71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告
波浪对高桩码头上部结构的作用力计算
u2 2g
=1.7×10.25× 2.092 2×9.8
=3.88kN/m2
作用在静水面以下的动水总压力：
pa2=
1 2
（5.47+3.88）×3.46=16.2kN/m
作用点距波峰面的距离：
yac2=
3.9+
3.9 3
×
（5.47+2×3.88） =5.53m， （5.47+3.88）
则上部结构单位宽度上所受动水压力为：
Pa= Pa1+ Pa2= 21.33+ 16.2= 37.53kN/m
合力作用点距波峰面的距离为：yac=
Pa1ysc1+Pa2ysc2= Pa
3.49m
码头横梁及靠船构件迎波面宽度为 2.2m，则横梁及靠船构件所受
静水压力及动水压力分别为：
2.2Ps=2.2×216.4=476.1kN，2.2Pa=2.2×37.53=82.6kN。
教育教学
波浪对高桩码头上部结构的作用力计算
闫淑英
（中交第二航务工程勘察设计院有限公司广州分公司，广东广州 510000）
[摘 要] 本文通过某实际码头工程，结合现行有关行业规范、标准，详细介绍了波浪对高桩码头梁板及桩作用力的具体计算过程，希望在规 范计算公式的应用和主要计算参数的合理选取方面，为同行提供参考或借鉴。 Abs tra ct：tointroducethecalculationofwaveforceonpiledwharfbeamslabandpile. [关键词] 高桩码头；波浪力的计算 Ke ywords：highpilewharf；Calculationofwaveforce
波浪对纵梁的侧面波压力计算参照以上方法计算。纵梁底高程为
一级建造师考试《港口与航道工程》模拟真题二
一级建造师考试《港口与航道工程》模拟真题二1 [单选题]（江南博哥）沉箱安放时的灌水、抽水、回填料，同一沉箱的各舱格应( )。
A.同步进行B.跳舱进行C.逐舱进行D.按对称舱格进行正确答案：A参考解析：此题考核沉箱施工要点2.沉箱内抽水或回填时，同一沉箱的各舱宜同步进行，其舱面高差限值，通过验算确定。
不应超过设计限值。
故选择A2 [单选题] 在同一疏浚与吹填工程进行土方计量时，交工宜和( )采用同一方法计算。
A.检测时B.浚中C.设计时D.浚前正确答案：D参考解析：此题考核疏浚工程土方计量(2)以测图进行工程土方计算时可采用断面面积法、平均水深法、网格法或不规则三角网法。
在同一工程中，浚前和交工宜采用同一方法计算。
采用测图计算以外的方法进行土方计量时，计量方法应在合同或相关协议中明确。
故选择D3 [单选题] ( )应向验船部门申请拖航检验，并取得验船师签发的拖航检验报告或适航批准书。
A.短途拖航B.长途拖航C.港内拖航D.内河拖航正确答案：B参考解析：此题考核大型工程船舶拖航、调遣的一般规定(4)出海拖航被拖船在限定航区内为短途拖航，超越限制航区或在限制航区超过200海里时为长途拖航。
长途拖航应向验船部门申请拖航检验，并取得验船师签发的拖航检验报告或适航批准书。
故选择B4 [单选题] 水运工程混凝土和砂浆材料用量定额中规定半干硬性混凝土设计维勃稠度每增减10s，胶凝材料用量相应增减( )。
A.1％B.2％C.3％D.4％正确答案：B参考解析：此题考核水运工程混凝土和砂浆材料用量定额的应用(1)普通干硬性混凝土定额配合比维勃稠度以20s为基准，设计维勃稠度每增减10s，胶凝材料用量相应减增2%。
故选择B5 [单选题] Ⅰ级防台，当台风中心在未来（）h内进入防台界线以内水域，或在未来（）h内防台界线以内水域平均风力达12级或以上。
A.72B.24C.48D.12正确答案：D参考解析：根据台风的生成、演变和移动情况，有关海区的水上防台工作分为四个阶段。
东海大桥70m跨低墩基础波浪力研究
东海大桥70m 跨低墩基础波浪力研究前言随着经济的快速发展，我国交通基础设施建设不断完善，大型桥梁建设也成为现代交通建设的重要组成部分。
作为交通建设的代表性工程，桥梁建设的关键问题之一就是如何设计出稳定可靠的基础结构。
其中，波浪力是桥梁建设中的一个重要问题，其对桥梁的影响不容忽视。
本文以东海大桥70m 跨低墩基础波浪力研究为主题，详细探讨了波浪力在桥梁建设中的影响以及相应的解决方案。
通过对实际工程的研究和分析，探讨如何针对不同的场地环境和桥梁设计要求，选择适合的波浪力设计方案，提高工程的安全可靠性。
1.桥梁波浪力的影响波浪力是指海面上波浪对结构体施加的作用力，对于桥梁结构来说，波浪力的影响主要表现在以下几个方面：1.1桥墩稳定性桥墩是桥梁的支撑结构，其稳定性对整个桥梁的安全性至关重要。
在海洋环境中，由于波浪的冲击和涌浪的作用，桥墩往往会受到较大的波浪力，从而影响其稳定性和承载能力。
1.2桥梁结构的损伤波浪力的作用还会导致桥梁结构的损伤，影响桥梁的使用寿命和安全性。
比如，波浪会对桥面上的道路和铁轨产生冲击作用，损伤桥梁的结构和铺装，影响桥梁的使用寿命。
1.3桥梁建造困难由于波浪力的影响，如果没有制定科学合理的设计方案，施工过程中墩身的立管、钢筋的连接等操作就会困难重重，导致施工时间延长、工程成本增加等问题。
2.波浪力设计方案针对上述问题，研究人员提出了一系列波浪力设计方案，以解决桥梁建造中的相关问题。
2.1桥墩设计方案在桥梁建造过程中，针对不同的场地环境，需要采用不同的桥墩设计方案。
例如，在海洋环境中，设计师常常会采用长形墩或斜支撑墩的设计方案，以减小波浪力的冲击和涌浪的作用，确保桥墩稳定性。
2.2结构防护设计方案针对波浪力对桥梁结构的损坏问题，设计师还会采用预防措施，比如进行结构防护设计。
常用的防护措施包括添加伸缩缝、外加钢板、使用防水材料等。
通过这些措施，可以有效地减少波浪对桥梁结构的冲击。
2.3施工方案设计为了解决施工困难的问题，设计师还会制定相应的施工方案。
波浪载荷计算书
共 19 页平台波浪力计算书二、平台基本数据和环境条件平台主尺度：长57.75 m，宽34.5 m，型深5 m桩腿尺度：Φ2.3*45 m桩腿间距：横向28.5 m 纵向44.55 m基线距海底：28.5 m设计水深：d = 20 m最大天文潮高：d t= 4 m最大波高：H = 6.5 m波浪周期：T = 7.0 ~ 13.0S最大流速：U = 1.5 m/S最大风速：V = 41.15 m/S作业工况波高：H1= 4 m作业工况风速：V1 = 25.8 m/S迁航波高：H C = 4 m迁航航速：V C = 4 knot迁航时桩腿在基线下：0.75m (Min.)图1 荷载方向三、自存工况(一)波浪荷载和海流荷载1．计算原理因为桩腿的直径和波长之比小于0.2，桩腿所受的波浪与海流荷载按Morison公式进行计算，单根桩腿单位长度所受的波流力为：F W＝F D＋F I (1)＝C d×ρ×D×| U|×U/2＋C m×ρ×π×D2/4×a＝C d×ρ×D×( | u＋v| )×( u＋v )/2＋C m×ρ×π×D2/4×a式中: F W ＝波流力，N。
F D＝阻力，N。
F I＝惯性力，N。
ρ＝海水密度。
ρ=1. 025*103 kg/m3。
C d＝垂直于构件轴线的阻力系数。
按照规范规定取值为1.0。
C m ＝惯性力系数。
按照规范规定取值为2.0 。
D ＝构件的直径。
D =2.3m 。
U ＝垂直于构件轴线的水质点相对于构件的总速度分量，m/s 。
u ＝垂直于构件轴线的波浪引起的水质点相对于构件的速度分量，m/s 。
v ＝垂直于构件轴线的海流引起的水质点速度分量。
计算中海流的方 向取和波浪相同的方向，v = 1.5m/s 。
a ＝垂直于构件轴线的水质点相对于构件的加速度分量，m/s 2。
波浪载荷讲义
{
S
}
{
D
}
{F (t )} = {F S (t )} + {F D (t )}
& & & (t )} + [ B]{η (t )} + [C ]{η(t )} = { f (t )} = { f }e iωt ([ M ] + [ A]){η
(3.1.10)
其中，流体静力载荷可由船舶静力学给出；流体动力载荷则需按线性势流理论进行计算。 经整理，船舶在规则波中的运动微分方程有如下形式： (3.1.11)
维理论61451定解条件61452分布源积分方程的导出62453二维时域格林函数的数值计算63454应用高速细长体理论的数值实例64参考文献67第五章波浪载荷预报51线性波浪载荷情况511短期预报512长期预报52非线性波浪载荷情况521短期预报522长期预报53波浪载荷的极值预报54非线性波浪载荷长期极值的简化计算第六章砰击载荷61砰击的类型与危害62二维水动力冲击理论63二维水动力冲击理论的演变与发展631wagner拟合理论的推广632二维水动力冲击的数值计算方法6321完全非线性求解的物体入水冲击理论6322广义wagner的简化求解物体入水冲击的理论6323以上两种理论的总结及其它一些数值求解633楔形体入水冲击的水弹性理论634平底入水冲击的气垫效应64二维水动力冲击理论的试验研究与理论计算的比较验证641庄生仑博士的系列试验研究642marinter的试验研究643国际性比较研究65船舶砰击的实用计算651发生砰击的条件652砰击次数与砰击概率653砰击时的水动压力654砰击时的水动力655船体对砰击的整体响应第七章波浪载荷设计值71确定波浪载荷设计值的原则72剖面波浪载荷的设计值73低频波浪载荷分量之间的组合74砰击载荷的设计值75极限强度校核中的波浪载荷76疲劳强度分析中的波浪载荷第八章船舶波浪载荷的试验研究81实船试验及模型试验的必要性和意义82实船海上试验821短期试验1常规的运动和载荷响应试验2高速高浪级下的砰击响应试验822中期试验1essexcva9航母试验2sealand集装箱船试验823长期试验极值应变仪的随船长期实测83水池模型试验831相似理论及船模设计832典型水池模型试验介绍8321传递函数试验及短期响应研究1s175集装箱船模试验2驱逐舰型船模试验8322非线性波浪载荷的水池模型试验1wigly船型的试验2首特大外飘船模的试验第三章波浪中的船舶运动与三维线性势流理论三维线性势流理论是深入研究船舶在波浪中的运动与波浪载荷特性所必备的基础知识
立波波浪力计算
当H/L≥1/30和 0.2<d/L<0.5和d/L≥ 0.5时的立波波峰波 浪力
ps= 14.965 pz= 12.40019 pb= 3.408621
单位长度墙身上的 总波浪力
P= 86.69196 墙底面上的波浪浮 托力
Pc= 245.6977 单位长度墙身上的 水平总波浪力矩 单位长度墙底面M上c= 2039.281 的波浪浮托力
Puc= 75.91264 ▲▲请用其他的计 算结果▲▲ 当d≥1.8H， d/L=0.05～0.12时，
ηt= 1.033713
pot= 10.59556
pdt= 13.09176
单位长度墙身上的 水平总波浪力
9
Pbc
0.0622 1.32641 -2.97557
9
Pdc
0.28649 -3.86766 38.4195
9
波浪力及力矩计算：
一、波峰作用 波浪压力强度为零 处：
PH MPH PV MPV PU MPU 二、波谷作用 hs 波浪压力强度最大 处： PH MPH PV MPV PU MPU
4.960 m
8.1.3.2 8.1.4.1
8.1.4.2
ηc/d= hc/d= Pac=
P 0.016869 -0.03557
-0.2209
1.040973 0.643094 0.696269
0.887005 0.642842 0.335617
0.724693072 0.363360145 12.16547429
9
Pbc
0.14574 -0.02403 0.91976
绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算
绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算余玮【摘要】In order to optimize the design of the cutter suction dredger, improve the design quality and efficiency, a 124 m cutter suction dredger was taken as the research object.According to the three-dimensional potential flow theory, the wave loads the cutter suction dredger was directly calculated in SESAM, and the results were compared with the computing values of Rules for the Construction of Domestic Sea Going Ships of CCS.The transverse strength of the mud tank was directly calculated in MSC.Patran/Nastran.The reasonable wave loads, critical structure control area and loading conditions of the cutter suction dredger were confirmed.The numerical results can provide with the reference for design and optimization of the cutter suction dredger.%为了优化绞吸式挖泥船船型的设计,提高绞吸式挖泥船的设计质量和效率,以一艘124 m绞吸式挖泥船为研究对象,根据三维势流理论,采用SESAM软件系统对其波浪载荷进行直接计算,并与中国船级社《国内航行海船建造规范》(以下简称"规范")的计算值进行比较;采用MSC.patran/nastran软件进行泥舱横向强度有限元直接计算分析,对横向强度进行校核,确认合理的符合绞吸式挖泥船船型特点的波浪载荷、关键结构控制区域以及装载工况,为优化设计、提高设计质量和效率提供依据.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2017(046)002【总页数】4页(P26-29)【关键词】绞吸式挖泥船;波浪载荷;横向强度【作者】余玮【作者单位】中国船级社上海分社,上海 200135【正文语种】中文【中图分类】U661.43绞吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置，挖泥时通过旋转绞刀将河底泥沙进行切割和搅动，再用泥泵将泥浆从泥管吸入，经过排泥管输送到泥沙物理堆积场。
船体构件计算书
= 0.00 m
500
mm …………….. 船长 取 1800 mm
18.甲板边板厚度 2.4.3.1 强力甲板边板厚度,应不小于强力甲板厚度。 开口区域取 其他取 19.距首垂线 0.15L 以前,无首楼保护的强力甲板 2.4.2.6,2.17.5.2 t = (0.02L + 6) + 1 = 式中: L= 0.00 m 7.0 mm …………….. 14 10 mm mm
13.纵骨架式舷顶列板宽度 2.3.5.1 b ≥ 800 + 5 L = 式中: L=
800 0.00 m
mm ……………. 型深 取 1500 mm
14.纵骨架式舷顶列板厚度 2.3.5.3,2.3.5.4 t1 = t2 = t3 ≮ 式中: 0.06sB( L + 110 )Fd0.5 = 1.05 sB ( L + 75 ) 0.8 t 甲板 sB = L= Fd0.5= = 0.00 m 0.00 m 0
船长
取
10
mm
20.船底纵骨 14.5.3.1 w= 式中: 11.5 s d l2 s= d= l= = 0.50 0.00 1.80 m m m 0 cm3 …………….. …………….. …………….. 纵骨间距 吃水 纵骨跨距 取 L 125x80x10 21.泥舱肋板腹板高度 h1 = h2 = 式中: 14.5.2.1,14.5.3.2 = h h = l = = 125 2.40 267 313 mm m mm mm …………….. …………….. 纵骨开口高度 肋板跨距 取 22.泥舱肋板腹板厚度 14.5.2.1 t = ( 0.01 h + 4.5 ) = 式中: h = 313 23.泥舱肋板剖面模数 w= 14.5.3.2 = 1.80 0.00 2.40 m m m 0 cm3 …………….. …………….. …………….. 肋板间距 吃水 肋板跨距 取 T 24.肋板 2.5.4.1 h = t = A= 式中: 42(B + d) - 70 = 0.01 h + 3 = 4.8 d - 3 = B= d= 7.30 0.00 m m 237 5.4 -3.0 mm mm cm2 …………….. …………….. 取 T 25.机舱区域肋板的腹板厚度 2.5.4.4 t = 0.06 L + 6.2 = 式中: L= 0.00 26.旁内龙骨 2.5.3.1 6.2 m mm …………….. 船宽 吃水 A= 14.4 cm2 500x10/120x12 W= 1430 cm3 7.6 mm …………….. 500 mm l / 9 2.5 W= 141 cm3
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71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告
2015年12月
1、概述
本船为沿海航区开底泥驳。
根据中国船级社2015版《国内航行海船建造规范》（以下称《规范》）第二篇第二章2.2.1.2节的规定，由于该船的主尺度比不符合《规范》波浪载荷计算的适用条件，故本计算书按照2.2.9节的要求，对波浪载荷应采用直接计算方法确定。
2、船舶主要参数
总长LＯＡ71.60 m 设计水线长L WL69.19 m 垂线间长L PP67.60 m 型宽 B 15.60 m 型深 D 5.00 m 设计吃水 d 3.70 m
3、计算依据的图纸资料
本计算所依据的图纸有关图纸资料如下：
序号图纸名称
1 总布置图
2 线型图
3 各种装载情况及完整稳性计算书
4 横剖面结构图
5基本结构图
4、计算模型
4.1 水动力模型
采用基于三维绕射-辐射及Morison理论为基础的WADAM程序，因此要建立
水动力面元模型。
本计算书在Patran-Pre中建立水动力模型，采用右手直角坐标系，原点位于FR0、基线和中纵剖线的交点处，x轴沿船长指向船首为正方向，y轴沿船宽指向左舷为正方向，z轴向上为正方向，水动力模型见图4.1～图4-2：
图4-1 Patran-Pre环境下的Panel模型
图4-2 SESAM-HYDRO环境下的Panel模型
4.2 质量模型
质量模型对船舶波浪载荷计算的精度至关重要，质量模型和实船的重量重心差别越小，波浪载荷计算精度就越高。
为此，需要实际统计全船各部分质量并按静力等效原则得到全船质量沿船长方向的分布。
本计算书采用质量点和零质量棒的形式，在Patran-Pre中建立质量模型。
零质量棒上两端点的间距为横摇惯性半径的两倍，质量模型见图4-3。
图4-3 质量模型
4.3 计算工况
根据本船的装载和航行情况，本计算选取以下三个基本工况进行计算：
表4-1 计算工况
工况装载状态排水量/t
重量重心
纵向位置/m
吃水/m
LCA 泥舱满载，全部燃料及配品（ρ=1.005t/m3）
LCB 泥舱满载，10%燃料及配品（ρ=1.000t/m3）
LCC
泥舱部分装载，
10%燃料及配品
（ρ=1.200t/m3）5、波浪载荷计算参数
本计算采用基于三维线性势流理论的波浪载直接计算方法，该方法是参照国际船级社协会(IACS)推荐和认可的波浪载直接计算方法，使用软件为DNV的SESAM 软件。
5.1 波浪频率和浪向
根据《规范》要求，所选的波浪频率（波长）不应少于20个，表5-1列出了各
个遭遇频率对应下的波长及波长船长比。
频率ω与波长λ的换算关系：
2
2g
π
λ
ω
=
表5-1 频率与波长
频率（rad/s）周期（s）波长（m）波长/船长
0.200 31.416 1540.955 22.80
0.250 25.133 986.211 14.59
0.300 20.944 684.869 10.13
0.350 17.952 503.169 7.44
0.400 15.708 385.239 5.70
0.450 13.963 304.386 4.50
0.500 12.566 246.553 3.65
0.550 11.424 203.763 3.01
0.600 10.472 171.217 2.53
0.650 9.666 145.889 2.16
0.700 8.976 125.792 1.86
0.750 8.378 109.579 1.62
0.800 7.854 96.310 1.42
0.850 7.392 85.312 1.26
0.900 6.981 76.097 1.13
0.950 6.614 68.297 1.01
1.000 6.283 61.638 0.91
1.050 5.984 55.908 0.83
1.100 5.712 50.941 0.75
1.150 5.464 46.607 0.69
1.200 5.236 4
2.804 0.63
1.250 5.027 39.448 0.58
1.300 4.833 36.472 0.54
1.350 4.654 33.821 0.50
1.400 4.488 31.448 0.47
1.450 4.333 29.317 0.43
1.500 4.189 27.395 0.41
1.550 4.054 25.656 0.38
1.600 3.927 24.077 0.36
计算所取得浪向不应少于7个，包括0°（顶浪）、30°、60°、90°、120°、150°、180°（随浪），其中沿船长方向指向船首为0°，指向船尾为180°，指向左舷为90°。
计算航速取零,Fn=0。
5.2 参考横截面
根据波浪弯矩和剪力位置的定义，计算波浪弯矩和剪力位置的定义见表5-2和图5-1。
表5-2 25个参考横截面位置
25个参考横截面位置
序列坐标位置/m 序列坐标位置/m
1 -33.80 14 2.82
2 -30.98 15 5.63
3 -28.17 16 8.45
4 -25.3
5 17 11.27
5 -22.53 18 14.08
6 -19.72 19 16.90
7 -16.90 20 19.72
8 -14.08 21 22.53
9 -11.27 22 25.35
10 -8.45 23 28.17
11 -5.63 24 30.98
12 -2.82 25 33.80
13 0
图5-1 25个参考横截面模型
5.3 波浪谱和波浪散布图
根据规范要求及研究需要，本舶在不规则波浪上的运动和波浪载荷响应及其短长期预报计算采用P-M 波浪谱：
⎪⎩
⎪⎨⎧≤-=--为其他值
θπθθωωπθω,02,cos )496exp(1242),,,(2
4425423
1231T T H T H S 式中：—ω波浪圆频率，rad/s ； —3
1H 有义波高，m ；
—2T 波浪跨零周期，s ；
—θπ
2c o s 2
能量扩散函数；
—θ组合波与主浪向之间的夹角，rad 。
进行长期预报时，通常采用波浪散布图作为其航行海域的环境条件。
波浪散布图由不同海况和每一海况出现的概率组成。
每一海况常用有义波高和跨零周期表征。
SESAM/POSTRESP 模块提供了两种波浪统计资料：世界范围波浪散布图（DNV-WW ）和北大西洋波浪散布图（DNV-NA ），分布用于疲劳强度分析）（FLS ）
和极限强度分析（ULS），它们并不适用于中国沿海航行船舶波浪载荷的长期预报。
所以，本文在计算时以中国沿海波浪散布图作为长期预报的参考海况，在POSTRESP 模块中按照表5-3建立新的波浪统计资料。
5-3 中国沿海波浪散布图
Hs/m
3.5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12.5 Total Tz/s
11.50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.50 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 2 6.00 0 0 0 0 2 2 1 0 0 0 0 5 5.00 0 0 0 3 7 6 2 1 0 0 0 19 4.00 0 0 3 11 12 6 2 0 0 0 0 34 3.25 0 1 14 27 20 9 3 1 0 0 0 75 2.50 0 10 39 43 24 9 2 0 0 0 0 127 1.85 3 37 74 56 24 8 2 0 0 0 0 204 1.25 11 54 66 38 14 4 1 0 0 0 0 188 0.85 21 62 56 27 9 3 0 0 0 0 0 178 0.50 36 62 42 18 6 1 0 0 0 0 0 165 Total 71 226 294 223 118 49 14 2 0 0 0 997
各工况频率响应函数曲线如下图所示：
LCA 频率响应函数曲线
LCB 频率响应函数曲线
LCC 频率响应函数曲线
各工况主要载荷控制参数(船中垂向波浪弯矩)长期预报曲线如下图所示：
LCA 载荷长期预报曲线
LCB 载荷长期预报曲线
LCC 载荷长期预报曲线
等效设计波参数按下式计算：
设计波波长2(2)/g λπω=；（ω为频响曲线幅值对应的波浪频率）
设计波波幅/w a L A =；（L 为10-8概率水平下长期预报极值，A 为频响曲线幅值）
得到各工况设计波参数如下：
工况 波长（λ）（m ）
波幅w a （m ）
LCA 76.096 7.704 LCB 74.433 7.409 LCC
77.816
8.528。