海岸工程学设计计算书

海岸工程学课程设计

姓名__________________________

班级港口航道与海岸工程093班

学号__________100000000000____________

指导老师_________________________

课程海岸工程课程设计

上海海事大学

二O一二年

摘要

为了于印度尼西亚国南部爪哇岛的西南海岸PalabuhanRatu湾内拟建电厂位,

需在爪哇岛海岸修建防波堤。本设计就此项工程进行防波堤设计，防波堤设计包括

南防波堤和北防波堤。

根据设计的设计基本资料，结合工程情况及工程要求，依据交通部第一航务工

程勘察设计院的《防波堤设计与施工规范JTJ298-98》及交通部第一航务工程勘察设

计院的《海港水文规范"J213-98》对该工程进行设计。设计的主要内容为防波堤的

整体设计包括结构方案必选和防波堤的断面设计，胸墙设计包括胸墙断面尺寸拟定、

作用分类及标准值计算和胸墙的抗滑、抗倾稳定性验算等。

根据计算和分析拟定防波堤的堤顶高程为5.0m,防波堤采用1.92m的2层扭工

字块体作为护面，下面铺设0.65m碎石垫层。胸墙的顶高程拟定为5.0m,高度3.6m,

宽度2.9m,经验算满足抗滑、抗倾稳定性。

设计中主要的计算过程及成果均于下文中列出。

目录

第一章设计基本资料.........................................4

一、工程概况...................................................................4

二、自然条件...................................................................4

1.气象....................................................................4

2.水文...................................................................4

3.工程地质...............................................................5

三、设计荷载...................................................................7

第二章防波堤总体设计.......................................8

一、结构方案比选...............................................................8

1.结构类型及其优缺点.....................................................8

2.防波堤的选择...........................................................8

二、防波堤断面设计.............................................................8

1.设计条件...............................................................8

2.断面尺度的确定.........................................................9

第三章胸墙设计............................................16

一、胸墙断面尺寸拟定..........................................................16

二、作用分类及标准值计算......................................................16

1.持久组合，极瑞高水位.................................................17

2.持久组合，设计高水位.................................................20

3.持久组合，设计低水位.................................................24

4.短暂组合，设计高水位.................................................27

5.短暂组合，设计低水位.................................................31

三、胸墙的抗滑、抗倾稳定性验算...............................................35

（1）抗滑稳定性验算......................................................35

（2）沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式.......................37

参考文献....................................................38

海啸增水考虑2m〜3m

2）波浪

防波堤设计波要素表

位置波向底高程H4%(m)H5%(m)H13%(m)Have(m)T(s)L(m)

（m）

北防

NW-5.54.223.803.713.292.339.1468.4

波堤

3）潮流

最大流速为0.24cm/so

3.工程地质

1）地质分层

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：

I细砂

浅褐〜浅灰色，饱和，松散〜稍密，土质较均匀，含铁质矿物。局部颗粒较粗,

为中细砂。颗粒级配不受。该层主要分布在拟建码头区和拟建防波堤的近岸段，而

防波堤的其他区域基本缺失。顶部的砂粒一般随海潮和海浪移动，一般直接出露于

海底。层厚一般2.0〜5.0m,F9〜M7段较薄，仅为0.7m左右，M3处较厚，为8.7m

左右。实测标贯击数5〜12击。

H粉砂

灰〜浅灰褐色，饱和，松散〜稍密（局部为中密状）。土质不匀。混少量粘性土；

近岸的码头区和防波堤近岸区（是指防波堤靠岸钻孔F1和F9及其附近，以下所指

相同）偶含少量中粗砂或小砾石，局部近中细砂；局部粉土含量高，为砂质粉土；

在防波堤区局部为粉砂混淤泥质粉质粘土或为砂质粉土。该层分布较广，除在南防

波堤F1处缺失外，一般均有分布，且在防波堤区除近岸段外分布一般都较厚。码头

区和防波堤近岸区而厚度一般为3.。〜6.0m,顶板标高一般为-4.0〜一6.0m左右，

局部（F9〜M7）较高为-2.2即左右，局部（M3）较低为-10.0m左右；在防波堤远

岸区域，厚度一般为5.0~10.0m,顶板标高一般为-8.0^*13.0m左右。实测标贯

击数一般为5〜13击，总体呈现码头区和防波堤近岸区击数相对较大些，局部可达

14〜20击，而防波堤其他区域相对较为松散，击数小些，局部近3〜5击。

lit淤泥质粉质粘土混砂

灰〜浅灰色，饱和，流塑（局部近粉质粘土混矽，呈软塑状）。局部混粉砂较少，

近淤泥质粉质粘土，局部为粉质粘土混粉砂。干强度中等，韧性中等。该层在码头

区和防波堤近岸区仅以透镜体状分布于II粉细砂层（F9、M6、Ml、M8孔中有揭示）

中；顶板标高一5.0^7.0m,厚度一般仅为30cm左右，但在F9孔处相对较厚，为

3.5m左右；该层在防波堤近岸区以外的其它区域分布较为普遍，且一般直接分布于

拟建防波堤区表部，厚度一般为2.5〜5.0m,顶板标高一6.0〜-8.0m。实测标贯击

数一般为＜1〜3击，局部为5〜8击（粉质粘土混粉砂）。

III粉细砂

灰色，饱和，稍密〜中密（码头区和防波堤近岸区一般稍密实些，局部近密实

状，而防波堤远岸区较为松散，多以稍密状分布）。土质较均匀，级配不良。偶含贝

壳碎片，局部为粉砂，偶含小砾石。在拟建防波堤区，局部粉土含量较高，近砂质

粉土。该层厚度一般为10.0-15.0m,在拟建防波堤远岸区局部较对大些。码头区

和防波堤近岸区顶板标高一般为-9.0^-12.0m；在防波堤远岸区顶板标高一般为

-13.0—20.Onio码头区和防波堤近岸区实测标贯击数一般为15〜30击，个别大

于30击；而防波堤远岸区实测标贯击数一般为10〜20击。

IV粉细砂混砾石或卵石

浅灰〜灰色，饱和，密实，所含砾石的粒径一股为0.5〜1.0cm,所含卵石粒径

一般为3.0〜5.0cm,一般呈椭圆形或次圆形。局部所含砾石或卵石量较少，为粉细

砂。该层分布不稳定，主要在码头区和防波堤近岸区有揭示，且厚度变化较大，一

般为1.0〜5.0m,在Fl处厚度最大，为15nl左右。顶板标高约-21.40^^-24.00m,

在F1顶板较高，为-12.90m左右。实测标贯击数一般为33〜45击，个别大于50

击。

VI粉细砂

灰色，饱和，中密〜密实（在防波堤远岸区呈中密状，码头区和防波堤近岸区

呈密实状）。夹粉土薄层，偶见贝壳碎片，土质较均匀，局部粉土含量较高，近粉砂

或砂质粉土，局部偶含小砾石。该层顶板标高一般为一26.00~—32.0m,层厚约

12.0-15.Onio码头区和防波堤近岸区实测标贯击数一般为34〜50击，在防波堤远

岸区实测标贯击数一般为18〜28击。

V2粉细砂

灰色，饱和，密实c混含少量砾石或卵石，粒径可达1.0〜3.0cm；局部为粉细

砂含砾。该层在码头区和防波堤近岸区有揭示。该层顶板标高一般为一38.0（k--

42.00mo厚度在M2〜Ml段较薄，仅为0.6〜9.0m,在M7〜M4段厚度相对较大，一

般不小于9.0%实测标贯击数一般为35〜50击，部分大于50击。

VI中等风化安山岩

浅灰色，湿，坚硬。细粒斑状结构，含角闪石和辉石、黑云母等矿物。局部节

理裂隙较发育，岩芯较破碎°岩芯采取率一般大干90%.仅在M2〜Ml段有揭示.

但均未揭穿，已揭示的最大厚度为5.0m。

2）地震

印尼位于欧亚板块、太平洋板块、菲律宾海板块和印度洋一澳大利亚板块的汇

聚地带，这些板块的多重俯冲或碰撞作用、岛弧岩浆作用、褶皱造山和断裂作用、

岛弧迁移等现象，叠加在古生代和中生代的地质体上，形成了十分复杂的地质构造。

根据业主合同中提供的资料，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0.8so

三、设计荷载

1.恒载：防波堤自重。

2.施工期荷载：施工机械荷载，按lt/m'2计。

3.水流力

水流力按照交通部《海港水文规范》(JTJ213-98)计算。

4.波浪力

波浪力按照交通部《海港水文规范》(JTJ213—98)计算。

5.地震荷载：地震动峰值加速度为0.32g。

第二章防波堤总体设计

一、结构方案比选

1.结构类型及其优缺点

（1）斜坡式防波堤

优点；主要由块石等散体材料堆砌而成，并用抗浪能力强的护面层加以保护，

其坡度一般不陡于1:1,波浪在斜坡面上发生破碎，从而消散能量，堤前的反射波较

小：对地基不均匀沉降不敏感。

缺点：堤的材料用曾随水深的增加而有较大的增长，比直立式防波堤耗材量大。

故适用于较软弱的地基：也适用于水深较浅和石料来源丰富的海域；或海底面

不平整的岩石地基，而不需做特殊处理。

（2）直立式防波堤

优点：随水深增大而增加的工程量不如斜坡堤；内侧可供靠船用。

缺点：需要大型专门的施工机械，施工技术也较复杂；对地基的不均匀沉降较

敏感；发生整体破坏的后果也较严重，修复极其困难。

适用于水深较大的情况；重力式结构一般要求较好的地基条件或对软弱地基进

行加固处理。

（3）特殊型式防波堤

1）透空式防波堤；

2）浮式防波堤；

3）压气式防波堤和水力式防波堤。

2.防波堤的选择

本设计水深不大，波高中等；根据地质资料分析，地基承载力不高；且当地主

要建筑材料块石、石渣和土料十分丰厚，可就近开采；附近山体的石质岩性坚硬，

耐风化，并且山体完善，有利开采。土料储量丰厚。分析认为应采用斜坡式防波堤。

二、防波堤断面设计

（一）、设计条件

设计水位、设计波浪要素和地质分别依自然条件为设计依据，结构安全等级为

二级。

(二)、断面尺度的确定

1.斜坡堤断面型式的确定

本设计选用断面带胸墙的斜坡堤，且选用L型胸墙，在护面层抛填两层扭工字块

体。

2.胸墙顶高程

1)根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.1.2(4)对设胸墙的斜坡堤，胸墙的顶高程宜在设计高水位以上LOT.25倍

设计波高值处。当堤顶不兼做通道时，胸墙的顶高程可适当降低。

则：胸墙顶高程二设计高水位+1.25H侬=0.84+1.25X3.29=4.9525m；

2)根据港口工程JTJ213-98《海港水文规范》有关规定，按波浪爬高确定胸墙

顶高程。

正向规则波的爬高按规范JTJ213-98中的下列公式计算：

R=K\R、H

&=K/h(0.432M)+[(N),“一KJR(M)

M=-----th-------

IL)

R(M)=1.09M332exp(-1.25M)

/D\(27rd4冗d；L

(R)=­th---1+-----------:—

'2L[sh4乃d/L/

式中：K“为与斜坡护面结构型式有关的糙渗系数，扭工字块体(安放二层)

KA=0.38

AT,,为系数，由规范JTJ213-98中表8.2.3-1确定:

&=1.24,K2=1.029,=4.98

糙渗系数表8.2.2

护面结构型式K&

四角锥体(安放二层)0.40

招工字块体(安放二层)0.38

扭王字块体0.47

系数KI、K2、K3

K1K2K3

1.241.0294.98

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定:

4.1.9斜坡堤的边坡坡度可按表4.1.9采用。

斜坡堤坡度表4.1.9

护面型式坡度

抛填或安放块石11.5-1:3

干砌或浆砌块石11.5-1:2

干砌条石10.8-1:2

安放人工块石1:1.25-1:2

抛填方块1:1-1:1.25

注：对宽肩台斜坡堤，肩台以上和以【下的边坡斜坡堤坡度可分别取1：1.5-1：3

和1:1-1:1.5

本设计中拟定斜坡堤坡度为口尸1：1.5。

A.设计高水位

根据设计资料•：H=3.37m,d=0.84-(-5.5)=6.34m,L=68.4m。

一1/68.4丫，，2^-X6.34Y2

则:M=——....th-----------=4.198

1.513.29J168.4J

/?(M)=1.09x3.953'32exp(-l.25x3.953)=0.747

4.98z2^x634,47rx6.34/68.4

(/?.)=-----th------------1-F=2.357

'268.4.4^,x6.34

sh—

68.4

R=1.24%(0.432x4.198)+[2.357-1.029]x0.747=2.168m

0.38X2.168X3.29=2.7

R=KAR,H=\m

则：胸墙顶高程二设计高水位+波浪爬高二0.84+2.71=3.55m。

B.极端高水位

与设计高水位类似

有：d=1.07-(-5.5)=6.57m,

\l/2-V2

则：也.2^-x6.57

th-----------=4.138

1.513.29168.4

/?(M)=1.09x4.138132exp(-1.25x4.138)=0.700

4.98,27rx6.574乃x6.57/68.4

⑻”产-----th-----------1+=2.409

.4^-x6.57

268.4sh

68.4

&=1.24"?（0.432x4.138）+[2.409一1.029]x0.700=2.138m

R=H=0.38x2.138x3.29=2.67m

则胸墙顶高程=1.07+2.67=3.74m。

竟综合分析比较后，确定该胸墙顶高程为5.Om。

3）构造要求

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.1.7对堤顶设置L型胸墙或反L型胸墙的断面，其坡顶高程和坡肩宽度应符合

下列规定：

（1）当胸墙前斜坡护面为块石或单层块体时（图4.Lid），其坡顶高程可定在

设计高水位以上0.6-0」倍设计波高值处；墙前坡肩宽度不应小于1.0m,且在构造上

至少应能安放一排护面块体；

（2）当胸墙前斜坡护面为扭工字块体或四脚椎体时，其坡顶高程不宜低于胸墙

顶高程，且在墙前坡肩范围内应能安放两排两层护面块体，如图4.1.7所示。

所以：木设计拟定斜坡护面坡顶高程为5.Omo

3.堤顶宽度B

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

按构造要求：

设计高水位时B=1.25%%=125x3.29=4.1125m

极端高水位时B=1.25坨3%=L25X3.29=41125m

本设计中防波堤无工艺及使用的特殊要求，因此取堤顶宽度为4.2m

4.护面块体设计

1）护面块体稳定重量

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.2.4在波浪正向作用下，且堤前波浪不破碎，斜坡堤堤身在计算水位上、下

一倍设计波高之间的护面块体中，单个块体的稳定重量可按下列公式计算：

W=0.1-----——

《）（5厂1）ctga

品=九〃

式中：W——单个块体的稳定重量（t）；

3

Yb一一块体材料的重度(KN\m)；

H---设计波高(m);

KD一一块体稳定系数：

/---水的重度(KN\m()；

。——斜坡与水平面的夹角。

另外:扭工字块：儿=23AN/〃/：

设计波高:H=3.29m；

海水重度：y=10：25kN/m3；

斜坡与水平面的夹角：aga=/〃=L5；

块体稳定系数：根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》第4.2.5条规定各种

护面块体的稳定系数可设表4.2.5采用。

稳定系数K。表4.2.5

护面型式说明

n(%)K

护面块体构造型式D

块石抛填两层1-24.0

安放一层0-15.5

方块抛填两层1-25.0

四脚椎体安放两层0-18.5

四脚空心方块安放一层014

018H27.5m

扭工字块体安放两层

124H<7.5n

扭王字块体安放一层018-24

注：①n为护面块体容许失稳率;

②当设计波高大于4m时，不宜选用四脚空心方块护面型式

而本设计中安放两层扭工字块体，且上3.29m<7.5口】，故勺,=24。

0.1x23x3.293

则:W=1.18/

24(23/10.25-1)-1.5

2)护面层厚度计算

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有美规定：

护面层厚度可按下式计算：

(卬V3

h=nc----(4.2.18-1)

式中：W——单个井面块体重量(t)；

Yh——块体的重度；

〃一一护面块体层数;

c一一块体形状系数。

块体形状系数和块体空隙率可按表4.2.18确定。

表4.2.18

护面块体构造形式CP'(%)说明

块石抛填两层1.040-

立放一层1.3~1.4--

四角椎体安放两层1.050-

扭工字块体安放两层1.260随机安放

1.160规则安放

扭王字块体安放一层1.3650随机安放

本设计护面块体为两层定点随机安放，则「1.2,〃=2。

1\31\3

/1.18

故：h=tic=2x1.2=1.92m

,0.1x23

5.垫层块石的重量和厚度

1）垫层块石的重量

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.2.13外坡护面垫层块石的重量可取垫层块石重量取护面体重量的1/10T/20。

1.18x|-——-1=0.118-0.059/

11020J

2）垫层块石厚度

计算方法与护面块体类似，本设计拟定抛填二层块石即〃=2,.1.0,垫层块

石重度加=26.5kN/疝,故

0.118〜0.059丫’

h-nc=2x1.0=0.71~0.56/?/

SR0.1x26.5J

取h=0.65m。

6.堤前护底块石稳定重量、厚度及宽度

1）堤前护面底决石稳定重量及厚度

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.2.21护底块石的稳定重量，可根据堤前最大波浪底流速表4.2.21确定。

堤前护面底块石的稳定重量表4.2.21

波浪最大底流速

块石质量W（kg）（m\s）W(kg)

匕.（m\s）

2.0604.0400

3.01505.0800

4.2.20斜坡堤前最大波浪底流速可按下列公式计算:

冗H

曦、

44d

-xsh

式中：匕“X一一斜坡堤前最大波浪底流速(m/s)o

此处，T=9.14m,H=3.29m,L=68.4m

A.取设计高水位：0.84m的情况,d=6.34m

万x3.29

匕然=1.84

ix68.4,(4^x634

----------------X577--------------------

9.868.4

B.取设计低水位：-0.77m的情况,d=4.73

"x3.29

=2.23

万*68.4,4不x4.73

------xsh

9.868.4

C.取极端高水位：1.07m的情况，d=6.57

%x3.29

=1.79

9.868.4

D.取极端低水位：T.01m的情况，d=4.49

乃x3.29

匕稣=2.30

万x68.4,4万x4.49'

--------xshI---------

9.8I68.4)

表2.1各水位下最大波浪底流速计算表

各种水位下的堤前水深d(m)最大波浪底流速(m/s)

设计高水位6.341.84

设计低水位4.732.23

极端高水位6.571.79

极端低水位4.492.30

取最大值2.30m/so

根据堤前最大波浪流速，查表4.2.21取护底块石稳定重量为60~100仙。其厚度

为

l\3

W0.10~0.0610

h-iic=2x1.0=0.67~0.57/2/

[0.1x26.5；

故其计算厚度取o.6m。

2）堤前护面底块石的宽度

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.3.2可冲刷地基上的斜坡堤，堤前护底块石层的设置应符合下列要求：

（1）斜坡堤护底块石的宽度，视堤前水深和流速大小，堤身段可采用5ml0m,

堤头段可采用10nT15m。

（2）护底块石可采用1层，厚度不宜小于0.5m。对砂质海岸，在护底块石层下

宜设置厚度不小于0.3m的碎石层。

所以本设计拟定护底块石宽度，堤身段宽度取8m,堤头段取14nb其下设置厚度

为0.3m碎石层。

7.堤心石

根据JTJ298-98《防波堤设计与施工规范》有关规定：

4.3.1斜坡堤的堤心石，可采用10Kg~100Kg块石。对工程量较大，石料来源缺

乏的地区，经论证可采用开山石、石渣或袋装砂土等代用材料。

故本设计堤心石采用10Kg~100Kg块石。

第三章胸墙设计

一、胸墙断面尺寸拟定

图3,胸墙断面图

二、作用分类及标准值计算

胸墙上的作用标准值分类及计算内容包括结构自重力、波压力、土压力。

各组合情况下各作用力标准值的计算如下：

注：下式中为作用点到胸墙后趾的距离，为各作用力对后趾的力矩。

1.持久组合，极端高水位

扭工字块体

极端高水位1.07m

图3.2极端高水位胸墙受力简图

1)单位长度上胸墙上的刍重力标准值G(kN/m)及对后趾的力矩

G-0.9X2.6X23-53.82(W/m)

G,=Lx1.0x2.6x23=29.90(W/m)

-2

G3=2.9x1.0x23=66.70(ZN/m)

G=G,+G2+G3=150.42左N/"i

2)单位长度上的波浪力

根据JTJ213-98《海港水文规范》8.2.11的有关规定:

dp

无因次参数：心1

d)

刍=3.29(”/L+0043)

式中：4为胸墙前水深，

当静水面在胸墙底面以下时，为负值，4=1.07,〃-1.4加=-().33〃?

d为堤前水深，d=6.57m；

H为设计波高，H⑸=3.29m；

L为波长,L=68.4m

243.29

'-0.33

<6.57

号,=3.29(〃/£+0.043)=3.29(3.29/68.4+0.043)=0.300

3）波峰作用时胸墙上平均压力强度p计算：

作用于如图&2.117所示的斜坡式建筑物顶部胸墙上的波浪力，当无因次参数

4M4时，可按下列公式计算：

p=0.24yHK,

式中p——平均压力强度（kPa）

y——海水重度（KN\m3）,Z=10.25KN\m3

K,一一与无因次参数J和波坦L/H有关的平均压强系数。

K.按图8.2.11-2确定

6帅甲就水深比产”

ffiS-2.11-2不同波岗情况下K?、心〜曲线

由L\H=20.79、4二-0.062查图可得Kp=4.9,故

p=0.24/4K/,=0.24x10.25x3.29x4.9=39.66〃户。

4）胸墙上波压力分布高度（4+Z）计算：

胸墙上的波压力分布高度按卜.式计算:

d,+Z=HthI

式中Kz一一与无因次参数J和波坦以H有关的波压力作用高度系数;

Kz按图8.2.11-2确定。查图可得Kz=0.7,故

.)..,(2兀d\..=3.29xth|万

4+Z=Hth----K2x6.57]x07=124,„

、L)7(68.4J

5）单位长度胸墙上的水平波浪力标准值P（K\/m）计算:

单位长度胸墙上的水平波浪力标准值可按下面公式计算：

p=p（d]+Z）

式中p——单位长度胸墙上的总波浪力（kN/曾）。

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0.6的折减系数。故单位长度胸墙上的水平波浪力标准值为：

P=0.6万（4+Z）=0.6x39.66xl.24=29.51（雨/⑼

6）单位长度胸墙底面上的波浪浮托力标准值。计算：

P-陛

u〃2

式中Pu一一胸墙底面上的波浪浮托力（kN/m）；

〃一一波浪浮托力分布图的折减系数，取0.7。

b——胸墙底宽（m）。

P*=0.6//冬=0.6x0.7x2.9x39.66/2=24.15（M/m）

7）单位长度胸墙内侧土压力标准值反计算：

当胸墙底面埋梁不小于1.0小时，内侧地基土或填石的被动土压力按有关公式计

算并乘以0.3折减系数作为土压力标准值。

墙后填石：（p=45°,Y=18kN/

0,=火2（45。+£|=5.827

j=18xl.0x5.827=104.89（W）

Eh=-ez,/?x0.3=15.73（W/w）

8）胸墙作用标准值产生的力矩：

（1）单位长度胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MG计算：

/()9、(i()\29

%=53.82x[1.0+1.0+j-J+29.9x(10+jx「J+66.7xj-

=224.59(雨.〃z/〃?)

⑵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M0计

算：

Mp=Px=29.5lx^|i=l8.30(m/m)

⑶单位长度胸墙卜波浪浮托力标准值对胸喑后趾的倾覆力矩％计

算：

22x29

M'二匕x一方=24.15x=46.69(W-mlm)

⑷单位长度土压力标准值时胸墙后趾的稳定力矩“£计算：

ME=Ebx!^=15.73x-y=524(kN•m/in)

2.持久组合，设计高水位

5.0m

扭工字块体

设计高水位0.84m

图3.3设计高水位胸墙受力简图

1)单位长度上胸墙上的自重力标准值G(kN/m)及对后趾的力矩

G=0.9x2.6x23=53.82(攵N/m)

G,=4x1.0x2.6x23=29.90(ZN/m)

,2

G3=2.9X1.0X23=66.70(W/m)

G=&+G?+G=150.42AN/in

2)单位长度上的波浪力

根据JTJ213-98《海港水文规范》的有关规定：

2itH

无因次参数：

4=3.29(H/L+0.043)

式中：4为胸墙前水深，

当静水面在胸墙底面以下时，为负值，4=0.84〃.14〃=-0.56"?

d为堤前水深，d=6.34m；

H为设计波高，H侬=3.29m；

L为波长，L二为波m。

2HH2*3.29

1/乂刈I6.34A3.29J

刍=3.29(〃/L+0.(M3)=3.29(3.29/68.4+0.043)=0.300

3)波峰作用时胸墙上平均压力强度p计算：

作用于如图8.2.11-1所示的斜坡式建筑物顶部胸墙上的波浪力，当无因次参数

时，可按下列公式计算：

p=0.24^7/</,

式中p——平均压力强度(kPa)

y——海水重度(KN\m」)；/=10.25KN\m3

Kp——与无因次参数彳和波坦L/H有关的平均压强系数。

储,按图8.2.11-2确定

9.0

白帅堵前“水深比=(〃./d)

图8.2.11-2不同波坦情况下K,、K,〜S曲线

由L\H=20.79、g=-0.108查图可得K〃=4.2,故

p=0.24/HK，=0.24x10.25x3.29x4.2=33.99kPa

4)胸墙上波压力分布高度(4+Z)计算：

胸墙上的波压力分布高度按卜.式计算：

式中Kz——与无因次参数J和波坦L/H有关的波压力作用高度系数;

S按图8.2.11-2确定。查图可得Kz=0.6,故

2；：><634>

4+Z=Hthf—1Kz=3.29xth[1x0.6=1.04/n

VL)zI68.4)

5)单位长度胸墙上的水平波浪力标准值。(K\/m)计算：

单位长度胸墙上的水平波浪力标准值可按下面公式计算：

p=p(d]+Z)

式中p——单位长度胸墙上的总波浪力(kN/n)。

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0.6的折减系数。故单位长度胸墙上的水平波浪力标准值为

P=0.6p(J1+Z)=0.6x33.99xl.04=2l.21(AJV//w)

6)单位长度胸墙底面上的波浪浮托力标准值2计算：

Dbp

pu=/z2

式中匕一一胸墙底面上的波浪浮托力(kN/m)；

〃一一波浪浮托力分布图的折减系数，取0.7。

b——胸墙底宽(m)o

Pl(=0.6//答0.6x0.7x2.9x33.99/2=20.70(kN/m)

7)单位长度胸墙内侧土压力标准值/计算：

当胸墙底面埋梁不小于1.0m时，内侧地基土或填石的被动土压力按有关公式计

算并乘以0.3折减系数作为土压力标准值。

墙后填石：0=45°,y=18a

K”城(45。+外=5.827

=18x1.0x5.827=104.89(^)

Eh=gephx0.3=l5.73(JUV/m)

8)胸墙作用标准值产生的力矩：

(1)单位长度胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩A/。计算：

(09、(2x129

M(;=53.82xh.0+l.0+^-l+29.9xll.0+^—j+66.7x—

=224.59(/W・〃〃"?)

(2)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A/。计

算：

吃二尸'甘£=21.2以子=11.03(AN.〃z/〃z)

(3)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M”计

算：

27x294

M=Px-b=20.70x———=40.02(kN-tn/m)

i33

(4)单位长度士压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩ME计算:

3.持久组合，设计低水位

扭工字块体

设计低水位-0.77m

图3.4设计低水位胸墙受力简图

1)单位长度上胸墙上的自重力标准值G(kN/m)及对后趾的力矩

G=0.9x2.6x23=53.82伏N/加)

G,=-x1.0x2.6x23=29.90(ZN/m)

~2

G3=2.9X1.0X23=66.70(M/m)

G=Gl+G2+G,=150.42ZN/m

2)单位长度上的波浪力

根据JTJ213-98《海港水文规范》的有关规定：

无因次参数：J

5=3.29(H/L+0.043)

式中：&为胸墙前水深，

当静水面在胸墙底面以下时，为负值，=-0.77/72-1.4,??=-2.17/Z?

d为堤前水深，d=4.73m；

H为设计波高，H喙=3.29m；

L为波长，L=68.4m。

k（提尸篇煨

.=3.29（H/L+0.043）=3.29（3.29/68.4+0.043）=0.300

3）波峰作用时胸墙上平均压力强度p计算：

作用于如图8.2.11T所示的斜坡式建筑物顶部胸墙上的波浪力，当无因次参数

U寸,可按下列公式计算：

p=0.24加K/,

式中p一一平均压力强度（kPa）

/——海水重度（KN\m‘）；y=10.25KN\m3

Kp——与无因次参数$和波坦L/H有关的平均压强系数。

3按图&2.11-2确定

有内坳的水,深比<rf,<d）

图8.2.】1-2不同波坦情况下K,、K,〜S曲线

由L\H=20.27、J=-0.512查图可得勺,二1.0,故

p=0.24yHKp=0.24x10.25x3.29x1.0=8.09Z&

4)胸墙上波压力分布高度(4+Z)计算:

胸墙上的波压力分布高度按下式计算：

卓)

d)+Z=Hth

式中Kz——与无因次参数《和波坦L/H有关的波压力作用高度系数;

Kz按图&2.11-2确定。查图可得Kz=O.15,故

4+Z=Hth(—]K/=3.29xthi27rx473]乂o.[5=0.20/?z

[L)z68.4J

5)单位长度胸墙上的水平波浪力标准值P(KVm)计算：

单位长度胸墙上的水平波浪力标准值可按下面公式计算：

p=p(d)+Z)

式中p——单位长度胸墙上的总波浪力(kN/刀)。

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0.6的折减系数。故

P=0.6»(4+Z)=0.6X8.09X0.20=0.97(kN/in)

6)单位长度胸墙底面上的波浪浮托力标准值C,计算：

式中Pu一一胸墙底面上的波浪浮托力(kN/m)；

〃一一波浪浮托力分布图的折减系数，取0.7。

b——胸墙底宽(m)。

匕=0.6吟=0.6x0.7x2.9x8.09/2=4.93(kN/m)

7)单位长度胸墙内侧土压力标准值与计算：

当胸墙底面埋梁不小于1.0m时，内侧地基土或填石的被动土压力按有关公式计

算并乘以0.3折减系数作为土压力标准值。

墙后填石：(P=45°,y=18kN/"/

0,=火2(45°+3=5.827

%=7/叫,=18x1.0x5.827=104.89(W)

Eh=^ep/?x0.3=15.73(

8)胸墙作用标准值产生的力矩：

(1)单位长度胸墙自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩计算：

(09、(2x10、29

MG=53.82X[1.0+1.0+-^-J+29.9X[1.0+^^J+66.7X-^-

=224.59(W-w/w)

(2)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：