一、设计条件
(一)设计水位:
设计高水位 2.46m
设计低水位0.42m
极端高水位 2.91m
极端低水位-0.10m
(二)设计波浪要素:
H1% 6.7m风速U
H4%0m重力加速度g
H5% 5.8m
H13% 5.1m
平均波高H3m斜坡比m
平均周期T13.8s
L134.7m
(三)系数:
K1 1.24
K2 1.029
K3 4.98
二、断面尺度确定
(一)胸墙顶高程
1、允许越浪的斜波堤,堤顶高程:
堤顶高程宜在设计高水位以上不小于0.6倍的设计波高值。
堤坝顶高程=设计高水位+0.8H13%0.8
= 6.54m
2、对基本不越浪的斜波堤,堤顶高程:
堤顶高程宜在设计高水位以上不小于1.0倍的设计波高值。
堤坝顶高程=设计高水位+1.20H13% 1.2
=8.58m
3、对堤顶设胸墙的斜波堤,胸墙堤顶高程:
根据《防波堤设计与施工规范》(JTS154-1-2011)有关规定:(4.1.3.3
胸墙顶高程=设计高水位+1.25 H13%
=8.835m
4、根据港口工程《海港水文规范》(JTS 145-2-2013)有关规定:
按波浪爬高确定其胸墙顶高程,正向规则波的爬高按公式(
1)设计高水位 2.46m
取13%H 5.1m
L134.7m
建筑物前水深d 2.46m
斜坡坡度m 1.51:m
.
与斜坡的m值有关的函数M1/m0.666667
10.1364L/H26.41176
2πd15.45664
2πd/L0.114749
th(2πd/L)0.114248
爬高函数R(M)
0.007485系数 1.09
M3.322185.419
系数-1.25
(-1.25M)-12.6705
exp:指数函数,exp(2)-- e的2次方
exp(-1.25M) 3.14E-06相应对于某一d/L时的爬高最大值R1(m)
0.566471K3 4.98
K3/2 2.49
4πd30.91327
4πd/L0.229497
sh(4πd/L)0.231517
(4πd/L)/(sh(4πd/L))0.991275
1+(4πd/L)/(sh(4πd/L)) 1.991275 K△=1,H=1m时波浪爬高(m)R1
1.236148K1 1.24
K2 1.029
0.432M 4.378927
th(0.432M)0.999686
R1(m)-K2-0.46253
波浪爬高(m),从静水面算起,向上为正R
2.963047K△0.47
故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为: 设计高水
= 5.423047(m) 2.46
2)极端高水位 2.91m
故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为: 极端高水
= 5.873047(m) 2.91
5、在风直接作用下,不规则波的爬高按下式计算:
累积频率为1%的爬高R1% 3.89263m
K△0.47
与风速有关的系数KU1查表得
K△=1,H=1m时波浪爬高(m)R1 1.236148m
H1% 6.7m
R2% 3.620146m
故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为: 极端高水
= 6.530146(m) 2.91
6、根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)有关规定:(6.3.1)
堤顶高程=设计洪水位或设计高潮位+堤顶超高
=10.89391(m) 2.917.983914
1)当m=1.5~5.0时,按下式计算:
堤顶超高Y=R+e+A=7.983914m
设计波浪爬高R7.483914m
设计风雍增水高度e0m
安全加高A0.5m(可变量)
堤防工程
不允许越浪
斜坡坡率m 1.5
1+m2 3.25
(1+m2)1/2 1.802776
堤前波浪的平均波高H3m
堤前波浪的波长L134.7m
HL404.1
(HL)1/220.10224
斜坡的糙率及渗透系数K△0.47
经验系数Kv 1.02(可变量)
gd24.1326
(gd)1/2 4.912494
V/(gd)1/20
爬高累积频率换算系数Kp 1.4(可变量)(查表得)
H/d 1.219512
2)当m≤1.25时,按下式计算:
堤顶高程=设计洪水位或设计高潮位+堤顶超高
=7.839656(m) 2.91 4.929656
堤顶超高Y=R+e+A= 4.929656m
设计波浪爬高R 4.429656m
设计风雍增水高度e0m
安全加高A0.5m
下,光滑不透水护面(K△=1)、H=1m时的爬高值(m)Ro 2.20m
三、斜坡提堤顶越浪量计算p60《海港水文规范》(JTS14
8.2.4.1 本条所列公式宜符合下列条件:
(1)2.2≦d/H1/3≦4.70.482353
(2)0.02≦H1/3/Lpo≦0.100.037862
(3)1.5≦m≦3.0 1.5
(4)0.6≦b1/H1/3≦1.4 1.176471
(5)1.0≦Hc/H1/3≦1.60.694118
(6)底坡i≦1/25
式中d 2.46建筑物前水深(m)
H1/3 5.1m
Lpo134.7以谱峰周期Tp计算的深水波长(m)
m 1.5斜坡坡度系数
注:变量根据实际情况b16坡肩宽度(m)
Hc 3.54堤顶在静水面以上的高度(m)
i水底坡度
1.33倍T Tp18.354谱峰周期(s)
8.2.4.2 斜坡堤无胸墙时,堤顶的越浪量计算:
gTP2m4957.032
2πH1/332.04424
(gTP2m)/(2πH1/3)154.6934
(gTP2m)/(2πH1/3)1/212.43758
LN() 2.520722
m1/2 1.224745
1.5/m1/2 1.224745
d/H1/30.482353
(d/H1/3)-2.8-2.31765
((d/H1/3)-2.8)2 5.371488
th()0.999957
<> 2.224702
Hc/H1/30.694118
(Hc/H1/3)-1.7 1.860218
(H1/3)226.01
(H1/3)2/Tp 1.41713
经验系数A0.035
护面结构影响系数Ka0.4
堤顶越浪量Q0.206966m3/m.s
0m/s
9.81m/s2深水波设计标准波高换算:深水波:堤前水深>半个波长处的波浪
H 1%=2.42H 2.42H= 2.768595
H 5%=1.95H 1.95H= 2.974359
1.5H 13%=1.61H 1.61H= 3.167702
堤顶高程对比分析
允许越浪 6.54m
基本不越浪8.58m
堤顶设胸墙8.835m
设计高水位 5.423047m
极端高水位 5.873047m
在风作用下 6.530146m
堤防防洪10.89391m m=1.5~5.0
堤防防洪7.839656m m﹤1.25
设计波高值。
系数
设计波高值。
系数
2011)有关规定:(4.1.3.3)、(P7)
1.25系数
5-2-2013)有关规定:
公式(8.2.3-1)、(8.2.3-2)、(8.2.3-3)、(8.2.3-4)和(8.2.3-5)计算。(P57)
2.460
设计高水位-堤坝底高程
(m为1~5)
(L/H)1/2 5.139238
th(2πd/L)-1/2 2.958533
3.32
数,exp(2)-- e的2次方e 2.7183
0.229497
1.029
0.432
与斜坡护面结构型式有关的糙渗系数
(安放两层)
端高水位+R
2.963047
《海港水文规范》 P70
计算时波坦取为L/H1%
20.10448波速C9.76087m/s U/C
U/C0KU 端高水位+R2%
3.620146
8)有关规定:(6.3.1)(P15)
(1、2级堤防的堤顶超高值不应小于2.0m)
当设计高潮位中包括风雍增水高度时,不另计算。
可根据风速V(m/s),堤前水深d(m),重力加速度g(m/s2)组成的无维量V/(gd)1/2,查表
得)2%,对
当设计高潮位中包括风雍增水高度时,不另计算。
查表得
水文规范》(JTS145-2-2013)
深水波长(m)
堤顶高程设计高水位
6 2.46
根据实际定量
经验系数A、B
m 1.523
A0.0350.060.056
B0.60.450.38
护面结构影响系数Ka
护面结构混凝土板抛石扭工字块四脚空心方块
Ka10.490.40.5
海堤允许越浪量《海堤设计工程规范》(P17)海堤表面防护允许越浪量(m3/m.s)
堤顶有保护,背海测为生长良好的草地≤0.02
堤顶三面均有保护≤0.05
处的波浪
≤1234≥5
1 1.1 1.18 1.24 1.28
13%;