周嬴濤，徐青山，馮曦，朱鈺，金言，王為群，馮衛(wèi)兵，何俊彪

（1.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200125；3.中國港灣工程有限責(zé)任公司，北京 100027；4.海南省海洋地質(zhì)調(diào)查院，海南 海口 570206；5.大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院，遼寧 大連 116024）

0 引言

城市核心區(qū)濱水綠廊建設(shè)是濱水城市提升形象的重要舉措[1-2]，上海黃浦江濱江貫通工程[3-6]，為潮汐河口地區(qū)的人行步道工程提供了很好的借鑒作用。濱河棧道結(jié)構(gòu)設(shè)計與碼頭護(hù)岸等具有相似性，但結(jié)構(gòu)更為輕巧美觀，需要滿足承載力和外觀的雙重要求，因此，因地制宜的改造和外拓，成為濱河棧橋平臺工程中特別需要關(guān)注的要點和難點[7]。潮汐汊道因其復(fù)雜的水流和波浪特征[8-9]，導(dǎo)致在此區(qū)域進(jìn)行水上棧橋平臺設(shè)計時不僅要考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和美觀耐用，還要考慮施工的可操作性，而目前的工程案例也不具有普適性。因此文章以?？跒硶惩üこ潭谥械臑I河人行棧橋平臺設(shè)計要點為例，針對潮汐汊道往復(fù)流的特征，總結(jié)了在土層地質(zhì)軟弱條件下，結(jié)合對現(xiàn)狀護(hù)岸的利用和加固改造，提出基于市政管線不搬遷，不影響濱河道路交通等為前提的棧道平臺設(shè)計方案，為河口潮汐汊道區(qū)域的離岸水上結(jié)構(gòu)的建設(shè)提供借鑒。

1 研究概述

1.1 研究區(qū)域

海南省?？谑泻５橄媳卑兜谭拦こ虖纳鲜兰o(jì)60 年代開始建設(shè)，現(xiàn)狀已經(jīng)全線建成，但防洪標(biāo)準(zhǔn)由于各時期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同，南岸現(xiàn)狀為20～50 a 一遇，北岸部分舊堤防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50 a 一遇，局部達(dá)到100 a 一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)狀堤防結(jié)構(gòu)形式基本為直立式漿砌塊石結(jié)構(gòu)。

圖1 ?？跒硶惩üこ涛恢肍ig.1 Location of Haikou Bay Smooth Traffic Project

1.2 數(shù)據(jù)來源

通過對工程區(qū)域沿岸現(xiàn)狀的梳理，因地制宜地進(jìn)行片區(qū)劃分結(jié)合景觀設(shè)計進(jìn)行棧橋平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足景觀三道貫通布局要求，對現(xiàn)狀陸域場地不足之處以棧橋平臺形式補充。

工程地形采用實測1 ∶1 000 地形圖，工程區(qū)域潮位屬于不規(guī)則日潮混合潮，一個月內(nèi)日潮天數(shù)為15～18 d，其它時間為正規(guī)半日潮，且潮汐不等現(xiàn)象顯著。海甸溪在一個大潮周期中[10]，東向納潮量為54.4×105m3/d，西向納潮量46.7×105m3/d，其凈輸運量為7.7×105m3/d，方向由西向東。龍?zhí)琳緸槟隙山饔虻目刂普綶11]，橫溝河與海甸溪的分流比為76 ∶24。海甸溪內(nèi)漲潮時，潮流方向由西向東，漲急時刻最大流速為22.5 cm/s；落潮時，海甸溪內(nèi)潮流方向由東向西，落急最大流速為44.8 cm/s，漲落急最大流速均出現(xiàn)在人民橋橋下段，且落急最大流速大于漲急最大流速[12]。

根據(jù)灣口東側(cè)白沙門站（110°20'E，20°04'N，1984 年5 月—1985 年4 月）和西側(cè)后海站（110°12'E，20°04'N，1977 年5 月—1979 年4 月）兩個短期波浪測站的資料統(tǒng)計表明[13]：該灣全年波浪以風(fēng)浪為主，風(fēng)浪頻率76%～85%；風(fēng)浪以冬季出現(xiàn)最多，頻率為82%～93%，春、夏較少；?？跒臣捌錇晨跂|、西兩側(cè)岸段的波浪場主要受北向風(fēng)浪場控制。常浪向和次常浪向以NE 和ENE 向為主，后海站這兩個方向波浪合計頻率為54%，白沙門合計頻率為43%；由表1 可見，常浪期間兩波浪測站的波高均較小，周期在3.0～6.0 s 之間。其中，白沙門站強浪向為N 向，最大波高3.0 m，最大周期6.0 s；后海站強浪向為ENE 向，最大波高2.0 m，最大周期6.1 s。工程區(qū)域附近月均波高為0.2～0.7 m。因此采用定常波浪進(jìn)行研究，取有效波高1.0 m 的不規(guī)則波；波浪譜峰周期取海域平均周期3.6 s 為特征周期；來波波向選取代表性的W 向，并同時組合W 向6.0 m/s 定常風(fēng)況和實測歷時潮位組合作為邊界條件。

表1 白沙門和后海站各向波高與周期統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of wave height and period in each direction in Baishamen and Houhai stations

1.3 設(shè)計難點及創(chuàng)新

工程區(qū)域地質(zhì)條件較差，土質(zhì)軟弱，淤泥層較厚，且感潮河口水文及潮流條件十分復(fù)雜，風(fēng)大浪高，潮位漲落頻繁，洪暴期間，洪峰下泄流量又是十分巨大，洪水流速猛增，對水上貫通平臺的安全性均提出了較高的挑戰(zhàn)。在提出設(shè)計方案前有必要進(jìn)行防洪、防風(fēng)暴潮等相關(guān)方面的充分論證。

海甸溪濱河沿岸兩側(cè)均設(shè)有城市道路，駁岸陸域腹地狹窄，且絕大部分賦予了濱河道路人行道的功能，種植有大型喬木，路面之下布設(shè)有大量市政管線（含燃?xì)夤?、軍用光纜等），沿河還設(shè)有城市排澇泵站及雨水排放口，工程實施期間不得影響沿河道路的交通功能，對排水設(shè)施均需予以重點保護(hù)，沿岸大型綠植一般不予搬遷或損壞；沿線老駁岸建于上世紀(jì)六七十年代，大多采用漿砌石擋墻結(jié)構(gòu)，無樁基，長期沉降后受損嚴(yán)重，如何保護(hù)與修復(fù)老駁岸，增強工程區(qū)防洪潮安全也是件繁重的任務(wù)。

現(xiàn)狀堤岸經(jīng)檢測，護(hù)岸結(jié)構(gòu)整體基本完好，部分護(hù)岸結(jié)構(gòu)存在墻身破損、淘空、坍塌等病害；護(hù)岸結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，局部結(jié)構(gòu)存在明顯的不均勻沉降、變形和變位現(xiàn)象；貫通平臺沿線斷點眾多，跨越海甸溪有人民橋、和平橋及新埠橋等3 座橋梁，橋下陸域空間狹窄，如何將貫通平臺從已建橋臺下方順利穿越，也是難題。

在設(shè)計時首先對工程區(qū)域的整體流場進(jìn)行研究，通過合理布局，合理確定水上貫通平臺各分區(qū)頂高程，優(yōu)化解決了工程區(qū)防洪、防風(fēng)暴潮的安全性問題；結(jié)合景觀總體要求，現(xiàn)狀沿河防潮堤駁岸擋墻基本保留不動，對陸域貫通空間布設(shè)寬度不足之處按水上貫通平臺方式予以適當(dāng)拓寬，貫通平臺采用水上透空式高樁多肋梁板結(jié)構(gòu)，一次成型地完成三道貫通工程的景觀平面布置，節(jié)省了二次砌石的工作量；通過合理設(shè)置每個結(jié)構(gòu)分段的平面尺寸和樁基平面布置，避讓和保護(hù)城市排澇泵站及雨水排放口；對于破損不嚴(yán)重、無崩塌僅外表面塊石脫落嚴(yán)重的駁岸區(qū)段，設(shè)計建設(shè)性地提出采用原位加固方式，采取噴射混凝土作為粘合劑的方式，原位修復(fù)了漿砌石駁岸結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)省了拆除重建工法下面臨的大量施工工序及開挖、砌筑等工作量，減少了對周邊環(huán)境的影響，加快了工期，而且快速修復(fù)后駁岸結(jié)構(gòu)均達(dá)到了規(guī)范要求；設(shè)計采用短樁基礎(chǔ)連續(xù)梁板大跨結(jié)構(gòu)，利用小巧式樁基施工設(shè)備，克服了橋梁下方凈空狹小、水流沖擊大的難題，圓滿完成了樁基及貫通平臺結(jié)構(gòu)施工。

舉世渾濁唯我獨清，這是什么滋味，玉敏現(xiàn)在體會到了。還了鉆戒，羅蘭金店所有的人，從老總到員工，都很欣慰，喜悅之情溢于言表。他們不為鉆戒愁也不為玉敏愁了，而玉敏依然心急如焚。而玉敏有愁卻不能表現(xiàn)出來，絲毫馬腳都不能露，必須藏著掖著，陪著一店人嘻嘻哈哈?；ㄅ盍账齻儾粫r還會說起這事，會為玉敏慶幸，玉敏不得不表現(xiàn)出冰火兩重天的境界來——表面如火，內(nèi)心如冰。

根據(jù)項目區(qū)地勘報告，工程場地內(nèi)土質(zhì)組成從上到下依次為：雜填土、粉砂、淤泥、中砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、粉質(zhì)黏土等。由于本工程范圍較大，地質(zhì)條件復(fù)雜，故考慮對不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)單體采用不同類型的樁基。水工結(jié)構(gòu)工程中較常用的樁基包含鋼管樁、混凝土預(yù)制管樁和鉆孔灌注樁，由于本工程所在區(qū)域水體及淤泥腐蝕性較大，故考慮采用抗腐蝕性較好的混凝土預(yù)制管樁和鉆孔灌注樁。

由于目前濱水棧橋的設(shè)計高程并無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以參考借鑒，因此在確定棧橋頂面高程時主要參考設(shè)計堤防頂高程與水位的關(guān)系；并同時考慮到親水的需要，盡可能在滿足結(jié)構(gòu)耐久性的前提下降低頂高程。

針對難題與挑戰(zhàn)，在設(shè)計時緊扣?？跒池炌ㄖ黧w功能，以安全為核心，對水上貫通平臺建設(shè)展開了多維度的理論研究，合理確定了水上貫通平臺的防洪標(biāo)準(zhǔn)、頂高程，優(yōu)化水上貫通平臺的結(jié)構(gòu)形式，創(chuàng)造動感、休閑、人文的濱河海岸空間，增強工程區(qū)防洪潮安全、提高城市核心濱海區(qū)河岸生態(tài)帶功能。

2 數(shù)值模擬

2.1 模型設(shè)計與驗證

通過對區(qū)域水動力場的建模分析，進(jìn)一步了解工程區(qū)域水動力特征，為棧橋平臺的建設(shè)提供參考，通過動力-結(jié)構(gòu)耦合模型，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)定安全的基礎(chǔ)上盡量減小結(jié)構(gòu)外露面，優(yōu)化設(shè)計。

建立區(qū)域二維XBeach 數(shù)學(xué)模型，對建設(shè)區(qū)域的動力環(huán)境進(jìn)行模擬，模型計算范圍以海甸河為中心，西邊界為?？跒?，東邊界為橫溝河。模型采用高分辨率四邊形網(wǎng)格，網(wǎng)格間距為0.2～4 m。在計算域中，采用實測地形，該剖面的零點對應(yīng)于85 高程基準(zhǔn)。采用Surfbeat 模式。入射波邊界允許斜入射和反射波穿過邊境，沿河道方向的邊界均采用的是二維弱反射邊界，垂直河道的橫向邊界采用沒有通量的wall 邊界。主要的觀測點選在區(qū)域特征段A、特征段B、C（圖1），根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃馁Y料設(shè)計了最不利的幾種工況進(jìn)行數(shù)值模擬。計算結(jié)構(gòu)單樁豎向承載力特征值[14-15]，上部主要承受面板及種植荷載，計算時考慮荷載放大系數(shù)[16]，根據(jù)地勘資料，工程場地為中等液化場地，對于液化土層樁側(cè)極限摩阻力[14-15]，土層液化影響折減系數(shù)取2/3；由于樁端持力層為黏土，計算樁端極限端阻力取折減系數(shù)0.6；考慮到當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件以及施工條件，設(shè)計采用φ800 鉆孔灌注樁，樁基按端承樁設(shè)計，且樁端進(jìn)入持力層深度不小于2 倍樁徑[17]，具體樁長逐段依據(jù)地質(zhì)情況而定。在有效樁長均為17 m 的計算條件下，特征段A、B、C 通過經(jīng)驗公式計算所得單樁承載力設(shè)計值[14-15]分別為725.19 kN、723.52 kN、765.25 kN；而對應(yīng)的模型計算值分別為692.1 kN、621.1 kN、639.8 kN。

下文選取3 個特征段（圖2）進(jìn)行有限元計算分析，縱向計算取一個分段長度15 m，上部荷載取結(jié)構(gòu)自重+人群5 kPa+種植16 kPa；特征段A主要分布于海甸溪北岸海南大學(xué)門口段，該段水面較寬，易受海甸溪西側(cè)口門潮流影響，水上棧道總長約402.8 m，布置于現(xiàn)狀駁岸線外側(cè)2.3～7.5 m 水域，平臺上部結(jié)構(gòu)為整體式梁板結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)規(guī)則，種植槽尺度約1.65 m；特征段B、C主要分布于海甸溪南岸沿長堤路，水上棧道總長1 603.8 m，布置于現(xiàn)狀駁岸線外側(cè)約12 m 水域，平臺上部結(jié)構(gòu)為整體式梁板結(jié)構(gòu)，3 個特征段均布設(shè)花木種植槽；分別計算3 個特征段梁系的剪力、彎矩與樁基的軸力、樁頂位移。

采用有限元分析軟件ANSYS WORKBENCH中的STATIC STRUCTURE 模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算（圖3），平臺為高樁梁板式結(jié)構(gòu)形式，主結(jié)構(gòu)由面板、縱梁、橫梁及樁組成。為提升計算效率及計算精度，將梁系與樁簡化為一維梁模型，采用適用于分析細(xì)長梁的三維線性梁元beam188 元，梁系與樁的模型結(jié)構(gòu)如圖4 所示；將面板簡化為二維殼模型，采用適用于分析薄殼的三維八節(jié)點有限應(yīng)變殼元shell181 元，梁系與樁的連接為固接，地基采用地彈簧模型。高樁棧道平臺有明確的力的傳遞路徑，即面板將荷載傳遞給縱梁，縱梁將力傳遞給橫梁，橫梁將力傳遞給樁，最終由樁將力傳遞給地基土。

圖3 結(jié)構(gòu)模型網(wǎng)格Fig.3 Structural model grid

圖4 海甸溪二維模型水深及潮位驗證Fig.4 Verification of water depth and tidal level for the 2D model of Haidian River

動力模型與結(jié)構(gòu)模型采用單向耦合，由XBeach 在指定點的輸出水位、波高和流速作為ANSYS 的輸入條件，由水位判斷結(jié)構(gòu)物的受力區(qū)域，水位低于面板時，主結(jié)構(gòu)主要為群樁受波浪和水流作用的水平向荷載；水位較高時，面板會受浮托力作用產(chǎn)生向上的變形。

動力模型采用實測潮位站（圖4）歷時水位進(jìn)行驗證，可見模型網(wǎng)格的精度能大致反映潮位特征，但模擬結(jié)果的峰值與實測略有偏差，其原因可能是，該潮位站位于海甸溪河道束窄段，且地處緊鄰和平橋的南岸下游，地形數(shù)據(jù)測量的精度可能存在偏差，但外海傳入潮汐汊道的波流因地形原因在汊道束窄段前已逐步消散，故不影響模型對整體海甸溪動力特征的定性分析。

2.2 試驗結(jié)果分析

2.2.1 水動力模擬結(jié)果

海甸溪潮汐通道從西至東呈喇叭形逐漸束窄狀延伸，河面開闊處水深較深，西側(cè)口門兩側(cè)兩岸水深逐漸變淺且局部存在低潮位時露出水面的淺灘；波浪自西側(cè)口門傳入后逐漸減小，在特征段A 堤前波高衰減至0.2 m 以下，而流速分布則顯現(xiàn)出在近岸水深淺處和東側(cè)束窄河段內(nèi)較大的特征。特征段A 堤前流速大于0.5 m/s，而特征段B、C 由于經(jīng)歷了河床斷面束窄后增大，該區(qū)域堤前流速較小，約0.1 m/s。從特征段斷面不同動力工況疊加的模擬數(shù)值來看，波流耦合對潮汐汊道的流速控制占主導(dǎo)作用，在全要素驅(qū)動下（潮位+波浪+風(fēng)）河道橫斷面流速的變化最大，呈現(xiàn)流速強弱與水深大小呈負(fù)相關(guān)的趨勢，即水深淺處的近岸及淺灘附近流速較大，水深較深的河道主槽流速較小。

結(jié)構(gòu)模型所選特征段A、B、C 區(qū)域，將各區(qū)域指定位置輸出的波高、流速、水位等作為邊界輸入條件驅(qū)動結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行受力計算（圖5）。

圖5 漲急情況下波高流速分布Fig.5 Wave height and velocity distribution in spring tide

2.2.2 結(jié)構(gòu)響應(yīng)模擬結(jié)果

從上部結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力情況來看，在持久作用下，特征段A 面板豎向位移近20 mm，而特征段B、C 面板豎向位移僅7 mm，原因可能是由于特征段A 縱向布置的種植荷載布置范圍占比較大，且樁基礎(chǔ)較特征段B、C 少，因此面板位移較大；特征段B、C 的樁頂位移較小而樁間位移較大，這與簡支梁彎矩分布趨勢相近，跨中彎矩最大使面板產(chǎn)生了較樁頂更大的位移，且臨水面的位移大于背水面；特征段C 由于種植荷載平面分布不均勻，也導(dǎo)致了整個面板的位移不均勻，但總體變幅很?。粡膽?yīng)力分布來看，各剖面樁頂橫梁的應(yīng)力較為集中，但均小于100 kPa，對結(jié)構(gòu)沉降和穩(wěn)定的影響很小。各特征段的彎矩、剪力、軸力、位移（見表2）均小于規(guī)范限值，因此總體來說棧橋設(shè)計結(jié)構(gòu)的整體受力均勻穩(wěn)定，變形協(xié)調(diào)，在持久穩(wěn)定的上部荷載作用下，整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)持久作用下變形、應(yīng)力云圖見圖6。

表2 結(jié)構(gòu)模擬值匯總Table 2 Summary of structural simulation values

圖6 結(jié)構(gòu)持久作用下變形、應(yīng)力云圖Fig.6 Deformation and stress cloud map under sustained structural action

高樁平臺有明確的力的傳遞路徑，即面板將荷載傳遞給縱梁，縱梁將力傳遞給橫梁，橫梁將力傳遞給樁，最終由樁將力傳遞給地基土。低潮位時，波浪力直接作用于群樁樁體，特征段A 區(qū)域水域開闊，近岸波浪水流作用較特征段B、C區(qū)域大，但由于常浪情況下整體動力情況偏小，且特征段A 區(qū)域近岸存在水深小于1 m 的淺灘，故樁柱繞流引起的響應(yīng)也較??；當(dāng)水位高于樁頂高程時，波浪浮托力作用在棧橋面板上，會對結(jié)構(gòu)整體受力產(chǎn)生影響。由于地形原因，外場入射的波浪僅能影響河口地區(qū)，對束窄汊道內(nèi)影響較小。因此只有位于河口敞開段的棧橋特征段A 需要考慮波浪浮托力的影響。由于結(jié)構(gòu)位于岸邊[18]，由斯奈爾定理可知當(dāng)波浪傳播至岸邊時會因淺水變形而正向作用于岸邊結(jié)構(gòu)上；而棧橋結(jié)構(gòu)為獨立的樁基支撐，與原有駁岸之間沒有聯(lián)系；設(shè)計高水位1.51 m 時，由于面板底部超高較大，波峰無法作用在面板上，因此不需要計算波浪浮托力。當(dāng)水位達(dá)到2.20 m，且面板底部高于靜水位，因此需要考慮波浪浮托力作用，不需要考慮靜水浮力作用。經(jīng)計算[18]，面板底部縱向單位長度上的最大總浮托力為18.08 kN/m，面板底部均布壓強3.23 kPa；當(dāng)極端高水位2.93 m 時，淹沒了棧橋結(jié)構(gòu)，因此不需要計算波浪浮托力，但需要計算靜水浮力。計算靜水浮力時僅考慮面板下表面水壓力，不考慮上表面水壓力，增加計算安全冗余。當(dāng)水位為2.93 m 時，面板下表面在水下-0.43 m處，此時下表面靜水壓強為4.3 kPa。

3 問題及討論

臺風(fēng)期驟淤問題是研究潮汐汊道中開敞式航道沖淤變化的重要課題[19-21]，海甸溪西接?？跒常瑬|連南渡江，其漲落潮期間的往復(fù)流特征明顯，但由于海甸溪水深較淺，近岸床底淤泥層較厚，由于?？跒程峁┝溯^好的掩護(hù)條件，且河道逐漸蜿蜒曲折，導(dǎo)致常浪情況所能產(chǎn)生的近岸波流特征值并不大。202118 號臺風(fēng)“圓規(guī)”在海南島登陸，產(chǎn)生的風(fēng)浪沖擊?？跒?，導(dǎo)致?？跒橙f綠園及世紀(jì)大橋以西等設(shè)計高程為50 a 一遇的海堤出現(xiàn)越浪溢淹現(xiàn)象（圖7），加之潮汐河道口門外風(fēng)大浪急，造成堤后路面結(jié)構(gòu)損毀，綠化植被倒伏；而潮汐汊河口內(nèi)海甸溪沿岸堤防設(shè)計堤頂高程為100 a 一遇，且近岸水深較淺，低潮位時存在裸露淺灘，因此對臺風(fēng)浪的響應(yīng)較弱。將202118 號臺風(fēng)對海甸溪的影響簡化為強波浪要素+高潮位+強風(fēng)速的邊界條件，可見在極端天氣作用下，海甸溪河口內(nèi)存在驟淤趨勢，其體現(xiàn)在特征段A 附近水深較淺處及河寬束窄處的泥沙近岸落淤，該兩處均流速較大，主要原因一是由于該處河床表面為粉砂層，相較于黏結(jié)力較大的淤泥質(zhì)海床，更易起動輸運[22-23]；二是開敞段波高較大，近岸破碎后其掀沙作用強，在流速作用下進(jìn)行輸送。但總體淤積深度小于1 m（圖8）；因此，初步判斷極端天氣對海甸溪潮汐汊道內(nèi)的棧橋結(jié)構(gòu)和航道床面穩(wěn)定影響較小，結(jié)構(gòu)建成后基本不會對原床面產(chǎn)生驟沖驟淤，但需關(guān)注A 區(qū)域和河寬束窄處的床面高程變化，由于海甸溪的航道靠近北岸，也需及時進(jìn)行清淤保障航道水深。同時，方案設(shè)計階段需要注意的是，在利用現(xiàn)有堤防進(jìn)行景觀化改造前，首先需要求堤頂高程與堤身穩(wěn)定滿足水利防洪要求。

圖7 臺風(fēng)圓規(guī)（No.202118）來臨后不同設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下的堤岸破壞程度Fig.7 The embankment damage degree under different design standards after typhoon No.202118

圖8 臺風(fēng)作用后地形變化Fig.8 Topographic changes after typhoon action

4 結(jié)語

從河口潮汐汊道動力地貌特征出發(fā)，基于實際工程項目背景，在梳理現(xiàn)狀后提出了切實可行的設(shè)計方案，打造出優(yōu)美宜人的濱河岸線示范性工程；通過建立動力-結(jié)構(gòu)單向耦合模型，分析了近岸風(fēng)浪流等動力因素對濱河棧橋工程的影響；并針對極端臺風(fēng)浪天氣下波浪泥沙運動引起的驟沖驟淤和問題展開了討論分析，得到了如下結(jié)論：

1）潮汐汊道的近岸工程建設(shè)，需在綜合梳理沿岸堤防、橋梁及排口現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究動力與地質(zhì)條件，并結(jié)合景觀布局要求，分段分點因地制宜地提出設(shè)計方案。

2）建立動力與結(jié)構(gòu)單向耦合模型，基于對工程全域的水動力特征分析，以動力條件輸出的水位作為結(jié)構(gòu)模型受力部位的邊界判別條件；并基于設(shè)計方案對結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行了驗算。

3）由于海甸溪近岸淺灘分布范圍較大及表層粉砂層的地貌特征，極端天氣情況下存在泥沙驟淤風(fēng)險，需加強開敞段北岸和束窄段等流速較大區(qū)域臺風(fēng)前后的汊道底床監(jiān)測。