不同护面形式下复式海堤的波浪爬高试验研究*

复式海堤作为重要的护岸基础设施,能够保护海岸免受潮流和波浪侵蚀。通过物理模型试验,研究不同块体护面复式海堤对波浪爬坡高度的影响,发现：1）三向孔块体护面下的爬坡高度最小,单向孔块体护面下次之,光滑护面下最大。2）对于同一块体护面,随着入射波波高或周期的增大,爬坡高度总体上逐渐增大。3）采用Wave Overtopping of Sea Defences Structures and Related Structure Assessment Manual（简称EurOtop）规范中波浪爬高经验公式推算不同块体护面的糙渗系数,评估不同块体护面消减波浪爬高的性能,三向孔块体结构在实际海岸工程中具有较好的应用价值。     

国内外斜坡式海堤平均越浪量计算方法的对比分析

介绍了国外常用的EurOtop(2007)中平均越浪量的计算方法,结合国内《海港水文规范》及国内专家学者提出的计算方法进行对比分析,并通过实际工程案例情况进行验证比较,得出了EurOtop(2007)中关于斜坡式海堤平均越浪量的计算方法考虑的影响因素更加全面、相对更具参考价值的结论。     

糙渗系数不同的复合式斜坡堤波浪爬高计算

斜坡式海堤在正向规则波作用下的波浪爬高可按单一坡度进行计算,计算出累计频率为1%的爬高,在通过换算系数KF进行换算,得出不同累积频率的波浪爬高,从而确定斜坡堤堤顶高程。对带有平台的复合式斜坡堤的波浪爬高计算,可先确定该断面的折算坡度系数me,再按坡度系数为me的单坡断面确定其爬高。在实际工程中,带有平台的复合式斜坡堤上坡和下坡为不同护面结构,不同护面结构的糙渗系数不同,规范中公式不再适用,通过多种不同方式进行计算比对,得出较为合理的综合糙渗系数K?e进行波浪爬高计算,实现确定堤顶高程的目的。     

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考.     

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考。     

国内外斜坡式防波堤越浪量计算方法比较

国内外斜坡式防波堤越浪量计算方法不同,选择合适的计算方法来准确计算与评估斜坡式防波堤越浪量非常必要。依托某海外集装箱码头扩建项目防波堤工程,详细介绍了国内外常用的防波堤越浪量计算方法,并结合2D防波堤越浪量物理模型试验,就各个计算方法计算值与试验结果进行了比较分析。结果显示:欧标中EurOtop (2016)在计算斜坡堤越浪量时具有更好的适应性,平均值方法较试验值偏小、设计评估方法较试验值偏大;而美国CEM方法和日本OCDI方法与试验结果相差较大。研究结果可为斜坡式防波堤设计与施工期安全评估提供参考。     

低桩承台直立结构波浪爬高与越浪量

针对国内规范缺乏直立式海堤波浪爬高和越浪量计算方法的问题,以深圳机场三跑道海堤设计断面为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪爬高与越浪量,分析了波浪周期、堤顶超高、防浪墙挑檐宽度等影响因素与波浪爬高和越浪量的关系。采用最小二乘回归方法拟合,得出直立式海堤波浪爬高计算方法。运用多元线性回归方法拟合,得出直立式海堤越浪量计算方法。将越浪量计算值与试验值进行比较,表明两者具有较好的相关关系。     

境外人工岛护岸挡墙波浪力计算方法实践应用

挡墙是斜坡式护岸的重要组成部分，用来减少波浪对后方回填陆域的影响。作为挡墙稳定性的决定因素，波浪力的计算一直是实际工程中研究和探讨的热点。以东南亚某大型人工岛工程斜坡式护岸为例，分析国际规范Coastal Engineering Manual和The Rock Manual提出的3种被广泛应用的挡墙波浪力计算方法，以及最新研究的采用越浪量计算挡墙波浪力的方法，对比这4种方法的计算结果、特点和适用范围，并对比分析本工程二维模型试验结果和以上4种方法的计算结果。结果表明，Pedersen公式与实测结果一致性较好，可供类似工程参考。     

涌浪条件下斜坡式防波堤越浪量的对比分析

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,涌浪对防波堤的作用未得到全面认识。越浪量一直是斜坡堤设计中需要重点考虑的问题,其直接关系到结构的安全和使用。以某一具体港口防波堤工程为例,对其防波堤进行了波浪断面和局部整体试验,研究涌浪作用下斜坡堤(单坡、无挡浪墙)的平均越浪量,并与计算结果进行对比分析。研究结果表明:1)断面试验和局部整体试验结果表明斜坡堤越浪量随着波浪周期的增大而增大,而国内规范公式计算结果随着波浪周期的增大而减小。2) EurOtop公式越浪量计算结果不考虑波浪周期的影响; ANN(人工神经网络)方法越浪量计算结果也随着波浪周期的增大而增大。3)总体上,ANN方法越浪量计算结果与物理模型试验结果的吻合程度均明显好于国内规范公式和EurOtop公式计算结果。     

海堤护面型式对波浪爬高和越浪的影响

在海堤护面设计中,通常在满足稳定的基础上,还希望通过采用适当的护面型式来减少波浪的爬高和越浪量,以降低堤顶高程,减少工程造价。通过具体工程不同护面型式波浪爬高和越浪试验,提出斜坡上波浪爬高和越浪量不仅与护面类型有关,还与护面消浪结构所处位置有关,可供工程设计参考。     

带反弧角的直立堤平均越浪量计算方法比较

反弧角对降低平均越浪量有良好效果,但不同的文献和规范给出的相关计算方法存在差异。根据国内外学者基于三维波浪模型的试验成果以及相关的规范、文献,并结合实际工程的物模试验,对带反弧角直立式堤平均越浪量的各种计算方法进行分析比较。结果表明,Eur Otop法适用性广且结果贴近试验值,CEM法公式简单且结果保守,可为类似的港口工程提供参考。     

国内外无填料振冲间距的设计原则对比

目前有关无填料振冲密实法相关原理和工程应用已有很多,但有关无填料振冲国内外标准的对比分析几乎没有。针对无填料振冲密实法在国内外标准设计条文的差异性,选取英国CIRIA协会标准C573、英国ICE协会标准、美国国防部军工手册和中国港口工程地基行业规范,对4种常用设计规范的条文进行对比分析。结果表明,英国CIRIA协会标准和美国国防部军工手册均提供较详细设计表格,指导性强;而中国港口标准和英国ICE协会标准则仅提供原则性规范和具体数值范围。同时基于科威特LNGI工程项目,比较不同间距设计方法在同一设计密实度要求下的差异性,为国内完善无填料振冲设计规范和工程应用提供参考。     

中外规范高桩结构波浪浮托力对比

国际工程中,波浪对海港高桩码头结构浮托力的计算至关重要,但各国规范中对波浪浮托力的计算方法不尽相同。国际上普遍较认可欧美等国际标准,或者采用当地标准,为了在国际工程中更好地推广中国规范,往往需要采用多种规范对比分析。根据中国行业规范及手册,结合具体工程实例,对比英国、美国、日本、ISO、国际航运协会标准等常用的国外规范。此外,结合工程常用的几种不同波浪特征周期条件,分析了中等水深和较深水深下,波浪总浮托力与结构底部高出静水面高度与设计波高比值之间的关系;根据不同计算方法,分析不同水深不同周期下波浪浮托力的差异和特点,提出了海外工程的使用建议。     

我国规范与美国《海岸工程手册》风浪后报计算的差异*

在缺少海洋水文观测资料的情况下,利用风浪后报推算设计波浪参数是工程上常用的方法。探究了我国现行《海港水文规范》中“深水风浪要素计算图解法”诺谟图存在的缺陷,并与美国工兵团新版《海岸工程手册》的波浪图解 后报方法进行了比较分析,所得结论对于我国海岸与近海工程的波浪后报计算具有重要参考意义。     

悬链浮筒式多点系泊设计

悬链浮筒式多点系泊(MBM)是油船常见的一种离岸系泊方式。针对浮筒式多点系泊设计的适用规范、平面布置、波浪荷载、系缆分析等基本设计问题进行论述,采用国内外规范对比研究、OPTIMOOR软件模拟、工程项目案例研究等方法,给出MBM系泊设计的平面基本布局、船舶荷载计算方法、系缆分析方法。结果表明,利用OPTIMOOR作为动态模拟分析软件,采用频域分析的方法可以有效地对浮筒式多点系泊设计进行设计与优化。     

长周期波浪冲击下胸墙受力试验

以长周期波浪冲击下斜坡式结构顶部胸墙为研究对象,通过物模试验研究其波浪荷载,并与中国规范和美国CEM手册的计算结果进行对比。在此基础上,进行孤立胸墙的验证试验。结果表明,中国规范和美国CEM手册所采纳的经验公式,均未充分体现长周期波浪破碎对胸墙受力的影响;两种方法的计算结果较为接近,但与物模试验结果差异较大。试验结果相当于规范结果的5倍。因此,在进行长周期波海区工程设计时,应特别注意长周期波浪对胸墙的破碎冲击作用,不能仅用规范公式进行计算,应按规范要求进行物理模型试验。     

码头可作业率的全过程分析法

码头可作业率决定着码头建成后的通过能力,对工程设计至关重要。在国际工程中,业主和咨询工程师通常会对码头可作业率提出明确的要求。但是,国内项目对于码头可作业率的要求相对模糊。通过对国内码头可作业天数分析方法的调查,发现国内通常采用简单的统计叠加分析法,根据船舶作业标准的限值扣除不同因素(如:风、浪、流等)影响码头可作业的天数来计算码头可作业率。该方法不够精确。因此,结合国际实际工程,以液化天然气码头为例,介绍码头可作业率的全过程分析法,阐述全过程分析法及其重点和难点,为码头通过能力的核算提供参考。     

中外钢管桩内力验算方法对比

钢管桩作为一种多轴对称的钢结构,性能稳定,受力机理相对明确,在国内外港口工程中主要用于高桩码头的基础结构和板桩码头的主体结构。通过对比研究国标、欧标、美标API和美标AISC共4种国内外规范对于钢管桩内力验算方法,探究4种规范验算方法的差异性,为海外港口工程钢管桩内力验算方法选取提供参考建议。以某港口高桩墩台结构为例对比4种规范钢管桩内力验算方法,结果表明:1) AISC规范计算结果最小,即其充分考虑发挥结构的性能,偏安全。2)欧标计算的结果最大,相对保守。3)国标和API规范计算结果介于AISC规范和欧标之间。     

中欧重力式码头结构设计方法比较

重力式码头是一种常规码头结构形式,世界各国设计方法各有不同。综合对比分析中国港口工程规范和欧标(英标)对重力式码头结构设计的理论基础、计算参数、荷载组合、抗倾抗滑稳定验算和地基承载力验算等。结合算例,定量对比计算方法的差异,提出采用欧标进行重力式码头设计时须加以关注的方面。结果表明欧标(英标)计算方法总体偏于严格,尤其当采用土体强度考虑分项系数的验算方法时。