固脚层1和预制挡水墙2，
预制固脚层1设置在防护结构基础的顶面上，预制挡水墙2设置在预制固脚层1的顶面上，预
制固脚层1和预制挡水墙2的外表面上设置潮汐能发电单元。

[0039] 进一步地，防护结构基础包括抛石固脚层3和依次设置在抛石固脚层3上的碎石垫层4和混凝土垫层5，预制固脚层1设置在混凝土垫层5的顶面上。

[0040] 进一步地，预制挡水墙2包括下层挡水墙6和上层挡水墙7，下层挡水墙6和上层挡水墙7与现浇混凝土层8固定连接。

[0041] 进一步地，上层挡水墙7和现浇混凝土层8的顶面上设置栏杆基座9，栏杆基座9的上表面倾斜设置，栏杆基座9的上表面靠近堤岸一侧的高度上于远离堤岸一侧的高度，栏杆
基座9的上表面沿堤岸长度方向设置栏杆10，栏杆10与栏杆基座9的上表面垂直设置；

[0042] 现浇混凝土层8的顶面上紧靠栏杆基座9设置景观步道，景观步道使用天然石条11铺设。

[0043] 进一步地，预制固脚层1由多个预制固脚拼接形成，沿堤岸的长度方向相邻的预制固脚之间设置伸缩缝，伸缩缝的宽度2cm，伸缩缝内填充BW闭孔泡沫板，堤岸的表面位于伸
缩缝的位置铺设土工布13，土工布13向上延伸到堤岸的顶部。

[0044] 上述技术方案的工作原理：

[0045] 堤岸防护工程主要是防止水流和波浪对岸坡基土的冲蚀和掏刷、踏岸等现象，以保证堤坡安全的一种措施。

[0046] 利用潮汐能发电的堤岸防护结构，包括防护结构基础、防护结构主体和潮汐能发电单元，防护结构主体包括预制固脚层1和预制挡水墙2，预制固脚层1设置在防护结构基础
的顶面上，预制水挡墙2设置在预制固脚层1的顶面上，预制固脚层1和预制挡墙2的外表面
上设置潮汐能发电单元，预制固脚层1和预制挡墙2沿堤岸的长度方向设置。

[0047] 在进行堤岸防护结构建设时，将堤岸100的旧的防护结构进行拆除后在堤岸100上进行建设，或直接在堤岸100上进行建设，根据潮汐的低潮与高潮的平均水位，确定预制固
脚层的高度，并考虑预制固脚的重量的基础上，确定预制固脚的高度和长度尺寸，以及挡水
墙的高度。

[0048] 开始施工时，首先依据设计图纸放出基槽控制边界线，用木桩作为边界控制点，并用木桩钉上铁钉作为标高控制点，采用挖掘机进行开挖施工。

[0049] 然后进行基床整平：

[0050] 采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，直接运输块石至抛填现场。采用自卸汽车端进法向前延伸立抛，立抛时采用分层流水阶梯式抛填，挖掘机配合整平，人工表面理砌块石。根
据设计要求的抛石断面尺寸进行施工。抛石完成后应进行沉降观测，沉降速率不宜超过
0.5mm/d，沉降完成后形成抛石固脚层3。

[0051] 垫层施工：

[0052] 待抛石固脚层3沉降稳定后，进行垫层施工，垫层材料分两层，底层为碎石垫层4采用20cm厚的碎石进行人工找平后顶面应达到细平标准，细平标准为顶面标高误差在±50mm
内，上层为混凝土垫层5采用10cm厚的C20素混凝土找平后顶面应达到极细平要求，极细平
要求顶面标高误差在±30mm内。

[0053] 由于可施工时间短，现场安排专职潮位观察员，退潮时及时通知施工人员将混凝土垫层5上的垃圾、泥浆等清除。

[0054] 在预制固脚吊装前，对堤岸堤顶进行整修，采用级配较好的砂砾土或粗粒土分层回填压实，确保压实度不小于96％，确保吊装机械安全通行。

[0055] 吊装：

[0056] 使用吊装机械将预制固脚逐个吊装到位，在堤岸的长度方向，相邻的预制固脚之间预留2cm的伸缩缝，伸缩缝内填充BW闭孔泡沫板，堤岸的表面位于伸缩缝的位置铺设土工
布13，土工布13向上延伸到堤岸的顶部，上下相邻的预制固脚之间可填充密封膏，密封膏可
选择聚硫密封膏，预制固脚与堤岸存在缝隙，可使用碎石进行填筑。

[0057] 吊装时预制固脚的位置要求根据不同的堤岸设置不同的吊装要求，可根据实际施工情况进行确定。

[0058] 伸缩缝的宽度可选择2cm。

[0059] 吊装预制固脚后，吊装挡水墙，下层挡水墙6的顶部靠近堤岸一侧可预埋钢筋，上层挡水墙7靠近堤岸的一侧可预埋钢筋，在吊装完成预制固脚和上、下层挡水墙后，施工位
置不再受水位的影响，可在堤岸顶部挡水墙内侧浇筑现浇混凝土层8，浇筑现浇混凝土层8
前，可将上、下挡水墙的预埋钢筋与现浇混凝土层8钢筋进行焊接，提高整个堤岸防护结构
的强度。

[0060] 为了方便现浇混凝土层8的钢筋的铺设，在先在堤岸顶部浇筑素混凝土层12，素混凝土层12厚度可选择10cm。

[0061] 为了保证堤岸上行人的安全，上层挡水墙7和现浇混凝土层8的顶面上设置栏杆基座9，栏杆基座9的上表面倾斜设置，栏杆基座9的上表面靠近堤岸一侧的高度上于远离堤岸
一侧的高度，栏杆基座9的上表面沿堤岸长度方向设置栏杆10，栏杆10与栏杆基座9的上表
面垂直设置。

[0062] 现浇混凝土层8的顶面上紧靠栏杆基座9设置景观步道，景观步道使用天然石条11铺设。

[0063] 上述技术方案的有益效果：

[0064] 本发明所述的利用潮汐能发电的堤岸防护结构，利用现场预制的固脚和挡水墙，进行吊装组装，在潮汐的低潮时段完成堤岸防护结构的建设，不需要建设膜袋砂围堰或止
水钢板桩围堰，建设速度快成本低。

[0065] 在一个实施例中，如图3‑6所示，潮汐能发电单元包括摆动机构、传动机构和发电机，预制固脚层1或预制挡水墙2的外表面阵列开设安装槽43，摆动机构和传动机构间隔设
置在安装槽43的底面上，摆动机构通过传动机构与发电机动力输入轴传动连接。

[0066] 进一步地，摆动机构包括一端转动连接在安装槽43的底面上的第一连杆14和第二连杆15，第一连杆14的另一端与摆动杆16的一端铰接，摆动杆16的另一端伸出安装槽43并
设置叶片17，第二连杆15的另一端与第四连杆18的一端铰接，第四连杆18的另一端与第五
连杆19的一端铰接，第五连杆19的另一端与摆动杆16的中部铰接，第三连杆20的一端与第
一连杆14铰接摆动杆16的一端转动连接，第三连杆20的另一端与第二连杆15铰接第四连接
的一端转动连接，摆动杆16的中部固定设置竖直向下的推杆26，推杆26位于第五连杆19背
离叶片17的一侧；

[0067] 传动机构包括齿圈21和转动设置在齿圈中心孔内的传动轴22，传动轴22伸入到齿圈21内的一端固定设置转动杆23，转动杆23远离传动轴22的一端转动设置齿轮24，齿轮24
与齿圈21啮合设置，齿轮24背离转动杆的一侧固定设置传动杆25，传动杆25远离齿轮24中
心的一端与推杆26转动连接。

[0068] 进一步地，叶片17为中空的流线型，叶片17的水平截面为矩形，叶片17的上下表面为流线型。

[0069] 进一步地，传动轴22伸出齿圈21的一端与发电机的动力输入轴动力连接。

[0070] 进一步地，传动轴22与发电机的动力输入轴之间设置超载离合器。

[0071] 上述技术方案的工作原理：

[0072] 潮汐能做为绿色能源，可用于发电，在受潮汐影响的内河的预制固脚或挡水墙上设置潮汐能发电单元，可以很好的利用潮汐能进行发电。

[0073] 受潮汐影响的内河，除了潮汐能之外，河水在流动过程中也会产生波动，因此可利用摆动机构吸收水流的波动和潮汐的波动带来的能量，然后利用传动机构将摆动转换为圆
周运动，传动机构的传动轴22与发电机的动力输入轴连接，使发电机发电，在传动轴22与发
电机的动力输入轴之间设置超越离合器，可防止传动轴22反转。

[0074] 潮汐能发电单元安装在预制固脚层或挡水墙外表面的安装槽43内，摆动杆16的另一端伸出安装槽43并设置叶片17，叶片17浸入到水中，受到水的波动的影响上下摆动，叶片
17带动摆动杆16摆动，摆动杆16通过推杆26和传动杆25带动齿轮24旋转，齿轮24与齿圈21
啮合设置，齿轮24沿齿圈21旋转，通过转动杆23带到传动轴22旋转，从而带到发电机旋转完
成发电。

[0075] 第一连接14、第二连杆15和第三连杆20的作用是使用摆动杆16能够适应齿轮在旋转时传动杆位置的变化，齿圈和发电机固定设置在预制固脚上，发电机可采用防水发电机
或使用防水箱体安装发电机。

[0076] 使用摆动机构和传动机构将摆动转换成圆周运动，由于摆动杆为动力源，使用传统的曲柄机构将摆动转换成圆周运动时容易产生卡死的现象，如专利CN219622798U公开的
海洋波浪摆动发电机装置，因海浪或河水的波动频率不会与摆杆的摆动频率完全一致，当
导杆302与连接杆402在海浪作用下达到垂直状态并停止时，当海浪反向作用于导杆302时，
导杆302对连接杆402的力与连接杆的长度方向一致，使用导杆不能对连接杆302产生力力
矩，会产生曲柄机构卡死的现象，使用摆动机构和传动机构，根据实际情况设置齿轮与齿圈
的齿数，可以避免摆动杆16的力矩通过传动轴22的轴心，避免卡死的现象发生。

[0077] 为了保证摆动机构的稳定性，防止沿堤岸长度方向的水流对摆动机构稳定性的影响，可在堤岸长度方向上设置平行的两套摆动机构，两套摆动机构之间相对应的铰接的位
置使铰接轴连接，增加摆动机构在水平方向的稳定性。

[0078] 叶片17为中空的流线型，叶片17的水平截面为矩形，叶片17的上下表面为流线型，叶片的上下表面用于接受潮汐或水流的上下的冲击，使用摆动杆16摆动，流线型的设置可
减少水平流动的水流的冲击。

[0079] 在一个实施例中，如图7‑10所示，预制固脚的顶面上矩形阵列设置4个吊环27，吊环27用于预制固脚的吊装，在预制固脚的底面上与吊环27相对应的位置设置锁紧孔28，锁
紧孔内设置锁紧机构，锁紧机构包括水平设置的转轴29，转轴29转动设置锁紧孔28内，转轴
29上固定连接锁钩30，锁钩30竖直设置，锁钩30的下端为斜面，锁钩30的背面固定连接弹簧
31的一端，弹簧31的另一端与锁紧孔28的内壁固定连接，锁紧孔28的底面上位于锁钩30背
离弹簧31的一侧开设有第一齿条孔32，第一齿条孔32内滑动设置第一齿条33，第一齿条33
延伸到齿轮槽34内，齿轮槽34内转动设置传动齿轮35，齿轮槽34的底面上开设第二齿条孔
36，第二齿条孔36内滑动设置第二齿条37，第二齿条37与齿轮35啮合设置，第二齿条37位于
第一齿条32后侧，第二齿条37伸出齿轮槽34的一端的上表面开设卡槽38，卡槽38远离齿轮
槽34的底面的一侧的侧壁竖直设置；

[0080] 齿轮槽34开设在预制固脚的右侧面上，预制固脚的左侧面与齿轮槽34相对的位置开设连接槽39，连接槽39的上侧壁上开设凹槽40，凹槽40内滑动设置卡舌41，卡舌41的上端
面与压簧42的一端固定连接，压簧42的另一端与凹40槽的底面固定连接。

[0081] 上述技术方案的工作原理：在预制固脚吊装过程中，上方的预制固脚拼接到下方的预制固脚上时，吊环27与锁紧孔28对正，吊环27进入到锁紧孔28内部时，与锁钩30下端的
斜面接触，使锁钩30挤压弹簧31，使锁钩30随转轴29旋转，吊环27超过锁钩30的钩头的位置
时，锁钩在弹簧的作用下向吊环方向旋转，锁钩的钩头钩住吊环，使上下两层的预制固脚连
接在一起，锁钩30的初始状态为竖直状态，初始状态时，第一齿条33的下端面与预制固脚的
底面在同一水平面内，在吊环进入锁紧孔时，吊环的顶端挤压第一齿条，使用第一齿条向上
移动，第一齿条33带动传动齿轮35旋转，传动齿轮35带动第一齿条37伸出齿轮槽34进入到
连接槽39内，第二齿条37挤压卡舌41的弧形部位，使卡舌41挤压压簧42向上运动，当第二齿
条37上的卡槽38与卡舌41对齐时，卡舌41在压簧的作用下卡接在卡槽38内，使吊装的预制
固脚与右侧已吊装好的预制固脚连接，此时吊装的预制固脚的锁钩恰好钩住下方已吊装好
的预制固脚的吊环。

[0082] 使用上述技术方案，将拼接的预制固脚的上下层之间和左右相邻的预制固脚之间连接成为一个整体，增加了整个堤岸防护结构的强度和稳定性，增加了使用寿命，也可以增
加施工过程中吊装后的预制固脚因未完成后续施工受到潮水的冲刷时的稳定性。

[0083] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

[0084] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

[0085] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节与这里示出与描述的图例。