嵊泗马关滞流沉箱式直立堤设计说明.doc

1、嵊泗马关滞流防浪工程沉箱式直立堤设计嵊泗马关滞流防浪工程沉箱式直立堤设计说明书专业：港口航道与海岸工程姓名： 学号： 指导老师： 摘 要浙江省嵊泗马关滞流防浪工程位于浙江省舟山嵊泗县泗礁岛西南侧。为进一步发展水产养殖业，据嵊泗县海盛养殖投资有限公司的要求，本设计通过湾口大礁、黄石礁和大、小旗杆山一线修建滞流防浪工程，减小主要来自SE向风浪的影响，形成新的相对平静的养殖水面。本设计采用的沉箱直立堤是一种常见的防波堤形式，基于此类防波堤的研究具有一定的理论意义和实用价值。在设计中，首先进行水文分析：利用高（低）潮累积频率曲线和极值I型曲线分别推求设计水位、极端水位；采用P-型曲线和波浪折射图的数值

2、方法推求各种水位条件下工程点处的设计波高。结合工程点附近水文条件，按照堤轴线和口门的布置原则进行防波堤的平面布置。在以上工作的基础上，进行沉箱直立堤断面的结构设计；验算沉箱沿堤底的抗倾、抗滑稳定及沿基床底面的抗滑稳定；验算基床和地基承载力；采用VB编程对整体稳定进行验算；进行地基沉降计算。根据沉箱直立堤的特点，还进行了沉箱吃水、干舷高度以及浮游稳定性验算。本设计关键点在于采用VB编程进行解决P-III曲线的拟合、波浪折射图的绘制以及地基整体稳定验算的问题。关键词：沉箱式防波堤；设计高、低水位；极端高、低水位；设计波浪；堤轴线布置；结构设计；稳定性分析；地基沉降AbstractThe break

3、water designed in this dissertation is located southwest Sijiao Island of Zhoushan, Zhejiang Province. To promote aquiculture, Haisheng Cultivation Investment Corporation plans to construct a breakwater along the line consisting of Dajiao, Huangshi Island, Daqigan Mountain and Xiaoqigan Mountain, to

4、 reduce the influence of waves coming from the Southeast. As caisson breakwater is one of the common types of jetty, it is of some significance both in theory and practice to study the problem of this type of breakwater. In this dissertation, hydrological analysis is launched first with cumulative f

5、requency curve of high (low) tide and Gumbel probability distributions, calculating design high (low) water level and extreme high (low) water level respectively; on the other hand, one can obtain the design wave near the project site with the combination of P-III probability distributions and numer

6、ical method of wave diffraction plot. Based on the hydrological conditions near the project site, the general layout of the breakwater is carried out under some principals. In succession, one can initiate the structure design of caisson breakwater. In the next part, anti-sliding and anti-overturning

7、 stability along the bottom of the caisson and the anti-sliding stability along the foundation bed are checked. Meanwhile, both the bearing capability of bedding and foundation are undertaken. Furthermore, the overall stability of the structure and the sedimentation are introduced. By the characteri

8、stics of caisson breakwater, the checkout of draft, freeboard and floating stability is necessary. The key point in the dissertation is the fitting of P-III probability distributions curve, plot of wave diffraction and the checkout of overall stability by VB programs. Key words: caisson breakwater;

9、design high/low water level; extreme high/low water level; general layout; structural design; stability analysis; sedimentation 目 录第一章 工程概述5第二章 自然条件62.1 工程地理位置62.2 气象概况62.3 水文72.4 潮流、泥沙92.5 工程地质9第三章 工程区域水文分析113.1 设计水位113.2 波浪16第四章 嵊泗马关滞流防浪工程平面布置334.1 防波堤平面布置原则334.2 嵊泗马关滞流防浪工程平面布置34第五章 直立堤设计355.1 直立堤

10、断面尺寸的确定355.2 波浪对直立堤的作用38第六章 稳定性计算与校核416.1 抗滑稳定计算416.2 抗倾稳定计算456.3 基床及地基承载力验算476.4 地基整体稳定性验算516.5 地基沉降计算536.6 堤前护底块石稳定重量和厚度计算556.7 沉箱的吃水、干舷高度和浮游稳定计算55第七章 软基处理58附录60附录1 P-III曲线拟合程序60附录2 波浪射线推算程序64附录3 不同累计率波高换算程序67附录4 地基整体稳定性验算程序68附图77附图（一） 防波堤断面图77附图（二）沉箱结构图78参考文献79第一章 工程概述浙江省嵊泗马关滞流防浪工程位于浙江省舟山嵊泗县泗礁岛西南

11、侧，地理位置为12226E，3041.5N。拟建工程所在海域气候宜人，多年平均气温15.9，多年平均降水量1007mm。海区潮汐类型属正规半日潮，平均潮差2.74m。受到自中柱山至小乔岙、外关岙到旗杆山形成的坐北朝南的海湾地形影响，大潮期涨急流场在该海湾中有环流生成，易于悬浮物质的输运。海湾水底高程一般在-2m-4m左右（85国家基面）。整个海湾环境有利于水产养殖。为进一步发展水产养殖业，嵊泗县海盛养殖投资有限公司拟通过湾口大礁、黄石礁和大、小旗杆山一线修建滞流防浪工程，减小主要来自SE向风浪的影响，形成新的相对平静的养殖水面。应嵊泗县海盛养殖投资有限公司的要求，本设计通过对当地工程水文、地质

12、等条件的分析，对该滞流防浪工程进行了设计。 本工程的安全等级取为二级。第二章 自然条件2.1 工程地理位置浙江省嵊泗马关滞流防浪工程位于浙江省舟山嵊泗县泗礁岛西南侧，地理位置为12226E，3041.5N。拟建防波堤自中柱山东南角向东经大礁、黄石礁，到达大旗杆山，如图2.1所示。沿堤地形变化不大，中柱山至大礁段堤前平均自然泥面标高为-4.2m（85国家高程，下同）；大礁至黄石礁段堤前平均泥面标高为-3.74.2m；黄石礁至大旗杆山段堤前平均泥面标高为-3.8m。图2.1 拟建防波堤附近地形地势图2.2 气象概况2.2.1 气象（根据嵊泗县站19591990年资料统计）本地区的特征气温如下：多年

13、平均气温：15.9最高月平均气温：26.8最低月平均气温：5多年极端最高气温：36.7（1966年8月6日）多年极端最低气温：-7.0（1967年1月16日）2.2.2 降水（根据嵊泗县站19591990年资料统计）多年最大降水量：1613.1mm（1959年）多年平均降水量：1007.0mm多年日降水量10mm雨日：28.9天（19611980年）多年日降雨量25mm雨日： 9.1天（19611980年）多年日降雨量50mm雨日： 2.7天（19611980年）2.2.3 风况根据嵊泗县气象站19621992年测风资料统计，本区常风向为NNWNNE向，其中NNW向的频率为12.4%；次常风向

14、为SSES，其中SSE向频率为10.0%；强风向也为NNWNNE向，其中NNE向最大风速40m/s，平均风速为8.2m/s，S向德最大风速仅为23m/s，但该向平均风速（8.5m/s）为各向之冠。本海区风向的季风特征明显，秋季和冬季盛行NNW向，夏季盛行ESESSE向，春季南北风交替明显。形成本区大风的天气系统主要是寒潮和热带风暴，其中以寒潮期大风日最多。影响嵊泗县的寒潮大风，平均每年5.58次（19551990年）。热带风暴平均每年3.43次（19541990年）。马迹山港区平均风力7级的日数可达42.2，但7级风的延时一般不长。马迹山站1993年11月1994年10月一整年测风资料表明一次

15、大风延时12小时的占77%，最长一次为14小时。另据嵊泗气象站1986年7月至1988年6月逐时逐风资料统计，年均7级风的累计时数为214小时。2.2.4 雾况根据嵊泗县气象站19591990年统计资料，能见度小于1000的年平均雾日数为32天，最多年雾日数47天，最少年雾日数17天。2.2.5 雷暴根据嵊泗县气象站19591990年资料统计，本区雷暴年平均发生日数为21.3天，其中以79月较多。雷暴持续时间一般很短，多年平均仅39.4分钟。2.3 水文根据嵊泗（马关）1996年全年的实测潮位资料，进行潮汐调和分析，得到各主要分潮的潮汐调和常数（见表2-1），同时得到的基面关系如图2.2所示:85国家基面 = 理论基面 + 2.132m平均海平面 = 85国家基面 + 0.2m平均海平面 = 理论基面 + 2.332m图2.2 各基面换算关系图表2-1 嵊泗（马关）各主要分潮潮汐调和常数分潮