港口航道与近海工程毕业设计


    


    毕业(文)务书





    专业 水利水电港航 班

    题 目 连云港新港区直立式防波堤设计





    务起止日期: 年 月 日~ 年 月 日





    学 生 姓 名 学号
    指 导 教 师






    综合科阶段学专业课程学知识熟练综合运活学活防波堤设计综合数专业课程次毕业设计文选择连云港新港区进行防波堤设计
    防波堤设计严格国家行业规范鉴现港区防波堤建设验结合连云港新港区实际情况进行设计设计初搜集量相关资料设计程中运相关计算软件设计港区进行总面设计防波堤形式进行选波浪力进行计算防波堤稳定性进行验算出图
    计算连云港新港区选择沉箱防波堤种结构型式结构稳定性行计算验算结果满足求


    关键词:毕业设计防波堤稳定性

















    Abstract


    In order to good comprehensive undergraduate stage studied the professional course study the knowledge skilled comprehensive use of learning and live the design of the breakwater comprehensive most professional course can so this design graduate thesis chose to lianyungang port for breakwater design new
    The breakwater design in strict accordance with the national industry standard for reference and the experiences of the construction of existing port breakwater combining with the actual situation of lianyungang port new design At the beginning of the design gathered a lot of relevant information in the design process using the related calculation software The design of the port total plane design of breakwater form of wave force than the election calculation of breakwater the stability of the last out check map
    By comparison and calculation the new port area in lianyungang chose this structure types of caisson type breakwater and its structure and stability calculation and checking the line the results meet the requirements

    Key words: The graduation designbreakwaterstability














    目 录

    前言…………………………………………………………………………………………1
    1设计资料…………………………………………………………………………………2
    11理位置…………………………………………………………………………2
    12然条件…………………………………………………………………………2
    121气象………………………………………………………………………2
    1211气温………………………………………………………………2
    1212降水………………………………………………………………5
    1213风况………………………………………………………………5
    1214雾…………………………………………………………………6
    1215相湿度…………………………………………………………8
    1216灾害性天气………………………………………………………8
    122水文………………………………………………………………………8
    1221潮汐………………………………………………………………8
    1222波浪………………………………………………………………10
    1223海流………………………………………………………………11
    1224余流………………………………………………………………12
    123海岸貌淤积趋势……………………………………………………13
    124质………………………………………………………………………14
    125震………………………………………………………………………15
    126设计船型尺度……………………………………………………………15
    2总面设计………………………………………………………………………………16
    21码头尺度确定…………………………………………………………………16
    22港口水域部分尺度确定……………………………………………………16
    221船舶进港制动距离……………………………………………………17
    222船舶回转水域……………………………………………………………17
    223泊位前船舶离岸操作水域…………………………………………17
    224港池宽度角度…………………………………………………17
    225连接水域…………………………………………………………………17
    23进港航道尺度确定……………………………………………………………17
    231航道选线…………………………………………………………………17
    232航道宽度…………………………………………………………………17
    233航道水深…………………………………………………………………18
    24防波堤轴线口门确定………………………………………………………19
    241防波堤轴线布置………………………………………………………19
    242口门布置…………………………………………………………………19
    243口门宽度………………………………………………………………19
    3防波堤结构方案选……………………………………………………………………21
    4防波堤设计条件…………………………………………………………………………22
    41设计水位…………………………………………………………………………22
    42设计波浪…………………………………………………………………………22
    43质………………………………………………………………………………22
    44震………………………………………………………………………………22
    45材料重度标准值…………………………………………………………………22
    47结构安全等级……………………………………………………………………22
    5直立堤断面设计胸墙设计……………………………………………………………23
    51堤顶高程…………………………………………………………………………23
    52堤身宽度…………………………………………………………………………23
    53基床尺寸…………………………………………………………………………23
    54胸墙设计…………………………………………………………………………23
    6直立堤作标准值计算…………………………………………………………………25
    61持久状况…………………………………………………………………………25
    611堤身部分重力标准值踵稳定力矩计算…………………25
    612波浪力标准值力矩计算………………………………………………25
    62短暂状况…………………………………………………………………………25
    621堤身重力标准值稳定力矩…………………………………………25
    622波态波峰作波浪力标准值力矩计算………………………25
    7直立堤稳定性验算………………………………………………………………………35
    71结构断面堤底抗滑稳定性验算……………………………………………35
    711持久组合…………………………………………………………………35
    712短暂组合…………………………………………………………………36
    72结构断面堤底抗倾稳定性验算……………………………………………37
    721持久组合…………………………………………………………………37
    722短暂组合…………………………………………………………………38
    73结构断面基床底面抗滑稳定性验算………………………………………38
    731持久组合…………………………………………………………………38
    732短暂组合…………………………………………………………………39
    8基承载力验算…………………………………………………………………………41
    81承载力极限状态设计…………………………………………………………41
    82设计状况应设计组合………………………………………………43
    821持久组合…………………………………………………………………43
    822短暂组合…………………………………………………………………45
    823偶然组合…………………………………………………………………45
    9基整体稳定性验算……………………………………………………………………49
    91承载力极限状态………………………………………………………………49
    92设计状况应设计组合………………………………………………49
    921持久组合………………………………………………………………………49
    922短暂组合…………………………………………………………………51
    923偶然组合…………………………………………………………………51
    10基沉降计算……………………………………………………………………………52
    101e~p值……………………………………………………………………………52
    102压缩层深度确定………………………………………………………………52
    1021基床顶面应力标准值计算……………………………………………………52
    1022附加应力计算……………………………………………………………52
    1023基重压力设计值计算………………………………………………53
    11堤前护底块石稳定重量厚度计算…………………………………………………54
    111波态确定………………………………………………………………………54
    112护底块石稳定重量计算………………………………………………………54
    113护底厚度计算……………………………………………………………………54
    12沉箱吃水干舷高度浮游稳定计算…………………………………………………55
    121浮游稳定…………………………………………………………………………55
    1211浮游稳定沉箱重心计算…………………………………………………55
    1212衡水体计算……………………………………………………………55
    1213浮游稳定计算……………………………………………………………56
    122沉箱吃水计算……………………………………………………………………57
    123干舷高度计算……………………………………………………………………58
    结…………………………………………………………………………………………59
    致谢…………………………………………………………………………………………60
    参考文献……………………………………………………………………………………61







    前 言
    毕业设计连云港新港区防波堤进行选型设计综合科阶段学科目学专业知识系统联系起设计严格港口防波堤设计规范进行设计现行国家行业标准相致全设计包括:设计资料总面设计防波堤结构方案选防波堤设计条件直立堤断面设计胸墙设计直立堤作标准值计算直立堤稳定性验算基承载力验算沉箱吃水干舷高度浮游稳定计算基沉降计算堤前护底块石稳定重量厚度计算基整体稳定性验算12章四附录




    编 者























    1设计资料
    11理位置
    连云港港处国海中部江苏省东北部黄海海州湾西南岸南云台山
    北麓北倚东西连岛理坐标34°44′32″N119°27′28″E国家首批海开放城市连云港市托东距韩国釜山港522 n mile日长崎港587 n mile西徐州223 km乌鲁木齐3626km南距海港383 n mile香港1106 n mile北连港342n mile青岛港107 n mile
    连云港市国海南北水运通道条公路干线东西铁路骨架结点城市全国性水铁联运洲际海陆中转重枢纽连云港港陇海兰新铁路干线东起点新亚欧陆桥东方桥头堡作全国性公路枢纽(江)三(亚)连(云港)霍(尔果斯)国道干线204310327国道102235236245323324326等条省道汇合处全国公路网相通港口规划新(浦)墟(沟)运河通榆运河相联长江干流水运通道京杭运河(济宁杭州段)水运通道淮河等相通港口距连云港市白塔阜民航机场约60km通国中城市连云港港外交通形势图参见图1-1
    目前连云港港世界150国家区千港口贸易已开辟10条国际集装箱远洋洋航线国班轮航线
    连云港港理位置图见附图
    12然条件
    121气象
    连云港市位江苏省北部属东亚季风气候冬季受西泊利亚冷空气控制干旱少雨气温偏低盛行偏北风夏季受西太洋副热带高压东南季风控制温湿度偏高盛行东南风规划采连云港新浦气象站(理坐标34°46´N119°10´E距港区约20公里)西山海洋站(理坐标34°47´N119°26´E海拔高度269m距港区约6公里)年观测资料统计分析气象水文观测点位置见图1-2
    1211气温
    区属东亚温带季风气候月均气温8月份高均气温272℃月


    均气温1月份低均气温09℃
    年均气温 142℃
    极端高气温 385℃
    极端低气温 119℃
    日高气温≥35℃日数均年出现3d
    1212降水
    区降水显著季节变化年6~9月降水量占全年总降水量63%中6月份降水量冬三月(1~3月)降水量仅占全年总降水量6
    年均降水量 8826mm
    年降水量 13807 mm
    年少降水量 5207 mm
    日降水量 4507 mm(1985年9月1日罕见特暴雨)
    日降水量≥25mm天数年均88 d
    1213风况
    连云港海洋站年风况资料统计结果表明:该区常风E季节分布春夏季E~ESE秋季NNNE冬季NENNE1992年6级风天数减少统计结果详见表11风玫瑰图见图1-3
    风速特征值统计表
    表1-1

    项目
    连云港海洋站
    (1995年)
    连云港海洋站(19921994年)
    连云港海洋站(19611973年)
    年均风速(ms)
    53
    496

    常风
    E
    ESE
    E
    频率
    163
    1518
    121
    次常风
    ESE
    E
    ESE
    频率
    106
    1139
    119
    强风
    NNW
    N
    N
    实测风速(ms)
    267
    23

    次强风
    N
    NNE
    NNE
    实测风速(ms)
    176
    22

    风速≥6级风天数(d)
    21
    22
    37

    1214雾
    年均雾日数(见度≤1km)20d36d少11d全年3~4月雾日数雾出现晨雾居般午10时消散全天雾时少

    1215相湿度
    年均相湿度70%
    1216灾害性天气
    1)台风
    连云港区受台风影响太严重基台风边缘影响年统计资料表明影响江苏台风均年15次1997年9711号山东登陆时连云港区影响较台风境时新浦实测风速32ms风ESE连云港海洋站风速瞬时35ms风详港区形特征产生狭效应局部风速较2000年12号台风连云港外围影响台风程降雨量达890mm20年值
    2)寒潮
    连云港区寒潮影响年3~5次寒潮带风降温50年代低气温 181℃记载年低气温基11℃左右
    3)雷暴
    连云港区处理位置常受江淮气旋黄河气旋双重影响常雷暴出现伴雷雨风港区作业产生影响
    122水文
    1221潮汐
    连云港区受南黄海驻波系统控制潮点位海区东南部外海约34°N122°E附处连云港北部海州湾湾顶潮波波腹连云港区距海州湾顶较潮差较潮流流速相应偏
    1)验潮情况
    连云港潮位观测1951年开始海峡中部报潮设站1986年6月撤站年庙岭站开始验潮期间两站进行半年观测结果表明两站潮时相差十分钟潮位值相差连云港西堤工程修建港区潮汐状况发生变化1993年西堤全部合拢庙岭站完全处工海湾水域受海湾潮波反射影响时年均潮差达值进步分析研究湾潮位变化情况1994年8月湾口湾顶程4站进行月步潮位观测
    2)潮汐性质
    根年连云港报潮潮位资料统计出海域属正规半日潮日潮等现象显著
    3)基面关系
    根1975年连云港审定理低潮面连云港零点关系基面相互关系:
    均海面
    56黄海基面
    294m 287m
    连云港理低潮面
    (连云港验潮零点)
    4)潮位特征值
    根述实测潮位站步资料分析涨潮潮波进入体港区东口门受形工程建筑物阻挡潮波逐渐变形程潮差断增增幅较站潮位特征值(连云港理低潮面起算)见表12两翼新港区处前期研究阶段潮位特征值参考表
    站潮位特征值
    表12 单位:m

    项目
    报潮
    庙岭
    渔轮厂站
    连云港站
    庙岭煤
    码头站
    墟沟
    船厂站
    高高潮位
    650
    610
    589
    588
    594
    589
    低低潮位
    –045
    –036
    065
    056
    062
    059
    均高潮位
    461
    478
    508
    500
    509
    506
    均低潮位
    128
    123
    151
    139
    147
    143
    均潮差
    339
    354
    357
    361
    362
    363
    潮差
    648
    561
    508
    510
    514
    519
    潮差


    182
    181
    182
    186
    均海面
    294
    297
    325
    315
    325
    321
    统计年限
    1951~1972
    1987~1994
    199481~1994831

    5)设计水位
    根述资料统计分析初步出次规划港区工程设计水位表13:
    港区工程设计水位表
    表13 单位:m

    项目
    庙岭墟沟
    港区
    北港区
    东港区
    设计高水位
    536
    540
    535
    设计低水位
    045
    050
    048

    极端高水位
    670
    675
    660
    极端低水位
    –073
    –073
    –070

    6)潮水位
    根验潮资料统计:潮2时保证率90%水位384m
    1222波浪
    1)波况
    连云港规划北港区拟西堤南扩展规划东港区背云台山东邻黄海东北方东西连岛天然屏障西堤建成连云港港区成半封闭海湾港区水域波浪较仅东部港区受外海波浪影响较
    根连云港西山海洋站(理位置34°47´N119°26´E)年实测波浪资料东港区南侧羊山岛测波站(理位置34°42´N119°29´E)短期实测波浪数海区波况统计分析详见表14:
    站波浪特征值统计表
    表14
    测站
    项目
    连云港西山海洋站
    (1981~1997)
    羊山岛海洋站
    (19974~19982 )
    常浪
    NE
    NE
    频率()
    21
    232
    次常浪
    NNE
    E
    频率()
    142
    1266
    强浪
    NNE
    ENE
    实测波高H110(m)
    43(应波周期T66s)
    23
    次强浪
    NE
    NNE
    实测波高H110(m)
    42(应波周期T61s)
    18
    全年均波高(m)
    11
    07
    风浪涌浪
    31

    波高H110≤05m出现频率
    65
    7035
    波高H110≤09m出现频率
    841
    8969
    波高H110≥10m 出现频率
    159
    103

    述统计分析表明两站常强浪基致均NNE~ NE实测波型风浪风浪涌浪组成混合
    浪冬春季WNNE夏秋季E~ESE居海区测波高Hmax46m浪(波NNE)寒潮风造成风涌混合浪波玫瑰图见图1-4
    2)设计波素
    根连云港西山海洋站长期实测波高资料羊山岛短期数气象站设计风速资料推算出外海设计波素浅水折射绕射缓坡形引起底摩擦衰减传规划港区前初步推算出规划港区处设计波素(五十年遇设计高水位时)表15:
    港区设计波素表
    表15
    项目
    位置

    H1%
    (m)
    H110
    (m)
    T
    (s)
    庙岭港区
    NE~E
    24
    21
    49
    墟沟港区
    NE~E
    19
    17
    47
    北港区东段
    ESE~ SE
    31
    27
    65
    东港区西段
    (现军港西侧)
    NE~ ENE
    44
    38
    79
    E~ ESE
    42
    36
    77
    东港区中段
    (旗台咀附)
    NE~ ENE
    50
    43
    84
    E~ SE
    45
    39
    81
    东港区东段
    (旗台咀东)
    NE~ ENE
    56
    49
    84
    E~ SE
    52
    45
    81

    1223海流
    海区潮流特征属正规半日潮流海域海流潮流余流般较受东西连岛周边海岸轮廓线水形影响外海区潮流旋转流岸复流西堤建成海峡变成工海湾湾外海域受外海潮流控制—6米等深线外旋转流湾水域涨落潮流均单东口门进出涨潮西流落潮东流湾落潮历时涨潮历时实测涨潮流速落潮流速涨落潮流速均出现中潮位附反映海峡海湾转变潮流特性前进波驻波型转变西堤建成1994年8月实测海流资料统计分析:湾口湾分布(B1~B3)湾口流速湾流速湾口横断面(A1~A3)分布航道附流流速实测流速统计详见表16
    1224余流
    海区余流流速较般3~20 cms间港区余流方偏西外海区偏北偏东北表层余流流时受风影响较
    站实测流速表
    表16 单位:流速:cms流:度
    观测时间
    位置
    测点
    涨潮
    落潮
    流速

    流速

    199482112时
    ~199482214时
    东口门湾口
    横断面(潮)
    A1
    80
    285
    78
    115
    A2
    88
    295
    88
    128
    A3
    54
    302
    28
    178
    199482715时~199482817时
    东口门湾口
    横断面
    (潮)
    A1
    79
    295
    38
    112
    A2
    70
    290
    62
    131
    A3
    52
    300
    42
    140
    19948711时~19948813时
    东口门西堤断面
    B1
    78
    297
    63
    119
    B2
    66
    335
    64
    140
    B3
    46
    320
    22
    150
    19948410时~
    19948512时
    西堤
    外两侧
    C1
    35
    302
    30
    170
    C2
    44
    282
    51
    278*
    19949411时~19949513时
    东口门外侧
    D
    74
    208
    53
    51
    19977
    港区东南高公岛附
    1#
    63
    205
    70
    19
    2#
    59
    181
    68
    14
    外海区
    9#
    62
    201
    52
    5
    10#
    65
    218
    63
    4

    注:表中1#2#9#10#田湾核电站附水域实测流速值1#站复流9#10#旋转流涨潮流偏西南落潮流流东北落潮历时涨潮历时

    123海岸貌淤积趋势
    连云港港位苏北海海州湾南侧濒东海质构造属胶东隆起苏北拗陷渡带受北西断裂控制岸线走方致历史时期海面变动河流影响作东西连岛云台山间形成长约
    115公里均宽度25公里狭长海峡两岸发育海积洪积相浅滩海峡两侧山体岸波浪作海蚀貌发育岬湾相间然岸线曲折
    连云港二十世纪三十年代建港东西防波堤修建导致局部水形调整外十年中峡道底形基保持稳定淤相衡1993年西堤建成原东西贯通海峡变成半封闭形工海湾导致水动力条件沉积环境发生较变化北部岸滩发生量淤积2米等深目前已越海湾中部泊位航道8~10米水深然维护淤积强烈东口门防波堤外宽广淤泥质浅滩5米等深线远离岸约4公里连云港港十万吨级进港深水航道开挖浅滩东口起112º~292º转63º~243º方直10米等深线止全长15公里目前东部海区呈现微态势加工疏浚航槽水深维护
    连云港区岸宏观属废黄河水三角洲北缘部分历史受黄河夺淮入海期泥沙扩散淤积影响岸底部普遍沉积厚度等粉砂-粘土质淤泥沉积层厚达30~40米岸滩呈现淤泥质海岸特点
    1885年黄海改道山东入海黄河区输沙终止废黄河三角洲岸滩世纪侵蚀调整刷趋弱加岸滩保护工程实施减少岸泥沙供应北泥沙供应趋缓河流泥沙源影响微弱均含沙量二十世纪70年代024kgm3减年020kgm3左右历史海图分析表明东部海区呈现微刷态势整体淤积环境处淤衡状况
    连云港区泥沙运动悬沙运动波浪作浅滩淤泥质沉积物受刷悬扬潮流带动进行岸输移外海扩散呈现波浪掀沙潮流输沙泥沙运动机制含沙量季节性变化特点明显冬季水体含沙量较高年均含沙量4~5倍夏半年含沙量低常保持010kgm3岸水体含沙量般均021~024 kgm3左右含沙量西东逐渐减连云港区泥沙颗粒较细浅滩沉积物中值粒径d500002~0004mm
    1997年连云港西堤工程建成围堵连云港海峡西口原东西贯通海峡变成深长115公里均宽度25公里狭长矩形工海湾港区受掩护阻拦西部泥沙西堤工程完成改善港区回淤状态十分利工程建成前研究表明通单东口门年净进入港区水域泥沙量60万方远低西堤建成前区域回淤强度分庙岭港区08~09ma老港区08ma墟沟港区04ma港区已基处微淤状态航道回淤集中弯道段东侧淤积强度04ma回门段航道回淤强度较01ma左右
    124质
    区基底层前震旦纪变质岩岩性白云片麻岩埋藏普遍较深岩层部堆积第四纪堆积物含中更新统陆相沉积物更新海相陆相海陆交互相沉积层表层全新世海相淤泥层厚度4~30米岸浅薄海峡中部东部较深西部较浅根质钻孔资料港区海域发育10工程质层层岩性特征分布区域:
    淤泥()
    灰黑色饱流塑状机质含量高孔隙具触变性均含砂量8墟沟庙岭港区夹厚数毫米粉细砂薄层淤泥横变化规律:海峡西北部淤泥沉积厚度海峡东南部高公岛海域刷强烈墟沟连岛港区等淤泥分布粉土粉砂海积沙滩分布区基淤泥分布
    粉质粘土()
    灰黄色粉质粘土潮湿塑层厚24米底板标高般8~12米老港区磨刀塘高公岛海域带该层缺失
    粘土()
    黄棕色粘土次粉质粘土塑~硬塑厚度般2~5米底板标高般9~135米老港区带该层缺失
    粉细砂()
    黄色—褐黄色粉细砂粉土次饱水稍密—中密岸边段相变黄色粉质粘土海峡西北部砂质厚12米中部东部砂层厚度增加厚达9米海峡东口高公岛海域砂层分布连续岸国段砂层薄底板标高般9~157米老港区附该层缺失
    粘土()
    粘土粉质粘土次棕黄色夹白色黄色塑—硬塑岸边段外海峡南北西东厚度逐渐增加般厚度2~4厘米厚达70米底板标高般12~19米该层老港区磨刀塘高公岛海域带缺失庙岭港海峡中部局部段该层相变淤泥质土
    粉细砂()
    黄色粉细砂次粉土饱水中密岸边段厚度海峡中心厚度增加厚度般09~39米该层起伏较底板标高般16~20米老港区高公岛海域该层缺失
    粘土()
    黄-棕黄色夹少量灰白色青灰色稍湿硬塑状该层分布稳定般厚5~10米底板标高般18~28米局部段分布透镜状淤泥质粘土灰色软塑状厚度般2~5米
    粘土中细砂互层()
    棕黄色褐黄色稍湿硬塑局部塑中细砂饱水中密砂层海峡西北部较厚达5~10米东逐渐变薄底板标高20~26米
    粘土()
    灰黄棕黄色稍湿硬塑岸段相变含砾石碎石砂土海峡西部厚度中部东部厚度达10米底板标高般26~40米老港区磨刀塘高公岛海域分布淤质粘土淤质粉质粘土灰色深灰色塑~软塑成条带状分布厚度般8米底标标高般30米深
    粘土
    棕黄色少量灰绿色稍湿硬塑岸段含砾石粘土碎石土等厚度般8米
    区工程质层ⅠⅤⅨ层属Ⅲ类基土外余质层属Ⅰ类基土均作工程基础持力层区港区工程质劣层全新统淤泥质土层物理力学性极差基需做专门处理海峡区更新统软塑状粘性土含水量高良卧软层宜作工程基础持力层层般情况均作建筑物持力层
    125震
    连云港港口区域活动性断裂历史未发生强烈破坏性震区域稳定性较根中国震烈度区划图(2001)区震烈度7度震动峰值加速度01g建筑物标准设防
    连云港港南北两翼港口开发目前正处前期研究证阶段基础资料相缺乏着研究逐步深入逐步完善潮位波浪等工程水文气象特征值暂参考述连云港体港区资料
    126设计船型尺度
    100000DWT散货船
    250×430×203×145
    2.总面设计
    21码头尺度确定
    根港口规划布置(民交通出版社)P61规定
    连续泊位长度Lb:
    端部泊位 LbL+15d
    中间泊位 LbL+d
    折角处泊位长度Lb:
    LbξL+d2
    式中:ξ——船长系数


    图21 折角布置泊位长度

    查港口规划布置(民交通出版社)表413表414d30mξ125码头长L0ξL+L+2d125×250+250+2×30700m
    码头宽根装卸工艺装卸装置确定100m
    22港口水域部分尺度确定
    221船舶进港制动距离
    港口工程设计手册()国家区船型制动距离统计资料船舶制动距离30L~40L(<50 000t)50L(>50 000t)选船舶进港制动距离50L12500m
    222船舶回转水域
    直径D20L(100 000t)5000m
    223泊位前船舶离岸操作水域
    根港口工程设计手册()调头:B15L3750m
    224港池宽度角度
    1)港池宽度
    港口工程设计手册()港池长度较长时港池宽度船舶调头泊需尺度确定较合理
    港池宽度15L3750m
    2)港池角度θ90°
    225连接水域
    突堤码头港池前航道连接水域船舶转半径求确定尺度港口工程设计手册()通船舶回旋实验实船测定等资料分析船舶港行转半径R选30L
    23进港航道尺度确定
    231航道选线
    港区航道选线满足求:
    1) 港区深水港需工开挖航道仅浮标示出行线路
    2)航道轴线直
    3)口门外航道直线布置
    4)防波堤口门航道转头水域连接时直线布置满足制动距离求:型散货船5L~6L确定5L
    5)锚布置航道分开通常港外锚掩护条件离开航道中心线1n mile选2n mile港锚2L选25L
    232航道宽度
    设置双航道宽度计算公式:W2A+b+2C
    1)航迹带宽度
    计算公式:An(Lsinγ+B)
    式中 A —— 航迹带宽度(m)
    n ——船舶漂泊倍数
    γ ——风流压偏角(°)
    B ——设计船宽(m)
    港口工程设计手册() 表223305ms<v≤075msn159γ14°
    2)船舶间富余宽度b确定
    b≥B430m取b500m
    3)船舶航道底边间富余宽度C确定
    港口工程设计手册()表2234散货船航速>6kn时CB43(m)
    综合进港航道宽度:W2A+b+2C2×1645+500+2×4304650(m)
    233航道水深
    通航水深
    设计水深
    式中 ——设计船型满载吃水(m)
    ——船舶航行沉量(m)
    ——龙骨富余量(m)
    ——波浪影响超深(m)
    ——船舶装载倾富余深度(m)
    ——备淤富余深度(m)
    1)船舶航行沉量
    根港口工程设计手册()图22312船舶航行时船体沉曲线6kn船舶航速t船型设计05m
    2)龙骨富余量
    根港口工程设计手册()表2235硬塑性粘土10wt≤DWT<30wt06m
    3)波浪影响超深
    23m119s查港口工程设计手册()表2236船浪夹角ψ70°<10s/05 115m
    4)船舶装载倾富余深度
    港口工程设计手册()p294散货船满载航行015m宜
    5)备淤富余深度
    04m
    综合通航水深 145+05+06+115+015169(m)
    设计水深 169+04209(m)
    深水港港外水深满足航道深度求必进行航道边坡计算
    24防波堤轴线口门确定
    241防波堤轴线布置
    防波堤轴线选线满足求:
    1)方便施工防波堤布置处折线余轴线直线:
    2)防波堤轴线布置码头线布置相配合围面积足够面积水深供船舶港航行调头停泊留发展余
    3)轴线强浪方斜交减弱波压力
    4)充分利利质形条件减少防波堤投资
    242口门布置
    港区口门布置满足条件:
    1) 口门位置选天然水深较深进港航道协调段
    2) 进入口门航强浪方夹角控制30°~35°范围口门段流速控制25kn利进口船舶操作
    3) 口门避免强浪港口水域部分直射
    4) 海岸线正方海流波浪口门布置型式采正式
    243口门宽度
    口门宽度定义交通部海港总面设计规范规定效宽度应垂直航行轴线投影宽度效口门宽度B0应设计船长10~15倍口门效宽度底边线防波堤距离d0应根堤结构型式安全求确定
    B0(10~15)B250~375(m)
    d0143+60203(m)
    口门处两防波堤垂直航道轴线距离B0+2 d0(250~375)+2×2032906~4156(m)
    口门方波浪扩展438 m




    图243 口门效宽度示意图















    3.防波堤结构方案选
    两种防波堤结构方案 表3
    断面形式

    项 目
    方案:斜坡式
    方案二:直立式
    结构特点
    断面梯形开采天然块石工混凝土块体抛筑成波浪作时波坡面部分吸收消散
      断面外侧均直立(基直立)墙般抛石基床墙身构件防浪胸墙构成波浪作时墙前发生反射
    优点
    结构简单施工方便较高整体稳定性适基取材破坏易修复
      侧兼做码头水深较时建筑材料量斜坡堤省水深越两者差值越
    缺点
    耗费材料量堤侧直接兼做码头
     消波效果较差特堤前基肩水深界水深时堤身破碎波压力需加堤身宽度堤造价增重力式直立堤基应力较均匀沉降反应敏感软基时需基采取加固措施直立堤建成旦遭破坏难修复
    适情况
    般适水深较浅(10~12m)基较差石料源丰富情况
      般适水深较基较情况计算资料表明控制抛石基床应力超600kNm2时般波浪作(H1<8m)堤前水深应限定20~28m
    港口现状
    方案选
      水深深26m波高中等基作持力层石料十分丰富施工队伍擅长沉箱施工时施工场便沉箱预制等综合分析认宜采直立式

    4.防波堤设计条件
    41设计水位:
    设计高水位:540m
    设计低水位:050m
    设计高低水位间需选择利水位:440m
    极端高水位:675m
    42设计波浪:
    正浪重现期50年 42m34m61s
    重现期10年3Om 608s
    43质:
    粘土物理力学指标标准值:γ193φ26°c20kpa ω205524<0粘土处固体状态认土体受水浮力作γ193
    44震:
    该区震基烈度7度
    45材料重度标准值:
    钢筋混凝土沉箱: γ 25 015 0
    沉箱浮游稳定计算时: γ 245 145
    封顶混凝土: γ 23 13
    混凝土胸墙: γ 240 14 0
    沉箱填积砂石: γ 180 90φ 30°
    沉箱填10—100kg块石: γ1801l0
    基床块石: 1l0
    47结构安全等级:二级


    5.直立堤断面设计胸墙设计
    51堤顶高程
    港口工程设计手册(中)根求允许少量越浪考虑堤顶定设计高水位06~07倍设计波高值处.:
    顶高程 540+ (06~07) x46
    816~862(m)
    取堤顶高程86m
    部结构台底面高程应高出施工水位03~05m:
    台底高程350+(03~05)
    38~40(m)
    取部结构台底面高程40m
    52堤身宽度
    堤身宽度稳定性计算确定
    港口工程设计手册(中)堤宽堤高值08堤宽≥08×2802240m持力层粘土085倍计算堤宽085×280237m
    53基床尺寸
    港口工程设计手册(中)P513非岩石基基床厚度通常15~20m保持堤身稳定性明基床外肩宽分堤身宽度0406倍外坡般采12~13坡般采115~12
    该港区防波堤基床明基床
    肩宽04B04×237≈95m
    外肩宽06B06×237≈143m
    处外坡度时确定12
    明基床护肩护坡般采抛石混凝土块体(方块四脚空心方块栏栅板等)
    54胸墙设计
    直立堤部结构海侧采削角斜面形式优点:首先作直立堤削角波浪力分解垂直分力水分力垂直分力增堤身稳定重量利堤身稳定次堤身正面削角斜面反射系数直立面堤身直立部分波浪力削角直立堤相应高度范围波浪力堤前波浪底流速相应减
    港口工程设计手册(中)规定设计时:
    1)削角斜面水面夹角α取25°~30°
    2)般情况削角直立堤顶标高应低削角直立堤顶标高少定设计高水位07倍设计波高值处
    3)削角斜面拐点定设计高水位附
    设计胸墙尺寸图54示


    图54 胸墙尺寸图(单位mm标高m计)










    6.直立堤作标准值计算
    61持久状况
    611堤身部分重力标准值踵稳定力矩计算
    计算结果见表611胸墙重力划分见图54

    612波浪力标准值力矩计算
    6121波峰作力标准值力矩
    确定堤前波态海港水文规范(JTJ213 98)表811规定波态波压力标准值计算(JTJ213 98)中波态波峰作波浪力标准值P波浪浮托力标准值Pu削角斜面波浪垂直分力标准值Pv踵力矩MpMuMV计算结果列表612
    6122波谷作力标准值力矩
    波态波谷作波浪力标准值P'浮托力标准值前趾相应力矩Mp′Mu′标准值计算结果列表613
    62短暂状况
    621堤身重力标准值稳定力矩
    沉箱填10~100kg块石假定填标高1Om时堤身部分重力标准值踵稳定力矩计算结果详见表621
    622波态波峰作波浪力标准值力矩计算
    结果详见表622



    直立堤重力标准值力矩 表611
    设计水位

    力力矩

    项目
    540m
    44m
    050m
    675m
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    胸墙1
    24552
    473854
    24552
    473854
    24552
    473854
    17962
    217984
    胸墙2
    5952
    958272
    5952
    958272
    5952
    958272
    4952
    797272
    胸墙3
    3066
    594804
    4672
    906368
    5256
    1019664
    3066
    594804
    胸墙4
    35308
    266575
    44408
    33528
    48048
    362762
    28028
    211611
    前壁
    54886
    142978
    54886
    142978
    5551
    1446036
    54886
    142978

    411642
    144075
    411642
    144075
    427
    14945
    411642
    144075
    两侧壁
    3634
    539649
    3634
    539649
    427
    634095
    3634
    539649
    底板
    45095
    669661
    45095
    669661
    45095
    669661
    45095
    669661
    隔墙
    24895
    369691
    24895
    369691
    2562
    380457
    24895
    369691
    横隔墙
    22216
    329908
    22216
    329908
    2562
    380457
    22216
    329908

    4302
    63824
    4302
    63824
    4857
    72126
    4302
    63824


    续表
    项目
    设计水位

    力力矩

    项 目
    540m
    44m
    050m
    675m
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值(kNm)
    踵力矩kNmm
    底角
    2058
    30513
    2058
    30513
    2058
    30511
    2058
    30513

    10618
    193
    10618
    193
    10618
    19298
    10618
    193
    箱填积砂石
    254706
    3782441
    254706
    3782441
    254706
    3782441
    254706
    3782441
    箱填10~100kg块石
    213128
    3164972
    213128
    3164972
    2547
    3977076
    213128
    3164972
    封顶混凝土
    24513
    364078
    24513
    364078
    43375
    644099
    24513
    364078

    8839612
    13201397
    9091212
    13581666
    992239
    15000259
    8600912
    12729563






    直立堤波峰作力标准值力矩 表612
    设计水位
    项 目
    54m
    44m
    05m
    675m
    水深d(m)
    294
    284
    245
    3075
    波高H(m)
    42
    42
    42
    42
    波浪均周期
    (s)
    61
    61
    61
    61
    波态




    深水波长(m)
    7219
    7219
    7219
    7219

    0407
    0393
    0339
    0426
    波长L(m)
    5925
    5925
    5925
    5925
    HLdL
    HL1141
    dL0496
    HL1141
    dL0479
    HL1141
    dL0414
    HL1141
    dL0519


    续表
    设计水位
    项 目
    54m
    44m
    05m
    675m
    超高(m)
    1322
    1363
    1411
    1236
    波压力图形
    (标高m计)





    655
    716
    998
    606

    0
    0
    0
    0



    续表
    设计水位
    项 目
    54m
    44m
    05m
    675m






    420
    420
    420
    420

    47582
    47488
    47074
    47678

    799378
    774054
    675512
    828405

    69678
    67822
    58065
    72878

    229937
    223813
    191400
    240497

    14285
    13100
    4678
    16942

    290849
    267647
    106897
    341187


    设计水位
    项 目
    54m
    44m
    05m
    675m
    水深d(m)
    294
    284
    245
    3075
    波高H(m)
    42
    42
    42
    42
    波浪均周期
    (s)
    61
    61
    61
    61
    波态




    深水波长(m)
    7219
    7219
    7219
    7219

    0407
    0393
    0339
    0426
    波长L(m)
    5925
    5925
    5925
    5925
    HLdL
    HL1141
    dL0496
    HL1141
    dL0479
    HL1141
    dL0414
    HL1141
    dL0519
    超高(m)
    1322
    1363
    1411
    1236

    直立堤波谷作力标准值力矩 表613

    续表
    设计水位
    项 目
    54m
    44m
    05m
    675m
    波压力图形
    (标高m计)





    2878
    2837
    2789
    2964

    647
    706
    983
    831

    0
    0
    0
    0

    508.86
    49309
    44836
    57117

    748024
    732200
    549241
    878174

    8735
    9531
    13271
    11219

    132335
    144394
    201055
    169968


    直立堤重力标准值力矩 表621
    设计水位

    力力矩

    项目
    540m
    050m
    重力
    标准值
    (kNm)
    踵力矩kNmm
    重力
    标准值
    (kNm)
    踵力矩
    kNmm
    前壁
    54886
    142978
    5551
    1446036

    411642
    144075
    427
    14945
    两侧壁
    3634
    539649
    427
    634095
    底板
    45095
    669661
    45095
    669661
    隔墙
    24895
    369691
    2562
    380457
    横隔墙
    22216
    329908
    2562
    380457

    4302
    63824
    4857
    72126
    底角
    2058
    30513
    2058
    30511

    10618
    193
    10618
    19298
    箱填积砂石
    254706
    3782441
    254706
    3782441
    箱填10~100kg
    块石10m
    213128
    3164972
    2547
    3977076
    封顶混凝土
    24513
    364078
    43375
    644099

    7339212
    1090789
    807559
    12185707



    直立堤波峰作力标准值力矩 表622
    设计水位
    项 目
    540m
    050m
    水深d(m)
    294
    245
    波高H(m)
    42
    42
    波浪均周期(s)
    61
    61
    波态


    深水波长(m)
    7219
    7219

    0407
    0339
    波长L(m)
    5925
    5925
    HLdL
    HL1141
    dL0496
    HL1141
    dL0414
    超高(m)
    1322
    1411
    波压力图形
    (标高m计)

     

    655
     998

    420
     420

    0
     0

    410
    2622

    47582
    47074

    799378
    675512

    8843
    13473

    229937
    191400

    7.直立堤稳定性验算
    71结构断面堤底抗滑稳定性验算
    结构断面堤底抗滑稳定性承载力极限状态设计表达式:

    式中:——结构重性系数取10
    ——水波浪力分项系数:持久组合极端高水位时取12水位时均取13短暂组合取12
    P——计算面水波浪力标准值(kN)
    ——重力分项系数取10
    G——作计算面堤身重力标准值(kN)
    ——削角斜面竖波浪力标准值(kN)
    ——波浪浮托力分项系数:持久组合极端高水位时取12水位时取13短暂组合取12
    ——作计算面波浪浮托力标准值(kN)
    f——计算面摩擦系数设计值取06
    711持久组合
    计算结果见表711













    结构断面堤底抗滑稳定性验算 表711
    计算状况

    项 目
    54m水位
    +波压力
    44m水位
    +波压力
    05m水位+波压力
    675m水位+波压力

    8839612
    9091212
    992239
    8600912

    475082
    474088
    470074
    476078

    14285
    13100
    4678
    16942

    69678
    67822
    58065
    72878

    461857
    461734
    461196
    457214

    484599
    500432
    552859
    473748

    计算结果表明抗滑稳定性均请足求
    712短暂组合
    计算结果见表712

    结构断面堤底抗滑稳定验算 表712
    计算状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力
    计算状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力

    4839612
    492239

    69678
    58065

    475082
    470074

    457099
    546489

    4678
    14285

    488781
    556343

    计算结果表明抗滑稳定性均满足求

    72结构断面堤底抗倾稳定性验算
    结构断面堤底抗倾稳定性承载力极限状态设计表达式:

    式中:Mp——水波浪力标准值计算面踵前趾倾覆力矩(kN.mm)
    ——波浪浮托力标准值计算面踵前趾倾覆力矩(kN.mm)
    ——堤身重力标准值计算面踵(波峰作时)前趾(波谷作时)稳定力矩( kNmm)
    ——削角斜面竖波浪力产生稳定力矩标准值( kN.mm)
    ——结构系数取125
    分项系数取值前
    721持久组合
    计算结果见表721

    结构断面堤底抗倾稳定性验算 表721
    计算状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    44m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力
    675m水位
    +
    波压力

    13201397
    13581666
    15000259
    12729563

    290849
    267647
    106897
    341187

    799378
    774054
    675512
    828405

    229937
    223813
    191400
    240497

    1033811
    10297227
    10126986
    102826824

    10793796
    10773398
    10732434
    11242244

    计算结果表明抗倾稳定性均满足求

    722短暂组合
    计算结果见表722

    结构断面堤底抗倾稳定性验算 表722
    计算状况
    项 目
    54m水位+波压力
    05m水位+波压力

    13201397
    15000259

    290849
    106897

    799378
    675512

    229937
    191400

    1033811
    10126986

    10793796
    10732434

    计算结果表明抗倾稳定性均满足求
    73结构断面基床底面抗滑稳定性验算
    结构断面基床底面抗滑稳定性承载力极限状态设计表达式:

    式中:——基床部分水重力标准值(kN)
    f ——抛石基床基土间摩擦系数设计值取05
    ——土压力分项系数取10
    ——动土压力设计值折减系数03作标准值(kN)
    项意义前
    731持久组合
    计算结果见表731



    结构断面基床底面抗滑稳定性验算 表731
    计算状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    44m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力
    675m水位
    +
    波压力
     
    8839612
    9091212
    992239
    8600912
     
    14285
    13100
    4678
    16942
     
    2002
    2002
    2002
    2002
     
    69678
    67822
    58065
    72878
     
    3847
    3847
    3847
    3847
     
    475082
    474088
    470074
    476078
     
    539053
    537023
    492066
    498048

    631059
    630697
    653097
    620382

    计算结果表明基床底面抗滑稳定性满足求
    732短暂组合
    计算结果详见表732













    结构断面基床底面抗滑稳定性验算 表732
    计算状况
    项 目
    54m水位+波压力
    05m水位+波压力
     
    8839612
    992239
     
    14285
    4678
     
    2002
    2002
     
    69678
    58065
     
    3847
    3847
     
    475082
    470074
     
    511123
    510035

    122246
    120070

    计算结果表明基床底面抗滑稳定性均满足求









    8.基承载力验算
    81承载力极限状态设计
    承载力极限状态设计表达式(JTJ250 98)第42条(JTJ298 98)第52条关规定表示:

    式中: ——抛石基床垫层情况基极限承载力竖分力标准值(kNm)
    ——抗力分项系数取 25
    ——综合分项系数取 10
    ——作抛石基床底面竖合力设计值标准值(kNm)
    ——基土水重度粘聚力墙前基础底面边载标准
    ——条形基基础处极限衡状态承载力系数
    具体计算见表4212表中符号意义:
    ——分稳定力矩标准值倾覆力矩标准值(kNmm)
    ——作基床顶面竖合力标准值( kNm)
    ——分基床顶面应力(kPa)
    ——分抛石基床底面应力(kPa)
    B——堤底宽度(m)
    ——堤底面实际受压宽度(m)
    ——抛石基床底面合力标准值作点偏心距(m)
    ——墙底面合力标准值作点墙踵距离偏心距(m)
    tg——作抛石基床底面合力倾斜率 tg /
    ——作基础底面水台力标准值(kNm)
    g′——抛石基床底面处效面积效宽度范围抛石体重力标准值( kN m)
    ——抛石基床底面处效受压宽度(m)

    (II7298 98)第52条关规定:



    时:


    式中: ——抛石基床水重度标准值(kN/)
    ——抛石基床厚度(m)

    时:
    时:
    (JTJ250 98)第42条关公式计算:





    α应满足式求:


    式中:λ——承载力子
    ——摩擦角标准值(°)





    余符号前
    82设计状况应设计组合
    821持久组合
    见表821

    持久组合基承载力验算 表821
    设计状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    44m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力
    675m水位
    +
    波压力

    524671
    529270
    520990
    513747

    306592
    302543
    241886
    312454

    101992
    103136
    105853
    99196

    2138
    2198
    2639
    2029

    设计状况

    项 目
    54m水位
    +
    波压力
    44m水位
    +
    波压力
    05m水位
    +
    波压力
    675m水位
    +
    波压力
    判断
    ξξξξ
    31803
    31282
    26761
    32593

    0
    0
    0
    0

    6414
    6594
    7911
    6084

    21788
    21671
    19974
    21868

    22
    22
    22
    22

    1417
    1440
    1591
    1374

    118668
    120107
    125057
    115342

    41518
    41325
    37897
    41540

    03499
    03441
    03030
    03601

    758
    7714
    8729
    7339

    9
    9
    9
    9

    22
    22
    22
    22

    0
    0
    0
    0

    477
    486
    550
    462

    1626
    1655
    1871
    1575

    1156
    1175
    1315
    1123

    765
    787
    957
    727

    390568
    410147
    580666
    357523

    156227
    164059
    232266
    143009

    计算结果表明满足设计求
    822短暂组合
    施工期荷载持久组合粘土φ角持久组合时相承载力满足
    求计算
    823偶然组合(设计低水位+震):
    1 1042kNm


    1 1042十260 92
    1 36512(kNm)
    作质点i水震惯性力标准值计算:
    重心位置计算见表823


















    重心位置计算 表823
    项 目
    部 位
    部分重量

    重心高度

    部分重量底面力矩

    胸墙1
    24552
    2783
    473854
    胸墙2
    5952
    3025
    958272
    胸墙3
    3066
    247
    1019664
    胸墙4
    35308
    2715
    362762
    前壁
    54886
    122
    1446036

    411642
    122
    14945
    两侧壁
    3634
    122
    634095
    底板
    45095
    069
    669661
    隔墙
    24895
    1243
    380457
    横隔墙
    22216
    1243
    380457

    4302
    1243
    72126
    底角
    2058
    152
    30511

    10618
    102
    19298
    箱填积砂石
    254706
    743
    3782441
    箱填10~100kg块石
    213128
    1855
    3977076
    封顶混凝土
    24513
    275
    644099

    10139612

    15000259

    重心高度:
    1480(m)
    加速度分布见图423
    1+10×148326
    l.46

    式中:——作质点i水震惯性力标准值(kNm)
    C——综合影响系数取025
    ——水震系数取01


    图82 加速度分布图

    ——加速度分布系数
    ——重力标准值(kNm)
    1 59706kNm
    025×01×146x1 59706 5829(kNm)
    5829 x 530 30894(kNmm)
    30894kNmm
    4 88597kN.mm


    8l(m)


    12002( kPa)

    10649( kPa)
    (m)
    81+2x 2 2x012 1186(m)
    7 47
    58 29kNm
    58291 365 12 00427
    35 50
    24 06
    2642
    23 00076kNm
    9 200 30kNm
    1 365 12kNm

    满足求



    9.基整体稳定性验算
    91承载力极限状态
    承载力极限状态表达式见(JTJ 25098)公式(5321):

    公式(5323)(53 25)计算:


    式中: ——抗滑力矩标准值(kNm)
    ——滑动力矩设计值(kNm)
    ——抗力分项系数
    ——综合分项系数取10
    ——波浪力标准值引起滑动力矩(kNm)
    92设计状况应设计组合
    921持久组合
    取13见图424
    9211设计高水位+波浪力
    15m圆弧圆心坐标:x 5my 2mR13m
    包括波浪力时:
    抗滑力矩1 35276x 13 17 58588(kN.mm)
    滑动力矩 612 35×13796055( kNmm)
    波谷作时:
    21122kNm
    底面79140kNmm

    标高:325m
    17 585 88kN mm
    7 96055+ 21122(325 2)8 22458( kNmm)
    8 224 58 kNmm< 13 5276(kNmm)
    满足求
    波峰作时:
    415 18 kNm
    底面Mp2 455 97 kNmm
    图424 整体稳定计算

    标高 1.08m
    7 96055 +415 18(2 108)834252(kNmm)

    满足求
    9212设计低水位+波浪力
    15m圆弧圆心座标:x 5my 2mR13m
    包括波浪力时:
    抗滑力矩 1 40924×1318 32012(kN.mm)
    滑动力矩 68828×138947 64(kN.mm)
    该水位波谷作控制条件:
    12485kNm
    底面 366 01kNmm
    293m
    标高 407m
    8 947 64+ 12485 (407 2)920608( kNmm)
    18 32012kNmm

    满足求
    922短暂组合
    施工期荷载持久组合粘土φ角持久组合时相计算
    923偶然组合(设计低水位+震):
    10
    1904(12m圆弧x5my0R12m)
    满足求













    10.基沉降计算
    计算持久状况设计低水位情况考虑波浪力正常极限状态设计表达式见(JTJ25098)公式(624)(622):


    式中: [S]——建筑物沉降量限值(cm)
    ——建筑物基终沉降量设计值(cm)
    ——验修正系数
    ——分第i层土受均重压力设计值均终压力设计值压缩稳定时孔隙设计值
    ——第i层土厚度(cm)
    101 e~p值
    102压缩层深度确定
    基压缩层计算深度Zn宜符合(JTJ 25098)公式(623)求:

    式中: ——Zn处基垂直附加应力设计值(kPa)
    ——Zn处基重压力设计值(kPa)
    1021基床顶面应力标准值计算
    设计低水位时:重力标准值:G1 10420kNm
    重力标准值踵力矩4 885 97kNmm



    1022附加应力计算

    式中: p——基床顶面应力标准值(kPa)
    ——附加应力系数
    计算标高 27m处中点附加应力 (27 7)81 25
    矩形荷载作: 026
    9896×026 25 73( kPa)
    三角形荷载作: 0153
    7472×0153 11 43( kPa)
    2573+1143 3716(kPa)
    1023基重压力设计值计算
    标高 27m 27720(m)
    9×20 180(kPa)

    压缩层计算标高 27m
    计算结果:
    2468cm [S] 35cm 13
    13×2468 32(cm)<[s]
    满足求






    11.堤前护底块石稳定重量厚度计算
    42m 34m 68s 设计低水位:015m
    111波态确定
    d 7 015 685(m)<18H1

    确定远破波
    112护底块石稳定重量计算

    查防波堤设计施工规范表4221取100—200kg块石
    113护底厚度计算
    护底厚度(JTJ 29898)公式(42181)计算:
    式中:2 c1








    12.沉箱吃水干舷高度浮游稳定计算
    121浮游稳定
    浮游稳定沉箱重心计算见表121

    浮游稳定时沉箱重心计算(延米) 表121
    计算项目

    计算位置
    体积

    重心

    重心



    前壁
    3659
    06
    126
    2195
    46103

    2744
    1895
    126
    51999
    34574
    两侧壁
    2423
    96
    126
    23261
    3053
    底板
    3007
    96
    074
    28867
    2225
    隔墙
    1660
    96
    13225
    15936
    219535
    横隔墙
    1481
    96
    13225
    14218
    19586

    286
    96
    13225
    2746
    3782
    底角
    137
    96
    171
    1315
    234
    趾1
    490
    216
    074
    10584
    3626
    趾2
    218
    2143
    192
    4671
    419

    16105


    155792
    159769

    1211浮游稳定沉箱重心计算
    1212衡水体计算
    重度:γ245kN
    趾体积:V12 ×(045+085)× 1×145 9425()
    沉箱前趾惯性矩:1 ×045(81 05)× 145+1 ×042×145(8123)
    7115()
    假设吃水5m
    V 5(71 ×145)+ 9425 524175()
    浮心位置: [(524175 9425)×712+ 7115]524 175
    3622(m)
    重心位置:
    967(m)
    衡力矩:
    (kNm)
    [(31×45 2×)ΔT(31 +45)×]×3×10 25[ 3622
    + (71 03 – 312)]
    (13 87ΔT 0304)×50061
    衡水体:ΔT 04m
    时沉箱重:G14789×145×245+ (13 87 ×04 0304)×3×1025
    541505(kN)
    排水体积:

    吃水:

    1213浮游稳定计算
    封仓板重:50kN底面力矩420kNm
    仓加水:065m时前仓水065 +04 105(m)
    时沉箱重:G14789×145×245+ [(13 87×065 0304)
    + (1387×105 0304)]× 3×10 25+ 50
    6 010 15(kN)
    底面矩:48871 ×145 × 245+ (1387 ×065 0304)×3
    ×10 25(045十0652)+(13 87×105 0304)
    ×3×1025(045+1052) +420
    18 41655(kNm)
    重心高:
    13064(m)
    排水体积: 586036()
    吃水:

    浮心高:

    2757(m)
    3064 2757 0307(m)
    I 112×145× 43248()
    ∑i6×112×45×6703()

    m-a0623 0307 032(m)> 02m
    式中: a——重心距浮心距离(m)
    ——沉箱水面处断面轴惯性矩()
    ——箱格压舱水水面面积轴惯性矩()
    ——定倾半径(m)
    m——定倾中心高度(m)
    122沉箱吃水计算
    γ 25kNm
    时沉箱重:
    G 14789×145×25+[(1387× 065 0304)+(1387×105 0304)]
    ×3×1025+ 506 11737( kN)
    排水量: 59682()
    吃水:

    123干舷高度计算
    F H T845727(m)
    B71m
    θ8°
    s1m
    h0

    式中: F——沉箱干舷高度(m)
    H——沉箱高度(m)
    T——沉箱吃水(rn)
    B——沉箱宽度(m)
    θ——沉箱倾斜角度
    h——波高(m)
    s——干舷富余高度般取05 lOm

    满足干舷高度求









    深水港区建港水底深度够充分满足港池航道转头水域锚等水域深度求航道转头水域锚等水域确定相受形影响较引起防波堤选线约束条件相较少减少工程投资适应深水位特点直立式防波堤深水港防波堤建设首选断面形式沉箱式防波堤部分——堤身预制件直接浮运指定位置施工方便缩短工期节约工程成设计采沉箱式防波堤种结构型式防波堤荷载较单重荷载波浪荷载水压力计算较简单导致防波堤设计计算集中稳定性计算包括直立堤稳定性验算基承载力验算干舷高度浮游稳定计算基沉降计算堤前护底块石稳定重量厚度计算基整体稳定性验算验算结果满足条件时需断调整防波堤结构尺寸直满足求止计算量较
    然设计防波堤力稳定性验算满足规范求水深30米深水港说样庞然物防波堤耗资相巨防波堤结构满足受力条件前提明显减少工程投资新型防波堤结构需进步研究




















    致 谢
    学努力设计终完成感谢予知识教诲位老师毕业设计利完成位学热心帮助老师力支持里老师学表示衷感谢
    然初次做样全面设计没实际工作验点点理知识施工较模糊肤浅理解完成份设计中疏漏错误处难免敬请位老师学吝赐教指正
    次感谢予私帮助老师学谨份设计作献礼






















    参考文献
    [1] 交通部第航务工程勘察设计院海港工程设计手册(册)北京民交通出版社2001
    [2] 交通部第航务工程勘察设计院海港工程设计手册(中册)北京民交通出版社2001
    [3] 交通部第航务工程勘察设计院海港水文规范(JTJ21398)中华民国交通部1999
    [4] 中交水运规划设计院交通部第航务工程勘察设计院 海港总面设计规范(JTJ21199)民交通出版社1999
    [5] 交通部第航务工程勘察设计院防波堤设计施工规范(JTJ29898) 中华民国交通部1999
    [6] 中交水运规划设计院水运工程抗震设计规范(JTJ21598) 中华民国交通部1999
    [7] 交通部第航务工程勘察设计院港口工程荷载规范(JTJ21598) 中华民国交通部1999

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    文档贡献者

    z***u

    贡献于2019-04-18

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