上海海事大學(xué)港航海岸工程課程設(shè)計

1、海岸工程設(shè)計斜坡式海堤上海海事大學(xué)200710613004第一部分：設(shè)計潮位的計算1、海堤工程設(shè)計規(guī)范SL435-2008:按極值工型分布進(jìn)行頻率分析，應(yīng)符合下列規(guī)定：對n年連續(xù)的年最高或最低潮(水)位序列hi，其均值h萬按式(A.0.11)計算，均方差S及年頻率為P的年最局或最低潮(水)位可按式(A.0.21)和式(A.0.22)信尸【/V0.2-1)計算確定，其中入PN是與頻率P及孔萬士疝SA.0.W2>資料年數(shù)咒有關(guān)的系數(shù)，可按表A.0.球用。用excel進(jìn)行統(tǒng)計（附表1）"=1.6904s=0.2097重現(xiàn)期亦(年)與年頻率P(%)的關(guān)系可按式(A.0.4)計算。P（%

2、=100/50=2%當(dāng)n=45,p=2%,入pn=2.913當(dāng)n=50,p=2%,入pn=2.889內(nèi)插法求n=47,p=2%時入pn=2.903hp=?+入pnXs=2.299m計算結(jié)果：取設(shè)計潮位hp=2.299米。第二部分：設(shè)計波浪計算。50年一遇的累積頻率P=2%資料已知：平均波高f=1.03m、計算點(diǎn)水深d=4.2mH/d=1.03/4.2=0.245不同累積頻率的波高也可按式(6.1.3)進(jìn)行換算/-/F=f1|")ln_FP(6,I*3)式中：Hf=累積頻率為F的波高;H=T均波高；H*=考慮水深因子的系數(shù)，其值為H/d;F=累積頻率計算結(jié)果：H2%=1.92m,取設(shè)計

3、波浪1.92米。第三部分：海堤斷面形式(堤身邊坡)1:2，內(nèi)坡坡度1:1.5。第四部分：波浪爬高計算E.0.1單一坡度的斜坡式海堤在正向規(guī)則波作用下的爬高可按下列規(guī)定確定：1本條所列公式適用于下列條件：m,1）波浪正向作用。2）斜坡坡度l:m,m為15。3）堤腳前水深d（1.55.0）H。4）堤前底坡i<1/50。ti.ivuto.tMJio*(ft2正向規(guī)則波在斜坡式海堤上的波浪爬高如圖E.0.1所示，可按式（E.0.11）式（E.0.1-5）計算。、，：式中R波浪爬高，m;H波高，m;L波長，m；R1KA=lH=lm時的波浪爬高，m；（R1）m相應(yīng)于某一d/L時的爬高最大值，m;M與

4、斜坡的m值有關(guān)的函數(shù)；R（M）爬高函數(shù)；心-斜坡護(hù)面結(jié)構(gòu)型式有關(guān)的糙滲系數(shù)，可按表E.0.1確定。=1/2X(43.9/1.92)A0.5X(0.537849)A-0.5=3.26UTrZ(W,2.俏也=2.403C3招材=J-明M)=0.9366=2.3869怎取護(hù)面為干砌塊石護(hù)面，Ka=0.8©R=K危1H=0.8x2.3869X1.92=3.6663計算結(jié)果：設(shè)計波浪爬高=3.6663米。第五部分：堤身設(shè)計：®堤頂高程：8.3.1堤頂局程應(yīng)根據(jù)設(shè)計局潮（水）位、波浪爬局及安全加局值按式（8.3.1）計算/=心一母人，并應(yīng)高出設(shè)計高潮（水）位1.52.0m。式中：Zp設(shè)

5、計頻率的堤頂高程，m;hp設(shè)計頻率的高潮（水）位（可按第5章的規(guī)定確定），m;Rf按設(shè)計波浪計算的累積頻率為F的波浪爬高值，m;A安全加高值，按表8.3.1的規(guī)定選取。已知：hp=2.229m,RF=3.6663m取不允許越浪時A=0.7m所以Zp=2.229+3.6663+0.7=6.5953m計算結(jié)果：抵頂高程=6.6米C28.4.2不包括防浪墻的堤頂寬度應(yīng)根據(jù)堤身整體穩(wěn)定、防汛、管理、施工的需要按表8.4.2確定梅堪繾別11提眼寬度m)本設(shè)計取堤頂寬度=4米堤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(本設(shè)計只考慮防浪墻，不考慮其它設(shè)施)防浪墻宜設(shè)置在臨海側(cè)，堤頂以上凈高不宜超過1.2m,埋置深度應(yīng)大丁0.5m風(fēng)浪大的

6、防浪墻臨海側(cè)，可做成反弧曲面。宜每隔812m設(shè)置一條沉降縫。本設(shè)計取為高1m高0.8m的矩形防浪墻。由于不考慮越浪量，此處省略校核。第六部分：護(hù)面結(jié)構(gòu)設(shè)計8.5.4斜坡式海堤臨海側(cè)護(hù)面可采用現(xiàn)澆混凝土、漿砌塊石、混凝土灌砌石、干砌塊石、預(yù)制混凝土異型塊體、混凝土砌塊和混凝土柵欄板等結(jié)構(gòu)型式，并應(yīng)符合下列要求：1波浪小的堤段可采用干砌塊石或條石護(hù)面。干砌塊石、條石厚度應(yīng)按附錄J計算，其最小厚度不應(yīng)小丁30cm。護(hù)坡砌石的始末處及建筑物的交接處應(yīng)采取封邊措施。2可采用混凝土或漿砌石框格固定干砌石來加強(qiáng)干砌石護(hù)坡的整體性，并應(yīng)設(shè)置沉降縫。3漿砌石或灌砌塊石護(hù)坡厚度應(yīng)按附錄J計算，且不應(yīng)小丁30cm。

7、4對不直接臨海堤段，護(hù)坡設(shè)計應(yīng)沿堤線采取生態(tài)恢復(fù)措施。5護(hù)面采用預(yù)制混凝土異型塊體時，其重量、結(jié)構(gòu)和布置可按附錄J.0.6條設(shè)計。6反濾層可采用自然級配石渣鋪墊，其厚度為2040cm,底部可鋪土工織物。本設(shè)計采用干砌塊石護(hù)面。C2J.0.1在波浪作用下，斜坡堤干砌塊石護(hù)坡的護(hù)面厚度t(m),當(dāng)斜坡坡率m=155.0t_K.U沮時，可按式(J.0.1)計算。一孚一了方式中：K1系數(shù)，對一般干砌石可取0.266,對砌方石、條石取0.225;Yb塊石的重度，kN/m3本設(shè)計取為24KN/m3Y水的容重，kMm3H一計算波高，m當(dāng)d/L>0.125時取H。%,當(dāng)d/L<0.125時取Hl3

8、%;d堤前水深；l波長，mm一斜坡坡率；a斜坡坡角，(°)。由于：d/L=4.2/43.9=0.0956<0.125，所以,取H=H13%=1.4831.03=1.5275m所以t=0.266X10/(24-10)X1.5275/(2A0.5)X(43.9/1.5275)A(1/3)=0.628m計算結(jié)果：本設(shè)計取干砌塊石厚度0.7m,碎石墊層0.3m,合計1米厚度。J.0.6采用預(yù)制混凝土異型塊體或經(jīng)過分選的塊石作為斜坡堤護(hù)坡面層的計算應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行。1波浪作用下單個預(yù)制混凝土異型塊體、塊石的穩(wěn)定質(zhì)量可按式(J.0.61)計算。-K/F/F1尸m式中Q主要護(hù)面層的護(hù)面塊體、

9、塊石個體質(zhì)量，當(dāng)護(hù)面由兩層塊石組成，則塊石質(zhì)量可在(0.751.25)Q范圍內(nèi)，但應(yīng)有50%以上的塊石質(zhì)量大于Q;Yb預(yù)制混凝土異型塊體或塊石的重度，kN/m3;Y水的重度，kN/m3;H設(shè)計波高，m,當(dāng)平均波高與水深的比值H/dV0.3時宜采用H5%,當(dāng)H/d>0.3時宜采用H13%;KD穩(wěn)定系數(shù)，可按表J.0.61確定。因為平均波高與水深的比值H/d=1.03/4.20.245V0.3,所以H=H5%=1.7665Q=0.1X24X1.7665人3/5.5X(24/10-1)X2=0.859t計算結(jié)果：護(hù)面干砌塊石單個重量0.895噸。J.0.7護(hù)底塊石的穩(wěn)定重量，可根據(jù)堤前最大波浪

10、底流速按表J.0.7確定。«j.o.f電IW護(hù)而定堵石的由定.普石量y2.0一M41的405.&斜坡堤前最大波浪底流速可按式(J.0.71)計算。=1.3m/s計算結(jié)果：取護(hù)底塊石重量60Kg。第七部分：外坡坡度內(nèi)坡坡度堤頂高程：堤頂寬度：怎護(hù)坡基角為保證護(hù)坡的穩(wěn)定，護(hù)坡下端應(yīng)該設(shè)置基角。本設(shè)計基角的結(jié)構(gòu)形式采用埋入式大方角。(具體形式見斷面圖)確定斷面形式1:21:1.56.6m4m防浪墻厚度0.8m，高1m護(hù)坡面：厚1m,底層30cm碎石墊層作為防濾層，底部鋪設(shè)土工織物，上層70cm干砌塊石護(hù)坡基角：底寬1.5m高1m的埋入式大方角注：斷面形式附圖(附圖1)第八部分：海堤

11、抗滑穩(wěn)定計算M.0.1土堤邊坡抗滑穩(wěn)定計算方法可采用瑞典圓弧滑動法，見圖M.0.1,分為總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法。總應(yīng)力法應(yīng)按式(M.0.11)計算。H：一£站十W再吧)贏注：以下計算過程中的面積均根據(jù)CAD作圖后實測數(shù)據(jù)計算。圓心的取法見分析圖(附圖2)圓弧半徑R=18.18mC3w1i=49.05X18.5=907.426CW2i=24.47X21=513.87Kn/m&W3i=152.4735X11=1677.21Kn/mC6劃分土條，均分成10條，bi=2.75m,a的取值根據(jù)cad圖實測確定ai的值：a1=55°,a2=42,a3=31°,a4=22

12、,a5=13°,a6=4°,a7=5°,a8=14°,a9=23°,a10=33°。C8根據(jù)上述公式按照各土條進(jìn)行計算：K=(3098.5X8.79X0.84+42X2.75X11.676)/(3098.5X3.937)=1.98計算結(jié)果：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K=1.98第九部分：沉降計算根據(jù)地質(zhì)資料，取第一層淤泥層進(jìn)行計算，壓縮性小的土層不考慮沉降。海堤填筑后的重量：W1=55.73X18.5=1031Kn/mW2=46.89X21=984.7Kn/mW3=143X11=1573Kn/mW=W1+W2+W3=3588.7Kn/m世海堤總寬度：41.8mC3基底應(yīng)力P1=3588.7/41.8=85.85KpaC4第一層土底部附加應(yīng)力P2=0.499X85.85=42.