《深水港建设技术研讨会》论文集新型梳式防波堤

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1、《深水港建设技术研讨会》论文集新型梳式防波堤牛恩宗马德堂孙绍晨〔中交水运规划设计院)(大连理工大学)摘共梳式防波堤是一种新型直立防波堤，国内外属首创.它具有消浪、轻型、便于透流等特点。示范工程一国家重点工程大连港大窑湾一期岛堤工程采用了这种结构，水平向波浪力消减了27，节省工程投资24.5%-6435万元.本文介绍了消浪结构防波堤国外发展概况，梳式防波堤开发和示范工程实施惰况，给出了水平波浪力折减系数和反射系数经验公式，为结构断面的初步确定提供了依据1前言随着我国国民经济的发展，港口建设突飞猛进。“七五”计划开始，国家在大连市大窑湾开辟了新港区。根据远期规划，大窑湾湾口将建设三座防波堤一

2、南防波堤(简称南堤)、岛式防波堤(简称岛堤)、北防波堤(简称北堤)。届时三堤可掩护全湾近百个泊位。近期的一期工程(列入“七五”、“八五”国家重点工程)建设南堤和岛堤，见图1一防波堤布局图。大窑湾防波堤的建设引起了口门处流速的变化。工程前大窑湾湾口最大流速0.57m/s。按传统直墙实体型式，全部防波堤工程完成后南北口门流速将分别为1.3m/s.1.52m/s横流流速分别为0.57m/s和0.67m/s左右)。国际航运界普遍认为口门允许横流流速小于。4m/s，顺流流速小于1.3m/s。大连港引水要求在大窑湾具体情况下的口门流速不超过0.77m/s(老港区口门流速仅0.25m/s)。可见按传统

3、结构建设防波堤己不能保证航行安全。大窑湾港区大型船舶深水航道的建设引起了防波堤周围波态的变化，设计波高将增加50%["。大窑湾湾口岛堤持力层下卧软弱红色次生亚粘土层，采用传统结构要大挖大填。这些因素导致工程投资大幅度增加。为了在保证防波堤使用功能的前提下大幅度降低造价，进行了梳式防波堤结构的开发研究，该开发研究和大窑湾港区岛堤作为“深水防波堤建设技术研究”课题的专题和示范工程列入“九五”国家重点科技项目(攻关)计划。现已经交通部鉴定和国家验收。交通部鉴定意见为:梳式防波堤结构消减波浪力27-38%，节省工程投资24.5%-6435万元，“总体上达到了国际领先水平’气2国外发展概况直立式防

4、波堤在亚洲和欧洲比较多，特别是意大利和日本。美国多采用斜波堤[21。其原因有:可利用的天然资源、历史背景、工程习惯和施工设各不同等。例如在日本，海岸可做防波堤的石料很缺乏，因此就向预制人工块体和直立式防波堤或混合堤方向发展。在直立式防波堤中，半个世纪以来向着消浪、透流、轻型方向发展的趋势非常明显。中国土木工程学会港口分会《深水港建设技术研讨会》论文集::六资、翔},O气*.、飞.飞父二.成声，犷办J·‘_斗卜}--F-,k--o盛玉:.’厂犷介，..I外汗.厂1竺47-4价，z’月·叮;’:，/厂/一讥甘乡书护/图I防波堤布局图1961年加拿大人加兰(Jarlan)根据吸音板的

5、原理开发了多孔式沉箱直立堤，并于1964年在加拿大克毛港(Comeau)建成。在此之后开孔沉箱直立堤和与其原理相同的消浪结构发展很快。这方面的研究日本在国际上是领先的，颇具代表性131'10年代以来日本的港湾工程发展迅速，国家和地方研究部门、高等学校等纷纷开发各种各样的消浪防波堤结构131。日本原运输省港湾局专门成立了研究协议会和新型防波堤开发工作组，从事研究开发并编写新型防波堤开发报告书和设计指南。到目前为止，研究开发的直立式防波堤有:半圆型堤，多孔凹型曲面堤，波浪自稳防波堤，曲面纵向开孔堤，防冲击型堤，驹型纵向开孔堤，直立开孔沉箱堤，钢管桩透空堤，遮帘式透空堤，软基着底式轻型堤等11

6、1.日本在破碎波消浪研究方面是有显著成果的，在非破碎波研究方面则不显著。日本消浪结构的研究表明，作用于开孔消浪结构防波堤的最大波浪总力，在波浪发生破碎时可比一般直立堤减少60%，在发生立波的情况下，最大波浪总力与一般直立堤相同或略微减小Icl另外，在日本研究开发多，实际用于工程的则很少。其原因是工程费用没有明显降低。3梳式防波堤的试脸研究梳式防波堤是传统的方沉箱防波堤中的方沉箱按着适当比例取出代之以沉箱翼板，在平面上形成梳齿状的直立防波堤。梳式防波堤平面图见图2，沉箱主体断面图见图3,翼板断面图见图4中国土木工程学会港口分会《深水港建设技术研讨会》论文集瀚内三票sz七Iloow招︸裂A小

7、一乙一尖A兰l0m卜{外海图2梳式结构平面图1Om0m吃井月，《洛内}t_几d;fA泪i‘t1甲dl译i"甲，+_.尸40U.04，4呀0-WM图3沉箱主体断面图咤外份，谈计肠泳位:::.}o00.8mX3.00‘’”’20000图4翼板断面图这种新型防波堤是针对大连港大窑湾岛堤的特殊工程条件提出来的(针对性研究)。此岛堤必须集国外发展趋势的消浪、透流、轻型为一体方能达到工程目的，这在国内外均无可借鉴的先例。交通部组织了设计、科研、