[发明专利]带圆弧板的Π型桩基透空式防波堤及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防波堤，具体涉及一种桩基透空式防波堤及其设计方法。

背景技术

桩基透空式防波堤结构自上世纪60年代被提出以来，已经取得了长足的发展，其中的一些结构型式已经应用到了实际工程中。现有的透空式防波堤主要有桩基挡板透空堤、梳式透空堤、T型透空堤以及倒T型透空堤等几种形式，这些传统的透空式防波堤结构虽然具有造价低廉、施工方便、适用于软基等优点，但是其缺点也十分明显，例如在长周期波浪作用下，透空堤的消浪效果十分有限。此外，透空堤的上部结构往往承受较大的波浪力，在恶劣海况下，上部结构易发生破坏。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带圆弧板的Π型桩基透空式防波堤及其设计方法，利用圆弧板、腹板与底板围成的消能室，加大对波能的耗散，以减小堤后方的透射波高；利用圆弧形结构受力特性较好的特点，降低恶劣海况下上部结构因受力较大而发生破坏的可能性，以克服现有结构对长周期波浪消浪效果不明显以及上部结构易被波浪打坏的缺陷。

技术方案：本发明提供了一种带圆弧板的Π型桩基透空式防波堤，包括下部的桩基础及上部的挡浪结构，通过桩基础上的横梁支撑所述挡浪结构，所述挡浪结构包括圆弧板、腹板、底板和肋板，所述圆弧板、顶部连接圆弧板的两个腹板、连接腹板底部的底板构成Π型截面预制件，所述肋板固定腹板及底板。

进一步，所述桩基础包括每隔5m设置的横向排架，所述横向排架包括四根钢管桩，其中两根为直桩，另外两根为叉桩，叉桩能够抵御防波堤在使用过程中可能受到的较大水平荷载。

进一步，所述横梁为截面为倒T形的钢筋混凝土横梁。

进一步，所述圆弧板上开设有排气孔，开孔率为5％，降低消浪空箱内部的氯离子浓度，防止构件内的钢筋过快腐蚀。

进一步，所述腹板上开设有矩形的消浪孔，开孔率为15％～35％，起消能作用。

进一步，所述底板上开设有泄压孔，开孔率为10％～20％，可以有效减小波浪对上部结构的上托力。

上述带圆弧板的Π型桩基透空式防波堤的设计方法，包括以下步骤：

首先确定防波堤的基桩入土深度、桩径大小、横梁尺寸、圆弧板曲率半径，然后通过以下方法对应地计算出防波堤上部结构的波压力强度：

当堤顶高程高于计算水位0.7倍设计波高时，波峰作用于圆弧板上的波压力强度可按下列方法确定：

(1)首先将圆弧板等效成相同高度的直立墙，按合田公式计算出直立墙上的波压力，其中计算水位以上的高度η、计算水位处的波压力强度p_s以及直立墙底面处的波压力p_b按下列公式计算：

η＝1.5H(1)

p_s＝α_sγH(2)

p_b＝α_bp_s(3)

αs=0.6+12[4πΔh1Lsinh(4πΔh1L)]2---(4)]]>