中外港口规范对比研究Ⅱ:海堤越浪量标准

海堤是港口海岸工程中经常采用的建筑物,而越浪量标准是影响其设计和使用的重要因素之一。文章对中英美日以及荷兰等国港口相关规范中涉及海堤允许越浪量、斜坡堤越浪量计算方法进行了概述,具体分析了允许越浪限值差异以及各越浪量计算公式的适用性,在此基础上收集了国内外相关工程实例进行验证比较,在不同工况下,对不同方法的计算结果进行对比分析,可为海内外港口相关设计工作提供参考。     

中外港口规范对比研究Ⅲ:防浪结构护面块体稳定性计算标准

文章对中国、日本、英国、美国等国内外港口相关规范中涉及的防浪结构进行了简要对比,并以典型的防浪结构-斜坡堤为例,重点对比分析了中外规范中对护面块体稳定性计算标准的差异。对比结果发现:中国规范在计算护面块体稳定性时对于稳定系数的选取要大于国外规范,采用国外标准计算的块体稳定重量普遍要比国内大;此外对比分析了国内外规范中对块体稳定性的计算公式后发现,国外规范中对于护面块体稳定性计算时考虑的因素较为全面,其适用条件更为明确,这将为涉外工程相关设计提供借鉴与参考。     

水流作用下悬浮隧道耦合动力数值模拟分析

安装在深水区的悬浮隧道在水流作用下会产生交替脱落的漩涡,从而使得悬浮隧道受到周期性的力,进一步导致悬浮隧道产生涡激振动。当涡脱落频率与悬浮隧道固有频率相接近时会发生"锁定"现象,进而导致悬浮隧道发生振幅较大的运动,类似于结构的共振状态。文章利用有限元数值方法求解不可压缩粘性流体雷诺平均Navier-Stokes方程,并结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法,对不同雷诺数下(Re=1 000～100 000)悬浮隧道的涡激振动问题进行了数值模拟研究。计算中悬浮隧道受到弹簧和阻尼的约束,并允许其仅发生横流向的运动,研究了不同结构自振频率下悬浮隧道的受力和运动情况以及不同浮重比情况下悬浮隧道的受力和运动的结果。结果表明,在计算的各雷诺数下,悬浮隧道发生"锁定"的频率基本一致,但是悬浮隧道不同浮重比对"锁定"区间存在影响作用。     

不同因素对潜堤波浪传播的影响

针对波浪穿过梯形潜堤时的波浪形态沿程变化问题,以梯形潜堤为研究对象,通过二维水槽试验,研究梯形潜堤上规则波的传播特征。以比波高为参数分析不同波浪要素(波高、周期和水深等)对波浪传播变形的影响。试验结果表明,其他条件不变时,入射波高越大、波浪周期越小、堤顶淹没水深越小时,波高在潜堤上方衰减越明显。在有足够水深,且波高较小时,波浪对潜堤均有良好的穿透性;波高较大时,波浪在潜堤上部发生破碎,波浪穿过潜堤后波高衰减,此时潜堤的消波作用明显;在波浪不发生破碎情况下,较长周期波浪在潜堤顶部比波高增大,且出现双峰值。     

中利石化5万吨级化工码头工程码头面高程确定的试验研究

针对中利石化5万t级化工码头工程,通过物理模型试验,首先研究了E向波浪作用下,码头各位置的波高与波峰面高程,并对码头面高程进行了优化。在此基础上进一步利用NE向和SE向浪对优化结果进行了检验,最终得到了满足设计要求的码头面高程。     

中外港口规范对比研究Ⅰ:设计使用年限与波浪重现期标准

文章对中国、日本、英国、美国等国家港口相关规范中涉及建筑物设计使用年限和设计波浪重现期的条款进行对比,进而分析了海港建筑物的设计使用年限、设计波浪重现期和出现概率三者的关系,并给出了两两关系表,通过数据指出从安全角度不能简单地采用设计波浪重现期作为设计使用年限值,而应根据建筑物的重要程度选择设计使用年限对应的重现期。文中给出的三者关系图表可方便相关工作者参考使用。     

波浪与高桩承台式结构作用的试验研究*

针对舟山市泗礁岛的车客渡码头工程建设情况及工程海域特点，以高桩承台式结构为研究对象，通过波浪断面物理模型试验，对比3种不同设计方案下高桩承台式结构后的次生波波高及透射率、上水越浪情况，以及原设计直桩方案和修改方案结构所受到的波浪力，并对原设计直桩方案结构前挡浪板夹缝处的流速进行测量，综合整个波浪断面物理模型试验，对比不同方案的试验结果。结果表明，直桩方案堤前波浪条件较斜桩方案差，而斜桩方案堤后波浪条件较优；由于结构设计高程接近波浪作用较强区，越浪及破碎波浪冲击均较大，在设计中应对结构上部排水和受力予以关注。     

“浪龙”波浪观测数据中潮位影响的消除方法

"浪龙"是采用声学表面跟踪技术(AST)进行波浪观测的声学多普勒剖面流速仪,作业水深可达50 m,其采集的波高数据以各个时刻的绝对水深值表达,因此波高数据中包含了潮位的影响。文章采用线性拟合法消除了潮位对波高的影响,得到了真实的波高过程,并进一步采用自相关函数和傅里叶变换得到了波列的频谱,通过与Storm软件计算结果的比较,验证了该方法的正确性。     

港口导堤植被消波的试验研究

针对天津中心渔港东导堤工程,通过几何比尺为1∶10的断面物理模型试验,研究了植株布置方式、种植排数和淹没水深对护岸植被消波效果的影响。研究表明:1)护岸植被对波浪有一定的消减作用,可减小波浪对护面结构的直接冲击,并降低越浪量,但是植被的消波效果只对一定范围内的波浪有效。2)就植被的消波效果而言,矩形布置方案略好于梅花形布置方案;树木种植排数越多消波作用越大;半淹没时的消波效果略好于全淹没状态。3)结合天津中心渔港东导堤护岸结构,肩台种植树木7排时,植被消波效果最好,其中波高最大消减32.9%,越浪量最大消减87.8%。     

STEM波作用下斜坡式结构护面块体稳定性的物理模型研究

文章通过对规范公式、断面物理模型及三维物理模型试验结果的对比,对STEM波作用下护面块体的稳定性进行验证,分析失稳原因,提出加强稳定性的措施。通过不同手段得到结果的对比,三维模型试验对表现复杂波浪对结构物的影响效果较好,得到的结果远大于公式计算和断面模型试验结果,可以有效保证工程安全。