本書(shū)結(jié)合交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程海洋水動(dòng)力研究中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在港口工程建設(shè)系列成果,基于交通部基礎(chǔ)應(yīng)用項(xiàng)目“新型深水防波堤結(jié)構(gòu)型式與消浪塊體穩(wěn)定性研究”、“一帶一路”工程實(shí)施,以及交通運(yùn)輸部關(guān)于《深入推進(jìn)綠色港口建設(shè)行動(dòng)方案》的綱要,詳細(xì)介紹了米字型消浪護(hù)面塊體、雙聯(lián)消浪護(hù)面塊體、TB-CUBE消浪護(hù)面塊體三種新型塊體。本書(shū)主要內(nèi)容包括利用物理模型試驗(yàn)技術(shù)手段,針對(duì)塊體開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和工程應(yīng)用進(jìn)行論證,得出塊體的設(shè)計(jì)參數(shù)、穩(wěn)定和消浪機(jī)理,并總結(jié)歸納出工程上的**適用條件。然后對(duì)新型塊體的應(yīng)用產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了歸納總結(jié),最后對(duì)新型塊體再次提升完善進(jìn)行了展望。
適讀人群 :本書(shū)適合從事波浪與結(jié)構(gòu)相互作用工程研究的科研人員和港口、海岸及近岸工程專(zhuān)業(yè)高等院校師生參考。 本書(shū)詳細(xì)介紹了各種主流及新型消浪護(hù)面塊體的研發(fā)和應(yīng)用,圖文并茂,內(nèi)容翔實(shí),是港口工作人員、海岸及近岸工程科研人員及師生的第一選擇。
邱大洪先生,大連理工大學(xué)教授,中國(guó)科學(xué)院資深院士,海岸和近海工程專(zhuān)家!靶聲r(shí)代海上工程創(chuàng)新技術(shù)與實(shí)踐叢書(shū)”編委會(huì)主任。前言新時(shí)代海上工程創(chuàng)新技術(shù)與實(shí)踐叢書(shū)
防波堤與護(hù)岸新型消浪護(hù)面塊體研發(fā)
關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用
與時(shí)代同頻,與行業(yè)同向。新時(shí)代,我國(guó)港口工程建設(shè)取得了舉世矚目的成績(jī)。交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱(chēng)“天科院”)自1974年成立以來(lái),圍繞國(guó)家重大工程建設(shè)和國(guó)家重大科研領(lǐng)域,先后承擔(dān)了港珠澳大橋、長(zhǎng)江黃金水道、深中通道等千余項(xiàng)國(guó)家科技攻關(guān)、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的研究工作,特別是近10年就榮獲了11項(xiàng)國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、4項(xiàng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)和230余項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。為滿足行業(yè)發(fā)展,天科院下屬的海洋水動(dòng)力研究中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)拓創(chuàng)新,對(duì)防波堤與護(hù)岸工程護(hù)面塊體進(jìn)行了一系列研發(fā)與應(yīng)用,研究專(zhuān)題獲得專(zhuān)利證書(shū)12項(xiàng)、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng),應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外工程10余項(xiàng),產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益。
本書(shū)重點(diǎn)介紹了三項(xiàng)典型新塊體的研究成果:
(1) 米字型消浪護(hù)面塊體;谛袠I(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備,結(jié)合交通運(yùn)輸部基礎(chǔ)應(yīng)用項(xiàng)目“新型深水防波堤結(jié)構(gòu)形式與消浪塊體穩(wěn)定性研究”,科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了米字型消浪護(hù)面塊體,并于2015年獲得國(guó)家專(zhuān)利局頒發(fā)的實(shí)用新型應(yīng)用證書(shū)。該項(xiàng)目獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)、專(zhuān)利4項(xiàng),且塊體成功應(yīng)用在原生態(tài)大比尺波浪水槽。大比尺波浪水槽自建成以來(lái),本著“開(kāi)發(fā)共享、合作共贏”的理念,天科院與清華大學(xué)、天津大學(xué)、河海大學(xué)、海軍工程設(shè)計(jì)研究局、國(guó)家海洋局南海分局、中國(guó)科學(xué)院廣東能源所等建立了良好的合作關(guān)系,開(kāi)展了涉及遠(yuǎn)海珊瑚礁建設(shè)、波浪結(jié)構(gòu)物地基耦合、浮體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)機(jī)理等13項(xiàng)試驗(yàn)工作,試驗(yàn)期間近1500人次進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)。
(2) 雙聯(lián)消浪護(hù)面塊體;谥袊(guó)全球化進(jìn)程的不斷推進(jìn),團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)“一帶一路”倡議,承擔(dān)“21世紀(jì)海上絲綢之路”關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)20多個(gè)國(guó)家60%以上的港口工程科研工作,由于受塊體使用中專(zhuān)利問(wèn)題的困擾和制約,以形成自主品牌走出去為目的,團(tuán)隊(duì)研發(fā)了雙聯(lián)消浪護(hù)面塊體,在2009獲得實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū),并成功應(yīng)用于印度尼西亞S2P電廠中資企業(yè)中標(biāo)的破壞修復(fù)工程。該工程獲得省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),同時(shí)為中國(guó)港灣集團(tuán)有限公司贏得了多個(gè)印度尼西亞港口項(xiàng)目,為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。防波堤與護(hù)岸新型消浪護(hù)面塊體研發(fā)
關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用
(3) TBCUBE消浪護(hù)面塊體。習(xí)近平總書(shū)記在考察天津港時(shí)指出,“要志在萬(wàn)里,努力打造世界一流的智慧港口、綠色港口”,以及在推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)上指出,“推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展必須從中華民族長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮,走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路”。同時(shí)結(jié)合交通運(yùn)輸部《深入推進(jìn)綠色港口建設(shè)行動(dòng)方案》綱要,科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了TBCUBE消浪護(hù)面塊體,在2018年獲得實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū),接下來(lái)將積極推廣塊體在港口生態(tài)修復(fù)和景觀建設(shè)工程的應(yīng)用。
本書(shū)共5章: 第1章主要針對(duì)新型塊體的選型和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹;第2~4章分別針對(duì)三種新型塊體關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展了物理模型試驗(yàn)研究,并介紹了工程應(yīng)用情況;第5章對(duì)新型塊體關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和展望。本書(shū)系統(tǒng)論述了防波堤與護(hù)岸新塊體的研發(fā)關(guān)鍵技術(shù),為在國(guó)內(nèi)外工程上推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也為其他類(lèi)似工程提供了參考借鑒。
本書(shū)的出版得到了天科院總工程師兼副院長(zhǎng)張華慶的大力支持,尤其在新塊體研發(fā)過(guò)程中,他提出了許多寶貴意見(jiàn)。限于作者的學(xué)識(shí)及寫(xiě)作水平,錯(cuò)漏之處在所難免,懇請(qǐng)讀者指正。
作者2020年9月
戈龍仔 副研究員。長(zhǎng)期從事海岸水動(dòng)力結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理研究和新結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)。承擔(dān)了國(guó)內(nèi)外不同類(lèi)型海港工程的碼頭、防波堤、護(hù)岸和電站取排水口工程專(zhuān)題研究,同時(shí)還負(fù)責(zé)和參加了三峽工程、松花江流域通航水力學(xué)和國(guó)家“863”重大科技課題,解決大量的工程實(shí)際問(wèn)題。獲天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),中國(guó)港口協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),中國(guó)水運(yùn)工程建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng),2018年度電力行業(yè)優(yōu)秀工程咨詢(xún)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng);授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng);先后在國(guó)內(nèi)重點(diǎn)核心刊物以及國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文20余篇,變形科研技術(shù)報(bào)告100余篇;出版專(zhuān)著2部。
陳漢寶 研究員。交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院海洋水動(dòng)力研究中心主任,交通運(yùn)輸部“交通青年科技英才”、天津市“131”創(chuàng)新型人才第一層次人選。長(zhǎng)期從事水動(dòng)力及相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究,主持完成國(guó)家“863”重大科技課題、交通運(yùn)輸部科技項(xiàng)目等百余項(xiàng)水運(yùn)工程科研課題。在海洋波浪模擬方面進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新,是國(guó)內(nèi)第一套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海岸多功能軟件包TK-2D波浪模塊的第一開(kāi)發(fā)人;主持設(shè)計(jì)了世界上尺度Z大、造波能力Z強(qiáng)的波浪試驗(yàn)水槽。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng),交通運(yùn)輸部科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng),中國(guó)航海學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)4項(xiàng);參編標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程9部;發(fā)表科研技術(shù)報(bào)告200余篇,論文20余篇。
高 峰 高級(jí)工程師。交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院海洋水動(dòng)力研究中心副主任,交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院第三屆青年首席專(zhuān)家。主要研究方向?yàn)楦劭诤降兰昂0豆こ痰乃畡?dòng)力及船舶系靠泊安全等技術(shù)領(lǐng)域,開(kāi)展國(guó)內(nèi)外100余個(gè)港口船舶安全系靠泊研究。獲天津市、中國(guó)港口協(xié)會(huì)、中國(guó)水運(yùn)工程建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)科技獎(jiǎng)6項(xiàng),其中一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng);授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利5項(xiàng);參編行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2部;發(fā)表論文近30篇。
陳松貴 副研究員。交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院大比尺波浪水槽實(shí)驗(yàn)室主任。國(guó)際航運(yùn)協(xié)會(huì)PIANC青年會(huì)員,中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程入選者,交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院“交通青年科技英才”“十大先進(jìn)工作者”,天津市“131”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員。主要從事波流-浮式結(jié)構(gòu)物相互作用、海岸工程水動(dòng)力等相關(guān)研究工作,主持和參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家國(guó)際科技合作項(xiàng)目、國(guó)家對(duì)外科技援助項(xiàng)目及重大工程研究等10余項(xiàng)。獲中國(guó)航海學(xué)會(huì)、中國(guó)水運(yùn)工程建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)港口協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng);授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利17項(xiàng);發(fā)表論文30余篇,其中SCI檢索10篇,EI檢索4篇。
第1章緒論1
1.1國(guó)內(nèi)外防波堤工程發(fā)展現(xiàn)狀/2
1.2防波堤護(hù)面塊選型分析/4
1.3國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀/7
1.3.1拋石斜坡堤/7
1.3.2人工護(hù)面塊體/7
1.4現(xiàn)有護(hù)面塊體特性對(duì)比分析/10
第2章新型米字型消浪護(hù)面塊體關(guān)鍵技術(shù)研究與
工程應(yīng)用11
2.1米字型消浪護(hù)面塊體概述/12
2.2關(guān)鍵技術(shù)研究/16
2.2.1物理模型試驗(yàn)/16
2.2.2試驗(yàn)成果與分析/23
2.3米字型塊體在大比尺波浪水槽的應(yīng)用/49
2.3.1概述/49
2.3.2大比尺波浪水槽/51
第3章新型雙聯(lián)消浪護(hù)面塊體關(guān)鍵技術(shù)研究與
工程應(yīng)用63
3.1雙聯(lián)消浪護(hù)面塊體概述/64
3.2關(guān)鍵技術(shù)研究/66
3.2.1物理模型試驗(yàn)/66
3.2.2試驗(yàn)成果與分析/69
3.3工程應(yīng)用/81
3.3.1工程應(yīng)用概述/81
3.3.2應(yīng)用工程之一: 印度尼西亞CILACAP(S2P)電廠
擴(kuò)建工程項(xiàng)目/81
3.3.3應(yīng)用工程之二: 印度尼西亞CILACAP(S2P)電廠
破壞修復(fù)工程項(xiàng)目/89
3.3.4應(yīng)用工程之三: 印度尼西亞KARANG TARAJE
港防波堤工程項(xiàng)目/94
第4章新型TBCUBE消浪護(hù)面塊體關(guān)鍵技術(shù)研究109
4.1TBCUBE消浪護(hù)面塊體概述/110
4.2模型試驗(yàn)研究/111
4.2.1試驗(yàn)內(nèi)容/111
4.2.2試驗(yàn)組次設(shè)計(jì)/112
4.2.3試驗(yàn)斷面確定/113
4.2.4試驗(yàn)設(shè)備/113
4.2.5模型設(shè)計(jì)與制作/113
4.2.6試驗(yàn)方法/113
4.3試驗(yàn)結(jié)果與分析/115
4.3.1TBCUBE塊體設(shè)計(jì)參數(shù)測(cè)試試驗(yàn)/115
4.3.2TBCUBE塊體消浪特性試驗(yàn)/116
4.3.3TBCUBE塊體與現(xiàn)有四腳空心方塊體對(duì)比
試驗(yàn)/128
第5章新型塊體關(guān)鍵技術(shù)工程應(yīng)用總結(jié)與研究展望135
5.1新型塊體關(guān)鍵技術(shù)工程應(yīng)用總結(jié)/136
5.1.1關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)/136
5.1.2工程應(yīng)用總結(jié)/136
5.2研究展望/137
5.2.1工程應(yīng)用方向/137
5.2.2港口與近海岸工程專(zhuān)業(yè)方向/137
5.2.3未來(lái)研究方向/137
參考文獻(xiàn)139