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某防波堤工程海堤断面型式比选计算案例

目录

TOC\o1-3\h\u12303某防波堤工程海堤断面型式比选计算案例 1

249811.1堤顶高程的确定 1

134151.2海堤方案的护面处理 4

129181.3海堤断面结构优缺点 6

根据《JTS154-1-2011防波堤设计与施工规范》，工程所在地石料丰富、防波堤位置的水深较小且地基较差，斜坡式防波堤可以适应由于地基土为淤泥产生的沉降问题，并具有工程量较小及经济的优点；除此之外还有消浪效果较好的组合式，即上部陡墙式下部斜坡式中间带平台的复式断面。所以海堤断面型式初步拟定设计斜坡式防波堤或组合式防波堤两方案。以东堤3#段断面计算作参考，海堤按允许越浪计算。

1.1堤顶高程的确定

东堤防洪（潮）标准选用50年一遇的标准，结构安全按1级建筑物设计。东堤3#处为东堤的北段，其设计高潮位值为5.16m。

（1）波浪爬高计算

采用《海堤工程设计规范》中斜坡式海堤的波浪爬高计算公式计算，按《浙江省海塘技术规定上》中的公式计算组合式海堤。

由《海堤工程设计规范》知，斜坡式海堤的爬高可按单坡海塘上的的波浪爬高值计算，计算公式如下：

（1.1）

对于设有镇压平台的防波堤，计算其风浪爬高还需要考虑压载系数ky。对各段的海堤进行不同波向的波浪爬高计算。波浪爬高的计算考虑波浪的斜向作用，有上述计算出的波浪爬高乘以修整系数k

东堤北段：塘前水深：d=8.64m

=0.52，=1.28，=1.51，=0.74，=5.00

RF=3.72m

对于下部为斜坡式，上部为陡墙式（m上≤0.4），上下坡之间带平台的复式断面爬高计算按《浙江省海塘技术规定上》5.2.5条确定：

当d≥2H，－1.0≤dw/H≤1.0时，波浪爬高RF%计算公式为：

（1.2）

东堤北段：塘前水深：d=8.64m

=1.40,=3.76m,=0.66m,=1.284,ky=1.0

RF%=1.36×（1.50×3.76×1.4×tanh（2×3.14×8.64/141）-0.66）=3.04m

（2）防浪墙顶高程的确定

根据《海堤工程设计规范》知，防浪墙的顶高程应该大于等于设计频率的高潮位加上波浪爬高以及海堤的安全加高值确定。允许越浪海堤的波浪爬高取累积频率为13%的波浪爬高值，本工程为一级海堤，其安全加高值为0.50m。防浪墙顶高程的计算公式如下：

Zp=?p+

斜坡式海堤的堤顶高程：Zp

组合式海堤的堤顶高程：Zp

由上述计算过程可以得到东堤3#点处,斜坡式海堤的防浪墙的顶高程为9.38m，组合式海堤的防浪墙的顶高程为8.70m

（3）堤顶高程的确定

海堤的堤顶高程在不计防浪墙的高度时，堤顶高程仍应该大于设计高潮(水)位加上一半的累积频率为1%的波高值。

综上所述，设计取海堤堤顶高程、堤顶路面高程的取值见表1.1、1.2，表1.1为斜坡堤计算成果表，表1.2为组合式堤计算成果表.

表1.1斜坡堤计算成果表

表1.2组合式海堤堤计算成果表

1.2海堤方案的护面处理

东堤3#处为东堤的北段，其设计高潮位值为5.16m，该处堤前的波浪较大。因次，斜坡式海堤和组合式海堤均采用扭王字块体护面。斜坡式海堤在临海侧5.00m高程处设置消浪平台，平台上下均采用1：2的边坡分别连接到堤顶道路和缓坡；混合式海堤斜坡式海堤在临海侧1.50m高程处设置消浪平台，平台上采用1：3的边坡分别连接到堤顶道路和缓坡。

扭王块体稳定重量计算

对于采用预制混凝土异型块体或经过分选的块石，块石的稳定重量按按《海堤工程设计规范》J.0.6公式计算，计算公式如下：

（1.4）

东堤北段扭王块体稳定重量计算：

东堤水深：d=8.64m

东堤北段：=2.59m

平均波高与水深的比值：

斜坡式海堤方案扭王块体重量计算：

,，H5%=1.30m（东堤北段），=26KN/m3，

由式1.4计算Q=1.10t

组合式海堤方案扭王块体重量计算：

,，H5%=1.30m（东堤北段），=26KN/m，

由式1.4计算Q=0.73t

由上述计算过程可以得到东堤3#点处,斜坡式海堤的扭王块体稳定重量为1.10t，组合式海堤的扭王块体稳定重量为0.73t。

扭王块体的厚度计算

依据《海堤工程设计规范》，预制混凝土异型块体和块石护面层厚度可按式（J.0.6-2）计算：

t=nCQ0.1γ

斜坡式海堤扭王块体护面厚度计算：

C=1.36，Q=1.10t，=26KN/m3，n=1.0

由式1.5计算得t=1.02m

混合式海堤扭王块体护面厚度计算：

C=1.3