不同上部结构开孔沉箱的消浪效果与波浪力研究*

通过参考烟台某港区码头开孔沉箱形式,利用1∶35的波浪断面物理模型研究双柱块体上部结构和侧开孔上部结构开孔沉箱的消浪效果和波浪冲击荷载。结果表明：在相同波浪条件下,开孔沉箱开孔率增加的消浪效果好于双柱消浪块体;波浪与双柱块体上部结构开孔沉箱的波压力最大处区域在开孔下方,而侧开孔上部结构开孔沉箱的波压力最大区域在开孔处附近;双柱块体上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受静水位影响,而侧开孔上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受波面对开孔的淹没程度影响。     

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。     

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.     

开孔沉箱在改善码头波浪反射及上水中的应用

针对茂名博贺新港区通用码头工程特点,结合开孔沉箱结构的应用原理,分析其对本工程的适用性,提出开孔沉箱方案以及实现开孔和提高消浪效果的结构措施。结合模型试验结果,分析开孔沉箱对码头上水和波浪反射的改善效果,并结合规范上水标准对码头前沿顶高程取值进行验证。     

开孔沉箱重力式码头施工技术及应用

旅顺某码头工程采用开孔沉箱结构,沉箱仓格填料上设置栅栏板,沉箱开孔结构上部在胸墙位置处对应设置消浪室。护舷处沉箱前壁局部与胸墙整体后浇筑,可保证护舷预埋件的安装精度。本文结合开孔沉箱重力式码头的结构特点,总结了其浮运安装工艺与一般沉箱码头的不同之处,可供类似工程提供参考。     

锦州港第二港池港内波况及205#、206#泊位消浪效果试验研究

通过锦州港第二港池205#、206#泊位开孔沉箱断面物理模型试验,研究并确定了不同设计水位及相应不规则波作用下,开孔沉箱码头前的反射系数,为锦州港进港主航道及第二港池工程波浪数学模型试验提供了准确的边界条件和计算参数。本次试验不仅研究了从SSW-SE向浪与主航道夹角每隔22.5°对第二港池港内波况的影响问题,而且确定了“沉箱开孔并不能起到很好的消浪效果”的试验结论,最终确定了不开孔的沉箱结构形式,大大减少了总工程造价,和缩短了工期。试验结果已为设计采用,并得到业主及设计单位的好评。     

基于SPH方法双消浪室开孔沉箱数值研究

基于修正光滑粒子法(CSPM)和黎曼解修正后的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立模拟波浪与开孔沉箱相互作用的数值水槽模型,通过理论解和数值结果对比,验证其准确性。研究消浪室相对宽度B/L、相对波高H/L、相对水深d/L因素对双消浪室开孔沉箱的反射系数K_r以及静水位处所受的波压力p的影响,并对水粒子出入消浪室复杂的过程进行研究。结果表明,在研究工况下,消浪室相对宽度B/L与波压力p呈现非线性关系,反射系数K_r随着消浪室相对宽度B/L增加而减小;相对波高H/L对波压力p和反射系数K_r影响较小;随着相对水深d/L增加,波压力p逐渐减小,反射系数K_r表现为先减小后增大的非线性特征。前消浪室水粒子相对后消浪室运动情况更为剧烈,水平速度较垂直速度变化较大,在开孔位置附近水粒子速度变化明显。     

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。     

大连中远船务30 万吨浮船坞工程设计特点与创新

大连中远船务30万t浮船坞工程位于大连中远船务厂区内,建设30万吨级浮船坞一座、30万吨级修船码头一座和防波堤。总平面布置解决了与相邻企业港口有限水域、岸线的合理利用以及防波堤的合理轴线及长度的优化问题。修船码头采用了施工经验丰富的沉箱重力式结构。防波堤采用开孔削角沉箱直立堤的创新结构,具有消浪效果好、越浪量小、结构受力好等优点。浮船坞锚碇首次采用嵌岩灌注桩锚桩结构,内力计算采用地基土抗力系数为常数的张氏法。     

透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能影响的试验研究

通过物理模型试验,在前人对开孔沉箱研究的基础上进一步研究了透空式上部结构对开孔沉箱消浪性能的影响,分析了反射系数随波陡、相对宽度、相对水深和上部结构超高等因素的变化规律。同时给出了透空式上部结构开孔沉箱反射系数的计算的经验公式,为工程实际提供参考。     

规则波作用下有顶板开孔沉箱垂直波浪力试验研究

通过二维规则波波压力试验,在规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力研究的基础上,对规则波作用下有顶板开孔沉箱所受到的垂直波浪力进行了系统的研究。提出了有顶板开孔沉箱所受垂直波浪力的计算方法,为开孔沉箱的实际工程应用提供了有价值的结果。     

不同沉箱结构形式防波堤对港内泊稳影响的试验研究

通过对韩国某港北防波堤工程波浪整体物理模型试验研究,分别对比了普通直立式和开孔直立式2种沉箱结构的防波堤对港内泊稳条件的掩护效果。试验采用SSE、SE两个代表波向,采集并分析港内及防波堤周围水域的波高及分布。试验结果表明,采用相同入射波条件时,2种结构防波堤均可对港内形成一定程度的掩护。但由于工程海域波高较大,次生波的出现影响了泊稳条件。两方案相比,开孔沉箱结构的防波堤对拟建港区的掩护效果略好,综合比较最后推荐开孔沉箱结构的防波堤方案。     

远破波大波高波浪作用下沉箱抗浪稳定性验算

岸壁码头施工中,沉箱受波高为13.62 m的远破波作用极其罕见,在如此大的波高下,沉箱受波峰压力和波谷压力作用,对沉箱的稳定性影响非常大。为提出合理的方案解决该问题,通过受力分析、计算、物模试验相结合的方法,对烟台西港区一期工程C6,C7,C8沉箱,进行了抗滑和抗倾覆稳定性计算,结果和物理模型试验结果相吻合。利用土力学原理,对远破波大波高作用下的已安装并回填的沉箱,可以通过沉箱背后土压力和孔隙充砂增重相结合的方案,利用土压力抵抗波浪力作用的方法,达到沉箱抗滑和抗倾覆稳定性的要求,确保工程的施工安全。     

规则波作用下开孔沉箱波浪力计算方法的试验研究

通过二维规则波波压力试验,对规则波作用下无顶板开孔沉箱所受到的波浪力进行了系统研究。针对开孔沉箱由于具有特殊的消浪室结构导致其所受到的总水平与总垂直波浪力存在相位差,给出了相位差的计算公式,提出了开孔沉箱波浪力峰谷值时刻同步波浪力的计算方法,为开孔沉箱的工程应用提供了有价值的结果。     

An experimental study of irregular wave forces on multiple quasi-ellipse caissons

An experimental investigation of irregular wave forces on quasi-ellipse caisson structures is presented. Irregular waves were generated based on the Jonswap spectrum with two significant wave heights, and the spectrum peak periods range from 1.19 s to 1.81 s. Incident wave directions relative to the centre line of the multiple caissons are from 0＆#176; to 22.5＆#176;. The spacing between caissons ranges from 2 to 3 times that of the width of the caisson. The effects of these parameters on the wave forces of both the perforated and non-perforated caissons were compared and analyzed. It was found that the perforated caisson can reduce wave forces, especially in the transverse direction. Furthermore, the relative interval and incident wave direction have significant effects on the wave forces in the case of multiple caissons.     

开孔沉箱盖板顶托力现场观测与分析

针对某工程开孔沉箱消浪室盖板顶托力问题,采用现场观测研究手段,对顶托力与潮位进行观测,总结潮位和顶托力分布特点,分析顶托力在单日、短时长和整个观测期间的规律以及顶托力过程和历时,对比盖板抬高0. 5 m后顶托力变化。结果表明:顶托力增长过程与潮位升高过程一致,盖板受力为潮位静水压力和波浪动水压力共同作用的结果,不同仓之间的受力表现为后仓中仓前仓,若盖板抬高0. 5 m,盖板受力状态将得到明显改善,沉箱盖板底高程对顶托力起着决定作用。     

沉箱防波堤沙质底床对波浪动态响应的研究

海床破坏同孔隙水压力的分布有着密切的关系。利用波浪水槽试验,对波浪作用下沙质底床的孔隙水压力响应进行了研究。试验中观测了不同波况条件下自由底床和有抛石基床防波堤的土体孔隙水压力的变化。结果分析表明,土体孔隙水压力受波高、周期、水深、泥沙粒径、沙床厚度的影响较大,建堤后,底床中的孔隙水压力会增大;堤中断面以前海床中的孔隙水压力均较大。