海岸工程学防波堤设计说明书.docx

海岸工程学课程设计之防波堤目录MULU摘要 3一设计资料 31、 工程概况 32、 水文条件 43、 工程地质 44、 结构安全等级 4二结构选型 4三 防波堤设计 41、 断面尺寸拟定 41） 边坡坡度 42） 堤顶宽度 63） 胸墙顶高程 62、 斜坡堤计算 61） 护面块体的稳定重量、护面层厚度、人工块体个数和混凝土用量 62） 垫层块石的重量及厚度 73） 堤前护底块石的稳定重量和厚度 84） 胸墙计算 85） 地基的整体稳定性 146） 地基沉降确定堤顶预留高度 14四参考文献 14五附件 14【摘要】拟在印尼南部爪哇岛上建造座防波堤，该处地理位置处在地震多发带、陆上建 筑物电厂较为重要，且海啸因素不可忽略，故该座防波堤不仅要起到防浪侵袭， 平稳港内水域，还要充分考虑防止海啸造成严重危害设计过程中，综合考虑地 质，水文，工程经济与施工等因素后，采用斜坡式防波堤，胸墙顶高程比规范规 定的提高了 2~3米，起到了防止海啸侵袭的作用稳定性验算时，各种组合下的 抗滑抗倾稳定性都能满足要求，表明设计的防波堤符合实际需求一、设计资料1、工程概况1） 工程位置拟建电厂位于印度尼西亚国南部爪哇岛的西南海岸Palabuhan Ratu湾内，面对 印度洋。

地理概位为：07°02E，106°32，N2） 工程内容防波堤设计内容包括南防波堤和北防波堤，南防波堤总长1284.628m，北防波 堤总长778.627m2、水文条件1）设计水位（平均海平面为基准）：设计高水位： 0.84m设计低水位： -0.77m极端高水位： 1.07m极端低水位： -1.01m海啸增水考虑 2m〜3m2）设计波浪要素底高程（m）H1%( m)H4%( m)H5%( m)H13%( m)Have(m)T(s)L(m)-43.223.223.222.992.2011.6578.4设计高水位3.4511.6585.4极端高水位2.91.6568.4设计低水位（由于设计-资料没给极端高水位和设计低水位的波浪资料•，故为勺了解计算过程，自己设了几个值3）潮流最大流速为0.24cm/s3、 工程地质根据中交三航设计院勘察公司编制的地质报告，拟建场区50m以浅从上到下 主要发育以下地层：1细砂II粉砂lit淤泥质粉质粘土混砂III粉细砂W粉 细砂混砾石或卵石V1粉细砂V2粉细砂 丑中等风化安山岩拟建场地475年一遇地震动峰值加速度为0.32g,地震动反应谱特征周期为0.8s4、 结构安全等级结构安全等级采用二级。

二、结构选型根据当地水深较小，波高中等，地基较差的特点；爪哇岛的地形以山地、丘陵 为主，石料丰富，易开采；综合经济和施工可行性，选用斜坡式防波堤三、防波堤设计1、断面尺寸拟定 1）边坡坡度因为斜坡堤上安放的是扭工字块体（安放两层），故根据根据《防波提设计与 施工规范》JTJ 298-98，靠外海侧为1:1.5，即m=1.5靠内海侧坡度取为1:2斜坡堤坡度 表4. 1. 9护 面 型 式坡 度j 一 _ _抛填或安放块石| 1 ： 1，5〜1 ： 3干砌成浆砌块石Tr — ― _ _1 4 I. 5〜1 : 2干砌条石1 * 0. 8〜I : 2安放人工块体1 ! L 25 〜1 ； 2抛填方块1 : 1~1L25注：对竟肩台斜坡堤.肩台以上和以下的边坡坡度可分别取I : [,5〜]：3和1『 1 1, 5,2）胸墙顶高程根据《防波提设计与施工规范》JTJ 298-98：胸墙顶高程=设计高水位+ 125H的％ = 0.84 +1.25 x 2.99 = 4.58m正向规则波的爬高按规范《海港水文规范》JTJ 213-98中的下列公式计算:R = K RHR = K0G.423M )+ kR「- K2 ]r(M )th2nd V1/2~LK 〃 2nd2 t^^L~(R )1 m1 ( 78.411/215 [莎)C 2n x 4.84)t/2 暨I=5.6164.98 7 2nx 4.84—th-70-T1 + 4nx 心/70.44nx 4.84 sh " 70.4 )=1.911m4兀d / L IIR(M )= 1.09M 3.32 expQ 1.25M )R 波浪爬高（m），从静水位算起，向上为正;R K = 1、H = 1m时的波浪爬高（m）；（R? 相应于某一d/L时的爬高最大值（m）；M ——与斜坡的m值有关的函数；R（ M）——爬高函数；K、K、K 系数，分别为1.24、1.029、4.98K：——与斜坡护面有关的糙渗系数。

选用扭工字块体（安放两层），故K a = 0.38a.设计高水位 0.84m 的情况，d=0.84+4.0=4.84m：H = 2.99m,H = 3.22m,T = 11.65s,L = 78.4m 故，13% 1%R(M)= 1.09 x 5.6163.32 exp(—1.25 x 5.616) = 0.3mq = 1.24th(0.432 x 5.616)+(1.911 —1.029)x 0.3 = 1.485mR = K 小 q H = 0.38 x 1.485 x 2.99 = 1.69m故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为：0.84 +1.69 = 2.53m b.极端高水位1.07m，与设计高水位相类似，d=1.07+4.0=5.07m，故1 ( 78.4 >215 ［祠 /C 2兀 X 5.07)T/2 th "78.4=5.499(R)=竺8 th 2脂 5.07i m 2 70.41 + 4兀 X5.07/70.4/兀 x 5.07sh " 70.4 )=1.980mR(M)= 1.09 x 5.4993.32 exp(—1.25 x 5.499) = 0.324mR = 1.24th(0.432 x 5.499)+ (1.980 — 1.029)x 0.324 = 1.527mR = K 小 q H = 0.38 x 1.527 x 2.99 = 1.73m故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为：1.07 +1.73 = 2.8m考虑该地区处在太平洋地震带，属地震多发区，会引发海啸，海啸增水2〜3m， 且拟建电厂建筑物较为重要，经综合分析比较后，确定该胸墙顶高程为7.0m。

3）堤顶宽度根据构造确定：设计高水位时：B = 1.25H = 1.25 x 2.99 = 3.74m极端高水位时：B = 1.25H粉% = 1.25 x 2.99 = 3.74m故取为3.8m2、斜坡堤计算1）护面块体的稳定重量、护面层厚度、人工块体个数和混凝土用量a.护面块体稳定重量W：y H 3K (5 -1)? etgaw 单个块体的稳定重量（t）；y b 块体材料的重度（KN / m 3），扭工字块体为23；H 设计波高（m），为3.0；K° 块体稳定系数，为24；y 海水的重度（KN / m 3），为10.25；以——斜坡与水平面的夹角（etga= m = 1.50.1 X23 x 3.0324 x(23 V[10.25 T]技=0.2t根据技术经济综合分析比较后，确定堤头、堤身采用2t的扭工字块体（安放两 层）b.护面层厚度计算：（w Vh = ^ cl wjbh——护面层厚画）（n 护面块体层2数，c —一块体形状系数，安规舰，取1 2 、1/3故，h = 2x 1.1 x = 2.10m[0.1 x 23]人工块体个数N和混凝土用量Q：Q = N = 4308 x —2— = 3746m 30.1y 0.1 x 23bN = An' c（1 - P'X01^ ）2/3 = 4257 x 2 x 1.1 x （1 - 0.6） x （°」X 23） = 4308（块） W 2n——护面块体层数；c —一块体形状系数，规则安放，取1.1。

A——垂直于厚度的护面层平均面积（m2），防波堤总长2027.255m，厚2.1m，故A = 4257；P'——护面层的孔隙率（%），取602）垫层块石的重量及厚度h：垫层块石重量取护面块体的1/20〜1/10，即0.1〜0.2t垫层块石厚度仍按以上公式计算，n'=2块石形状系数c=1.0，垫层块石重度y = 26.5KN / m 3故，h = 2xl.0x「0.1〜0.2 A …… =0.67 〜0.85m<0.1x26.5；取 h=0.75mo3）堤前护底块石的稳定重量和厚度a.堤前最大波浪底流速vmaxVmaxVmaxnH\nL , Andi — sh 1 g LV =max7i x2.99用 ]4汨 Ik x 78.4~~- I ——sh xsh\ g L V 9.8 = 2.55ml s"471x3.23、78.4 )一斜坡堤前最大波浪底流速（m/s）b.护底块石的稳定重量和厚度根据堤前最大波浪底流速查表选用80〜150kg块石堤前护面底块石的稳定重量 表4.2. 21V mx (m/s)"(kg)Vmn

下面首先按持久组合（设计高水位）进行计算，然后以表格的形 式展示另外两个组合计算内容，计算过程省略填土港侧后趾 4.3Eb 二海侧Q（l+Zdl \ 极端高水位▽ 1.07设计高水位”0.84持久组合（设计高水位、极端高水位）胸墙的作用标准值计算图 （尺寸单位：mm；高程单位：m）* : Pu十 设计高水位w 0.84设计低水位堂-0.77短暂组合（施工期）胸墙的作用标准值计算图（尺寸单位：mm ；高程单位：m）（1）胸墙上的作用标准值计算A. 单位长度胸墙上自重力标准值G（KN/m）计算：G = 0.8 x 2.7 x 23 = 49.68础 / mG = 0.5 x 10 x 2.7 x 23 = 31.05础 / mG = 2.8 x 1.0 x 23 = 64.41础 / mG = G1 + G2 +G3= 145.13 础 /。