透空式上部结构开孔沉箱码头波浪反射系数与波峰面高度试验研究*

通过波浪断面物理模型试验,测得开孔沉箱结构码头在不规则波作用下的波浪反射系数和码头前沿波峰面高度.采用单因次分析法,在研究开孔沉箱基本结构对反射系数的主要影响基础上,着重探讨透空式上部结构对反射系数的影响;同时采用同样的方法研究波峰面高度的影响因子.最终拟合出这两个物理量的简化计算式,并用理论方法对波峰面高度的拟合公式加以验证且建立了其与反射系数之间的关系,为工程设计提供参考.     

日照港石臼港区港内泊稳条件优化研究

为提高日照港石臼港区扩建码头工程的港内泊稳条件,根据波浪断面物理模型试验研究分析不同结构码头反射系数的基础上,采用MIKE21-BW模块建立了港区波浪传播数学模型,针对码头不同结构形式和不同平面布置这两个主要因素,模拟了2 a一遇设计高水位条件下港内的波高分布,研究了不同方案组合下的港内泊稳条件。结果表明:采用复合结构断面形式且在条件允许情况下五期码头南移可有效改善港内泊稳条件。     

沉箱开孔形式对波浪反射的影响试验研究

为了降低码头前沿的波浪反射作用、改善船舶靠泊作业的泊稳条件,开孔沉箱越来越多地被应用在直立码头工程中,但相关行业规范尚缺少对沉箱开孔形式的系统性说明。以大连港大窑湾港区四期工程为例,通过物理模型试验,重点分析不同沉箱开孔形式对不规则波作用下码头前沿波高反射系数的影响。结果表明：短周期波浪通常比设计波浪情况下的反射系数要小;试验断面的消浪性能在设计低水位附近最为理想;沉箱胸墙设置消浪腔对减小断面波浪反射的效果不明显;波浪反射系数主要取决于开孔率。     

开孔沉箱码头结构形式对消浪效果的影响

开孔沉箱不同的上部结构形式及开孔位置,对自身的消浪效果均有明显的影响.通过两种开孔沉箱码头的结构形式在波浪作用下实测的堤前波浪反射系数,进一步证实了相互间的关系.     

石化码头墩台结构波浪力研究

海上栈桥式码头的上部一般由置于静水面以上的带有纵横梁水平面板构成,为估算作用于结构上的波浪力,已有相当多的理论和试验研究,提出许多波浪力和相应的压强分布经验公式。然而,由于影响因素非常复杂,且工程梁系结构多变,因此通过模型试验来确定梁系结构等的波浪上托力和水平力是十分必要的。利用物理模型试验,测定了厦门港海沧港区石化码头结构在不同水位波浪组合情况下码头平台、墩台和桩基上的波浪力,并且得到了设计部门的实际采用。     

波浪与非透空梳式防波堤作用的试验研究

对不规则波浪作用下的非透空梳式防波堤结构进行了物理模型试验研究.试验分析了非透空梳式防渡堤结构表面波浪压强的分布规律及工程危险水位;为寻求消减翼板波浪压强的工程解决方案,进而对3类改进的非透空梳式防波堤结构翼板上的波浪压强分布和堤前波浪反射系数进行对比分析,最终确定工字体挡板梳式结构为工程推荐结构.     

墩式码头波峰面高度试验研究

通过波浪物理模型试验,研究了圆沉箱墩柱式码头单墩、群墩的波峰面高度变化规律,提出圆沉箱墩柱式码头最大波峰面高度的计算经验公式。研究结果表明,波峰面高度与波高、墩距、墩径、波长、波浪入射角均相关。研究的成果对于开敞式圆沉箱墩柱码头的码头面高程确定具有很好的参考价值。     

秦皇岛港化工泊位码头面高程确定及泊稳条件试验研究

通过波浪整体物理模型试验,对秦皇岛港拟建化工泊位工程码头前沿波峰面高程、波高分布以及码头上水等情况进行测定。根据对试验数据的分析结果,码头上水情况与码头前沿波峰面高度基本吻合,同时通过对码头泊稳条件的分析,得到码头泊位波浪年损失作业天数。试验结果为工程设计、建设提供了科学依据。     

不规则波作用下码头结构对波浪上托力的影响

通过模型试验，对开缝板、开孔板、桩帽及靠船构件、桩基等不同码头结构的面板上波浪上托力的影响进行研究。试验结果表明，不规则波作用下面板开缝结构对波浪上托力有一定影响，开缝比较大时能相应地减小波浪力；桩帽及靠船构件的存在使得超高比较大，波浪难以冲击到面板上时，波浪上托力仍然能保持相当大的值；而面板上开孔结构、码头桩基对波浪上托力没有明确的影响。据此结果，对工程设计提出相应建议。     

明基床上开孔沉箱规则波反射系数的试验研究

籍助波浪断面物理模型试验,系统研究了明基床上开孔沉箱在规则波作用下的波浪反射系数与相对基床高度、消浪室相对宽度、相对水深、相对波陡和前墙开孔率等相关影响因素之间的关系,利用多元回归方法,给出了明基床上开孔沉箱反射系数的计算关系式,研究表明消浪室相对宽度bc/L=0.181、相对基床高度hm/L=0.102时明基床开孔沉箱反射系数kr有最小值消浪效果最佳,试验成果对深入探讨开孔沉箱的消浪机理和工程设计及应用具有重要意义。     

不规则波作用下的港域波浪条件试验研究

针对数学模型很少能较好地模拟天然海浪的多向性、不规则性的特点,基于港口波浪整体物理模型试验,对不规则波作用下港域内测点的波高扰动系数的分布规律进行研究。结果表明:在绕射作用为主的掩护区域,多向波的绕射性能大于单向波,波浪扰动系数较大;波浪绕射、反射作用均十分强烈的掩护区域,多向不规则波与单向不规则波的扰动系数看不出明显的大小关系。以反射作用为主的掩护良好区域,单向不规则波的扰动系数较多向不规则波的要大,且受反射作用越大的区域,单向波的扰动系数大的越多。在以绕射作用为主的掩护区域,波浪分布对周期的敏感性较差;在以反射作用为主的掩护良好区域,波高分布对周期的敏感性较强。在绕射、反射都较强的情况下有可能单向波作用下的港内波高大于单向波,用单向不规则波来模拟反而是偏安全的。在进行港内波况整体模型试验时需要根据实际的工程条件做出综合考虑来决定波型,必要时要对单向、多向不规则波都要进行试验以确定最佳方案。     

波浪作用下高桩码头前波峰面高度研究

码头前沿波峰面高度是确定高桩码头面板高程的主要参数之一,主要由码头前沿纵梁、桩帽、靠船构件等上部结构引起的反射波与入射波叠加,产生水面壅高,而高桩码头结构的桩柱间距较大,对波峰面高度影响很小.本文根据微幅波理论和波能流守恒,推导了高桩码头前沿波峰面高度近似解析解,并通过物理模型试验资料验证,理论公式计算结果具有较好的精度,可为工程设计提供科学依据.     

栾家口和蓬莱东港区波浪特性与掩护水域波况研究

根据龙口、蓬莱海洋站实测波浪资料,分析烟台港栾家口港区和蓬莱东港区的波浪特性,结果显示该海区属于以风浪为主、涌浪为辅的混合浪。利用TK-2D的PEM波浪数学模型模拟工程前波浪,得到工程区设计波要素,栾家口港区的强浪向是偏WNW向,蓬莱东港区的强浪向是偏NE向。利用MIKE21的BW方程波浪数学模型对平面布置方案下港内的波况进行模拟。在掩护水域由于采用直立式码头,波浪发生多次反射,码头前波高较大,为减小港内波高,对方案进行优化,采用高桩等反射率小的码头结构型式,可以消散港内波能,有效减小码头前波高。     

直立式码头越浪量及排水系统试验研究

通过断面及整体物理模型试验,分别研究直立式码头的越浪量和排水系统,并对有效波高、越浪量和排水系统进行对比分析,结果表明断面模型试验具有局限性,其测量结果普遍偏大,整体模型试验结果更贴近实际情况。根据整体模型试验测量结果,分析相对护轮坎顶超高及波浪入射方向对越浪量的影响,以及排水系统对越浪的控制,提出排水系统的优化方案,为工程设计提供参考。     

开孔沉箱消浪性能试验研究

开孔沉箱的开孔率是影响其消浪性能的重要参数,迎浪面上的开孔范围也会影响开孔沉箱的消浪性能。通过物理模型试验,测量了不同开孔率情况下开孔沉箱前的波高,采用多点法分析了波浪反射系数,研究了其消浪效果,给出了波浪反射系数与沉箱开孔率之间相互关系的试验结果;同时,通过试验研究了开孔沉箱的开孔区域上下端距静水位高度对沉箱消浪性能的影响,对比了两种不同开孔沉箱断面宽度情况下波浪反射系数。     

强浪条件下高桩码头夹桩结构的高程设计

针对目前没有规范为高桩码头夹桩结构的设计与施工提供系统性指导的问题,依托某工程实例,对强浪条件下的夹桩结构高程选取进行研究,通过物理模型试验测定不同高程的夹桩结构所受的波浪力,并根据实际施工进度安排,使用有限元分析软件计算确定了两个阶段的夹桩结构高程,在工程实施中取得了较好的应用效果,可为类似工程提供参考。     

中科炼化码头工程墩台上托力试验研究

依托中科炼化离岸式码头工程,通过波浪物理模型试验,对码头桩基墩台底面压强和上托力进行研究。首先,在不同墩台底面相对超高条件下,分析了墩台底面波浪压强作用过程以及分布,对作用的两种压强类型(冲击压强和缓变压强)进行探讨,给出了墩台底面同步平均相对压强与墩台底面相对超高的变化关系。然后,在不同墩台底面相对超高条件下,分析了墩台上托力变化过程,并将最大相对上托力与最大相对同步压强进行比较分析。最后,将上托力试验结果与几种典型方法的计算结果进行比较。相关研究提供了深水离岸式码头的桩基墩台上托力计算依据,可供类似工程借鉴。     

椭圆余弦波理论在波峰面上升高度计算中的应用

在开敞式高桩码头的设计中,波峰面上升高度是确定上部结构顶面高程的重要因素。针对波峰面上升高度的计算理论问题,对二阶斯托克斯波和椭圆余弦波理论进行论述。结合西非某工程案例,采用不同理论计算各控制点的波要素。结果表明:在长周期波浪作用海域,计算波峰面上升高度前应首先计算相对水深,当d0.125L时,采用二阶斯托克斯波理论计算结果误差较大,采用椭圆余弦波理论计算结果更符合实际情况。