防波堤工程設計說明書范本

1、82/82防波堤工程設計說明書本 日期：蓬萊港防波堤工程設計摘要 蓬萊港區(qū)海岸線具備良好的建造深水泊位的條件，但受波浪的影響較大，在沒有良好的掩護和依托條件下，規(guī)劃通用泊位區(qū)和客滾泊位很難實施和進一步發(fā)展，所以港區(qū)發(fā)展的當務之急就是按照規(guī)劃建設防波堤，構(gòu)筑環(huán)抱式港池，為港區(qū)發(fā)展提供條件。根據(jù)港口的使用要求、規(guī)模、船型和當?shù)氐淖匀唤?jīng)濟條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證，并結(jié)合當?shù)刈匀毁Y料選擇雙突堤口門的總布置方案，又根據(jù)水深和控制波向選擇一個最不利截面進行斷面設計，初步確定了斜坡式和直立式防波堤兩種方案進行比選，由波浪情況、建筑材料與地基土性質(zhì)，進行了胸墻，沉箱的抗傾、抗滑穩(wěn)定性驗算，地基整體穩(wěn)定性以與地基土

2、沉降量的計算。關(guān)鍵詞:防波堤，泊位，雙突堤口門Breakwater Design of PenglaiHarbour,Yantai CityLan Jing(College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu,210098,China)AbstractCoastline ofPenglai Harbor has beneficial conditions for the construction of deep-water berths, but it is great

3、ly affected by the waves. Without a good cover and base, it is very difficult to implement and to develop general berth area and roll-off berth. Above all, the priority ofPenglai Harbors development is to build breakwaters and to encircle the basin in accordance with the planning. These measures are

4、 supposed to provide conditions for the Harbor development to some degree. In the process of choosing twin jetties general arrangement, lots of aspects have been taken into consideration, including requirements of usage of the Harbor, scale of the Harbor, types of ships, local economic situation and

5、 local natural environment. In addition, technical and economic feasibility has also been applied in the process. The following step is to design the fracture surface by selecting themost unfavorable cross-section in terms of water depth and controlling wave direction. Finally, two approachsloping b

6、reakwater and vertical breakwaterare identified initially. To be more precise, it is necessary to check the anti-dumping and anti-slide stability of parapet and caisson and to calculate the overall stability and soil settlement amount of the foundation.Key words:Breakwater,Berth, Twin jetties entran

7、ce目 錄摘要1目錄 3第一章 概述1.1 氣象條件 51.2 海港水文 61.3 地形、地貌 101.4地質(zhì) 101.5地震 12第二章 總平面布置方案與比選2.1 防波堤的布置原則 132.2防波堤軸線的布置原則 132.3口門的布置原則 132.4 布置方案方與案比選 142.5 港繞射波高與掩護面積 162.6方案比選 16第三章 斜坡式防波堤斷面設計3.1 設計條件 173.2 斷面尺度的計算 173.3 護面塊體穩(wěn)定重量和護面塊體厚度計算 183.4 墊層塊石的重度和厚度計算 193.5 堤前護底塊石穩(wěn)定重量和厚度計算 203.6 胸墻設計 203.7 胸墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性計算

8、27 3.7.1斷面1胸墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性計算 27 3.7.2斷面2胸墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性計算 293.8 地基穩(wěn)定性計算 353.9 地基沉降計算 45第四章 直立式防波堤斷面設計4.1 設計條件 504.2 斷面尺度的計算 504.3 基床設計 504.4 堤前護底塊石穩(wěn)定重量和厚度計算 504.5 直立堤作用標準值和相應組合計算 504.6 抗滑、抗傾穩(wěn)定性計算 594.7 地基穩(wěn)定性計算 624.8 地基沉降計算 674.9 沉箱吃水、干舷高度和浮游穩(wěn)定性計算 67第五章 防波堤工程量估算5.1 斜坡堤工程量計算 695.2 直立堤工程量計算 70第六章 結(jié)構(gòu)方案比選 71第七章

9、防波堤工程施工7.1 施工說明 737.2 建筑材料要求 737.3 地基處理與基礎施工 737.4 護面塊體施工 737.5 防浪墻施工 73參考文獻 79致 801 HYPERLINK l _Toc138104122 概述港蓬萊港區(qū)起步于上世紀90年代初期，目前從港口規(guī)模和發(fā)展情況上看，已落后于港口發(fā)展要求。蓬萊港區(qū)發(fā)展較為緩慢的一個重要原因就是港區(qū)至今未形成規(guī)劃的環(huán)抱式封閉港區(qū)，造成了各期泊位建設期投資較大，而泊位建成后受波浪海流影響，泊位作業(yè)天數(shù)減少，港口經(jīng)營效益收到很大影響。目前出于振興港口、發(fā)展經(jīng)濟的考慮，蓬萊市和蓬萊港開始著手恢復蓬大與蓬旅航線，考慮到客運與貨運共用同一港池的不安

10、全性與蓬萊港區(qū)規(guī)劃的符合性，擬建滾裝泊位選址于巨濤重工的西側(cè)，由于滾裝泊位對泊穩(wěn)條件要求較高，需要有良好的掩護條件。本工程就是在這樣的背景下提出的。圖1-1蓬萊港區(qū)地理位置圖1.1氣象條件資料來源為蓬萊氣象站19992008年的實測資料，蓬萊氣象站位于蓬萊市城南諸谷大家村西南，觀測場海拔高度60.7m。(1)風況風向統(tǒng)計資料見表。表1-1蓬萊各向風特征值統(tǒng)計表（19992008年）NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC頻率（%）5 8 6 5 4 4 4 4 5 13 12 5 7 6 5 3 6 平均風速（m/s）4.0 4.5 4.0 3.6 3.2 2

11、.8 2.3 2.5 3.2 5.3 4.8 3.8 3.8 4.4 4.0 3.7 最大風速（m/s）12.7131110.6109.28.2101316161311151115.1圖1-1 風向玫瑰圖(m/s)(2)氣溫年平均氣溫13.0；年平均最高氣溫17.2；年平均最低氣溫9.3；歷年極端最高氣溫37.7（出現(xiàn)于2005年6月24日）；歷年極端最低氣溫-13.5（出現(xiàn)于2006年2月4日）。(3)降水本區(qū)年平均降水量為586.7mm。主要降水月為68月，其中6、7月的降水量約占全年降水量的45.7%。10mm降水日數(shù)年平均16.5天，25mm降水日數(shù)年平均6.6天。(4)霧況本區(qū)年平均

12、霧日數(shù)21.7天，一般68月份霧日較多，約占全年的47.7%。1.2海港水文資料來源自蓬萊港驗潮站9年（19841992年）驗潮資料和港驗潮站40年（1953年1992年）潮位資料。(1)潮汐蓬萊港一帶海域潮汐類型指標值為0.33，小于0.5，屬正規(guī)半日潮。平均漲潮歷時6h05min，平均落潮歷時6h20min，潮周期為12h25min。(2)海流根據(jù)工程設計的要求，收集了工程區(qū)5個海流測站的觀測結(jié)果。據(jù)分析，各站的潮型系數(shù)均在0.52.0之間，故工程區(qū)海域各測站其潮流性質(zhì)基本為不規(guī)則半日潮流。潮流的基本運動形式為往復流，流向主要為EW向，W向為漲潮流，E向為落潮流。潮流的旋轉(zhuǎn)方向基本為左旋，

13、即按順時針方向旋轉(zhuǎn)。本區(qū)潮流流速不大，實測最大漲、落潮潮流流速一般為5060cm/s。本區(qū)余流較小，A站余流最小，流速一般為1.96.7cm/s，B、C站稍大，余流流速一般為10cm/s左右，最大為11.5cm/s，最小僅為4.0cm/s。潮流的最大可能流速為148.4cm/s，發(fā)生在C站表層，方向為偏N向（18）。(3)潮位特征值最高高潮位：3.18m最低低潮位：-1.06m平均高潮位：1.54m平均低潮位：0.50m平均海平面：0.95m平均潮差：1.04m最大潮差：2.00m(4)設計水位設計高水位：1.91m設計低水位：0.15m極端高水位：2.88m 極端低水位：-1.33m基面關(guān)系

14、：當?shù)乩碚撋疃然鶞拭嬖?6基準面以下0.9m，85國家高程基準在76基準面以下0.483m，基準面采用當?shù)乩碚撟畹统泵?，?956年黃海平均海平面下0.885m。(5)波浪本海區(qū)屬于以風浪為主、涌浪為輔的混合浪海區(qū)。純涌浪很少，出現(xiàn)頻率僅為15.4，而風浪與風涌混合浪的頻率達99.9。常浪向和強浪向?qū)勰旮飨虿ㄒ剡M行統(tǒng)計可以看出，該海區(qū)常浪向為NNE向，頻率為9.3，次常浪向為NE和ENE向，頻率分別為5.5和4.0。強浪向為NE向，最大波高4.1m；次強浪向為NNE和N向，最大波高分別為3.9m和3.8m。 波高的年變化累年平均波高為0.8m，最大波高（H1100）4.1m，各月的平均波高

15、依季節(jié)而變化，最大值出現(xiàn)在13月和1012月（冬半年），均為0.91.0m。49月份（夏半年）平均波高較小，一般為0.50.6m左右。累年各向平均波高隨方向的不同差別較大，最大值出現(xiàn)在NNE方向，次之為N向和NE向，分別為1.0m和0.9m。各向波浪頻率的分布工程海域發(fā)生的主要波浪均來自偏北方向，這是由于本區(qū)的地理位置所決定的。從季節(jié)變化來看，冬季出現(xiàn)的波浪頻率較大，夏季則很?。欢肽瓿霈F(xiàn)的波浪遠大于夏半年出現(xiàn)的波浪。這主要是由寒潮大風所致。另外本區(qū)無浪頻率很大，累年平均無浪頻率可達66.5。表1-2工程區(qū)外海-11m等深線計算點設計波浪要素 單位：波高-m，周期-s水位重現(xiàn)期波要素NNNEN

16、ENNWNWWNW極端高水位50aH5%4.115.385.284.644.244.14H1%4.92 6.36 6.24 5.53 5.07 4.95 H13%3.50 4.64 4.54 3.97 3.62 3.53 7.0 8.1 8.0 7.5 7.2 7.1 25aH5%3.914.934.854.374.003.90H1%4.695.855.765.214.804.68H13%3.333.413.326.9 7.7 7.7 7.3 7.0 6.9 2aH4%2.92 3.50 3.44 2.86 2.74 2.67 H1%3.42 4.09 4.02 3.3

17、6 3.22 3.13 5.7 6.2 6.2 5.7 5.6 5.5 設計高水位50aH5%3.96 5.17 5.07 4.47 4.08 3.99 H1%4.72 6.09 5.98 5.31 4.87 4.75 H13%3.39 4.47 4.37 3.83 3.49 3.40 6.9 7.9 7.8 7.4 7.0 7.0 25aH5%3.77 4.74 4.67 4.21 3.86 3.76 H1%4.51 5.61 5.52 5.01 4.61 4.50 H13%3.22 4.08 4.01 3.60 3.29 3.20 6.8 7.6 7.5 7.1 6.8 6.7 2aH4%

18、2.82 3.38 3.32 2.76 2.65 2.57 H1%3.30 3.94 3.87 3.24 3.10 3.03 5.6 6.1 6.1 5.6 5.5 5.4 設計低水位50aH5%3.78 4.89 4.81 4.25 3.90 3.81 H1%4.49 5.73 5.63 5.01 4.62 4.52 H13%3.25 4.27 4.19 3.68 3.35 3.26 6.8 7.8 7.7 7.2 6.9 6.8 25aH5%3.61 4.51 4.42 4.01 3.69 3.59 H1%4.29 5.30 5.21 4.74 4.38 4.27 H13%3.08 3.9

19、0 3.84 3.45 3.16 3.08 6.6 7.4 7.4 7.0 6.7 6.6 2aH4%2.71 3.24 3.18 2.65 2.54 2.47 H1%3.16 3.75 3.69 3.10 2.97 2.90 5.5 6.0 5.9 5.5 5.4 5.3 5.2 5.7 5.6 5.2 5.1 5.0 表1-3 （-7m）等深線計算點設計波浪要素 單位：波高-m，周期-s水位重現(xiàn)期波要素NNNENENNWNWWNW極端高水位50aH5%3.40 4.44 4.36 3.84 3.50 3.42 H1%4.07 5.25 5.15 4.57 4.19 4.09 H13%2.9

20、0 3.84 3.75 3.27 2.99 2.91 6.4 7.4 7.3 6.8 6.5 6.4 25aH5%3.23 4.07 4.00 3.61 3.30 3.22 H1%3.87 4.83 4.76 4.30 3.97 3.86 H13%2.75 3.49 3.43 3.08 2.82 2.74 6.3 7.0 7.0 6.6 6.3 6.3 2aH4%2.42 2.90 2.84 2.36 2.27 2.20 H1%2.83 3.38 3.32 2.77 2.66 2.59 5.2 5.7 5.6 5.2 5.1 5.0 設計高水位50aH5%3.14 4.06 4.00 3.53

21、 3.23 3.16 H1%3.73 4.75 4.67 4.15 3.84 3.74 H13%2.70 3.55 3.48 3.05 2.77 2.70 6.2 7.1 7.0 6.6 6.3 6.2 25aH5%3.03 3.78 3.71 3.36 3.09 3.01 H1%3.60 4.45 4.37 3.98 3.67 3.58 H13%2.59 3.27 3.22 2.90 2.65 2.58 6.1 6.8 6.8 6.4 6.2 6.1 2aH4%2.27 2.72 2.66 2.22 2.13 2.08 H1%2.65 3.15 3.09 2.60 2.49 2.44 5.1

22、 5.5 5.5 5.0 4.9 4.9 設計低水位50aH5%2.80 3.62 3.56 3.15 2.89 2.82 H1%3.33 4.24 4.17 3.71 3.42 3.34 H13%2.41 3.16 3.10 2.72 2.48 2.42 5.9 6.7 6.6 6.2 6.0 5.9 25aH5%2.73 3.41 3.34 3.03 2.79 2.72 H1%3.25 4.01 3.94 3.59 3.31 3.23 H13%2.34 2.95 2.90 2.61 2.40 2.33 5.8 6.5 6.4 6.1 5.9 5.8 2aH4%2.05 2.45 2.40

23、2.00 1.92 1.87 H1%2.39 2.84 2.79 2.35 2.24 2.20 4.8 5.2 5.2 4.8 4.7 4.6 （6）冰況據(jù)冰況統(tǒng)計資料，本港冰情較輕，固定冰出現(xiàn)機會較少。每年初冰日最早出現(xiàn)于12月上旬，1月份前多為初生冰，至2月中旬冰層加厚，冰終日最晚在3月中旬。多年平均冰期為62.8天，最多97天。本港正常年份無冰凍影響，參閱有關(guān)資料，一百多年于1895、1936、1969出現(xiàn)過3次大冰凍，整個海面被冰覆蓋，通航中斷。1.3地形、地貌蓬萊市境崗丘綿延起伏，屬低山丘陵地貌類型。地勢南高北低，由南向北逐漸傾斜?？眳^(qū)位于蓬萊市北港蓬萊新港，海底面起伏不大，航道附近

24、水深相對較深，屬穩(wěn)定的港灣淺海地貌單元。14 地質(zhì)(1) 區(qū)域構(gòu)造特征勘區(qū)位于蓬萊龍口東西構(gòu)造帶，該構(gòu)造帶中心位置位于北緯3750左右，主要由北家斷裂、柳海草泊斷裂和龍口（黃縣）凹陷組成，在北起蓬萊市，南至平山北坡（南北寬8km，東西長9km）的圍，發(fā)育8條近東西向斷裂，間距從2003200m不等，它們主要發(fā)育在上第三系第四系玄武巖分布區(qū)，走向略呈微波狀彎曲。北家斷裂是其中最長的一條，長約10km，斷面平直，斷層泥發(fā)育，該斷裂明顯地把新生代玄武巖錯斷，并使蓬萊市置于一個新的地塹構(gòu)造之上。(2) 地層分布與土層工程性質(zhì)據(jù)勘探揭露，場區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)新近海積瀉湖相淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；第四系全新統(tǒng)海

25、積細砂、卵石；第四系上更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土、碎石。場區(qū)基底巖性沙河口區(qū)域為第四系史家溝組第2段玄武巖，泊兒溝區(qū)域為下元古界粉子山群崗崳組云母片巖，現(xiàn)分述如下：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4m+h）分布場區(qū)大部地段，1#、4#、7#、12#、14#號孔缺失該層，為海底表部沖淤沉積物，深灰灰黑色，含大量有機質(zhì)和少量海生貝殼殘骸，局部混砂粒。染手，有腥臭味。切面光滑，高韌性和干強度，具觸變、流變性，層頂部呈流土狀，局部常相變?yōu)橛倌噘|(zhì)粘土或淤泥，呈軟塑流塑狀態(tài)，具高壓縮性。該層厚度:0.506.40m,平均厚度4.22m;層底標高:-26.49-8.89m,平均-16.71m。該層物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計如下：層淤

26、泥質(zhì)粉質(zhì)粘土物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計表 表1-4項目nmaxminmSK建議值w859.930.439.06445.445.4619.017.030.97317.817.8e061.1480.8150.9580.1290.131.1121.0651.065Wl840.325.9632.2Ip818.70.2114.6IL82.051.111.460.360.251.1711.711.71a1-260.780.430.5820.650.55Es64.232.753.630.500.140.887

27、3.223.63qc268.015.041.537.50.9041.5215.613.0314.3Cqc117.017.017.017.0115.515.515.515.5N52.10.00.40.922.200.4細砂（Q4m）該層分布場區(qū)大部分地段，5#、8#、10#、11#、12#、14#號孔缺失，綠黃色，石英質(zhì)，分選性一般，磨圓度一般，含云母與海生貝殼碎屑。該層局部粒度變粗，常相變?yōu)橹猩?。呈稍密中密狀態(tài)。該層厚度:1.009.50m,平均5.89m;層底標高:-31.69-1.79m,平均-18.81m。細砂天然休止角統(tǒng)計如下：層細砂天然休止角統(tǒng)計表表1-5項目nm

28、axminmSK建議值水上休止角1040.0037.030.9837.737.7水下休止角1030.027.028.50.850.030.9828.028.0N2521.020.090.96717.617.6卵石（Q4m）僅分布于3、6號孔處。顏色較雜，飽和，成份以石英為主，分選性較差，磨圓度好，多呈亞圓形，含少量粘性土，中密。厚度4.408.40m,平均6.40m;層底標高:-23.29-20.19m,平均-21.74m。粉質(zhì)粘土（Q3al+pl）僅分布場區(qū)1#、2#、4#、5#孔地段，土黃色，含鐵錳質(zhì)氧化物與偶見鈣質(zhì)結(jié)核，見灰白色高嶺土條帶。切面

29、較光滑，高韌性，高干強度。飽和，可塑偏硬塑狀態(tài)，中等壓縮性。該層厚度:0.703.00m,平均2.13m;層底標高:-19.69-9.49m,平均-13.72m。該層物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計如下：表1-6 層粉質(zhì)粘土物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計表項目nmaxminmSK建議值w625.70.091.07125.625.6619.818.920.98519.119.1e060.7780.6240.7080.0560.081.0650.7540.754Wl643.935.3838.8Ip619.516.518.21.00.0618.2IL60.29

30、0.050.180.090.521.4440.260.26a1-270.020.121.0590.180.17Es612.008.5510.371.280.120.8999.3210.37qc479.064.090.90264.571.542.80.280.6846.79.8Cqc498.083.070.92284.491.5432.217.570.69117.725.6N312.211.311.80.360.0311.8-T碎石（Q3al+pl）本次勘察僅5號孔揭露，揭露厚度2.30m，層

31、底埋深5.70m,土黃色，主要成分為花崗巖質(zhì)、石英質(zhì)碎塊，由硬塑粘性土充填孔隙。分選一般，粒徑2060mm。磨圓較差，多呈棱角次棱角狀。飽和，呈中密狀態(tài)。中風化玄武巖（Qsj2）本次勘察僅1#、2#、3#、4#、5#、6#號孔揭露到該層，分布于沙河口與龍山河口之間區(qū)域，暗紫色, 氣孔構(gòu)造, 隱晶質(zhì), 巖芯呈小塊狀。 本次鉆探未穿透該層，揭露厚度3.204.00米，層底標高-31.59-4.14米。屬較軟巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級級。-1中風化云母片巖（Pt1fg） 本次勘察僅7#、8#、9#、4#、10#、12#、14# 號孔揭露到該層，分布龍山河口以東區(qū)域。淺黃綠色，主要礦物成份為云母、石

32、英、綠泥石等，具鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，片理發(fā)育。巖塊難以用手折斷。裂隙較發(fā)育，裂隙面常為鐵錳質(zhì)氧化物所渲染。本次鉆探未穿透該層，揭露厚度3.004.00米，層底標高-4.19-22.59米。屬軟巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級級。1.5 地震經(jīng)省地震局確定，本區(qū)地震基本烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g。 HYPERLINK l _Toc138104133 2總平面布置選擇防波堤布置形式時，需要考慮波浪、流、風、泥沙、地形地質(zhì)等自然條件；船舶航行、泊穩(wěn)和碼頭裝卸等營運要求以與建設施工、投資等因素。防波堤布置的合理與否，直接影響港口營運、固定資產(chǎn)投資與維護費用大小和長遠發(fā)展，是某些海港總

33、平面布置的關(guān)鍵性工作。2.1防波堤的布置原則：（1）布置防波堤軸線時，要與碼頭線布置相配合，碼頭前水域應滿足允許作業(yè)波高值。（2）防波堤所圍成的水域應有足夠的面積和水深，供船舶在港航行、調(diào)頭、停泊以與布置碼頭岸線。（3）防波堤所包圍的水域要適當留有發(fā)展余地，應盡可能顧與到港口發(fā)展的“極限”和港口極限尺度的船型。（4）防波堤所包圍的水域也不全是越大越好，水域面積形狀要注意大風方向港自生波浪對泊穩(wěn)條件的影響。（5）要充分利用有利的地形地質(zhì)條件，將防波堤布置在可利用的暗礁、淺灘、沙洲與其他不大的水深中，以減少防波堤投資。（6）從口門進港的波浪，遇堤身反射，反復干擾亦是惡化港泊穩(wěn)條件的因素。2.2防波

34、堤軸線的布置原則（1）防波堤軸線布置應該是擴散式的，使進入口門的波能能很快擴散在較長的波峰線上，波高迅速減少，這樣布置軸線也有利于在口門附近布置方便航行的調(diào)頭圓。（2）防波堤軸線轉(zhuǎn)彎時折角宜在120180之間，折角處根據(jù)結(jié)構(gòu)功能，盡量圓滑或多折線型連接。（3）盡量縮短防波堤軸線與當?shù)刈畲蟛ㄏ蛘坏拈L度，因為堤軸線與波向斜交時，作用于堤上的波力可減少。（4）布置防波堤軸線要注意小圍地質(zhì)條件的變化，有時軸線稍加移動，可減少大量的地基處理費用。2.3口門的布置原則口門的布置可分為側(cè)向式、正向式。若船舶進出港方便，海岸泥沙不活躍，采用側(cè)向式可避免強浪直射碼頭，為碼頭布置有更多靈活性創(chuàng)造條件?？陂T的布置

35、對港口使用與將來的發(fā)展影響較大。因此：（1）口門位置應盡可能位于防波堤突出海中最遠、水深最大的地方，方便船舶進入。（2）船舶進口門時通常航速為46kn，故從口門至碼頭泊位，一般宜有大于4倍船長的直線航行水域和調(diào)頭圓，以便于船舶進入口門后控制航向、減低航速、與拖船配合或完成緊急轉(zhuǎn)頭等操作。（3）船舶進出口門，航行安全是重要的?？陂T方向力求避免大于7級橫風和大于0.8kn的橫流。（4）口門軸線適應船舶航行安全是首要的，使從口門進入的波能盡可能少，以維持水域泊穩(wěn)要求也是重要的。（5）口門寬度，船舶通過口門時不宜錯船或超越?？陂T寬度在任何情況下不宜小于設計船長，并應很好研究預測本港極限尺度船型的船長。

36、（6）口門數(shù)量，與航行密度、港口性質(zhì)、環(huán)境條件等因素有關(guān)，在滿足泊穩(wěn)要求的條件下，兩個口門一般比一個好。兩個口門可以大小船分開進出等，增加運行的靈活性。兩個口門也常有利于環(huán)保，增強港水域的自凈能力，在泥沙活躍的海岸要具體分析。在船舶周轉(zhuǎn)量大的港口，要核算一下口門的通過能力。2.4 防波堤布置方案與比選波浪在行進過程中遇到建筑物，除發(fā)生波浪反射現(xiàn)象外，部分繼續(xù)傳播，在被掩護水域中的水面亦產(chǎn)生波動，這種現(xiàn)象稱為波浪的繞射，這是波能從能量高地區(qū)域向能量低的區(qū)域進行重新分布的過程，因此繞射后同一波峰線上的波高是不等的，但波長、周期不變。擬定兩種方案方案一：雙突堤，東段防波堤順原有防波堤向西延伸續(xù)建新的

37、防波堤，長約330m。西段防波堤折成南北兩段，北段走向北偏東43，長約790m；南段走向北偏西24，長約1020m。防波堤總長2140m，口門有效寬度400m，具體布置見下圖。圖2-1 方案一總體布置圖2-1 方案一方案二：雙突堤，將東段防波堤順時針轉(zhuǎn)15并外延至390m，防波堤總長2200m，口門有效寬度400m，具體布置見圖2-2。圖2-2 方案二2.5港繞射波高與掩護面積根據(jù)港船舶泊穩(wěn)條件，H1.0m，要求形成港掩護水域面積約4km2。設計波要素采用設計高水位重現(xiàn)期標準為2年，波高累計頻率為4%。取-11m處水深數(shù)據(jù)得到NNE向KD0.296，NE向KD0.301，繞射曲線見方案圖中的藍

38、線和綠線。波浪繞射影響以繞射系數(shù)Kd表示，即防波堤后某點的繞射波高Hd。2.6各方案比選方案比選見表2-1：方案12口門有效寬度（m）400400防波堤軸線長度（m）21402200掩護水域面積（萬m2）NNE向147.36187.52NE向230.42270.76方案分析比選：兩個方案相比，口門有效寬度一樣，比較方案一和方案二，方案二的防波堤長度比方案一長了80米，但方案二的NNE向有效掩護面積和NE向有效掩護面積均比方案一多很多，兩方案的防波堤布置形式基本一樣，防波堤造價也一樣，但是方案二防波堤布置比方案一合理，更能充分發(fā)揮防波堤的作用，同時方案二對于規(guī)劃的泊位區(qū)已有很好的掩護作用，由此可

39、見方案二性價比優(yōu)于方案一。綜上所述，蓬萊港防波堤總平面布置宜選用方案二。3 HYPERLINK l _Toc138104146 斜坡式防波堤結(jié)構(gòu)設計斷面設計（-11.5m水深處）3.1設計條件設計水位、設計波浪要素和地質(zhì)分別依自然條件為設計依據(jù)；結(jié)構(gòu)安全等級為二級。3.2斷面尺寸的確定（1）胸墻頂高程根據(jù)防波堤設計與施工規(guī)（JTJ298-98），對于設胸墻的斜坡堤，胸墻的頂高程宜定在設計高水位以上1.01.25倍波高值處，從而，胸墻頂高程=設計高水位+（1.01.25）H13%。胸墻頂高程=設計高水位+1.25H13%=1.91+1.254.72=7.8m。另一方面，胸墻頂高程要滿足波浪爬高的

40、要求。斜坡上波浪爬高示意圖如圖3-1所示。圖3-1根據(jù)港口工程海港水文規(guī)有關(guān)規(guī)定，按波浪爬高確定胸墻頂高程如下：R=KR1HR1=K1th(0.423M)+(R1)m-K2R(M)M=1mLH12(th(2dL)-12(R1)m=K32th2dL(1+4dLsh(4dL)R(M)=1.09M3.32exp(-1.25M)式中：R為波浪爬高(m),從靜水面算起，向上為正；K為與斜坡護面形式有關(guān)的糙滲系數(shù)，扭工字塊體（安放二層）K=0.38；R1為K=1、H=1m時波浪爬高（m）；(R1)m為與斜坡的m值有關(guān)的函數(shù)；R(M)為波浪爬高函數(shù)；K1、K2、K3為系數(shù)，由規(guī)JTJ213-98中表8.2.

41、3-1確定，即K1=1.24，K2=1.029，K3=4.98。分設計高水位和極端高水位兩種情況考慮。設計高水位1.91m時（H、L、D單位為m）：H=4.72m,L=55.12m,d=設計高水位+堤前水深=1.91+11.5+0.914=14.324(m)M=1m(55.124.72)12(th214.32455.12)-12=1.775(R1)m=4.982th214.32455.121+414.32455.12sh414.32455.12=2.88R(M)=1.091.7753.32exp(-1.251.775)=0.796R1=1.24th(0.4321.775)+2.88-1.029

42、0.796=2.273（m） R=KR1H13%=0.382.2734.72=4.08胸墻頂高程 ：1.91+4.08=5.99（m） 取6（m）。極端高水位2.88m時，R=KR1H，H=4.64（m），m=2，K取0.38.L=54.65（m）,d=0.914+2.88+11.5=15.294(m),M=12(54.654.64)12(th215.29454.65)-12=1.77(R1)m=4.982th215.29454.651+415.29454.65sh415.29454.65=2.84R(M)=1.09(1.77)3.32exp(-1.251.77)=0.794R1=1.24th

43、(0.4321.77)+2.84-1.029 0.794=2.24 R=KR1H=0.382.244.64=3.95(m)胸墻頂高程： 2.88+3.95=6.83(m) 經(jīng)綜合分析比較后，確定該胸墻頂高程為6.5（m）。堤頂寬度B。按構(gòu)造要求，設計高水位時B=1.25H13%=1.254.72=5.9(m),極端高水位時B=1.25H13%=1.254.64=5.8(m),根據(jù)工藝與使用要求，有效寬度B=11(m)3.3護面塊體、墊層塊石與護底塊石設計護面塊體穩(wěn)定重量。查規(guī)得：W=0.1bH3KD(Sb-1)3cotSb=b式中：W為單個塊體的穩(wěn)定重量（t）；為塊體材料的重度（kN/m3），

44、扭工字塊體；H為設計波高，取極端高水位下的H13%，為4.64m；KD為穩(wěn)定系數(shù)，查規(guī)表4.2.5得KD=24；為海水重度（kN/m3），??；為斜坡與水平面的夾角（）cot=m=2。則有：實際施工時，取塊石的重量為4t。護面層厚度護面層厚度按下式計算：式中：h為護面層厚度（m）；為護面層塊體層數(shù)，??；C為塊體形狀系數(shù)，查規(guī)，塊石隨機安放，取C=1.2。則有3.4墊層設計墊層塊石重量墊層塊石重量取護面塊體重量的1/101/20，即0.150.3t。墊層塊石厚度墊層塊石厚度不小于下式計算的結(jié)果：式中：式中：h為墊層塊石厚度（m）；為墊層塊體層數(shù)，??；C為塊體形狀系數(shù)，查規(guī)，取C=1.0；為墊層塊石

45、重度，取=26.5 kN/m3。則有1.58）m墊層塊石厚度取為1.2m。3.5堤前護底塊石穩(wěn)定重量和厚度 堤前最大波浪底流速堤前最大波浪底流速按下式計算： 經(jīng)比較，取設計低水位0.15m下，H13%=4.27m，L=50.48m，d=12.564m。則有：護底塊石穩(wěn)定重量 根據(jù)堤前最大波浪底流速查表，宜選用60100kg的塊石。護底塊石厚度為1m。3.6關(guān)于斷面胸墻設計與穩(wěn)定性驗算胸墻的作用值包括自重力、波壓力、土壓力等，需考慮持久組合設計高水位下、持久組合極端高水位下，以與短暫組合（施工期）設計高水位下三種起主導作用的設計狀況。(1)持久組合，設計高水位時：作用分類與標準值計算,胸墻斷面受

46、力如圖3-2所示。單位長度的自重力標準值， 塊體重度取23kN/m。；。波浪力標準值：根據(jù)海港水文規(guī)（JTJ250-98）的有關(guān)規(guī)定，無因次參數(shù)、b分別按下式計算：式中：d1為胸墻前水深（m），當靜水面在胸墻底面以下時，d1為負值， ；d為堤前水深，；H為設計波高，取設計高水位下對應的H1%，為4.47m；L為對應的波長，取L=52.31m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度按下式計算：式中Kp為與和波坦有關(guān)的系數(shù)，查圖可取，代入上式胸墻上的波壓力分布高度按下式計算：式中：Kz為為與和波坦有關(guān)的系數(shù)，查圖可取，代入上式單位胸墻上的總波浪力：式中系數(shù)0.6是考慮胸墻前有塊體掩護，

47、并滿足兩排兩層時，波浪力的折減系數(shù)，下面的浮托力應同樣乘以0.6的折減系數(shù)。單位長度胸墻上浮托力標準值：，式中取0.7是考慮波浪力分布圖的折減系數(shù)。側(cè)土壓力標準值：墻后填石，則式中0.3是按規(guī)要求，當胸墻底面埋深不小于1.0m時，側(cè)填石的被動土壓力按有關(guān)公式計算時考慮的折減系數(shù)。作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩: 水平波浪力標準值對胸墻后趾的傾覆力矩浮托標準值對胸墻后趾的傾覆力矩土壓力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩圖3-2 設計高水位時胸墻受力情況(2)持久組合，考慮極端高水位單位長度的自重力標準值:胸墻斷面受力如圖所示。與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為94.3

48、kN/m。波浪力標準值: ；H取極端高水位下對應的H1%，為4.64m；L為對應的波長，取L=54.65m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度胸墻上的波壓力分布高度:單位胸墻上的總波浪力:單位長度胸墻上浮托力標準值：側(cè)土壓力標準值:與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為15.73kN/m。作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩 水平波浪力標準值對胸墻后趾的傾覆力矩浮托標準值對胸墻后趾的傾覆力矩土壓力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩圖3-3 極端高水位時胸墻受力情況(3)短暫組合（施工期），考慮設計高水位 根據(jù)規(guī)要求，對未成型的斜坡堤進行施工復核時，波高的重現(xiàn)期

49、采用25 年。單位長度的自重力標準值與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為94.3kN/m。波浪力標準值 ；H取25 年重現(xiàn)期設計高水位下對應的H1%，為3.94m（約為50 年重現(xiàn)期時對應值的0.75倍）；L為對應的波長，取L=38m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度：胸墻上的波壓力分布高度：單位胸墻上的水平波浪力標準值：單位長度胸墻上浮托力標準值：作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩水平波浪力標準值對胸墻后趾的傾覆力矩浮托力標準值對胸墻后趾的傾覆力矩圖3-4設計低水位胸墻受力情況斷面胸墻各種作用與標準值計算如表3-1計算容持久組合施工組合設計高水

50、位設計高水位極端高水位胸墻自重力標準值94.3kN/m94.3kN/m94.3kN/m無因次參數(shù)-0.338-0.203-0.483無因次參數(shù)0.42260.420.483胸墻上平均波壓力強度19.6kPa27.4kPa11.146kPa胸墻上波壓力分布高度1.38m1.66m0.387m胸墻水平波浪力標準值16.23kN/m27.3kN/m2.588kN/m波浪浮托力標準值11.5248kN/m16.1112kN/m6.55kN/m胸墻側(cè)土壓力標準值15.7329kN/m15.7329kN/m0自重力穩(wěn)定力矩153.49153.49153.49水平波浪力傾覆力矩11.222.660.5波浪浮

51、托力傾覆力矩21.5130.112.23土壓力傾覆力矩5.245.2403.7 斷面胸墻抗滑、抗傾穩(wěn)定性驗算3.7.1 斷面1胸墻抗滑、抗傾穩(wěn)定性驗算（1）沿墻底抗滑穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)的設計表達式如下：各種組合情況的計算結(jié)果如下：持久組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。持久組合極端高水位：左式右式，該情況下滿足。短暫組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。綜上，斷面胸墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。（2）斷面胸墻抗傾穩(wěn)定性驗算沿墻底抗傾穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)設計表達式如下：各種組合情況的計算結(jié)果如下：持久組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。持久組合極端高水位：左式右式，該情況下滿足。短暫

52、組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。綜上，水深11m處斷面胸墻抗傾穩(wěn)定性滿足要求。3.7.2斷面2胸墻設計與穩(wěn)定性驗算作用分類與標準值計算(1)持久組合，考慮設計高水位胸墻的作用值與考慮的荷載組合同上，胸墻斷面圖和上一個斷面一樣。單位長度的自重力標準值。波浪力標準值胸墻前深 ；堤前水深；H取設計高水位下對應的H1%，為3.15m；L為對應的波長，取L=30.574m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度胸墻上的波壓力分布高度單位胸墻上的總波浪力單位長度胸墻上浮托力標準值側(cè)土壓力標準值墻后填石，則作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩：水平波浪力標準值

53、對胸墻后趾的傾覆力矩：浮托標準值對胸墻后趾的傾覆力矩：土壓力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩：(2)持久組合，考慮極端高水位胸墻的作用值與考慮的荷載組合同上單位長度的自重力標準值與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為94.3kN/m。波浪力標準值 ；H取極端高水位下對應的H1%，為3.38m；L為對應的波長，取L=32.82m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度胸墻上的波壓力分布高度單位胸墻上的總波浪力：單位胸墻上波浪浮托力標準值：側(cè)土壓力標準值：與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為15.73kN/m。作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩水平波浪力標準值對胸

54、墻后趾的傾覆力矩浮托標準值對胸墻后趾的傾覆力矩土壓力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩(3)短暫組合（施工期），考慮設計高水位胸墻的作用值與考慮的荷載組合同上根據(jù)規(guī)要求，對未成型的斜坡堤進行施工復核時，波高的重現(xiàn)期采用25 年。單位長度的自重力標準值與持久組合，考慮設計高水位時一樣，為94.3kN/m。波浪力標準值胸墻前深 ；堤前水深；H取設計高水位下對應的H1%，為3.15m；L為對應的波長，取L=30.574m。代入上式，則滿足，則波峰作用時胸墻上的平均壓力強度胸墻上的波壓力分布高度單位胸墻上的總波浪力水平波浪浮托力作用標準值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標準值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩水平波浪力標準值對

55、胸墻后趾的傾覆力矩浮托力標準值對胸墻后趾的傾覆力矩故斷面胸墻各種作用與標準值計算見下表所示。斷面胸墻各種作用與標準值計算如表3-2計算容持久組合施工組合設計高水位設計高水位極端高水位胸墻自重力標準值94.3kN/m94.3kN/m94.3kN/m無因次參數(shù)-0.55-0.313-0.55無因次參數(shù)0.480.480.48胸墻上平均波壓力強度3.1kPa5kPa3.1kPa胸墻上波壓力分布高度0.304m0.494m0.304m胸墻水平波浪力標準值0.565kN/m1.482kN/m0.565kN/m波浪浮托力標準值1.8228kN/m2.94kN/m1.8228kN/m胸墻側(cè)土壓力標準值15.

56、73kN/m15.73kN/m0自重力穩(wěn)定力矩153.49153.49153.49水平波浪力傾覆力矩0.085880.3660.08588波浪浮托力傾覆力矩3.45.4883.4土壓力傾覆力矩5.245.240斷面胸墻抗滑穩(wěn)定性驗算沿墻底抗滑穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)的設計表達式如下：各項系數(shù)的取值同上一個斷面。則各種組合情況的計算結(jié)果如下：持久組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。持久組合極端高水位：左式右式，該情況下滿足。短暫組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。綜上，斷面胸墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。斷面胸墻抗傾穩(wěn)定性驗算沿墻底抗傾穩(wěn)定性的承載能力極限狀態(tài)設計表達式如下：各種組合情況的計算結(jié)

57、果如下： 持久組合設計高水位：左式右式，該情況下滿足。 持久組合極端高水位：左式右式，該情況下滿足。 短暫組合設計高水位：左式1.1滿足要求。表3-3港側(cè)計算結(jié)果土條iLiCkiCki LikibiWkiqkiWki+qki(qkibi+wki)cositanki(qkibi+wki)sini1-324.5217.076.8415.5440.35040.3512.7621-24.44322-253.4117.057.9715.53.2120.450120.4524.1006-56.70023-193.5517.060.3515.53.4155.130155.1334.1768-48.10324

58、-134.3217.073.4415.54.2188.370188.37487.3452-51.28245-26.290.000.0028.06.2877.650877.65577.6413-46.35266116.230.000.0028.05.5900.150900.15580.2211201.77257213.050.000.0028.03.0724.240724.24404.0635280.75278283.810.000.0028.03.2733.450733.45370.3014360.23219325.717.096.915.54.5650.230650.23430.243352

59、0.952710366.2317.0105.9115.55.1493.750493.75381.9403421.511511384.50.000.00453.2335.640335.64160.7634356.2845471.413463.5591914.6244圖3-6 港外側(cè)土條劃分最危險截面的選取以與土條劃分如圖，計算過程見表3-4土條iLiCkiCki LikibiWkiqkiWki+qki(qkibi+wki)cositanki(qkibi+wki)sini1538.000.00.00455.5235.050235.05152.2527304.42342458.510.00.0045

60、6.23314.150314.15600.0415736.05653375.410.00.00453.52533.030533.03785.0302673.01324315.3217.090.4415.54.77668.270668.27194.6370375.26145202.9717.050.4915.52.51750.870750.87282.3773435.80556152.7117.046.0728.02.62713.850713.85232.5064182.4154753.240.00.0028.03.26290.330290.33156.56500.0000806.420.00.