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摘要：梳状防波堤是传统的方形防波堤，具有造价低、消波效果好、防波堤结构简单、防波堤结构形式多样、防波堤结构形式多样等优点。防渗，已成功应用于大连大窑湾港岛堤防工程。是我国具有自主知识产权的新型水工建筑物。梳状码头是一种探索性结构。根据岛式防波堤梳状防波堤的结构特点，翼缘位置由沉箱中部向水面一侧移动，翼缘长度由沉箱中部向底部延伸。
关键词：梳式;防波堤兼码头;翼板;有限元方法;线性分析;
梳状防波堤和码头结构是梳状思想的推广和应用，翼缘是梳状防波堤和码头结构的重要组成部分。采用有限元法对不同类型的法兰进行了线弹性分析和配筋设计。分析了法兰的非线性性能，讨论了不同法兰形式的实现，为实际工程应用提供了参考。
一、计算的条件
1.几何的尺度。参照海岛坝的经验，考虑到防波堤和开井结构的船舶稳定性条件，翼板向下延伸，经证实翼缘板的尺度为14米长、3米宽、0.8米厚。
2 .材料特性。参照现有沉箱设计材料，采用混凝土标签C30、模量30万MPa、孔径比为1/3≈0.167、密度为2.2500kg/m3的机翼板。
3.安装条件：（1）形式1）机翼板侧与沉箱侧之间的连接，顶部与胸部之间没有连接，底部与沉箱侧及外部空气之间的连接方式有所不同，（2）形式2）机翼侧与沉箱侧，顶部与底部之间的连接方式有所不同，考虑到机翼板自身与沉箱侧之间的连接方式3）机翼侧面固定在沉箱上，顶部固定在胸前，底部内侧固定在沉箱侧面的脚尖上，外侧漂浮在空中;（4）机翼侧面固定在沉箱上，顶部固定在胸前，底部固定在沉箱侧面的脚趾。
4.载荷。当翼板到达沉箱底部时，波浪力增大。低水位设计是具有生命周期和小时压力的危险水位，在法兰板材冲击中起着决定性作用。因此，在设计网壳防波堤和开井结构翼板时，波浪载荷必须是目标低水位上的严密保护压力）。
5 .选择一个单位。根据板理论，常用薄板忽略横向剪切变形的影响，当板的厚度比≥0.2时，会导致计算错误。由于梳裂体与开架结构的厚度比为0.267，因此采用介质元素分析板的线性弹性特性。
二、内力的分析
四种不同支承下，翼板在设计低水位时应力的有限元计算结果见表1。
从上表中数据可以看出：
1.从机翼板x方向与y方向的应力关系来看，板与胸部之间没有连接，即形状1中板x方向的应力约为y方向的3倍;在形式2中，y方向上的应力变化不大;板中的y方向应力略有增加，x方向应力下降，直到接近y方向。
2.从机翼板的整体支撑条件来看，形状1时板内应力达到10.6 MPa;当固定状态增加时，张力下降，三边固定时的板内张力最小。采用合适的施工方法连接翼板、胸板和地基，可以减少板的应力，提高结构性能，节省材料，降低成本。
3.在这两种形式中，最大应力均超过C30-混凝土的极限应力强度1.5 MPa，需要进行肌肉分布计算。
4 .翼板的分布和管理。翼板的加固计算是根据JTJ 267-1998《港口施工混凝土結构设计标准》计算的翼板值，Mx是x方向的最大弯矩，My是y方向的最大弯矩值;波浪力作用节系数为1.5;波浪力剖面系数为1.5;混凝土采用C35，钢筋采用二级钢筋。从机翼板本身来看，形状4钢筋的使用最低，形状3至少保存两次。
三、梳式防波堤翼板的实施
为了保证梳状防波堤和码头结构的优势，实现四翼尤为重要。形式1：这是最容易实现的，有类似的工程实例。形式2：目前没有工程实例。然而，它可以根据现有技术实现。法兰顶部与胸壁之间的铰链可通过以下方式实现：套管预制时，纵向法兰钢筋向上延伸，延伸钢筋表面覆盖沥青等柔性材料。这些拉杆浇筑在胸墙中，以便法兰上端与胸墙铰接。形式3：目前没有类似工程实例，在现有技术条件下难以实现。法兰与胸壁、法兰与胸壁应整体浇筑，但浇筑胸壁时，法兰上方胸壁的质量直接转移到法兰上。由于载荷过大，法兰设计将很困难。因此，有必要研究法兰顶部与胸壁之间的固结连接。形式4：目前没有类似的工程实例，如果采用该方案，法兰上端与胸壁的固结连接也很难处理，只是法兰上端与胸壁的固结难以实现，为了在法兰下端实现固结连接，套管的侧脚应延伸至至少与法兰相同的宽度，以形成类似的支撑结构;为了获得尽可能多的固定支撑效果，侧趾应沿侧墙放松至少3M，这将大大降低整个结构的整体经济和技术效益。形式1最容易实现，工程实例相似，但翼缘内力过大，钢筋最大;形式2改善了形式1的受力情况，大大节省了钢筋数量，这可以通过改进现有设计来实现。是一种值得推广的形式，形式3在现有技术条件下难以实现;形式4中的机械性能最好，但要达到固定支架加工的目的，需要更高的经济成本。
四、梳式防波堤兼码头结构翼板非线性分析
1.分析模型。根据钢筋的处理方法，钢筋混凝土有限元模型主要分为独立模型和集成模型。分离模型将混凝土和钢筋视为单独的单元实体模型，在单元上连续均匀地分布钢筋，并整合了对混凝土和钢筋刚度的贡献。隔离模型的优点在于可以考虑钢与混凝土之间的粘结和滑移，但建模和计算更复杂，尤其是在钢筋较多、放置复杂的情况下;单片模型更容易建模，计算也更容易收敛。如果在实际钢筋混凝土结构中有大量钢筋且钢筋均匀分布，则可以选择有限的实体模型进行计算。
2.选择这种结构关系和销毁标准。混凝土结构是指各种外部荷载作用下混凝土应力荷载的反应关系。可以采用混凝土材质的结构关系，例如。b .多线跟踪增强模型MKIN，多线绝缘增强模型MIDO，其中MKIN应用于小应变分析，MSO应用于比例载荷情况和大应变分析。要输入具体的结构关系，首先确定要采用的应力载荷关系，并采用建议的公式GB 50010-2002。双线性等速增强模型BKIN和超标尺跟踪增强模型BISO可应用于钢筋，其中BKIN应用于等速材料的小畸变问题，生物测定法一般应用于以前的等速材料的大畸变问题。SOLID65将破坏分为四种情况，即由主应力状态确定的四个区域，并根据区域应用不同的破坏性标准。
3.收敛控制。钢筋混凝土结构计算中最大的问题是正常收敛，为了确保计算的准确性，solid 65的KEYOPT选项（1） = 1，keyopt） = 1容易收敛。2）分析模型：整体式收敛情况明显强于分离型，同时本设计分布较大，分布均匀，采用本模型满足整体式使用条件。3）网格密度）网格密度是细胞大小的问题，压力浓度很可能会发生，因为细胞大小小，裂缝很快就会发生。一般来说，混凝土单位的尺寸不应小于50 mm。由于hexhedrkbody单元在计算中比四边形单元更稳定，并且收敛出色，因此尽可能使用hexhedrhedaleinheit。4）收敛准则：如果负载法为力，建议采用位移收敛准则。更改收敛精度并不能完全解决收敛问题，如果条件得到适当放宽，收敛速度可能会更快，一般采用2%到3%的比例。
总之，梳式思想的推广应用已有探索，取得了一些初步成果，但仍有许多问题有待进一步研究，如不同长度翼板的水动力特性、翼板几何尺寸的优化、波浪载荷作用下翼板的动力响应、翼板的抗震性能等。
参考文献
[1]牛德堂.梳式防波堤的试验研究与实施.2019.
[2]赵磊，关于梳式防波堤兼码头结构翼板研究.2020.
关键词：梳式;防波堤兼码头;翼板;有限元方法;线性分析;
梳状防波堤和码头结构是梳状思想的推广和应用，翼缘是梳状防波堤和码头结构的重要组成部分。采用有限元法对不同类型的法兰进行了线弹性分析和配筋设计。分析了法兰的非线性性能，讨论了不同法兰形式的实现，为实际工程应用提供了参考。
一、计算的条件
1.几何的尺度。参照海岛坝的经验，考虑到防波堤和开井结构的船舶稳定性条件，翼板向下延伸，经证实翼缘板的尺度为14米长、3米宽、0.8米厚。
2 .材料特性。参照现有沉箱设计材料，采用混凝土标签C30、模量30万MPa、孔径比为1/3≈0.167、密度为2.2500kg/m3的机翼板。
3.安装条件：（1）形式1）机翼板侧与沉箱侧之间的连接，顶部与胸部之间没有连接，底部与沉箱侧及外部空气之间的连接方式有所不同，（2）形式2）机翼侧与沉箱侧，顶部与底部之间的连接方式有所不同，考虑到机翼板自身与沉箱侧之间的连接方式3）机翼侧面固定在沉箱上，顶部固定在胸前，底部内侧固定在沉箱侧面的脚尖上，外侧漂浮在空中;（4）机翼侧面固定在沉箱上，顶部固定在胸前，底部固定在沉箱侧面的脚趾。
4.载荷。当翼板到达沉箱底部时，波浪力增大。低水位设计是具有生命周期和小时压力的危险水位，在法兰板材冲击中起着决定性作用。因此，在设计网壳防波堤和开井结构翼板时，波浪载荷必须是目标低水位上的严密保护压力）。
5 .选择一个单位。根据板理论，常用薄板忽略横向剪切变形的影响，当板的厚度比≥0.2时，会导致计算错误。由于梳裂体与开架结构的厚度比为0.267，因此采用介质元素分析板的线性弹性特性。
二、内力的分析
四种不同支承下，翼板在设计低水位时应力的有限元计算结果见表1。
从上表中数据可以看出：
1.从机翼板x方向与y方向的应力关系来看，板与胸部之间没有连接，即形状1中板x方向的应力约为y方向的3倍;在形式2中，y方向上的应力变化不大;板中的y方向应力略有增加，x方向应力下降，直到接近y方向。
2.从机翼板的整体支撑条件来看，形状1时板内应力达到10.6 MPa;当固定状态增加时，张力下降，三边固定时的板内张力最小。采用合适的施工方法连接翼板、胸板和地基，可以减少板的应力，提高结构性能，节省材料，降低成本。
3.在这两种形式中，最大应力均超过C30-混凝土的极限应力强度1.5 MPa，需要进行肌肉分布计算。
4 .翼板的分布和管理。翼板的加固计算是根据JTJ 267-1998《港口施工混凝土結构设计标准》计算的翼板值，Mx是x方向的最大弯矩，My是y方向的最大弯矩值;波浪力作用节系数为1.5;波浪力剖面系数为1.5;混凝土采用C35，钢筋采用二级钢筋。从机翼板本身来看，形状4钢筋的使用最低，形状3至少保存两次。
三、梳式防波堤翼板的实施
为了保证梳状防波堤和码头结构的优势，实现四翼尤为重要。形式1：这是最容易实现的，有类似的工程实例。形式2：目前没有工程实例。然而，它可以根据现有技术实现。法兰顶部与胸壁之间的铰链可通过以下方式实现：套管预制时，纵向法兰钢筋向上延伸，延伸钢筋表面覆盖沥青等柔性材料。这些拉杆浇筑在胸墙中，以便法兰上端与胸墙铰接。形式3：目前没有类似工程实例，在现有技术条件下难以实现。法兰与胸壁、法兰与胸壁应整体浇筑，但浇筑胸壁时，法兰上方胸壁的质量直接转移到法兰上。由于载荷过大，法兰设计将很困难。因此，有必要研究法兰顶部与胸壁之间的固结连接。形式4：目前没有类似的工程实例，如果采用该方案，法兰上端与胸壁的固结连接也很难处理，只是法兰上端与胸壁的固结难以实现，为了在法兰下端实现固结连接，套管的侧脚应延伸至至少与法兰相同的宽度，以形成类似的支撑结构;为了获得尽可能多的固定支撑效果，侧趾应沿侧墙放松至少3M，这将大大降低整个结构的整体经济和技术效益。形式1最容易实现，工程实例相似，但翼缘内力过大，钢筋最大;形式2改善了形式1的受力情况，大大节省了钢筋数量，这可以通过改进现有设计来实现。是一种值得推广的形式，形式3在现有技术条件下难以实现;形式4中的机械性能最好，但要达到固定支架加工的目的，需要更高的经济成本。
四、梳式防波堤兼码头结构翼板非线性分析
1.分析模型。根据钢筋的处理方法，钢筋混凝土有限元模型主要分为独立模型和集成模型。分离模型将混凝土和钢筋视为单独的单元实体模型，在单元上连续均匀地分布钢筋，并整合了对混凝土和钢筋刚度的贡献。隔离模型的优点在于可以考虑钢与混凝土之间的粘结和滑移，但建模和计算更复杂，尤其是在钢筋较多、放置复杂的情况下;单片模型更容易建模，计算也更容易收敛。如果在实际钢筋混凝土结构中有大量钢筋且钢筋均匀分布，则可以选择有限的实体模型进行计算。
2.选择这种结构关系和销毁标准。混凝土结构是指各种外部荷载作用下混凝土应力荷载的反应关系。可以采用混凝土材质的结构关系，例如。b .多线跟踪增强模型MKIN，多线绝缘增强模型MIDO，其中MKIN应用于小应变分析，MSO应用于比例载荷情况和大应变分析。要输入具体的结构关系，首先确定要采用的应力载荷关系，并采用建议的公式GB 50010-2002。双线性等速增强模型BKIN和超标尺跟踪增强模型BISO可应用于钢筋，其中BKIN应用于等速材料的小畸变问题，生物测定法一般应用于以前的等速材料的大畸变问题。SOLID65将破坏分为四种情况，即由主应力状态确定的四个区域，并根据区域应用不同的破坏性标准。
3.收敛控制。钢筋混凝土结构计算中最大的问题是正常收敛，为了确保计算的准确性，solid 65的KEYOPT选项（1） = 1，keyopt） = 1容易收敛。2）分析模型：整体式收敛情况明显强于分离型，同时本设计分布较大，分布均匀，采用本模型满足整体式使用条件。3）网格密度）网格密度是细胞大小的问题，压力浓度很可能会发生，因为细胞大小小，裂缝很快就会发生。一般来说，混凝土单位的尺寸不应小于50 mm。由于hexhedrkbody单元在计算中比四边形单元更稳定，并且收敛出色，因此尽可能使用hexhedrhedaleinheit。4）收敛准则：如果负载法为力，建议采用位移收敛准则。更改收敛精度并不能完全解决收敛问题，如果条件得到适当放宽，收敛速度可能会更快，一般采用2%到3%的比例。
总之，梳式思想的推广应用已有探索，取得了一些初步成果，但仍有许多问题有待进一步研究，如不同长度翼板的水动力特性、翼板几何尺寸的优化、波浪载荷作用下翼板的动力响应、翼板的抗震性能等。
参考文献
[1]牛德堂.梳式防波堤的试验研究与实施.2019.
[2]赵磊，关于梳式防波堤兼码头结构翼板研究.2020.