三角形沉箱新结构研究

结合长江南京以下深水航道建设工程一期工程结构设计投标,研究开发了三角形沉箱这一新型沉箱结构形式,提出了结构设计方法。研究表明,三角形沉箱采用与水平面夹角不大于60°的侧板可显著提高抗倾稳定性、抗滑稳定性,减小基底应力;具有斜坡堤无立波效应、承受波浪力小、基底应力小、对地基承载力要求不高的优点,又有重力式结构堤石料用量少、预制安装施工效率高的优点,可用于防波堤、防沙堤、整治建筑物等堤坝工程。     

1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤可靠度分项系数

1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤是一种适合于深水港的新型防波堤。文章首先利用修正的合田良实波浪力公式计算防波堤堤身波浪力分布特性;考虑作用在防波堤堤身的波浪力之间、波浪力矩之间相关性,采用考虑相关变量的可靠性分析方法,基于工程海域实测波浪数据,针对不同工况下的防波堤,确定该类型结构的可靠指标、失效概率。对应于我国现行安全度水平,提出各荷载的分项系数建议值,以及深水1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤的抗滑移、抗倾覆破坏的设计表达式。为其结构设计提供理论依据。     

深水防波堤透空结构设计研究

透空式防波堤在材料使用和经济上是较合理的一种结构型式。由于波浪大难以满足港内泊稳条件，目前仅限于波浪小的港口采用。大连港大窑湾防波堤工程设计，研究出的两个适口大波浪深水直立式防波堤透空结构－异型错位沉箱插板结构。通过模型试验让该结构在满足港内泊稳条件下，堤身消浪幅度大，可以较大地减小防波堤断面尺寸，降低防波堤造价，施工简便。     

梳式防波堤的试验研究与实施

梳式防波堤是一种新型防波堤,大连港大窑湾岛式防波堤采用了这种形式,具有透流、消浪、轻型的特点。试验研究表明,该型防波堤可消减波浪水平力27％～38％。大窑湾岛式防波堤比传统沉箱直立堤节省工程投资24．5％。     

防波堤的新结构形式

根据赴日本进行技术交流的体会,对日本防波堤新结构的发展,大体归纳为3个主要发展方向。详细介绍釜石港大水深梯形沉箱防波堤、柴山港双层圆筒防波堤、宫崎港半圆型防波堤和熊本港的“倒π型着底式”防波堤。     

削角直立式防波堤波浪力的试验研究

为了研究削角直立式防波堤上波浪力的分布规律，寻求适合于削角直立堤的波浪力计算公式，通过对削角沉箱防波堤的不规则波物理模型试验，得到了作用在防波堤上的水平波浪力、削角斜面上的竖向力以及堤底面上的浮托力系列，经与合田良实直立堤波浪力计算公式对比，表明作用在防波堤迎浪面的波压力分布与合田方法相近。根据分析检验，提出了相应的水平波浪力、斜面竖向波浪力以及堤底浮托力的不确定系数，并建议对斜面竖向波浪力的计算值进行适当调整。     

带1/4圆弧面胸墙的沉箱防波堤的波浪力研究

基于带1/4圆弧面胸墙的沉箱防波堤的波浪水槽物理模型试验,通过对试验中获取的堤身及上部结构波浪压力数据的分析,得出波浪作用下防波堤水平力、胸墙竖向力和防波堤基底浮托力的分布特性,并通过对试验结果的计算分析,提出对合田公式的修正方法,该修正公式适用于带1/4圆弧面胸墙的沉箱防波堤的波浪力计算。     

半透空沉箱式防波堤的消波性能试验研究

提出一种新型防波堤——半透空沉箱式防波堤。在玻璃水槽中进行系列水工模型试验,量测在不同波高、周期波浪作用下,半透空沉箱防波堤前后的波浪特征参数,分析半透空沉箱防波堤对不同特征波浪的反射率,波浪周期与波浪尖锐度之关系。探讨该防波堤结构的消波原理与性能,根据试验分析结果,选出最优的透空率及内置斜坡坡度,试验结论可为开敞式港区码头的防波消波方案设计与规划提供一种新思路。     

基于OpenFOAM的沉箱与梳式防波堤水动力特性比较*

为比较沉箱与梳式防波堤水动力特性的差异,基于OpenFOAM建立了波浪与上述两种结构相互作用的数值模型,分析不同周期作用下反射系数、波浪压强与流场分布特征。结果表明：1）随相对堤宽的增大,沉箱防波堤对波浪的反射系数较梳式防波堤大。2）不同测点处的波浪压强差异显著,梳式防波堤背板处的波浪压强较沉箱防波堤迎浪面相应处波浪压强明显增大。3）梳式防波堤在梳齿空腔内的水体流速较沉箱防波堤迎浪面前方显著增大。4）建议在实际工程中选择梳式防波堤。     

开孔沉箱防波堤消浪作用的理论研究及应用

开孔式沉箱防波堤是在沉箱的迎浪面的沉箱外壁上开孔，使波浪遇到开孔壁后，产生波浪的入射，反射，透射等相互作用，减小外壁对入射波的反射作用，与不开孔沉箱防波堤相比，具有液压力小，波高反射小等优点，本文根据微幅波理论给出了高波反射系数的计算式和液压强的计算式，与试验资料相比，吻合程度很好。     

弧面型防波堤的波浪力简化计算方法研究

弧面型防波堤是一种新型防波堤，国内外尚无波浪力理论计算公式，需借鉴类似堤型的半圆型防波堤的波浪力研究成果。为此，进行了弧面型防波堤与半圆型防波堤波浪力结构断面试验，本文根据两种堤型水力特性分析和对比试验研究，提出以半圆型防波堤波浪力乘以一个修正系数，可作为弧面型防波堤波浪力的简化计算方法，对弧面型防波堤稳定性的验算和对波浪力随周期变化规律的检验，以验证修正系数的可行性。修正后的弧面型防波堤波浪力简化计算方法可作为工程应用的参考。     

某斜坡堤工程消浪措施效果的试验分析

通过断面波浪物理模型试验,实测了某游艇港斜坡式防波堤的越浪量及堤内侧波高数据,分析防波堤顶高程的调整以及消浪肩台、护面块体坡顶宽度的变化对防波堤防浪效果的影响。试验研究结果为工程设计提供了科学的依据,同时对类似建港工程也具有比较实用的借鉴意义。     

强浪作用下的高桩码头设计

在建的以色列阿什杜德港项目的 Q28码头为全直桩的高桩梁板式码头,采用重力式沉箱作为后方陆域吹填的挡土墙结构,并利用抛石形成护岸。针对其结构复杂、施工组织难度大的特点,通过施工期的波浪场数值模拟及物理模型试验,对该码头的设计思路进行分析。结果表明,当主防波堤延伸段施工尚未对施工区域形成整体掩护时,重力式沉箱结构可以对后方的陆域吹填及板桩码头施工提供一定程度掩护,桩间抛石护岸则可以有效地减少直立式沉箱壁的波浪反射作用。同时,根据施工实际情况对设计断面提出优化建议,确保项目的顺利实施。     

复杂礁盘地形对防波堤堤脚稳定性影响试验研究

针对礁盘地形上波浪运动形态的复杂性及相关防波堤工程设计中的结构稳定性问题,对礁盘地形附近某工程及相关海域的海床地形进行模拟,并通过波浪整体物理模型试验验证工程区防波堤堤脚的稳定性情况。试验结果表明:礁盘地形上堤脚块石稳定重力若按规范计算偏危险。研究结合试验现象及结果对堤脚进行优化,提出礁盘地形上防波堤堤脚开槽的优化方案。     

防波堤码头工程施工防台风措施的策划研究

码头与防波堤相结合的突堤式构造体主要由沉箱和抛石斜坡堤组成,在整体结构未形成前构造体的抗风浪能力较差．台风季节施工中构造体的安全是顺利完工的关键。结合福建鸿山热电厂煤码头及引堤工程的案例,浅析台风造成防波堤损毁的原因．总结防波堤码头施工期防台风安全措施策划的经验,提出减少施工期风损的建议,可供类似工程的设计与施工参考借鉴。     

随机波下大圆筒防波堤整体防浪掩护试验研究

防波堤的稳定性和消波特性是直接反映防波堤工程质量和使用功能的重要指标。通过港池模型试验,研究委内瑞拉卡贝略集装箱码头大圆筒防波堤在百年一遇随机波作用下断面稳定性、波压力、越浪量等的分布规律。试验表明,圆筒迎浪面所受波浪压力最大,且随着入水深度的增加呈递减分布;防浪墙在其23处波压力最大,此时迎浪面为防波堤波压力最大处;在防浪墙与圆筒交界处,由于半圆形防浪墙在两侧漫水的作用,最大波压力出现在两侧;防浪墙顶有越浪现象发生;堤后波高主要由越浪水体及筒间透射的波浪引起,而在堤后150 m处波浪已趋于稳定;圆筒间距对筒壁上的波压力影响不大,而对防浪墙的波压力影响较明显。     

软黏土地基上沉箱式防波堤在波浪作用下失稳模式分析

沉箱式防波堤作为一种典型的防波堤结构形式,以往大多建立在地质条件较好的水域。随着海岸建筑物向离岸、深水和地基软弱地区的发展,恶劣的海洋环境及软弱的地质条件对防波堤设计理论和方法提出了新的、更高的要求。结合实际工程,利用规范方法对沉箱式防波堤稳定性进行了验算并得出最危险工况。通过有限元法研究其失稳机理与破坏模式,分别对无护肩块石、有护肩块石的沉箱式防波堤两种工况进行计算分析,计算结果表明:随着波浪力的增加,软黏土地基尚未形成贯通塑性区发生破坏时,无护肩块石的沉箱式防波堤首先发生滑移失稳破坏;有护肩块石的沉箱式防波堤首先发生倾覆失稳破坏,并且与规范中以后踵为转动点不同,失稳模式为绕沉箱底面以下中轴线偏右某点发生转动失稳。     

涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

越南茶荣沿海港口波浪三维整体物理模型稳定性研究

三维波浪整体物理模型试验已广泛运用于防波堤工程实践中。三维整体物模试验较传统的波浪断面物理模型而言,对于波浪与结构物的作用有着更加完备的刻画。三维随机波浪整体物理模型试验可量化波浪的浅水变形、折绕射、越浪量及海工结构物三维稳定性。以越南茶荣沿海港口防波堤工程为例,利用1：34.3三维整体波浪物理模型,针对不同波向及重现期波浪条件下防波堤堤头、堤身三维稳定性与防波堤越浪量进行测试研究。试验结果表明：1)防波堤头堤石为5 t、主干为3.5 t时结构布置可靠稳定。2)仅在极端高水位和设计高水位部分组次发生少量越浪或者溅浪。     

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。