长江宜昌航道工程局湖北省宜昌市443000
摘要：防波堤是港口的一种保护设施，可以阻断波浪的冲击力维持港池的水面平衡，让港口不受恶劣天气的影响，同时在维持港口水域平稳中也发挥着重要的作用，可以保证船只的正常停泊，在砂质以及淤泥质的海岸中还可以减少港口的淤泥堆积。防波堤在港口中具有非常重要的作用，一旦发生损害将会为港口的安全造成巨大的影响。本文从防波堤的损坏特点进行分析，探究其损害的成因，旨在为防波堤的设计提供参考，使设计人员可以采取相应的措施减少防波堤损坏。
关键词：防波堤；损坏特点；损坏原因
1.防波堤的作用
防波堤主要用于阻断波浪的冲击力、港池围护及水面平稳维持,并实现港口免受不良天气影响,对港口实施一定程度的保护。此外,防波堤还起到维持港口水域平稳的重要作用,以确保船只得以在港口顺利安全地停泊、货物正常装卸以及旅客正常上落船舶。
对于一些淤泥质及砂质的海岸,防波堤还具有减少港口泥沙淤积的重要作用。防波堤的损坏,通常是由于防波堤对外部荷载作用(如波浪)抵抗力不足,其直接原因可以总结成:防波堤设计人员不清楚港口波浪水动力特性,甚至对其认识有所欠缺,导致防波堤设计存在不合理或某些不足地方,导致护面或堤身被破坏等情况出现。
2.防波堤的常见形式
防波堤包括轻型和重型两种，一般都是指重型防波堤，其通用性较强，能够适用于不同的环境，而轻型防波堤则主要是针对特殊需要，可以根据波能集中位置的不同，选择不同的应用形式。这里主要对集屮比较常见的防波堤形式进行分析。（1)直墙式。直墙式防波堤面临海浪正而冲击，所受冲击力巨大，为了保证稳定性，在施工完成后，通常会采用大型混凝土块或者钢筋混凝土沉箱进行坡轴的构筑。这种形式的防波堤适用于地甚强度较大的区域，
为了降低波浪对于基底的冲刷力度，保证防波堤的稳定性和可靠性，需要在基床而铺设块石进行护而，同时在墙底设置碎石基床。（2)斜坡式。斜坡式防波堤应用较为广泛，适用于地基土壤较差，水深较浅的情况。当航浪到达时，与堤轴撞击，会在位于水而以上的坡而产生冲击力，同时在水面以下的坡而产生向上的反压力，这就是导致坡面损坏的主要原因。为此，在主体结构施工完成后，一般会在外坡上放置—些石块或者混凝土块（如扭王字块、三角锥体等），尽量减少波浪对于基底的侵蚀作用。(3)透空堤。透空堤属于轻型防波堤的范畴，在深度大、波浪小的区域比较适用，且成本投入较低。相关研宂显示，在海浪中，超过90%的能集屮在三倍波尚的海水表层，对于透空堤而言，只需要将上部防浪结构向水下延伸，至2-2.倍波高的位置，就能够发挥出良好的防浪效果。透空堤的主要原理，是将挡板固定在粧台的量测，支抒结构透空，因此下部的波能可以正常通过，其中的一侧可以防浪，另一侧则可以作为码头使用。
3.防波堤损坏特点
3.1蛇形破坏
防波堤可能在堤轴的各个部分发生损坏，各个部分的损伤程度不同，因此在堤轴上的显示如蛇行一样，弯弯曲曲，故叫蛇形破坏。在浪潮冲击防波堤时，会产生绕射波和反射波，在绕射波和反射波的作用下，使得防波堤各处的波前高度不一，且产生周期性变化，这样就造成了不同部分的防波堤受力不一样，经过浪潮长时间的冲刷之后，就在堤轴上形成了蛇形现象。当防波堤的损坏主要表现为沉箱滑移时，这个现象更加明显。
3.2凹角处波能集中
在堤轴的不同部位，所应对的波高是不尽相同的，而防波堤的损害与之密切相关，在凹角处，波高会产生一个激增效果。这个效果的来因是在两端防波堤的交接处，由于凹角的存在，不同的反射波会产生共振，使波高呈现周期性的增大。
3.3剪切破坏
剪切破坏就是指在港口海岸的一个地方所受到的剪切力比这个地方可以承受的剪切强度更大，从而导致这个地方发生剪切破坏。发生剪切破坏一般受到这个地方的剪应力的影响比较大，所以受到波浪冲击时，剪应力的空间分布的范围比较广。
4.防波堤损坏的原因
4.1设计抗波标准太低
对防波堤产生影响的主要在于波浪的冲击，对堤前波浪水动力特性认识不足是造成防波堤损坏的主要原因，在设计方案时，如果没有对该处的波浪冲击力进行实地考察就盲目的进行建设，将会使设计标准不能达到实际的抗波作用，也就是成了所谓的“豆腐渣”工程。对波能的集中部位也要进行把握，认识波群和波普的特征。
4.2海床冲刷和波群影响
很多防波堤的损害并不是本身结构受到的损害，很大一部分原因都是由于海床遭受到海浪的巨大冲击而引起的海床效应，而海床效应会引起防波堤的损坏。这是因为短峰波作用引起的，短峰波就是海浪在堤轴前冲刷的时候产生的一种波，它可以引起某一个地方水质点的复杂运动，产生质量搬运的效果，从而引起对海床的冲刷。波群就是在某一特定的地点会出现不同波高的波浪，波群具有较大的破坏力，而这种波群也会对防波堤造成巨大的影响，造成防波堤的损坏。
4.3防波堤设计不合理
波浪的冲击是对防波堤产生影响的最主要的原因，如果防波堤设计者对堤前波浪水动力特性认识不足或者是对港口的实际情况不够了解，导致防波堤的设计不够合理，难以承受波浪的冲击力，就会造成防波堤的破坏。防波堤的设计不合理主要是因为设计者在设计的时候没有对该处的波浪的冲击力进行实地的考察，往往是根据自身的经验或者相关部门提供的现有的数据而盲目的进行建设，防波堤的设计标准就不能达到实际的抗波作用，从而很容易使防波堤受到损坏。
4.4施工作业时的不到位
防波堤的抗波能力往往要在实际建成后再能体现，因为实际中总会存在一些未知因素，这是实验室无论怎么设计都不可能达到的，在施工过程中往往会出现一些薄弱环节。防波堤的建设地址往往是远离海岸的，施工条件一般比较恶劣，同时不可预计的因素较多，在实施施工时，必须经过合理地策划，减少施工存在的风险，通过合理的安排，减少不必要的经济损失，达到最佳效果。
5.总结
一直以来,防波堤的损坏特点研究及其成因分析都是世界人们密切关注的重点,因此,我们必须针对防波堤各种不同形式及其应用特点,深入了解防波堤损坏机理,科学分析防波堤损坏特点及其成因的密切关系,全面总结防波堤损坏的原因,从根本上提高防波堤设计施工水平,加强施工管理水平,确保防波堤质量,延长其使用寿命。
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