上海海事大学海岸工程学.ppt

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1、海岸工程学2012年3月李俊花4.3直立式防波堤主要内容：4.3.1直立防波堤的结构型式4.3.2波浪对直立式防波堤的作用4.3.3直立式防波堤的断面尺寸和构造4.3.4重力式防波堤的计算4.3.1直立防波堤的结构型式一、重力式直立堤按堤身结构分，主要有：钢筋混凝土沉箱式普通混凝土方块式巨型混凝土方块式大直径圆筒式等。依靠结构本身的重量来抵抗水平外力，维持建筑物的稳定性。它主要由基床、墙身和上部结构等组成。1、方块式直立堤⑴墙身块体型式方块式墙身主要有：普通方块（正砌方块、斜砌方块）、巨型方块和消浪方块。⑵

2、优点墙身坚固耐久，施工简便，能抵御较大的波浪。⑶缺点自重大，地基应力大，砼用量多，水下安装和潜水工作量大，施工进度慢，堤身整体性能差，易随地基沉降而变形，对不均匀沉降比较敏感。⑷适用条件施工期波浪不大，现场起重设备能力较大和地基较坚实的情况。2、沉箱直立堤⑴沉箱墙身主要有：矩形、圆形和带消能室的砼沉箱⑵优点：堤身整体性好，水上安装工作量小，不需要大型起重设备，施工进度快，箱中填以砂砾可降低造价。⑶缺点：沉箱的预制和水下需要相应的场地和设备，要有足够的水深的航道。箱壁较薄，在水位变动区易受海水侵蚀而损坏，而沉

3、箱一旦破坏，修复困难。⑷适用条件：有条件的地方（有预制能力，滑道和船坞，浮运水深足够）在实际工程中，矩形沉箱采用较多。钢筋混凝土沉箱防波堤3、大直径圆筒直立堤墙身直径为3ｍ以上的薄壁无底砼圆筒，置于抛石基床或部分沉入地基之中，筒中填充砂石。１）置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力式基本相同。２）部分沉入地基中的圆筒直立堤，适用于软基和持力层较深的情况⑴对于沉入地基较浅（1.5～3m）的圆筒，其工作状态同重力直立堤。⑵沉入较深的圆筒，由于受土的嵌固影响较大，其工作状态不同于重力式结构。二、桩式直立堤

4、有：单排桩式、双排桩式和钢板桩格形结构等形式。1、单排桩防波堤它由打入地基中的排桩、桩顶部的帽梁和连接构件组成。单排桩式防波堤断面图2、双排桩式防波堤两侧是打入地基中的排桩，每排桩由纵向导梁架住，然后用拉杆将双排桩对拉，双排桩中间用石料填充，顶部用混凝土覆盖，然后在盖板上浇注上部结构。双排桩防波堤断面图3、钢板桩格形结构防波堤组成：由打入地基中的钢板桩组成封闭的系列格形结构，在空格中填充砂或石料。优点：格形结构防波堤整体稳定性较好，适用于水深大、波浪强的情况。缺点：钢板桩在水位变动区易锈蚀，需要采取保护措施

5、。三、消能式防波堤1、顶部削角直立堤在直立堤的上部结构靠海侧做成较缓的斜面，犹如直立墙削掉一个角。优点：堤前波浪在斜面上破碎，即削减了一部分波能，又减少了堤前波浪的反射，从而使波浪减少；作用在斜面的波压力的垂直分力还有利于堤的稳定，从而减小了堤的断面。缺点：削角斜面上的越浪较大。顶部削角直立堤2、开孔消浪直立堤将沉箱靠海侧的箱壁上开一系列孔洞，部分波浪水体通过孔洞进入海侧箱格的消能室，利用堤前波浪与进入消能室水体的相位差和水体进入效能室后产生的剧烈紊动来消能，以达到减少波浪力的目的。同样也可采用迎浪侧带有消

6、浪孔洞的方块防波堤。适用条件：水深小于6m、波浪周期小于6s的环境。沉箱前壁开孔直立堤3、开孔半圆形防波堤半圆形防波堤是由半圆形拱圈和底板组成，堤身内不抛填石料。拱圈上开孔可消耗波能，底板上开孔可减小波浪浮托力。特点：波浪力作用小，构件受力性能好。开孔半圆形防波堤消浪方块防波堤(a)防波堤断面图(b)方块构件图4、削角空心方块防波堤结合削角斜面结构和开孔消浪结构两者的优点的一种新型结构。削角空心方块防波堤4.3.2波浪对直立式防波堤的作用一、直立式防波堤前波浪的形态1、影响直立式防波堤前波浪形态的因素波浪要

7、素（如H）、堤前水深（d）、海底坡度（i）、基床轮廓尺寸（d1）。根据这些影响因素，直立堤前可能出现的波浪形态有：立波、近破波、远破波。立波：当直立墙前水深和基床顶面上的水深大于波浪破碎水深，直立堤的长度大于一个波长以及入射波与墙正交的情况下，波浪遇墙后不破碎，产生完全反射，即入射波和反射波的波浪要素完全相同，入射波和反射波迭加后形成立波。其特点是波高增加一倍，波长和周期不变。近破波：当直立墙前面较远处水深很大，而距建筑物前面半个波长以内或是基床顶面水深不足时，波浪行进到此处发生剧烈变形，造成破碎，冲击墙身

8、，产生近破波。这种波一般发生在中、高基床的情况。远破波：当直立墙前面距墙身半个波长或梢远处，其水深小于波浪破碎水深情况下，进行波将在到达建筑物之前破碎，形成一股向前运动的水流冲击墙身。这种波浪形态称为远破波。这种波一般发生在平缓海底，而且基床为暗基床或低基床的情况。2、各种形态的波浪产生的条件基床类型产生条件波态暗基床和低基床立波远破波中基床立波近破波高基床立波远破波备注：①当明基床上有护肩方块，且方块宽度大于1