港梳式透空防波堤设计及施工组织设计毕业论文目录前言 (1)1设计资料 (2)1.1 地理位置 (2)1.2 水文条件 (2)1.2.1 水位 (2)1.2.2 波浪 (2)1.2.3 海流 (3)1.2.4 冰凌 (3)1.3 泥沙条件 (3)1.4 地质条件 (4)1.5 地震条件 (4)2总平面布置 (5)2.1防波堤的布置原则 (5)2.1.1防波堤轴线布置原则 (5)2.1.2口门的布置原则 (5)2.2梳式防波堤的布置方案 (5)2.2.1梳式防波堤的概况及设计条件 (5)2.2.2梳式防波堤的具体设计 (5)3防波堤的设计方案比选 (7)3.1防波堤结构形式比选 (7)3.2防波堤结构设计比较 (10)3.3防波堤断面结构设计 (11)3.3.1胸墙高程 (11)3.3.2堤身主体宽度 (11)3.3.3基床尺寸 (12)4防波堤的力学特性 (13)4.1水平波浪力折减系数 (13)4.2波浪反射系数 (14)4.3翼板的力学特性 (15)4.4地基应力分析 (15)4.5波浪与梳式防波堤相互作用的模拟 (16)4.6波浪透射系数 (19)5防波堤的力学验算 (21)5.1防波堤各应力标准值计算 (21)5.1.1堤身自重力标准值(永久作用) (21)5.1.2波浪力标准值计算(可变作用) (22)5.1.3地震惯性力(偶然作用) (28)5.2防波堤稳定性验算 (31)5.2.1结构断面沿堤底的抗滑稳定性验算 (31)5.2.2结构断面沿堤底的抗倾稳定性验算 (33)5.2.3结构断面沿基床底面的抗滑稳定性验算 (34)5.3地基承载力验算 (36)5.3.1承载能力极限状态设计 (36)5.3.2设计状况及与之对应的设计组合 (39)5.4地基整体稳定性验算 (43)5.4.1承载能力极限状态 (44)5.4.2设计状况及与之对应的设计组合 (44)5.5地基沉降计算 (46)5.5.1 e~p值 (46)5.5.2压缩层深度的确定 (46)5.6堤前护底块石的稳定重量和厚度计算 (48)5.6.1波态的确定 (48)5.6.2护底块石的稳定重量计算 (48)5.6.3护底厚度计算 (48)5.7沉箱吃水、干舷高度和浮游稳定计算 (48)5.7.1浮游稳定 (49)5.7.2沉箱吃水计算 (51)5.7.3干舷高度计算 (51)6施工组织设计 (53)6.1工程概况 (53)6.1.1工程概况 (53)6.1.2.工程地质情况 (53)6.1.3施工环境条件及分析 (54)6.1.4施工重点及难点分析 (54)6.2施工总体部署 (54)6.2.1施工总体目标 (55)6.2.2.施工指导及施工组织安排 (55)6.2.3.施工组织机构 (55)6.2.4.临时工程安排 (57)6.3施工进度编制计划 (57)6.3.1施工进度计划说明 (57)6.3.2施工进度计划横道图 (57)6.4施工准备与资源配备计划 (58)6.4.1施工前准备 (58)6.4.2技术准备 (58)6.4.3物资、设备进场计划 (58)6.4.4人力资源安排计划 (59)6.5各分部分项工程的主要施工方法 (60)6.5.1施工工艺: (60)6.5.2施工准备及测量定位 (60)6.5.3土石方开挖 (61)6.5.4新技术、新材料、新工艺、新设备的应用措施 (61)6.6施工现场平面布置 (61)6.6.1施工现场布置依据 (62)6.6.2施工现场布置 (62)6.7主要施工管理计划 (62)6.7.1进度施工管理计划 (62)6.7.2质量施工管理计划 (62)6.7.3安全施工管理计划 (63)6.7.4文明施工管理计划 (63)6.8确保工程质量的技术组织措施 (64)6.8.1质量目标 (64)6.8.2质量保证体系 (64)6.8.3保证工程质量的组织措施 (66)6.8.4保证工程施工质量的制度措施 (67)6.8.5针对本工程保证施工质量的技术措施 (68)6.9.3保证安全的组织措施 (69)6.9.4制度保证措施 (70)6.9.5保证安全的的技术措施 (72)6.10确保工期的技术组织措施 (74)6.10.1组织保证措施 (74)6.10.2制度保证措施 (74)6.10.3技术保证 (74)6.10.4设备物资保证 (75)6.10.5施工环境与后勤保证 (75)6.10.6施工期间的资金保证专项措施 (75)6.11确保文明施工的技术组织措施 (75)6.11.1文明施工管理目标 (75)6.11.2确保文明施工的组织措施 (76)6.12专项方案及措施 (76)6.12.1测量定位专项措施 (76)6.12.2职业健康保证措施 (77)6.12.3施工环境安全专项措施 (78)6.12.4现场消防安全专项措施 (78)6.12.5施工现场临时用电安全措施 (78)6.12.6季节性施工技术措施 (79)6.12.7文明施工与环境保护措施 (79)6.12.8危险源辨识及预防方案 (82)6.12.9应急救援预案 (83)结论 (86)致谢 (87)参考文献 (88)附录 (89)前言直立式防波堤在亚洲和欧洲比较多,特别是意大利和日本。
在直立式防波堤中,半个世纪以来向着消浪、透流、轻型方向发展的趋势非常明显。
1961年加拿大人加兰(Jordan)根据吸音板的原理开发了多孔式沉箱直立堤,并于1964年在加拿大克毛港(Campeau )建成。
在此之后开孔沉箱直立堤和与其原理相同的消浪结构发展很快。
到目前为止,研究开发的直立式防波堤有:半圆型堤,多孔凹型曲面堤,波浪自稳防波堤,曲面纵向开孔堤,防冲击型堤,矩型纵向开孔堤,直立开孔沉箱堤,钢管桩透空堤,遮帘式透空堤,软基着底式轻型堤等.随着我国国民经济的发展,港口建设突飞猛进。
“七五”计划开始,国家在市大窑湾开辟了新港区。
根据远期规划,大窑湾湾口将建设三座防波堤一南防波堤(简称南堤)、岛式防波堤(简称岛堤)、北防波堤(简称北堤)。
届时三堤可掩护全湾近百个泊位。
近期的一期工程(列入“七五”、“八五”国家重点工程)建设南堤和岛堤。
大窑湾防波堤的建设引起了口门处流速的变化。
工程前大窑湾湾口最大流速0.57m/s。
按传统直墙实体型式,全部防波堤工程完成后南北口门流速将分别为1.3m/s.1.52m/s横流流速分别为0.57m/s和0.67m/s左右)。
国际航运界普遍认为口门允许横流流速小于。
4m/s,顺流流速小于1.3m/s。
港引水要求在大窑湾具体情况下的口门流速不超过0.77m/s(老港区口门流速仅0.25m/s)。
可见按传统结构建设防波堤已不能保证航行安全。
因此港防波堤采用新的结构形式---梳式透空结构。
将大大减小南北口门流速,有效的解决了口门流速问题。
另外该结构形式大大减小了防波堤的自重。
大窑湾湾口岛堤持力层下卧软弱红色次生亚粘土层,采用传统结构要大挖大填。
这些因素导致工程投资大幅度增加。
为了在保证防波堤使用功能的前提下大幅度降低造价,进行了梳式防波堤结构的开发研究,最终结果表明:采用梳式透空防波堤,大大减小了防波堤的自重,可以避免地基的大挖大填,节省了成本,降低了施工难度。
本设计的主要结构:先对梳式结构进行论述,然后对其结构的合理性进行论证,在后对结构的稳定性验算,最后得出结论。
通过本文的设计知:梳式透空防波堤,结构型式新颖,性能优良。
除在消浪机制方面有所突破外,在透流方面也有所革新,且大大减小了防波堤的自重。
将透流孔开于下部,既透流又尽量减少过浪,很有新意。
1设计资料1.1 地理位置该工程位于港大窑湾湾口。
按照相关规划,大窑湾湾口要建三座防波堤:南堤、岛堤和北堤。
本设计所做的就是岛堤。
岛堤未建之前,南堤已先期建成,后改建成8万吨级散粮码头;待岛堤完工之后,再行建设北堤。
1.2 水文条件水文资料包括水位、波浪、海流、冰凌等。
1.2.1 水位设计高水位(高潮10%) 4.00m设计低水位(低潮90%) 0.44m校核高水位(重现期50年) 5.10m校核低水位(重现期50年) -1.08m乘潮水位(乘潮历时2h,保证率94%) 2.40m本水位资料由筑港零点起算。
1.2.2 波浪岛堤设计施工前,大窑湾门琉璃砣子测波站有1983年7月~1986年6月三年的实测资料统计;老虎滩海洋站有1963~1994三十二年的实测资料。
但是,一期工程南防波堤改建为8万吨级散粮泊位后,进港航道将由设计的-10.7m加深至-13.5m。
航道开挖后堤前波浪发生了很大的变化,以前的观测资料失去了参考价值。
为此,理工大学进行了相关模型试验,确定了开挖航道后岛堤前波要素,见表1.1。
表1.1 波浪要素Tab. 1.1 Wave characteristics注:1)表中带*为极限波高值,“——”表示无数据;乘潮水位重现期为5年,其余水位重现期为50年。
1.2.3 海流(1)南堤未建时的海流未建南堤时,大窑湾湾口处于自然状态。
观测资料表明,大窑湾湾口海流主要为往复潮流,涨潮流速大于落潮流速,表层流速大于底层流速。
大潮期实测最大涨潮流速为0.41m/s~0.57m/s,最大落潮流速为0.25m/s~0.29m/s。
此时,大窑湾余流甚小,余流流速一般小于0.1m/s。
(2)南堤建成后的海流南堤建成后,大窑湾湾口过水断面明显减小,口门流速将会增大。
同时,北堤完工后,整个大窑湾湾口只剩下南北两个口门过水。
尽管工程回填会使湾纳潮量有所减少,但由于过流断面急剧缩窄,口门流速势必进一步增大。
为此,理工大学进行了相关的数值计算,口门流速数值计算值见表1.2。
表1.2 口门流速数值计算值Tab. 1.2 The calculated values of flow velocity by numerical simulation for breakwatergap注:1)为理工大学计算值,水利科学研究院计算值为1.30m/s;*2为理工大学计算值,水利科学研究院计算值为1.52m/s;*3为理工大学计算值,水利科学研究院计算值为1.28m/s;“——”表示无数据。
1.2.4 冰凌大窑湾濒临北黄海,本海区一般无严重冰情。
由于大窑湾伸入陆地,冬季有结冰现象;但岛堤附近水深较大且面向外海不易结冰。
因此,冰凌可不予考虑。
1.3 泥沙条件大窑湾为典型的基岩港湾,两侧半岛狭窄,沿岸基岩广露。
无河流入海,且岩岸侵蚀缓慢,泥沙来源甚少;湾水质清湛,平均含沙量小于十万分之一;二十多年来水下地形极为稳定。
拟建岛堤位处大窑湾湾口,底质表层虽是海相淤泥质土,但为全新世以来漫长历史时期的产物,其土质粘重,不易起动,外南向波浪较强,但其频率很低,且因岛堤区底标深达-10.5m,波浪掀沙力很弱。