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港口码头护岸波浪爬高计算

港口码头护岸波浪爬高计算
港口码头护岸波浪爬高计算

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%;

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