【正文】 港內(nèi)波況計算分析結(jié)果，南、北兩條防波堤建成后，港內(nèi)波況得到明顯改善，在各種工況情況下，碼頭及護岸前承受的 H13%波浪力均小于 ， 270HP 碼頭前承受的波浪力最大，其重現(xiàn)期 50年一遇的設(shè)計波要素如下： 極端高水位， H1%=， H13%=， L=， T= 極端低水位， H1%=， H13%=， L=， T= 設(shè)計高水位， H1%=， H13%=， L=， T= 河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 10 設(shè)計低水位。 H1%=， H13%=， L=54。 2m， T= 泥沙 根據(jù)實地調(diào)查，該港址海岸比較穩(wěn)定，未見表層泥沙或岸線向前推移現(xiàn)象。由于本港區(qū)附近沒有河流，六道灣南北側(cè)分別有六道角、神島和鶯歌鼻阻擋，因此避免了河流挾帶泥沙及鄰近岸灘泥沙造成淤積的可能。在本港區(qū)可能造成泥沙運動的主要動力因素是波浪，近岸破碎波產(chǎn)生的沿岸流帶動泥沙順岸移動。其次是海流作用，但六道灣為砂質(zhì)海岸，海灣成弧狀，且灣度較淺，由于落潮流較大，灣內(nèi)泥沙不 易產(chǎn)生淤積現(xiàn)象。 2． 4 地質(zhì) 具體見 海南有色長勘勘察院《海南省高速公路有限責任公司三亞中心漁港擴大初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察報告書》（ 2021年 5月） 地震 三亞地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加速度值 ，設(shè)計特征周期 秒（ III類場地），設(shè)計地震分組為第一組，故 不需要進行抗震計算。 河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 11 第三章 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及建設(shè)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)投資及維護費用大小和長遠發(fā)展，是某些海港總平面布置的關(guān)鍵性工作。 ： 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(yīng)滿足允許作業(yè)波高值。 ② 防波堤所圍成的水域應(yīng)有足夠的面積和水深，供船舶在港內(nèi)航行、調(diào)頭、停泊以及布置碼頭岸線。 ③ 防波堤所包圍的水域要適當留有發(fā)展余地，應(yīng)盡可能顧及到港口發(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內(nèi)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、沙洲及其他不大的水深中，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內(nèi)泊穩(wěn)條件的因素。 原則 ① 防波堤軸線布置應(yīng)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 120176。～ 180176。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范圍內(nèi)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。 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的布置對港口使用及將來的河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 12 發(fā)展影響較大。因此： ① 口門位置應(yīng)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 4～ 6kn，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 流。 ④ 口門軸線適應(yīng)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寬度早任何情況下不宜小于設(shè)計船長，并應(yīng)很好研究預(yù)測本港極限尺度船型的船長。 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，增強港內(nèi)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。 防波堤布置方案及比 選 波浪在行近過程中遇到建筑物，除發(fā)生波浪反射現(xiàn)象外，部分繼續(xù)傳播，是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。 影響波浪繞射規(guī)律主要為人工建筑物的布局，為此六道灣漁港防波堤平面布置方案， 特別是口門布 置方案的不同，直接關(guān)系到港內(nèi)波浪繞射后波高的分布和大小。 由于六道灣港區(qū)周邊 SEN向均為岸線環(huán)抱，為了使港內(nèi)水域及碼頭獲得較好的掩護條件，六道灣漁港防波堤采用雙突堤的布置型式。有雙突堤組成的口門后各點的繞射系數(shù)顆通過計算或查圖求得，繞射系數(shù) dK 以下列函數(shù)形式表示： ?????? ??? LBffK d ?? （ 31） 式中： f 為底摩擦系數(shù)， ? 為海水密度， B為口門寬度， L為入射波波長， ? 為堤后某點同口門中點的連線與通過口門中點的波向線間的夾角。 河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 13 則港內(nèi)水域某處的波高值為： 0HKH d ?? （ 32） 式中： 0H 為入射波高。 六道灣防波堤的布置設(shè)計了三種方案，針對這三種平面布置型式，計算了港內(nèi)水域波浪繞射系數(shù) dK 的分布情況，分述如下： 方案一： 如圖 ， 口門朝向 NW向，口門寬 200m。南大堤堤頭位于 13m等深線處，北大堤堤頭位于 11m等深線處，口門中心位于 12m等深線處。 圖 防波堤平面布置方案 一 六道灣港區(qū)常風向為 ENE，強風向為 WSW,因為南大堤基本把 SSW向波浪掩護住，口門主要受 WSW向波浪的影響，因此，該方案的優(yōu)點為口門水深較大，船只進出回旋區(qū)域較大 。 與強風向、波浪夾角過大，船體受其作用較大，對漁船進出口門不利。從波浪 繞射計算結(jié)果看，由于 WSW向波浪可進入港內(nèi)，南大堤堤后波浪左右較大，但港內(nèi)東邊岸線前沿波浪也較河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 14 大，波浪繞射系數(shù)基本在 ，整個碼頭規(guī)劃岸線中 K4小于 400m。 方案二： 如圖 ， 在方案一的基礎(chǔ)上，將南大堤向北偏轉(zhuǎn) 50，雙突堤口門朝向裝相 NNW向，口門寬仍為 200m。 圖 防波堤平面布置方案 二 從 港 內(nèi)波浪繞射圖可知，由于口門向北偏轉(zhuǎn)，使 WSW 向波浪對港內(nèi)岸線的影響大大減小，防波堤后波浪作用得到較大的改善， K4線基本上小于 ，東邊岸線的 K4均小于 ，區(qū)域部分在 ，南大堤堤頭位于 12m 等深線，北大堤位于 ，口門中央位于 11m等深線。 該方案改善了港內(nèi)泊穩(wěn)條件，南防波堤堤后，特別是防波堤中部和根部的波浪大大減少，同時基本上避免了 WSW主要波向?qū)Ω蹆?nèi)的傳播，船只進出口門時受風浪影響較大，口門水深也較大，但相應(yīng)減小了部分水域面積，主要是堤頭部分的深水區(qū)。 方案三： 如圖 5， 在方案二的基礎(chǔ)上，將口門向北移動，南大堤延長 100m 左右，北大河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 15 堤縮短 100m， 口門方向同方案二。 圖 防波堤平面布置方案 三 該方案主要基于盡可能減少港內(nèi)波浪的考慮。 東邊岸線 Kd 基本小于 ，但是口門距北岸太近不足 500m，對船只進出回旋造成不便。 根據(jù)以上分析，本次設(shè)計使用方案二。 河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 16 第四章 防波堤結(jié)構(gòu)型式比選 斷面型式有兩個方案。 方案一：帶防浪墻斜坡式結(jié)構(gòu)，外側(cè)護面塊體設(shè)置戧臺。戧臺上護面為安放一層扭王字塊體，戧臺及以下為安放二層扭工字塊體。 方案二：帶防浪墻斜坡式結(jié)構(gòu)，外側(cè) 護面無戧臺。護面為安放一層扭王字塊體一坡到底。與方案一區(qū)別之處為，取消戧臺，增加越浪量，堤頂高程因 此增加到與防浪墻頂標高一致。 兩個方案的比較如下表 : 表 兩種斜坡式方案結(jié)構(gòu)的比較 結(jié)構(gòu)特點 主要優(yōu)點 主要缺點 方案（一） 斜坡式 外側(cè)帶戧臺為梯形斷面；用人工硂塊體拋筑而成；波浪作用時波能在坡面上大部分被吸收或消散。 結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，有較高的整體穩(wěn)定性，使用于不同的地基，可以就地取材，破壞后易于修復 耗費的石料用量大，堤內(nèi)側(cè)不能直接兼做碼頭。投資高于（二）。 方案（二） 斜坡式 外側(cè)不帶戧臺的梯形斷面，結(jié)構(gòu)特點基本同方案（ — ）。 人工塊體較少，施工簡單，投資較省。 波浪爬高大，相 應(yīng)堤頂增高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不如方案（一），對爆破擠淤堤腳要求高。 結(jié)合上表的分析，本次設(shè)計采用方案（一） 河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 17 第五章 防波堤斷面設(shè)計 D 斷面 設(shè)計 （ ） 設(shè)計水位、設(shè)計波浪要素和地質(zhì)分別依自然條件為設(shè)計依據(jù)；該地區(qū)地震基本烈度為 7度；結(jié)構(gòu)安全等級為二級。 ．斷面尺寸的確定 （ 1） 胸墻頂高程 根據(jù)《防波堤設(shè)計與施工規(guī)范》（ JTJ29898），對于設(shè)胸墻的斜坡堤，胸墻 的頂高程宜定在設(shè)計高水位以上 ～ ，從而，胸墻頂高程 =設(shè)計高水位 +（ ～ ）H13%=+（ ～ ） =（ ～ ） m。 另一方面，胸墻頂高程要滿足波浪爬高的要求。斜坡上波浪爬高示意圖如圖 。 圖 波浪爬高示意圖 根據(jù)《海港水文規(guī)范》（ JTJ25098）的有關(guān)規(guī)定，正向規(guī)則波的爬高按下列公式計算： HRKR 1?? （ 51） ? ? )()()4 2 ( 2111 MRKRMthKR m ??? （ 52） 2/12/1 )2()(1 ?? LdthHLmM ? （ 53） )/4 /41(22)( 31 Ldsh LdLdthKR m ??? ?? （ 54） ) x p ()( MMMR ?? （ 55） 式中： R為波浪爬高（ m），從靜水面算 起，向上為正； ?K 為與斜坡護面結(jié)構(gòu)型式有關(guān)河海大學 2021 屆學生畢業(yè)設(shè)計 交通學院、海洋學院 18 的糙滲系數(shù)，選取扭工子塊（安放二層） ?K =； R1為 ?K = H=1m時的波浪爬高（ m）；（ R1） m為與斜坡的 m值有關(guān)的函數(shù)； R(M)為爬高函數(shù)； K K K3為系數(shù)，由規(guī)范可確定 K1=，K2=， K3=。分設(shè)計高水位和極端高水位兩種情況考慮。 1）設(shè)計高水位 可查得對應(yīng)的堤前波要素，設(shè)計高水 位下，對應(yīng)的 H13%=， L=，d=+=。取坡度為 1： ，則有 ) () ( 1)2()(1 2121