【正文】 1%=， H13%=， L=， T= 設(shè)計(jì)高水位， H1%=， H13%=， L=， T= 河海大學(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)院 10 設(shè)計(jì)低水位。 2m， T= 泥沙 根據(jù)實(shí)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。在本港區(qū)可能造成泥沙運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿σ蛩厥遣ɡ?，近岸破碎波產(chǎn)生的沿岸流帶動(dòng)泥沙順岸移動(dòng)。 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(zé)任公司三亞中心漁港擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)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(jì)基本地震加速度值 ，設(shè)計(jì)特征周期 秒（ III類場地），設(shè)計(jì)地震分組為第一組，故 不需要進(jìn)行抗震計(jì)算。防波堤布置的合理與否，直接影響港口營運(yùn)、固定資產(chǎn)投資及維護(hù)費(fèi)用大小和長遠(yuǎn)發(fā)展，是某些海港總平面布置的關(guān)鍵性工作。 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。 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(fēng)方向港內(nèi)自生波浪對泊穩(wěn)條件的影響。 ⑥ 從口門進(jìn)港的波浪，遇堤身反射，反復(fù)干擾亦是惡化港內(nèi)泊穩(wěn)條件的因素。 ② 防波堤軸線轉(zhuǎn)彎時(shí)折角宜在 120176。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。 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(shí)軸線稍加移動(dòng)，可減少大量的地基處理費(fèi)用。若船舶進(jìn)出港方便，海岸泥沙不活躍，采用側(cè)向式可避免強(qiáng)浪直射碼頭，為碼頭布置有更多靈活性創(chuàng)造條件。因此： ① 口門位置應(yīng)盡可能位于防波堤突出海中最遠(yuǎn)、水深最大的地方，方便船舶進(jìn)入。 ③ 船舶進(jìn)出口門，航行安全是重要的。 ④ 口門軸線適應(yīng)船舶航行安全是首要的，使從口門進(jìn)入的波能盡可能少，以維持水域泊穩(wěn)要求也是重要的?？陂T寬度早任何情況下不宜小于設(shè)計(jì)船長，并應(yīng)很好研究預(yù)測本港極限尺度船型的船長。兩個(gè)口門可以 大小船分開進(jìn)出等，增加運(yùn)行的靈活性。在船舶周轉(zhuǎn)量大的港口，要核算一下口門的通過能力。 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。有雙突堤組成的口門后各點(diǎn)的繞射系數(shù)顆通過計(jì)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(diǎn)同口門中點(diǎn)的連線與通過口門中點(diǎn)的波向線間的夾角。 六道灣防波堤的布置設(shè)計(jì)了三種方案，針對這三種平面布置型式，計(jì)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。 圖 防波堤平面布置方案 一 六道灣港區(qū)常風(fēng)向?yàn)?ENE，強(qiáng)風(fēng)向?yàn)?WSW,因?yàn)槟洗蟮袒景?SSW向波浪掩護(hù)住，口門主要受 WSW向波浪的影響，因此，該方案的優(yōu)點(diǎn)為口門水深較大，船只進(jìn)出回旋區(qū)域較大 。從波浪 繞射計(jì)算結(jié)果看，由于 WSW向波浪可進(jìn)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(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)院 14 大，波浪繞射系數(shù)基本在 ，整個(gè)碼頭規(guī)劃岸線中 K4小于 400m。 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。 方案三： 如圖 5， 在方案二的基礎(chǔ)上，將口門向北移動(dòng)，南大堤延長 100m 左右，北大河海大學(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)院 15 堤縮短 100m， 口門方向同方案二。 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(jìn)出回旋造成不便。 河海大學(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)院 16 第四章 防波堤結(jié)構(gòu)型式比選 斷面型式有兩個(gè)方案。戧臺(tái)上護(hù)面為安放一層扭王字塊體，戧臺(tái)及以下為安放二層扭工字塊體。護(hù)面為安放一層扭王字塊體一坡到底。 兩個(gè)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(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn) 主要缺點(diǎn) 方案（一） 斜坡式 外側(cè)帶戧臺(tái)為梯形斷面；用人工硂塊體拋筑而成；波浪作用時(shí)波能在坡面上大部分被吸收或消散。投資高于（二）。 人工塊體較少，施工簡單，投資較省。 結(jié)合上表的分析，本次設(shè)計(jì)采用方案（一） 河海大學(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)院 17 第五章 防波堤斷面設(shè)計(jì) D 斷面 設(shè)計(jì) （ ） 設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)波浪要素和地質(zhì)分別依自然條件為設(shè)計(jì)依據(jù)；該地區(qū)地震基本烈度為 7度；結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。 另一方面，胸墻頂高程要滿足波浪爬高的要求。 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(jì)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(hù)面結(jié)構(gòu)型式有關(guān)河海大學(xué) 2021 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 交通學(xué)院、海洋學(xué)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(shí)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=。 1）設(shè)計(jì)高水位 可查得對應(yīng)的堤前波要素，設(shè)計(jì)高水 位下，對應(yīng)的 H13%=， L=，d=+=。 2）極端高水位 可查得對應(yīng)的堤前波要素，極端高水位下，對應(yīng)的 H13%=， L=，d=+=。 經(jīng)過分析比較， 允許少量越浪， 取該胸墻頂高程為 。 根據(jù)工藝及使用要求， 堤頂取兩車道，故 有效寬度 B′ =9m，所以堤頂寬度為 9m （ 3）護(hù)面塊體、墊層塊石 ①單個(gè)護(hù)面塊體穩(wěn)定重量 根據(jù)《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（ JTJ29898），單個(gè)護(hù)面塊體穩(wěn)定重量可按下式計(jì)算： ?? ctgSK HW bD b 33)1( ?? （ 56） ??bbS ? （ 57） 式中： W 為單個(gè)塊體的穩(wěn)定重量（ t）； b? 為塊體材料的重度（ kN/m3），扭工字塊體3/23 mkNb ?? ； H為設(shè)計(jì)波高，取極端高水位下的 H13%，為 3m； KD為穩(wěn)定系數(shù)，查規(guī)范表 KD=24； ? 為海水重度（ kN/m3），取 3/ mkN?? ； ? 為斜坡與水平面的夾角（176。則有： tc t gSK HWbDb 2324)1( 3333 ???????? ??????? ?? 實(shí)際施工時(shí)，取塊石的重量為 4t。則有 mWhb )( 3/13/1 ??????? ?????? ? ③墊層設(shè)計(jì) ?。|層塊石重量 墊層塊石重量取護(hù)面塊體重量的 1/10～ 1/20，即101(4?～ ?)201～ 。則有 ()( 3/13/1 ??????? ?????? WWhb?～ ） m 墊層塊石厚度取為 。則有 smshL dshgLHV /4m a x ???????? ?? ??? ? ②護(hù)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 60～ 100kg的塊石。 ． 關(guān)于 D斷面胸墻設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 1）作用分類及標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)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(shè)計(jì)高水位下、持久組合極端高水位下，以及短暫組合（施工期）設(shè)計(jì)高水位下三種起主導(dǎo)作用的設(shè)計(jì)狀況 。 (ⅰ )單位長度的自重力標(biāo)準(zhǔn)值， 塊體重度取 23kN/m。 (ⅱ )波浪力標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)《海港水文規(guī)范》（ JTJ25098）的有關(guān)規(guī)定，無因次參數(shù)ξ、ξ b分別按下式計(jì)算： LHHddd??21 ????????????? （ 511） ?????? ?? LHb? （ 512） 式中： d1 為胸墻前 水深（ m），當(dāng)靜水面在胸墻底面以下時(shí)， d1 為負(fù)值，md )(1 ????? ； d為堤前水深， md 5 8 8 ??? ； H為設(shè)計(jì)波高，取設(shè)計(jì)高水位下對應(yīng)的 H1%，為 ； L為對應(yīng)的波長，取 L=。 浮托力 mkNpbPu / ?????? ?，式中μ取 力分布圖的折減系數(shù)。 （ⅳ）作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩 mmkNM G /)( ???????? 水平波浪力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩 mmkNZdpM p /)( ??????? 浮 托標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩 mmkNbPM uu /)( ??????? 土壓力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩 mmkNhEM bE /)( ?????? ② 持久組合，考慮極端高水位 胸墻斷面 受力 圖如 附 4所示。 （ⅱ）波浪力標(biāo)準(zhǔn)值 md )(1 ????? ； md 5 8 8 ??? ； H 取極端高水位下對應(yīng)的 H1%，為 ； L為對應(yīng)的波長，取 L=。 （ⅳ）作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的穩(wěn)定或傾覆力矩 自重力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩 mmkNM G /)( ?? 水平波浪力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩 mmkNZdpM p /)( ??????? 浮托標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的傾覆力矩 mmkNbPM uu /)( ??????? 土壓力標(biāo)準(zhǔn)值對胸墻后趾的穩(wěn)定力矩 mmkNhEM bE /)( ???? ③ 短暫組合（施工期），考慮設(shè)計(jì)高水位 胸墻斷面 受力 圖如 附 5所示。 （ⅰ）單位長度的自重力標(biāo)準(zhǔn)值 與持久組合，考慮設(shè)計(jì)高水位時(shí)相同，為 。代入上式，則 21 ?????????????? ??????????????? ???? LHHddd ??????? ???????? ?? LHb? 滿足 b??? ，則波峰作用時(shí)胸墻上的平均壓力強(qiáng)度 k P aHKp p ?????? ? 胸墻上的波壓力分布高度 mthKL dH t hZd