【土木建筑】斜坡式防波堤

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1、斜坡式防波堤斜坡式防波堤的结构形式波浪与斜波堤的相互作用斜坡堤的断面设计斜坡式防波堤的计算Ⅰ、斜坡式防波堤的结构形式一、斜坡式防波堤的结构形式按材料分，大致可分为：⑴抛石防波堤：抗浪能力较差多用于波浪不大且石料来⑵砌石护面防波堤：源丰富的情况。⑶人工块体护面防波堤：抗浪能力较强，多用于波浪较大的情况。二、斜坡式防波堤的特点与要求1、抛石防波堤⑴不分级堤利用开采出来的大小不等的石快，不经分选，随意抛填。断面形式有梯形、折成形。①优点：堤身密实、沉降均匀、施工简单；②缺点：块石重量轻，容受波浪冲击破坏、后期维修费用高，因此逐渐被分级堤替代。⑵分级堤按波浪对堤各部位作用的不同采用不同重量的块石，一般

2、将较小的块石放在堤心和堤的下部，将大块石放在堤面和堤的顶层。①优点：石料利用合理，定性提高，便于有计划的采石料②缺点：石料的来源和数量不易保证。③抛石堤适用条件：水深浅、基软、石料丰富、波浪小。对不分级堤：设计波高小于2～2.5m对分级堤：设计波高小于3～4m2、砼块体堆筑或护面的斜波堤⑴抛填砼方块斜波堤①优点：重量大（最大可达60～80t）稳定性好，抗波能力大。②缺点：需要大型起重设备，水泥用量大、费用高。③适用范围：波浪较大、缺乏石料，但有大型起重船的情况。⑵砼块体护面堤块体重量轻、效果好，一般使用于波高小于3m的情况。①栅栏板块体长边与短边之比：a/b=1.25；平面尺度与设计波高的关系

3、：a=1.25H；b=1.0H。a---沿斜坡方向b——短边，沿堤轴线方向；H-----设计波高。空隙率：P′=33％～39％当斜坡坡度：i=1：15～1：1.25时，栅栏板的厚度h：缺点：①支撑棱体承载力要求较高②对斜坡平整度要求高。⑵异形方块特点：①形状因素比较好，即具有高度的不规则性，有利于块体之间相互结合，增大块体的稳定性；②空隙率大，表面粗糙，有利于波浪在斜坡上破碎，波能消散。目前常用的异形方块有：四足锥体、四足空心方块、扭工字、铁砧体、三柱体、六脚锥体。缺点：块体形状复杂、制作麻烦、施工（起吊）和使用中因肢体连接部位较弱易断裂，从而失去块体的防护作用，给防波堤带来险情。护面块体适用

4、于：水深大、波浪大、地质条件软的情况。㈠、波浪进入斜坡范围的运动特征1、波浪进入斜坡范围后，底部受斜坡阻挠，使其前坡变陡，后坡变坦；2、到db位置时，波峰失去平衡，产生破碎；3、破碎后波浪产生强大的射流，冲击坡面，上下漫开；4、部分水体爬到一定高度，由于动能转化为势能，在重力作用下，沿斜坡面流，冲刷坡面。Ⅱ、波浪与斜波堤的相互作用㈡、波浪与斜坡的相互作用1、斜坡倾斜时对波浪运动形态的影响（即波浪的破碎、反射）⑴破碎影响（i=1：m）试验证明：m≥5，完全破碎，不放射1

5、，按直立堤计算α<45°，按斜坡堤计算波浪在斜坡上的临界水深dd，可按下式计算：⑵反射影响斜坡式建筑物前通过反射迭加以后的波高和反射波高：H’=H+HRHR=k△HR′式中：H′——斜坡式建筑物前通过反射以后的波高；HR——反射波高；k△——与斜坡面结构型式有关的糙渗系数；HR′——k△=1时的反射波高，它与斜坡的m值和波陡H/L有关。2、波浪破碎后产生冲击坡面，且部分水体上爬，回流，冲刷坡面。⑴射流作用：包括冲击位置，最大冲击速度，最大冲击压力分布（动水压力）①冲击位置：按平抛运动计算。坡面上有：则得：式中：——按浅水波计算理论计算db——为破碎水深，ac——破碎时的静水面上的波峰高度。②最

6、大冲击速度式中：Kv——影响系数（速度校正系数），是考虑射流冲击坡面时上、下漫开造成流速减少的影响。③最大冲击压力分布B点的法向速度：射流方向与水平方向的夹角：动水压力：对光滑平整的坡面，破碎波浪的水流冲击斜面的动水压力分布如下：式中：各点的总水压力：⑵波浪爬高斜坡为单坡时：①规则波：R=k△R1H②在风直接作用下，不规则波的爬高，R1%=k△kwRu1H1%坡上设有平台（复坡）：平台顶面标高在静水面上下半个波高范围内，平台宽度为0.5～2倍波高时，波浪爬高可减少10%～15%。⑶波高回流冲刷深度及范围冲刷深度：作用范围在爬高R—d之间，也就是坡面的保护范围。注意：以上关于波浪对斜坡堤作用的计

7、算方法，适用于以下条件：①波浪正面作用，对斜面坡：波峰线与建筑物轴线之间的夹角小于45，可视为正向，大于45，波浪作用减弱，应折减（由试验确定）②1：m，1