斜坡式防波堤和直立式防波堤概述
斜坡式防波堤和直立式防波堤概述
2.反射系数计算方法；
3.波浪在斜坡堤上爬高计算方法； 4.破波相似参数计算与破波型式的判断。
波浪与直立式防波堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.直立堤前的波态：
立波和破波（远破波和近破波）
2.直立堤上波浪力计算方法：
（1）立波作用力
（2）远破波作用力
（3）近破波作用力 （4）斜向波作用力
斜坡堤护面块体重量的确定
不同块体重量计算方法：
1.Hudson 方法；
2.日本大阪大学椹木亨等人的方法；
3.荷兰德尔夫特水力实验所的方法。
斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其 原因分析
斜坡式防波堤破坏实例说明和分析：
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏；
2.的黎波里港的斜波堤破坏；
3.大连渔港斜波堤破坏。
直立式防波堤破坏实例说明和分析：
防波堤基本型式：
斜坡式防波堤和直立式防波堤
（提纲）
汇报人：李龙
目录
1.斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
2.波浪分别与斜坡堤和直立堤相互作用
3.斜坡堤护面块体重量确定
4.斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其原 因分析
斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
斜坡式防波堤结构型式：
1.斜波堤断面型式；
2.斜波堤护面型式；
1.阿尔及利亚直立堤破坏
3.基床软基处理和加固方法。
直立式防波堤型式：
1.主要结构型式；
2.重力式直立堤的组成部分；
3.上部结构港外侧不同的外形结构（直立面、 弧面和削角）的优缺点； 4.消能箱式直立堤和带孔道的消能方块优点。
波浪分别与斜波堤和直立堤的相互作用
波浪与斜波堤Biblioteka 相互作用1.入射波能、反射波能、传递波能和消散波能；
防波堤类型
防波堤类型波浪同斜坡堤相遇将发生显著变形，在斜坡上破碎，给斜坡带来局部集中的动水压力和底流，水下坡面还出现向上的反压力。
因此，堤外坡常用天然大块石、人工混凝土方块或异形块体护面，防止波浪淘刷；堤身一般用分层分级块石堆成梯形断面；堤顶高程主要根据波浪在护面上的上爬高度和容许越波量来确定。
斜坡堤适用于水深较小和软土地基的条件。
正向波浪在直墙堤前将发生完全或不完全反射，形成立波（驻波）。
完全立波波高约为两倍原始波高，波长不变；在墙面和墙前半波长处波峰与波谷交替出现，称为波腹；在墙前四分之一波长处水面几乎不动，称为波节。
这样，直墙将承受立波的压力和浮托力，因此常采用钢筋混凝土沉箱或混凝土巨块构筑，波浪较小时也可采用木笼，近来也有采用大型管柱排列的结构。
直墙堤适用于岩基或较密实的地基，墙底常铺一层碎石基床，堤外基床面视需要铺设护面块石，堤内侧可兼作码头用。
容许越浪时堤顶高程可降低，有时还采用削角顶盖和带消浪空室的沉箱以减少立波压力。
斜向波浪或不规则波的方向谱分量，在直墙前反射形成三向波，峰谷呈棋盘状交替出现，确定沿堤线波浪的合压力需要考虑直墙分段的影响。
上部为混凝土直墙、下部用斜坡式抛石突基床混合组成的防波堤。
根据突基床顶高程的不同，波浪在直墙前的破碎临界水深变化于0.8～1.7倍波高范围内。
在满足地基承载力的前提下，应尽量采用较低的突基床，使直墙前水深大于临界水深形成立波。
突基床过低，直墙前水深小于临界水深，则不可避免地形成破波，直墙上将承受压强比立波压力大得多的破波压力，直接影响直墙的稳定。
因此，在破波条件下，应尽量采用较高的基床，使波浪破碎在基床上，不直接冲击直墙，此时，直墙上承受的是部分波浪或破波水流的波压力。
突基床外侧需采用大块石或人工块体护面和压肩。
堤内侧也可兼作码头。
把上部防浪结构安设在桩、柱支撑上，构成下部可以透水的防波堤。
在波浪小、水深大的水域修建重型防波堤工程量大，不经济。
根据波浪能量集中于海水表层的特点,可以采用这种轻型透空堤。
防波堤种类详细解析
四、斜坡式防波堤的计算
2. 护面块体稳定性计算 1）单个护面块体的稳定重量
外坡
从堤顶至设计低水位以下1.0H的区 段间的护面块体重量w
在设计低水位以下1.0~1.5H之间的护 面块体重量w/5
在设计低水位下1.5H以下的护面块 体重量w/20~w/40
二、波浪对直立式防波堤的作用
（一）作用于直立式防波堤的波浪形态
图10-11 表10-1
（二）作用于直立式防波堤的波浪压力
1. 立波波压力 2. 远破波波压力 3. 近破波波压力
波峰 波谷 波浪浮托力μ
波峰
波浪浮托力μ
1. 按水深选用立波公式
波峰时
浅水立波（d≥1.8H，d/L=0.05~0.12） 波峰 (pc ) 波谷(pt ) （椭余立波） 浅水立波（H/L≥1/30，d/L=0.139~0.2） (森弗罗简化法 椭圆余摆线一次…并线性分布） 浅水立波（H/L≥1/30，d/L=0.2~0.5） （欧拉坐标有限振幅一次近似解，艾利波） 深水立波（H/L≥1/30，d/L ≥ 0.5） 以d/L=0.5代入浅水立波公式计算之
横向机械化滑道 当船舶纵轴线与滑道中心线垂直时，称为横向滑道
（一）纵向机械化滑道
1. 纵向船排滑道 （1）弧行船排滑道－横移区－水平船台 （2）船排滑道－摇架－横移架－水平船台 （3）船排滑道－转盘－横移架－水平船台 （4）船排滑道－变坡横移架－水平船台
图13-2 图8-2-3 图13-5 图13-6
第七章 防波堤
第一节 概述 一、防波堤的功能和分类
图7-1-2 二、设计波浪的确定
图8-6 重现期 50年一遇 波列累积频率 表7-1-1
防波堤的基本结构型式及案例破坏分析
其它新型防波堤： 曲面型透空堤、台阶型透空堤、半圆型防波堤等。
斜坡式防波堤破坏实例及其原因分析
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏
简介： 堤长2km，最大水深50m，抛石堤的外侧采用两层42吨重的工字型块体 作护面，世界最大斜坡堤。 破坏结果： 1978年遭大风浪袭击，发生严重破坏。大部分工字型块体和上部结构 被风浪移走，大量的工字型块体发生断裂。对于工字型块体以至通用 的斜坡堤设计法则可靠性的怀疑。
3.上部结构港外侧不同外形结构（直立面、弧面和 削角）比较分析
(1)弧面与直立面相比，可有效减少波浪的越堤水量 (2)削角斜面对波浪反射小，作用在斜面上的波浪力垂直分力对防波堤的 稳定性有利。断面宽度将面完全直立时小。为了减少越浪量，可在斜
面上采取加糙措施。
(3)青岛中港西北防波堤，设计了我国第一座削角直立堤。
优点：施工容易，结构可靠耐 久，能抵抗较大的波浪； 缺点：堤身整体性差，对不均 匀沉降比较敏感。
混凝土方块防波堤
特点：方块的长度等于堤身 的宽度，避免了横断面的错 缝问题，能承受较大的波浪。
混凝土空心方块防波堤
大直径圆筒防波堤 特点：由无底钢筋混凝土大圆筒组成，筒中填 充砂石料。根据地基情况，圆筒可以置于基床 上，可直接沉入地基一定深度。
块体、四脚锥体、四脚空心方块、栅拦板等。 （3）国内应用最多的两种是四脚空心方块和扭王字形块体。
扭王字块体
直立式防波堤结构型式
1.直立式主要结构型式;
2.重力式直立堤的结构型式和特点;
3.上部结构港外侧不同外形结构（直立面、
弧面和削角）比较分析; 4.开孔直立堤、消能箱式直立堤和带孔道的 消能方块直立堤特点
破坏结果： (1)防波堤的破坏主要发生在水深较大的四脚锥体护面的地段。 (2)部分地段内的挡浪墙大部分破坏，其破坏形式为：位移；立墙与
《防波堤与护岸》
堤前护底块石的稳定重量受波浪底流速影响。
若堤前是立波， 最大波浪底流速：
Vmax
2H L sh 4d
gL
四 重力式直立防波堤的计算
若堤前是远破波， 最大波浪 底流速：
V m ax 0 .33 gH d
若堤前是近破波， 最大波浪 底流速：
Vmax
H L sh 4d gL
然后根据表8－2－5速查堤前护底块石的稳定 重量。
是指某一特定波列累积频率平均多少年 出现一次,代表波浪要素的长期统计分布规律, 反映建筑物的使用年数和重要性。
重现期一般取50年。
三 设计波浪的确定
设计波浪的波列累积频率: 是指在实际海面上不规则波列中出现频率,
代表波浪要素的短期统计分布规律.主要反映 波浪对不同类型建筑物的不同作用性质。
设计波高的波列累计频率标准见表7-11。
第二节 直立式防波堤
一. 直立式防波堤的结构型式
1.重力式直立堤 主要由墙身、上部结构和基
床组成。 直立防波堤 的重大进展: 开孔直立堤
图
第二节 直立式防波堤
2.板桩式直立堤： 最简单型式：
悬臂式单排管桩
其它结构型式： 双层板桩 钢板桩格形
二. 波浪对直立式防波堤的作用
(一)作用于直立式防波堤的波浪形态 立波: 远破波: 近破波:
3. 上部结构及挡浪墙 应有足够的刚度和良好的整 体性。
四 重力式直立防波堤的计算
1. 重力式直立堤的承载力极限状态设计状 况及作用组合 (1)持久状态 (2)短暂状态 (3)偶然状态
四 重力式直立防波堤的计算
2. 重力式直立防波堤的计算
验算内容：（1）～（6）
明基床的基肩和面坡块石稳定重量与流速和坡度有关， 见“防波堤设计和施工规范”。
防波堤的类型
防波堤的类型防波堤位于港口水域外围，用以抵御风浪、保证港内有平稳水面的水工建筑物。
突出水面伸向水域与岸相连的称突堤。
立于水中与岸不相连的称岛堤。
堤头外或两堤头间的水面称为港口口门。
口门数和口门宽度应满足船舶在港内停泊、进行装卸作业时水面稳静及进出港航行安全、方便的要求。
有时，防波堤也兼用于防止泥沙和浮冰侵入港内。
防波堤内侧常兼作码头。
防波堤的堤线布置形式有单突堤式、双突堤式、岛堤式和混合式。
为使水流归顺，减少泥沙侵入港内，堤轴线常布置成环抱状。
防波堤按其断面形状及对波浪的影响可分为：斜坡式、直立式、混合式、透空式、浮式，以及配有喷气消波设备和喷水消波设备的等多种类型。
一般多采用前三种类型：①斜坡式防波堤。
常用的型式有堆石防波堤和堆石棱体上加混凝土护面块体的防波堤。
斜坡式防波堤对地基承载力的要求较低，可就地取材；施工较为简易，不需要大型起重设备，损坏后易于修复。
波浪在坡面上破碎，反射较轻微，消波性能较好。
一般适用于软土地基。
缺点是材料用量大，护面块石或人工块体因重量较小，在波浪作用下易滚落走失，须经常修补。
②直立式防波堤。
可分为重力式和桩式。
重力式一般由墙身、基床和胸墙组成，墙身大多采用方块式沉箱结构，靠建筑物本身重量保持稳定，结构坚固耐用，材料用量少，其内侧可兼作码头，适用于波浪及水深均较大而地基较好的情况。
缺点是波浪在墙身前反射，消波效果较差。
桩式一般由钢板桩或大型管桩构成连续的墙身，板桩墙之间或墙后填充块石，其强度和耐久性较差，适用于地基土质较差且波浪较小的情况。
③混合式防波堤。
采用较高的明基床，是直立式上部结构和斜坡式堤基的综合体，适用于水较深的情况。
目前防波堤建设日益走向深水，大型深水防波堤大多采用沉箱结构。
在斜坡式防波堤上和混合式防波堤的下部采用的人工块体的类型也日益增多，消波性能愈来愈好。
防波堤的基本结构型式及案例破坏分析
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破坏结果： (1)防波堤的破坏主要发生在水深较大的四脚锥体护面的地段。 (2)部分地段内的挡浪墙大部分破坏，其破坏形式为：位移；立墙与 底板间断裂（为主）；底板断裂。 (3)四脚锥体的破坏，导致护面层顶高程变低。
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斜坡堤破坏经验总结
（1）原设计波高Hs明显偏低。采用此设计波高是由于缺乏资料与老堤多 年稳定状态所引起的错觉。在设计过程中虽认识到新堤会遭受比老堤 较大的波浪作用，而为给予足够的重视。
9
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扭四工脚四字空脚方心锥块方体块块体
四脚扭空工心字方型块块护体面护斜面坡斜堤坡堤 四脚锥体护面斜坡堤
10
.
宽肩台斜坡式防波堤
护面块石在施工时需在高水位以上堆筑成有相当宽度的肩台，故称宽 肩台斜坡堤。 特点：（1）外坡允许变形
（2）护面块石要求的重量较轻：
宽肩台斜坡11 式防波堤
.
2.斜波堤护面型式
（2）模型试验的误差。 （3）四脚锥体和挡浪墙的断裂，都不是由于混凝土的质量问题，而是由
于发生的波高超过设计波高，使四脚锥体发生的过度要多和位移而导 致断裂。 （4）设计断面挡浪墙前的四脚锥体层的顶高和顶宽均偏小。
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直立式防波堤破坏实例及其原因分析
1.阿尔及利亚直立堤破坏
破坏过程简介： （1）破坏波高超过6.1m，而设计波高4.9m，约有91m长的一段堤身发 生了不均匀沉降，墙身向海测倾斜。 （2）修复：临海侧抛筑了自海底至堤顶的墙前掩护棱体。在临港一 侧也抛筑约为半个堤高的棱体，并且墙身上钻孔灌浆，使墙身尽可能 成为整体。 （3）随后再次遭遇特大风暴潮，366m长防波堤向海测倾倒。
35
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的人工护面块体。 实例：山东省和福建省使用较多，尤其在小型地方港或渔港
港口水工建筑物-第五章
2、开孔消浪直立堤 将沉箱靠海侧的箱壁上开一系列孔洞 ，部分波浪水体通 过孔洞进入海侧箱格的消能室，利用堤前波浪与进入消 能室水体的相位差和水体进入效能室后产生的剧烈紊动 来消能，以达到减少 波浪力的目的。它适用 于水深小于6m、波浪周 期小于6s的环境。
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3、 开孔半圆形防波堤 半圆形防波堤是由半圆形拱圈和底板组成，堤身内不抛 填石料。拱圈上开孔可消耗波能，底板上开孔可减小波 浪浮托力。 特点：波浪力作用小，构件受力性能好。
6
二、 防波堤的型式 1、 按平面形式 ⑴突堤：一端与岸连 接,另一端伸向海中， 组成港口的口门。 ⑵岛堤：两端均不与 岸相连，位于离岸一定 距离的水域中，设有堤 根，堤头和堤身。
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2、 按断面结构分类 ⑴斜坡式：由堤心石，护面，护底组成（一般）。 ①优点 ａ、消浪功能好，波浪大部分不反射； ｂ、对地基承载要求不高，损坏后易修复； ｃ、施工容易，一般不需大型起重设备，便于就地取材； ②缺点 ａ、护面块石易被波浪冲走，需经常维修，增加后期费用； ｂ、堤两侧不能直接作系靠船舶的码头之用。 ③适用范围 适用于水深不大（<10～12ｍ），当地基料价格便宜或地
4、 堤身宽度 原则上由稳定计算确定（抗倾覆、抗滑和地基承载能 力及沉降等），初设时可取：B＝0.8×堤高。
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三、断面构造 1、上部构造
⑴基本要求 应有足够的刚度和良好的整体性，并与墙身结构 连接牢固。 ⑵型式 直立式，弧形式，削角面式等 对削角面式： ①削角面与水平面的夹角α可取25°～30° ②一般情况下，削角直立堤的顶标高不应低于直立顶标 高，即至少在设计高水位以上0.7H处 ③削角平面的拐点可设在设计高水位附近
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⑷特殊形式的防波堤 理论和试验研究表明，波浪能量大部分集中在水体表面， 在表层2～3倍波高范围内集中在水体表面，在表面2～3倍波高 范围内集中90％～98％的能量，因此产生了适应波能这一特殊 形式的防波堤。 ①透空防波堤 优点：比较经济，施工也容易 缺点：不能阻止泥沙进入，不能减少水流对港内水域的干 扰。 适用条件：水深较大，波浪小，无防砂要求的水库港，湖 泊港等。
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防波堤基本型式：
斜坡式防波堤和直立式防波堤
（提纲）
汇报人：李龙
பைடு நூலகம்
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1.斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
2.波浪分别与斜坡堤和直立堤相互作用
3.斜坡堤护面块体重量确定
4.斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其原 因分析
斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
斜坡式防波堤结构型式：
1.斜波堤断面型式；
2.斜波堤护面型式；
3.基床软基处理和加固方法。
直立式防波堤型式：
1.主要结构型式；
2.重力式直立堤的组成部分；
3.上部结构港外侧不同的外形结构（直立面、 弧面和削角）的优缺点； 4.消能箱式直立堤和带孔道的消能方块优点。
波浪分别与斜波堤和直立堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.入射波能、反射波能、传递波能和消散波能；
不同块体重量计算方法：
1.Hudson 方法；
2.日本大阪大学椹木亨等人的方法；
3.荷兰德尔夫特水力实验所的方法。
斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其 原因分析
斜坡式防波堤破坏实例说明和分析：
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏；
2.的黎波里港的斜波堤破坏；
3.大连渔港斜波堤破坏。
直立式防波堤破坏实例说明和分析：
2.反射系数计算方法；
3.波浪在斜坡堤上爬高计算方法； 4.破波相似参数计算与破波型式的判断。
波浪与直立式防波堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.直立堤前的波态：
立波和破波（远破波和近破波）
2.直立堤上波浪力计算方法：
（1）立波作用力
（2）远破波作用力
（3）近破波作用力 （4）斜向波作用力
斜坡堤护面块体重量的确定