直立式防波堤
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直立式防波堤是中国的一个科技名词。
语言一发即逝,不留痕迹。当人类意识到需要把说出的话记下来时,就发明了文字[1]。在世界范围内,曾经独立形成的古老文字除我们的汉字外,还有埃及的圣书字、两河流域的楔形文字、古印度的印章文字以及中美洲的玛雅文[2]。后来,这些古老文字的命运各不相同,或因某种历史原因而消亡,如玛雅文;或因文字的根本变革而遭废弃,如楔形文、圣书字,只汉字沿用至今,而且古今传承的脉络清晰可见,成了中华民族文化的良好载体。
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名词解释
直立式防波堤,是防波堤的一种建筑形式。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。
主要型式
直立式防波堤的结构形式有重力式和桩式两类,其中重力式最常用。近些年来,随着港口技术的不断发展,在一般重力式直立堤的基础上,又研制出许多可减少波浪,增加稳定和免于或减少地基处理的新型结构,如:消能方块,消能沉箱,大直径圆筒,削角直立堤等。
重力式直立堤
依靠结构本身的重量来抵抗水平外力,维持建筑物的稳定性。它主要由基床、墙身和上部结构等组成。其功能和构造与重力式码头基本相同。
按堤身结构分,主要有:钢筋混凝土沉箱式、普通混凝土方块式、巨型混凝土方块式和大直径圆筒式等。
1、方块式直立堤
⑴墙身块体型式
方块式墙身主要有:普通方块(正砌方块、斜砌方块)、巨型方块和消浪方块。
⑵优点:墙身坚固耐久,施工简便,能抵御较大的波浪。
⑶缺点:自重大,地基应力大,砼用量多,水下安装和潜水工作量大,施工进度慢,堤身整体性能差,易随地基沉降而变形,对不均匀沉降比较敏感。
⑷适用条件:施工期波浪不大,现场起重设备能力较大和地基较坚实的情况。
2、沉箱直立堤
⑴沉箱墙身主要有:矩形、圆形和带消能室的砼沉箱
⑵优点:堤身整体性好,水上安装工作量小,不需要大型起重设备,施工进度快,箱中填以砂砾可降低造价。
⑶缺点:沉箱的预制和水下施工需要相应的场地和设备,要有足够的水深的航道。箱壁较薄,在水位变动区易受海水侵蚀而损坏,而沉箱一旦破坏,修复困难。
⑷适用条件:有条件的地方(有预制能力,滑道和船坞,浮运水深足够)在实际工程中,矩形沉箱采用较多。
圆形沉箱受力条件较好,对波浪、水流的反射较小,但其制作、浮运及安装较麻烦,使用受一定限制。带消能室的沉箱,在前墙一定范围内开孔,使舱格形成消能室,适用于须消减波浪和减少墙前反射或岸线夹角处波能集中的地方。
3、大直径圆筒直立堤
墙身直径为3m以上的薄壁无底砼圆筒,置于抛石基床或部分沉入地基之中,筒中填充砂石。
1. 置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力式基本相同。
2. 部分沉入地基中的圆筒直立堤,适用于软基和持力层较深的情况
⑴对于沉入地基较浅(1.5~3m)的圆筒,其工作状态同重力直立堤。
⑵沉入较深的圆筒,由于受土的嵌固影响较大,其工作状态不同于重力式结构。
桩式直立堤
有:单排桩式、双排桩式和钢板桩格形结构等形式。
1、 单排桩防波堤
它由打入地基中的排桩、桩顶部的帽梁和连接构件组成。排桩结构呈悬工作状态,为了改善直桩的受力状态,可间隔设置斜桩来顶撑直桩。
2、 双排桩式防波堤
两侧是打入地基中的排桩,每排桩由纵向导梁架住,然后用拉杆将双排桩对拉,双排桩中间用石料填充,顶部用混凝土覆盖,然后在盖板上浇注上部结构。
这种防波堤的宽度和埋入地基深度决定于抗滑、抗倾稳定性。在内力计算时。可将内、外排桩视为各自独立的单排桩,按有锚板桩的计算方法进行计算。
3、 钢板桩格形结构防波堤
是由打入地基中的钢板桩组成封闭的系列格形结构,在空格中填充砂或石料。
格形结构防波堤 整体稳定性较好,适用于水深大、波浪强的情况。其缺点是钢板桩在水位变动区易锈蚀,需要采取保护措施。
消能式防波堤
1、顶部削角直立堤
在直立堤的上部结构靠海侧做成较缓的斜面,犹如直立墙削掉一个角。这样,堤前波浪在斜面上破碎,即削减了一部分波能,又减少了堤前波浪的反射,从而使波浪减少;同时,作用在斜面的波压力的垂直分力还有利于堤的稳定,从而减小了堤的断面。
缺点:削角斜面上的越浪较大。
2、开孔消浪直立堤
将沉箱开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消能室后产生的剧烈紊动来消能,以达到减少波浪力的目的。同样也可采用迎浪侧带有消浪孔洞的方快防波堤。它适用于水深小于6m、波浪周期小于6s的环境。
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。
4、 削角空心方块防波堤
结合削角斜面结构和开孔消浪结构两者的优点的一种新型结构。
参考文献
- ↑ 汉语是什么语言,其本质是什么?,搜狐,2020-10-19
- ↑ 精美绝伦的艺术玛雅文字,搜狐,2021-12-26