海岸工程学防波堤设计说明书.doc

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 . 4 1)边坡坡度 . 4 2)堤顶宽度 . 6 3)胸墙顶高程 . 62、斜坡堤计算 . 6 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 . 6 2)垫层块石的重量及厚度 . 7 3)堤前护底块石的稳定重量和厚度 . 8 4)胸墙计算 . 8 5)地基的整体稳定性 . 14 6)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23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：0702E，10632N。2）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778.627m。2、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 2m3m2）设计波浪要素底高程(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)-43.22 3.22 3.22 2.99 2.20 11.65 78.4 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，故为了解计算过程，自己设了几个值。）3）潮流 最大流速为0.24cm/s。3、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：细砂 粉砂 t 淤泥质粉质粘土混砂 粉细砂 粉细砂混砾石或卵石 1粉细砂 2粉细砂 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0.8s。4、 结构安全等级 结构安全等级采用二级。2、 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。2） 胸墙顶高程 根据防波提设计与施工规范JTJ 298-98：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： a. 设计高水位0.84m的情况，d=0.84+4.0=4.84m： 故，故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为：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 故按波浪爬高确定的胸墙顶高程为：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23m，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： 故取为3.8m。2、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：故 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： 故，c.人工块体个数N和混凝土用量Q：2） 垫层块石的重量及厚度h： 垫层块石重量取护面块体的1/201/10，即0.10.2t。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，垫层块石重度故，取h=0.75m。3） 堤前护底块石的稳定重量和厚度a.堤前最大波浪底流速 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80150kg块石。计算厚度取 。4） 胸墙计算 考虑持久组合（设计高水位）、持久组合（极端高水位）、短暂组合（施工期）三种组合情况。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。（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： B.无因次参数、按海港水文规范（JTJ 213-98）中式（8.2.11-2）和式（8.2.11-3）计算： C.波峰作用时胸墙上的平均波压力强度计算：D.胸墙上波压力分布高度计算：E.单位长度上胸墙上水平波浪力标准值计算： 因胸墙前安放两排两层扭工字块，故作用在胸墙上的水平波浪力标准值和波浪浮托力标准值可乘以折减系数0.6。 G.单位长度胸墙内侧土压力标准值计算： 当胸墙底面埋深1.0m时，内侧地基土或填石的被动土压力可按有关公式计算并乘以0.3折减系数作为土压力标准值。墙后填石： （2） 胸墙作用标准值产生的力矩A. 单位长度胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩计算： B.单位长度胸墙上水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩计算： C.单位长度胸墙上波浪浮托力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩计算： D.单位长度土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩计算： （3） 胸墙的抗滑、抗倾稳定性 按防波堤设计与施工规范（JTJ 213-98) 4.2.3中的公式和方法计算。A.沿墙底抗滑稳定性验算：将前面求得的各项结果代入上式，则B.沿墙底抗倾稳定性验算：将前面求得的各项结果代入上式，则 同样可对持久组合（极端高水位）和短暂组合（施工期）按以上步骤进行计算，计算结果见下表。经验算，胸墙满足稳定要求。设计内容持久组合短暂组合设计高水位极端高水位设计高水位胸墙自重力标准值KN/m145.13145.13145.13无因次参数-0.106-0.05-0.66无因次参数b0.2770.2740.281胸墙上平均波压力强度 KPa37.3944.98无胸墙上平均波压力高度 m0.830.97负值胸墙水平波浪力标准值 KN/m18.6226.18无波浪浮托力标准值 KN/m21.9926.45负值胸墙内侧土压力标准值 KN/m15.7315.730自重力稳定力矩 KNm/m261.14261.14261.14水平波浪力稳定力矩 KNm/m7.7312.7无波浪浮托力稳定力矩 KNm/m92.36111.09无土压力稳定力矩 KNm/m5.245.240胸墙抗滑稳定性左式=24.21左式=34.03满足右式=88.29右式=85.35左式右式，满足左式右式，满足胸墙抗倾稳定性左式=111.65左式=138.71满足右式=213.10右式=213.10左式右式，满足左式右式，满足计算参数持久组合短暂组合设计高水位极端高水位设计高水位d1(m)-0.46-0.23-2.07d(m)4.485.073.23L/H78.4/3.22=24.3585.4/3.45=24.7568.4/2.9=23.59Kp4.725.3负值KZ0.70.79负值5） 地基的整体稳定性 防波堤的整体稳定验算仍采用圆弧滑动法，验算时，圆心一般取在堤内侧。有软土夹层等情况时，适宜用非圆弧滑动面方法计算。一般采用设计低水位，波浪作用可不计入。当地基整体稳定性不能满足要求时，可修改堤的断面设计，如放缓边坡、在堤的两侧设置反压台等；也可进行地基加固。港口工程中采用的软基加固方法有：抛石挤於、爆炸挤淤、排水砂垫层、土工布、排水沙井和塑料排水板等。6）地基沉降确定堤顶预留高度 缺少资料。四、参考文献【1】中华人民共和国交通部，防波堤设计与施工规范（JTJ298-98），人民交通出版社，1998年【2】中华人民共和国交通部，海港水文规范（JTJ213-98），人民交通出版社，1998年【3】韩理安主编，港口水工建筑物，人民交通出版社，2008年5、 附件斜坡堤横断面图学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）： 年 月 日学位论文出版授权书本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据库中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：公开保密（_年_月至_年_月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_ 导师签名：_年_月_日 _年_月_日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一年九月二十日致 谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良