第十二章 防波堤工程技术的新发展

波谷作用时的立波波压力：
t d
Ap
Bp H / d q
式中系数由下表中的 pot / d 项的值确定。
墙面特征点的波压力强度均可按下式确定：
p d
Ap
Bp H
/ d q
当 pdt pot时，取 pdt pot
单位长度墙身上总水平波浪压力按下式计算：
pt d 2
1 pot 2 d
pdt d
基床向海一侧需要修建堤前护底，可采用1~2层块石，厚度不应小于0.5米。 2）墙身结构
墙身可由钢筋混凝土沉箱、混凝土方块建成。在起重条件允许的情况下，方块 尺寸尽量大，或采取其他措施增强稳定性。
传统防波堤结构的型式和设计要点
3）上部结构及挡浪墙 防波堤的上部结构一般由平台和挡浪墙构成，由现浇或整体装配式混凝土建
1 t d
单位长度墙身底面上所受的方向向下的总波浪力按下式计算：
Put
1 2
pdt b
传统防波堤结构的型式和设计要点
②当 H / L 1/ 30, d / L 0.139 ~ 0.2 和 H / L 1/ 30,0.2 d / L 0.5时，直墙上的立波波浪 压力强度可按《海港水文规范》计算。
2.波浪对直立式防波堤的作用 1）作用于直立式防波堤的波浪形态 基本概念：立波、远破波、近破波。 波浪形态：见下表
传统防波堤结构的型式和设计要点
2）作用于直立式防波堤的立波波压力
①当 d 1.8H, d / L 0.05 ~ 0.12 时，作用于直墙式建筑物上的立波波压力按下列公
式计算。
波峰作用时的立波波压力：
2 pbc d
pdc d
单位长度墙身上所受的总水平波压力的力矩可按下式计算：
Mc d 3
1 2
pac d
c d
1
1 3
c d
hc d
1 24
poc d
5
12 hc d
4
hc d
2
1 4
pbc d
1 24
pdc d
单位长度墙底面上所受的波浪浮托力可按下式计算：
Puc
1Leabharlann Baidu2
pdcb
传统防波堤结构的型式和设计要点
0.13
H d1
当 1 d1 1 时（属于高基床）：
3d 4
ps
1.25H 13.9
36.4
d1 d
( H d1
0.67)
1.03
1
0.13
H d1
pb 0.6 ps
Pu
bpb 2
0.7
传统防波堤结构的型式和设计要点
3.直立式防波堤的断面尺度和构造 1）抛石基床
明基床的外肩和内肩宽度分别取墙身计算宽度的0.6倍和0.4倍，外边坡和内边 坡分别取1:2~1:3和1:1.5~1:2。暗基床的底部宽度不宜小于直立堤墙底宽度加上两 倍的基床厚度。
直立防波堤所受的荷载简单，竖向荷载仅为自重，水平荷载主要是波浪力，个 别情况可能有冰压力。在进行重力式直立防波堤的极限状态设计时，应以设计波高 及对应的波长确定的波浪力为标准值。设计时，应考虑持久状态、短暂状态和偶然 状态及其相应组合。
成。上部结构应有足够的刚度和整体稳定性，厚度不小于1.0米，嵌入沉箱的厚度 不小于0.3米。防波堤的设计顶高程以挡浪墙顶为准，当防波堤允许少量波浪越顶 时，顶高程在设计高水位以上0.6~0.7倍设计波高处；当设计要求防波堤堤顶不允 许越浪时，则堤顶高程应在设计高水位以上1.0~1.25倍设计波高处。 4.重力式直立防波堤的计算 1）重力式直立堤的承载能力极限状态设计及作用组合
设计波浪要素应根据海浪多年现场实测资料进行统计分析，求出各种特征波 和波浪要素特征值，依据建筑物的重要程度，确定波浪重现期来确定。具体设计 标准查阅《海港水文规范》。
传统防波堤结构的型式和设计要点
一、直立式防波堤
1.直立式防波堤的结构型式 重力式、桩式（单排桩或双排桩）。
传统防波堤结构的型式和设计要点
二、防波堤的纵轴线设计
防波堤概述
防波堤的纵轴线由一段或几段直线组成，各段之间用圆弧或折线相连接。在 布置防波堤时，防波堤轴线应避免向外拐折形成凹角，否则会造成波能集中。如 堤轴线必须向外拐折时，则两段堤轴线的外加角不宜小于150°，否则，宜对凹 角处进行局部加强。
三、设计波浪的确定
影响防波堤设计的海洋水动力条件包括潮汐、波浪、海流等，其中波浪力是 作用在防波堤上的主要荷载，设计防波堤时首先要确定设计波浪要素：波高、波 周期以及波向。
防波堤工程技术的新发展
概述 传统防波堤结构的型式和设计要点 直立式结构的新型式及其设计方法 宽肩台斜坡式防波堤 计算斜坡堤护面块重的新方法 斜向波对斜坡堤的作用 土工织物在防浪结构中的应用 防波堤软土地基加固新方法
防波堤概述
一、防波堤的功能和分类
1.防波堤的功能 2.防波堤的分类 按平面形式分：突堤式防波堤、 岛式防波堤。 按结构形式分：斜坡式防波堤、 直立式防波堤、特殊型式防波 堤（透空式、浮式、压气式、 水力式）。 3.波浪能量的分布规律
传统防波堤结构的型式和设计要点
4）作用于直立式防波堤的近破波波压力
波峰作用时的波压力：《海港水文规范》采用大连理工大学的实验研究结果，适
用于d1 0.6H 情况下的近破波波压力计算。
Z
0.27
0.53
d1 H
H
当 2 d1 1 时（属于中基床）：
3d 3
ps
1.25H
1.8
H d1
0.161
c d
B H
/ d m
B 2.3104 2.5907T*0.5941
m T* /(0.00913 T*2 0.636T* 1.2515 ) T* T g / d
hc 2c / d d n2
pac d
poc d
2
n 1n 2
n max 0.636618 4.23264 H / d 1.67 ,1.0
特征点处波压力强度 poc、pbc和pdc kPa 按下式计算：
p d
Ap
Bp H
/ d q
传统防波堤结构的型式和设计要点
上式中的参数按下表计算：
传统防波堤结构的型式和设计要点
单位长度墙身上所受的总水平波压力 pc kN / m 可按下式计算：
pc d 2
1 4
2
pac d
c d
poc d
1 2hc d
传统防波堤结构的型式和设计要点
3）作用于直立式防波堤的远破波波浪压力（实验结果） 波峰作用时的波压力：
ps K1K2 H pz 0.7 ps
pd
0.6 0.5
ps ps
Pu
bpd 2
当d / H 1.7 当d / H 1.7
通常 0.7
波谷作用时的波压力：
p 0.5H
Pu'
bp 2
通常 0.7