当前位置：文档之家 › 有护面块体掩护的斜坡堤弧形胸墙波压力研究

有护面块体掩护的斜坡堤弧形胸墙波压力研究

  • 格式：pdf
  • 大小：2.70 MB
  • 文档页数：4

2013 年 6 月第 6 期 总第 480 期水运工程

Port & Waterway Engineering

Jun. 2013

No. 6 Serial No. 480

在港口水工建筑物中，斜坡式防波堤以其波浪反射弱、对地基不均匀沉降不敏感、施工较简单、易于修复等优点而广泛应用。开敞海岸的港口外，波高大、周期长，较多使用人工块体护面的防波堤[1]。防波堤除了起到防御波浪侵袭、维护港内水域平稳等基本作用外，堤顶还可用作通道或堤内兼作码头，这时，在堤顶需要设置胸墙，而弧形胸墙能减少顶部越浪，降低胸墙顶高程。在胸墙前放置人工护面块体，可以有效减小作用于胸墙上的波浪力，增加结构的稳定性。本文通过某防波堤断面物理模型试验的实测数据，分析了护面块体掩护下的弧形胸墙波压力。1 试验资料该工程地处外海开敞水域，波浪较大，且工程规模大，防波堤结构的安全稳定性成为该港区工程建设的关键所在。为了减少越浪量，胸墙顶部设计了反射弧，该胸墙方案断面见图1。工程水位与相应波浪要素见表1，波浪重现期为50 a，浪向为SE向。

有护面块体掩护的斜坡堤弧形胸墙波压力研究王海峰，柳玉良, 夏运强（海军工程设计研究院，山东 青岛 266100）

摘要：弧形胸墙可以有效减小斜坡堤越浪、降低胸墙顶高程，因此越来越多地在工程中采用。但在规范中对斜坡式防波堤弧形胸墙波压力计算方法没有明确规定。结合工程实例，将弧形胸墙波压力物理模型实测结果与现行规范直立胸墙波压力计算结果进行对比分析，总结了该工程防波堤弧形胸墙在有掩护条件下所受的波压力情况，供工程设计参考。关键词：物理模型试验；斜坡堤；弧形胸墙；波压力中图分类号：U 656.3 文献标志码：A 文章编号：1002-4972(2013)06-0016-004

Pressure of arc parapet covered by accropodes on sloping breakwaterWANG Hai-feng, LIU Yu-liang, XIA Yun-qiang(Navy Institute of Engineering Design & Research, Qingdao 266100, China)Abstract: Arc-shaped crest wall can effectively decrease overtopping across slopping breakwater and help

reduce elevation of crest wall. So it is more and more used in coastal engineering. But there is not any provision on how to calculate wave pressure on arc-shaped crest wall in current standards. Based on a physical experiment on an actual project, this paper presents measured pressure results along the arc-line of the crest wall, which is further compared with the calculated results following the standard provisions on vertical crest-wall. Finally, pressure distribution on the crest wall is summarized. These results can be used as reference to other similar projects.Key words: physical model experiment; sloping breakwater; arc-shaped crest wall; wave pressure

收稿日期：2012-12-28作者简介：王海峰（1984—），男，硕士，助理工程师，从事近海及海岸工程试验研究。

表1 试验波浪要素工况水位H1%/mH4%/mH13%

/mT-/s

1极端高水位5.91 m7.26.25.18.92设计高水位4.71 m7.26.25.18.93增加水位5.5 m7.26.25.18.9

试验在长86 m，宽1.4 m，高2.6 m的室内不规 • 17 •第 6 期则波水槽中进行，模型长度比尺λ=25。波浪要素采用JONSWAP谱进行模拟，其谱公式如下[2]：

exp45.SfHTfTf(1/32454jpp-=b---)^h

8B

λ

exp[-(f /fp-1)2/(2σ2)] （1）

式中：H1/3为有效波高(m)；γ为谱峰升高因子，取3.3；Tp为谱峰周期(s)。

[0.2300.03360.1851.9

0.062381.

1j-$=++b

cc-^h

[]1.0940.01915ln-$c

（2）

10.5322.5TT0.569p-=

+c-^h

（3）

为了测量作用于胸墙上的波浪力，在胸墙迎浪面和底面布置了压力传感器，见图2。

2 试验结果对观测的波浪力数据进行统计分析，得到水平总力最大时各测点的同步压力分布，并沿胸墙高度积分计算单位长度的水平总力，沿胸墙底积分计算单位长度的浮托力，本文仅计算了浮托力，未对垂直总力进行计算（表2，图3~5）。

5 0002 200

1 000

5.914.71

0.67-0.45

-5.0010~100 kg󰚰󱆂

-18.00

6 250̃󰾞󱆂󰛘󰡎300

󰸹󱆌󰚰󱆂.20

6.206.80

6005.507.85

13.0010.05

3 9008502 6505 000800

14 200

1 000

4 4008 000

-13.29100~200 kg󰚰󱆂

-14.09

1:5

1:1.51:1.5󱝹󱝟ͯ󰶴ͮ

󱝹󱝟󱰳󰶴ͮ

󰱜󱉪ͯ󰶴ͮ

󰱜󱉪󱰳󰶴ͮ

󰟶󰮉ʶ󰡎󰀒󰀑󰀁U󰩴󱀌󰟙󰚰ͳ󰀔󰀑󰀑_󰀖󰀑󰀑󰀁LH󰚰󱆂

󰟶󰮉ʶ󰡎󰀒󰀑󰀁U󰩴󱀌󰟙󰚰ͳ󰀔󰀑󰀑_󰀖󰀑󰀑󰀁LH󰚰󱆂

󰶴󰣰󰮉󱎵ʿ󰠵̅󰀔󰚰̠󰢹󰚰ͳ

󰶴󰣰󰮉󱎵󰀓󰚰̠󰢹󰚰ͳ󰜰󰹑󰸽

̃󰾞󱆂󰛘󰡎300󰺈ѕ󰚗󰫔󰹍󰜖

󱮔󱂐󱍆󰱝󱭦󰡎

󰟿ͮ󱣈󱌲ԓ󰸊󱭦图1 试验断面

3 规范方法计算胸墙波浪力《海港水文规范》[3]8.2.11条规定了斜坡式建

筑物顶部胸墙的波浪力计算方法，当无因次参数ξ≤ξb时，波峰作用于胸墙上的平均压力强度按下

式计算：

4623842 0101 6701 800386

9501 028

1#

2#

3#

4#

5#

6#

7#

8#

9#

10#

11#

12#

13#

14#

15#16

#

1 0282501 1561 130

1 156386387

807694

462

图2 压力传感器布置

王海峰，等：有护面块体掩护的斜坡堤弧形胸墙波压力研究

表2 各测点同步压力值条件工况各测点压力/kPa总力/(kN·m-1)

p1p2p3p4p5p6p7p8p9p10p11p12p13p14p15p16水平力浮托力

水平总力最大

127.978.081.668.448.821.935.030.731.735.640.742.032.324.820.714.9382.2

215.059.754.049.523.111.624.59.69.012.016.116.719.212.58.83.9225.9317.451.158.755.733.535.249.637.234.337.743.540.035.026.322.116.6319.1

浮托力总力最大

110.632.831.137.434.639.148.045.843.239.747.646.736.128.424.617.9168.120.91.93.712.316.720.825.326.925.927.635.129.126.119.215.114.2116.136.740.546.749.838.829.447.543.338.338.943.742.237.428.624.718.6171.4

合集下载

斜坡式防波堤和直立式防波堤概述

斜坡式防波堤和直立式防波堤概述


2.反射系数计算方法；
3.波浪在斜坡堤上爬高计算方法； 4.破波相似参数计算与破波型式的判断。
波浪与直立式防波堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.直立堤前的波态：
立波和破波（远破波和近破波）
2.直立堤上波浪力计算方法：
（1）立波作用力
（2）远破波作用力
（3）近破波作用力 （4）斜向波作用力
斜坡堤护面块体重量的确定
不同块体重量计算方法：
1.Hudson 方法；
2.日本大阪大学椹木亨等人的方法；
3.荷兰德尔夫特水力实验所的方法。
斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其 原因分析
斜坡式防波堤破坏实例说明和分析：
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏；
2.的黎波里港的斜波堤破坏；
3.大连渔港斜波堤破坏。
直立式防波堤破坏实例说明和分析：
防波堤基本型式：
斜坡式防波堤和直立式防波堤
（提纲）
汇报人：李龙
目录
1.斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
2.波浪分别与斜坡堤和直立堤相互作用
3.斜坡堤护面块体重量确定
4.斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其原 因分析
斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
斜坡式防波堤结构型式：
1.斜波堤断面型式；
2.斜波堤护面型式；
1.阿尔及利亚直立堤破坏
3.基床软基处理和加固方法。
直立式防波堤型式：
1.主要结构型式；
2.重力式直立堤的组成部分；
3.上部结构港外侧不同的外形结构（直立面、 弧面和削角）的优缺点； 4.消能箱式直立堤和带孔道的消能方块优点。
波浪分别与斜波堤和直立堤的相互作用
波浪与斜波堤Biblioteka 相互作用1.入射波能、反射波能、传递波能和消散波能；
斜坡堤护面块体的安全度分析

斜坡堤护面块体的安全度分析

斜坡堤护面块体的安全度分析李贺青;柳玉良【摘要】斜坡堤护面块体的稳定重力通常按赫德森公式计算,但其安全水平并不明确.提出护面块体安全度的概念,推导出其数值为KN=2.2,两组断面模型试验的结果验证了这个数值是合适的.利用护面块体的安全度,可以客观确定护面块体的稳定重力、新型护面块体的稳定系数,还可用来校验现有各种护面块体稳定系数的合理性.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P13-17)【关键词】斜坡式防波堤;护面块体;安全度【作者】李贺青;柳玉良【作者单位】海军工程设计研究院,北京100070;海军工程设计研究院,北京100070【正文语种】中文【中图分类】TV871.11 问题的提出斜坡式防波堤是最古老、也是在今天应用最广的一种防波堤结构形式。

它主要是由块石等散体材料堆筑的堤心和块石或人工块体护面两部分构成。

块石护面只能抵抗较小的波浪，仅用于水深较小的防波堤，当代斜坡堤护面主要采用人工块体的的护面形式。

护面块体直接承受波浪打击，保护内部的堤心材料，对防波堤在波浪作用下的安全起着关键作用。

护面块体在波浪作用下的稳定重力通常按赫德森公式计算，我国防波堤设计规范也采用此式，但对护面块体稳定重力的安全性问题却一直没有明确。

无论是过去采用的安全系数法，还是现在采用的基于概率理论的分项系数法，在护面块体稳定重力的计算公式中都没有体现。

在波浪作用下，影响护面块体稳定的因素复杂，计算出的块体重力往往都需要模型试验的检验。

模型试验中经常会遇到护面块体不稳定的情况，需要根据试验结果对块体重力进行调整，但重力增大到多少合适，却没有客观的依据，一般凭经验甚至凭感觉加大块体重力，只要模型试验结果稳定就在实际工程中实施。

这样确定的块体重力，带有很大的随意性，无法评价其在实际工程中的安全程度。

为此，本文对护面块体的安全性问题进行分析和探讨。

2 护面块体的安全度2.1 安全度的概念我国防波堤设计规范[1]规定，护面块体的稳定重力按下式计算：式中：W为单个块体的稳定重力；ρb为块体材料的密度；H为计算波高时采用H5%）；KD为块体稳定系数；Sb=ρb/ρ0, ρ0为水的密度；α为斜坡与水平面的夹角。

防波堤设计与施工规范标准

防波堤设计与施工规范标准

中华人民共和国行业标准防波堤设计与施工规范JTJ 298－98主编单位：交通部第一航务工程勘察设计院批准部门：中华人民共和国交通部施行日期：1999年6月1日人民交通出版社1998·北京关于发布《防波提设计与施工规范》的通知交基发［1998］217号由我部组织交通部第一航务工程勘察设计院等单位修订的《防波堤设计与施工规范》，业经审查，现批准为强制性行业标准，编号为JTJ298－98，自1999年6月1日起施行，《防波堤规范》（JTJ218－87）同时废止。

本规范的管理和出版组织工作由部基建管理司负责，具体解释工作由交通部第一航务工程勘察设计院负责。

中华人民共和国交通部一九九八年四月二十日前言随着我国港口工程建设事业的发展和需要，1987年出版发行的《港口工程技术规范》，由于历时较长，需要进行补充和修订。

本次规范的修订是在原《防波提规范》（JTJ218－87）基础上，通过大量的调查研究，总结和吸收了近10多年来国内、外防波堤工程的设计、科研和施工经验，对原规范作了补充和修改。

计算方法向以分项系数表达的极限状态设计法转轨的过程中，进行了可靠度分析和校准工作，使本规范不仅安全可靠且便于操作。

修订后的新规范内容充实、覆盖面较广，较充分地反映出我国在该项领域的技术水平，能较好地适应港口工程发展的需要。

本规范的修订，主要依据国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》（GB50158—92）和行业标准《水运工程建设标准编写规定》（JTJ200—95）等。

本规范的主要内容除包括常用的斜坡式和直立式防波堤的设计、施工有关规定外，还包括某些新型式的防波堤，并对其计算原则和计算方法作了规定。

修订后的规范和原规范相比，设计计算部分全部改为以分项系数表达的概率极限状态设计法。

斜坡堤设计，增加了抛石潜堤、宽肩台斜坡堤、新型护面块体、斜坡堤前的海底冲刷与防护等。

正砌方块和矩形沉箱直立堤设计增加了墙前有人工块体掩护的直立堤断面型式、直立堤堤前海底的冲刷与防护等；同时还增加了其它型式防波堤设计的有关内容。

防波堤的基本结构型式及案例破坏分析

防波堤的基本结构型式及案例破坏分析


其它新型防波堤： 曲面型透空堤、台阶型透空堤、半圆型防波堤等。
斜坡式防波堤破坏实例及其原因分析
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏
简介： 堤长2km，最大水深50m，抛石堤的外侧采用两层42吨重的工字型块体 作护面，世界最大斜坡堤。 破坏结果： 1978年遭大风浪袭击，发生严重破坏。大部分工字型块体和上部结构 被风浪移走，大量的工字型块体发生断裂。对于工字型块体以至通用 的斜坡堤设计法则可靠性的怀疑。
3.上部结构港外侧不同外形结构（直立面、弧面和 削角）比较分析
(1)弧面与直立面相比，可有效减少波浪的越堤水量 (2)削角斜面对波浪反射小，作用在斜面上的波浪力垂直分力对防波堤的 稳定性有利。断面宽度将面完全直立时小。为了减少越浪量，可在斜
面上采取加糙措施。
(3)青岛中港西北防波堤，设计了我国第一座削角直立堤。
优点：施工容易，结构可靠耐 久，能抵抗较大的波浪； 缺点：堤身整体性差，对不均 匀沉降比较敏感。
混凝土方块防波堤
特点：方块的长度等于堤身 的宽度，避免了横断面的错 缝问题，能承受较大的波浪。
混凝土空心方块防波堤
大直径圆筒防波堤 特点：由无底钢筋混凝土大圆筒组成，筒中填 充砂石料。根据地基情况，圆筒可以置于基床 上，可直接沉入地基一定深度。
块体、四脚锥体、四脚空心方块、栅拦板等。 （3）国内应用最多的两种是四脚空心方块和扭王字形块体。
扭王字块体
直立式防波堤结构型式
1.直立式主要结构型式;
2.重力式直立堤的结构型式和特点;
3.上部结构港外侧不同外形结构（直立面、
弧面和削角）比较分析; 4.开孔直立堤、消能箱式直立堤和带孔道的 消能方块直立堤特点
破坏结果： (1)防波堤的破坏主要发生在水深较大的四脚锥体护面的地段。 (2)部分地段内的挡浪墙大部分破坏，其破坏形式为：位移；立墙与