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防波堤

防波堤(breakwater;mole) 防御波浪入侵,形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物。位于港口水域的外围,兼防漂沙和冰凌的入侵,赖以保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。有的防波堤内侧也兼作码头用或安装一定的锚系设备,可供船泊靠泊。按其平面布置形状,分突堤和岛堤;按断面形式,分斜坡式、直墙式和混成式三种。

防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港口免受坏天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑物。

防波堤还可起到防止港池淤积和波浪冲蚀岸线的作用。它是人工掩护的沿海港口的重要组成部分。一般规定港内的容许波高在0.5~1.0米之间,具体按水域的不同部位、船舶的不同类型与吨位的需要确定。防波堤常由一、二道与岸连接的突堤或不连接的岛堤组成,或由突堤和岛堤共同组成。防波堤掩护的水域常有一个或几个口门供船只进出。

防波堤(breakwater;mole) 防御波浪入侵,形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物。位于港口水域的外围,兼防漂沙和冰凌的入侵,赖以保证港内具有足够的水深和平稳的水面以满足船舶在港内停泊、进行装卸作业和出入航行的要求。有的防波堤内侧也兼作码头用或安装一定的锚系设备,可供船泊靠泊。按其平面布置形状,分突堤和岛堤;按断面形式,分斜坡式、直墙式和混成式三种。 [1] [2]

防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港口免受坏天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑物。

防波堤还可起到防止港池淤积和波浪冲蚀岸线的作用。它是人工掩护的沿海港口的重要组成部分。一般规定港内的容许波高在0.5~1.0米之间,具体按水域的不同部位、船舶的不同类型与吨位的需要确定。防波堤常由一、二道与岸连接的突堤或不连接的岛堤组成,或由突堤和岛堤共同组成。防波堤掩护的水域常有一个或几个口门供船只进出。 [1]

1、防御波浪、冰棱的袭击,保证港内水域平稳,为船舶提供平稳、安全的停泊和作业条件

2、(砂质或泥质海岸)减少或阻止泥沙进港,减轻港内淤积,保证港内水深堤内侧可兼作码头,或安放系锚设备,供船舶停靠,节省投资。

防波堤的结构一般可分为:重型、轻型两类。

重型防波堤:是传统和常用的防波堤型式,包括斜坡堤、直墙堤和混成堤等。

轻型防波堤:是近数十年来发展起来的,根据波能集中于表层的特点,结合工程的特殊需要而研究出来的各种轻型防波堤,如透空堤、浮堤、喷气堤和射水堤等。

斜坡堤

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。

直墙堤

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,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。

混成堤

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。

透空堤

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。由于3倍波高的表层水深内集中了90%以上的波能,防浪结构伸入水下2~2.5倍波高处就可以发挥防浪掩护作用。结构型式有空箱、一两道直挡板、斜板、平板等,其中箱和板也可做成透水的。桩、柱等支撑为透空结构,下部波能仍可以穿越。透空堤是采用挡板固定在桩台两侧的结构,一侧用来防浪,另一侧可以作码头用。透空堤要按波浪荷载设计。

浮堤

是由浮体和锚系设备组成的防波堤,可以消减表面波能。浮体结构有排筏、气囊、空箱或其他特殊形体,常用铁锚系在沉块上。每道浮堤要有足够的宽度,有时需设数道浮堤才能有效地防浪,再加上其结构的活动性,常须考虑平面布置问题。浮堤有易于搬移的特点,可以多处使用。浮堤结构有较多的局限性,主要用于水深大而波浪小的水域或某些需临时防波设施之处。

喷气堤和射水堤

利用空压机,通过安置在水底的有孔管道喷排气泡,形成气幕和两侧的环流,阻碍并消减波浪的装置为喷气堤);利用水泵,通过安置在水面的喷嘴喷射水流,以达到消减波能的装置为射水堤。两者都易于搬移,适用于施工、维修等临时性工程,喷气堤还用于防护爆炸冲击波。喷气堤与射水堤耗电量大,易发生锈蚀和生物附着,实际应用中还存在不少具体问题。

上述所有轻型防波堤都适用于陡波条件,对长波的掩护效果较差,都有结构单薄、易于损坏、维护要求高等弱点。


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