СНиП 2.06.04-82 (1989, с изм. 2 1995), часть 2
; (47)
(48)
и - относительные ординаты точек приложения инерционного и скоростного компонентов сил, принимаемые по графикам рис.21:
m i и m v - инерционный и скоростной коэффициенты фазы, принимаемые по графикам рис.22.
Рис.19 . Графики коэффициентов линейной нагрузки от волн q xi , q xv , q zv при d/ l :
1) 0,1; 2) 0,15; 3) 0,2; 4) 0,3; 5) 0,5; 6) 1; 7) 5 и l /h = 8-15 - штриховые линии
Расстояние zQ от расчетного уровня воды до точки приложения си лы Q при любом удалении x от вершины волны до преграды следует опре делять по формуле (46), при этом коэффициенты d i и d v должны при ни маться согласно графикам 1 и 2 рис.15 для данного значения c =x/ l .
Рис.20. График значений коэффициента h rel
1 - при d/ l = 0,5 и l /h = 40; 2 - при d/ l = 0.5 и l /h = 20, а также при d/ l = 0 ,2 и l /h = 40; 3 - при d/ l = 0 ,5 и l /h = 10 , а также при d/ l = 0 ,2 и l /h = 20; 4 - при d/ l = 0,2 и l /h = 10
Рис.21. Графики значений относительных координат
1 - ; 2 -
Рис.22. Графики значений инерционного m i , и скоростного m v коэффициентов фазы
НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ
2.6. Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax ,кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду (см. рис.14, б) с поперечными размерами a £ 0,1l , м, и b £ 0,1l , м, при zc ³ b но (zc - b/ 2 ) > h /2 и при (d -zc ) ³ b должно определяться по формуле
( 49)
для двух случаев:
с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px,max , кН/м, при соответствующем значении вертикальной составляю щей линейной нагрузки Pz кН/м;
с максимальной вертикальной составляющей линейной нагрузки Pz,max , кН/м, при соответствующем значении горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px , кН/м.
Расстояние x , м, от вершины волны до центра преграды при действии максимальных линейных нагрузок Px,max и Pz,max должны определяться по относительной величине c = x /l , принимаемой согласно рис.18 и 23.
Рис.23. Графики значений коэффициентов сочетания d zi инерционного (графики 1) и d zv - скоростного (графики 2) компонентов вертикальной линейной нагрузки от волн
2.7. Максимальное значение горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн Px,max , кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду необходимо определять из ряда величин, получаемых при различных значениях x , по формуле
Px,max = Pxi d xi + Pxv d xv , (50)
где Pxi и Pxv - инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (51)
; (52)
d xi и d xv - коэффициенты сочетания инерционного и скоростного компонентов линейной нагрузки от волн, принимаемые соответственно по графикам 1 и 2 рис.18 при значении x согласно п.2.1;
q xi и q xv - обозначения те же, что и в п.2.2;
b i и b v - инерционный и скоростной коэффициенты формы преграды с поперечным сечением в виде круга, эллипса и прямоугольника, принимаемые по графикам рис.17 при значениях a/b - для горизонтальной и b/a - вертикальной составляющих нагрузки.
2.8. Максимальную величину вертикальной составляющей линей ной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду Pz,max , кН/м, необходимо определять из ряда величин, получаемых при разных значениях x , по формуле:
Pz,max = Pzi d zi + Pzv d zv , (53)
где Pzi и Pzv - инерционный и скоростной компоненты вертикальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (54)
; (55)
d zi и d zv - инерционный и скоростной коэффициенты сочетания, принимаемые по графикам 1 и 2 рис.23 при значении x согласно п.2.1;
q zi и q zv - коэффициенты линейной нагрузки от волн, принимаемые соответственно по графикам в и г рис.19 при значениях относительной ординаты
;
b i и b v - обозначения те же, что и в п.2.7.
2.9. Значение горизонтальной Px , кН/м, или вертикальной Pz , кН/м, составляющих линейной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду при любом ее расположении х относительно вершины волны следует определять соответственно по формуле (50) или (53 ), при этом коэффициенты сочетания d x i, d xv или d zi , d zv должны приниматься по графикам рис.18 и 23 для заданного значения c = x/ l .
2.10. Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax , кН/м, на лежащую на дне цилиндрическую преграду (см. рис.14, б), диаметр которой D £ 0,1l , м, и D £ 0,1d , м, должно определяться по формуле (49) для двух случаев:
с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки Рx ,max , кН/м, при соответствующем значении вертикальной составляю щей линейной нагрузки Pz , кН/м;
с максимальной вертикальной составляющей линейной нагрузки Pz,max , кН/м, при соответствующем значении горизонтальной составля ющей линейной нагрузки Рx , кН/м.
2.11. Максимальную горизонтальную Рх,max , кН/м, и соответству ющую вертикальную Рz , кН/м, проекции линейной нагрузки от волн, действующих на лежащую на дне цилиндрическую преграду, необходимо определять по формулам:
Px,max =Pxi d xi + Pxv d xv ; (56)
, (57)
где Pxi и Pxv - соответственно инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам:
; (58)
; (59)
d xi и d xv , q xi и q xv - обозначения те же, что в п.2.7.
Максимальную вертикальную Рz,max , кН/м, и соответствующую горизонтальную Рx , кН/м, проекции линейной нагрузки от волн необходимо принимать равными и Px = Pxv .
НАГРУЗКИ ОТ РАЗБИВАЮЩИХСЯ ВОЛН НА ВЕРТИКАЛЬ НУЮ ОБТЕКАЕМУЮ ПРЕГРАДУ
2.12. Максимальную силу от воздействия разбивающихся (разрушающихся) волн Qcr,max , кН, на вертикальную цилиндрическую преграду, диаметр которой D £ 0,4dcr , м, необходимо определять по отдельным значениям силы от воздействий волн Qcr , кН, полученным для ряда положений преграды относительно вершины волны (рис.24, а) с интервалом , начиная с (где х - расстояние, м, от вершины разбивающейся волны до оси вертикальной цилиндрической преграды).
Сила от воздействия волн Qcr , кН, для любого положения цилиндрической преграды относительно вершины волны должна определяться по формуле
Qcr = Qi,cr + Qv,cr , (60)
где Qi,cr и Qv,cr - инерционный и скоростной компоненты силы от воздействия разбивающихся волн, кН, определяемые по формулам:
, (61)
, (62)
где dt - глубина воды под подошвой волны, м, принимаемая равной (см. рис.24, а):
dt = dcr - (hsur - h c,sur ) ; (63)
hsur - высота (трансформированной) волны, м, при первом обрушении в мелководной зоне с соблюдением условия hsur £ 0, 8dt ;
h c,sur -превышение над расчетным уровнем воды вершины (при первом обрушении) волны, м;
d i,cr - инерционный и скоростной коэффициенты, принимаемые по графикам рис. 24, б .
Рис. 24. Схема к определению нагрузок от разбивающихся волн и графики значений коэффициентов d i,cr - кривая 1 и d v,cr - кривая 2
2.13. Линейную нагрузку от разбивающихся волн qcr , кН/м, на вертикальную цилиндрическую преграду на глубине z, м, от расчетного уровня (см. рис. 24, a ) при относительном удалении оси преграды от вершины волны необходимо определять по формуле
qcr =qi,cr + qv,cr , (64)
где qi,cr и qv,cr - инерционный и скоростной компоненты, линейной нагрузки от разбивающихся волн на вертикальную преграду, кН/м, определяемые по формулам:
; (65)
, (66)
где e i,cr и e v,cr - инерционный и скоростной коэффициенты, принимаемые соответственно по графикам а и б рис. 25 при значениях относительной глубины
Примечание. Коэффициенты d i,cr ( рис.24б) и e i,cr ( рис.25б а) следует при нимать положительными при x/dt > 0 и отрицательными при x/dt < 0 .
Рис.25. Графики значений инерционного e i,cr и скоростного e v,cr коэффициентов
НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА СКВОЗНОЕ СООРУЖЕНИЕ ИЗ ОБТЕКАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.14. Нагрузку от волн на сквозное сооружение в виде стержневой системы необходимо получать суммированием нагрузок, определенных согласно пп.2.1-2.9 как на отдельно стоящие преграды с учетом положения каждого элемента относительно профиля расчетной волны. Элементы сооружения следует принимать как отдельно стоящие обтекаемые преграды при расстояниях между их осями l, м, равных и более трех диаметров D , м; при l < 3D (где D - наибольший диаметр элемента) волновую нагрузку, полученную на отдельно стоящий элемент сооружения, необходимо умножать на коэффициенты сближения по фронту y t и лучу y l волн, принимаемые по табл.14.
Таблица 14
Относительное расстояние между осями преград l/D |
Коэффициенты сближения y t и y l при значениях относительных диаметров D/ l |
|||
|
y t |
y l |
||
|
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,06 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2,5 |
1 |
1,05 |
1 |
0,98 |
2 |
1,04 |
1,15 |
0,97 |
0,92 |
1 ,5 |
1,2 |
1,4 |
0,87 |
0,8 |
1 ,25 |
1,4 |
1,65 |
0,72 |
0,68 |
2.15. Нагрузки от волн на наклонный элемент сквозного сооруже ния необходимо получать по эпюрам горизонтальной и вертикальной составляющих нагрузки, ординаты которых должны определяться согласно п.2 .9 с учетом заглубления под расчетный уровень и удаления от вершины расчетной волны отдельных участков элемента.
Примечание. Нагрузку от волн на элементы сооружения, наклоненные к горизонтали под углом менее 25° , определять соответственно по пп.2.4 и 2.8 как на вертикальную или горизонтальную обтекаемую преграду.
2.16. Динамическую нагрузку от воздействия нерегулярных ветровых волн на сквозное сооружение из обтекаемых элементов следует определять умножением значения статической нагрузки, полученной согласно пп.2.14 и 2.15 от волн с высотой заданной обеспеченности в системе и средней длиной, на коэффициент динамичности kd , принимаемый по табл. 15.
При отношениях периодов необходимо выполнять динамический расчет сооружения.
Таблица 15
Отношение периодов |
0 ,01 |
0 ,1 |
0 ,2 |
0 ,3 |
Коэффициент динамичности kd |
1 |
1,15 |
1,2 |
1,3 |
Tc - период собственных колебаний сооружения, с; - средний период волны, с. |
НАГРУЗКИ ОТ ВОЛН НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРЫ БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ (ОСОБЫЕ СЛУЧАИ)*
2.17* Максимальный опрокидывающий момент Mz,por, кН× м, от волнового давления на сплошное днище вертикальной кругло цилиндрической преграды, расположенной на гравийно-галечниковом или каменнонабросном основании, относительно центра днища следует определять по формуле
( 66а ) *
где b por - коэффициент опрокидывающего момента с учетом проницаемости основания, принимаемый по табл.15а*.
Полный максимальный опрокидывающий момент, действующий на преграду, определяется как сумма двух моментов: момента от максимальной силы Qmax, равного произведению этой силы, определяемой по п.2.1, на плечо, определяемое по п.2. 5, и максимального момента, определяемого по формуле (66 а) * и совпадающего по фазе с максимальной силой Qmax .
Таблица 15а*
d/ l |
Значения коэффициентов b por при D/ l |
|||
|
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,12 |
0,67 |
0,76 |
0,82 |
0,81 |
0,15 |
0,59 |
0,68 |
0,73 |
0,73 |
0,2 |
0,46 |
0,52 |
0,57 |
0,56 |
0,25 |
0,35 |
0,42 |
0,44 |
0,42 |
0,3 |
0,26 |
0,29 |
0,32 |
0,32 |
0,4 |
0,14 |
0,15 |
0,17 |
0,17 |
0,5 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,09 |
2.18*. Волновое давление р , кПа, в точке поверхности вертикальной круглоцилиндрической преграды на глубине z > 0 в момент максимума горизонтальной силы Qmax необходимо определять по формуле
, (66 б)*
где c - коэффициент распределения давления, принимаемый по табл.15 б*
Таблица 15 б*
q , град |
Значение коэффициента c при D/ l |
||
|
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0 |
0,73 |
0,85 |
0,86 |
15 |
0,7 |
0,83 |
0,85 |
30 |
0,68 |
0,81 |
0,84 |
45 |
0,6 |
0,74 |
0,8 |
60 |
0,5 |
0,65 |
0,7 |
75 |
0,35 |
0,51 |
0,55 |
90 |
0,22 |
0,34 |
0,34 |
105 |
0,03 |
0,11 |
0,1 |
120 |
-0,09 |
-0,08 |
-0,1 |
135 |
-0,23 |
-0,23 |
-0,23 |
150 |
-0,32 |
-0,36 |
-0,33 |
165 |
-0,37 |
-0,42 |
-0,38 |
180 |
-0,41 |
-0,45 |
-0 ,4 |
q - угол между лучом набегающей волны и направлением на рассматриваемую точку из центра преграды (для передней образующей цилиндра q = 0 )
Давление р в точках, лежащих выше расчетного уровня воды ( z <0), при c > 0 принимается по линейному закону между р на уровне c = 0, определяемым по формуле (66 б)* , и р = 0 на уровне z = -c h ; а при c <0 для точек на глубине 0 £ z £ - c h - также по линейному закону между р=0 при z = 0 и р , определяемым по формуле (66 б)* при z = - c h .
2.19*. Максимальную донную скорость vb,max , м/с, в точках, распо ло женных на контуре преграды (q = 90° и 270°) и впереди преграды на расстоянии 0,25 l от контура преграды (в q = 0°), следует определять по формуле
, (66 в)*
где коэффициент j v принимается по табл.15в*
Таблица 15в*
Положение расчетных точек |
Значение коэффициента j v при D/ l |
||
|
0,2 |
0,3 |
0,4 |
На контуре преграды |
0,98 |
0,87 |
0,77 |
Впереди преграды |
0,67 |
0,75 |
0,75 |
3. НАГРУЗКИ ОТ ВЕТРОВЫХ ВОЛН НА БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ , И СУДОВЫХ ВОЛН НА КРЕПЛЕНИЯ БЕРЕГОВ КАНАЛОВ
НАГРУЗКИ ОТ ВЕТРОВЫХ ВОЛН НА БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
3.1. Максимальные значения горизонтальной Рх , кН/м, и вертикальных Pz и P с , кН/м, проекций равнодействующей линейной нагрузки от волн на подводный волнолом при ложбине волны необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давления (рис.26), при этом р , кПа, должно определяться в зависимости от z с учетом уклона дна i по формулам:
а) при уклоне i £ 0,04:
z = z1 при z1 < z2 , p1 = r g(z1 -z4 ) ; (67)
при z1 ³ z2 , p1 = p2 ; (68)
z = z2, , (69)
z = z3 = d, p3 = kw p2 ; (70)
б) при уклоне дна i > 0,04:
z = z1 , p1 определяется по формулам (67) и (68);
z = z2 , p2 = r g(z2 - z4 ); (71)
z = z3 =d, p3 = p2 , (72)
где z1 - ордината верха сооружения, м;
z2 - ордината подошвы волны, м, по табл.16;
kw - коэффициент, принимаемый по табл.17;
z4 - ордината поверхности воды за подводным волноломом, м, опре деля емая по формуле
z4 = -krd (z1 - z5 ) +z1 ; (73)
krd - коэффициент, принимаемый по табл.16;
z5 - ордината гребня волны перед подводным волноломом, м, принимаемая по табл.16.
Рис.26. Эпюры волнового давления на подводный волнолом
Таблица 16
Относительная высота волны h/d |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Относитель ное понижение подошвы волны z2 /d |
0,14 |
0,17 |
0,2 |
0,22 |
0,24 |
0,26 |
0,28 |
Относитель ное превышение гребня волны z5 /d |
-0,13 |
-0,16 |
-0,2 |
-0,24 |
-0,28 |
-0,32 |
-0,37 |
Коэффи циент krd |
0,76 |
0,73 |
0,69 |
0,66 |
0,63 |
0,6 |
0,57 |
Таблица 17
-
Пологость волны
8-
10
15
20
25
30
35
Коэффициент kw
0,73
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
3.2. Максимальную донную скорость vb,max , м/с, перед берегоукрепительным сооружением необходимо определять по формуле (12), где коэффициент ksl принимается:
а) для вертикальной или круглонаклонной стены по табл.3;
б) для подводного волнолома по табл.18.
Таблица 18
Относительная длина волны |
£ 5 |
10 |
15 |
20 и более |
Коэффициент ksl |
0,5 |
0,7 |
0 ,9 |
1,1 |
Максимальную донную скорость воды vb,max , м/с, перед берегоукрепительным сооружением при разбивающихся и прибойных волнах надлежит определять соответственно по формулам (18) и (24) .
Допускаемые значения неразмывающих лонных скоростей должны приниматься согласно п.1.9
3.3. Максимальные значения горизонтальной Рx , кН/м, и верти кальной Рz , кН/м, проекций равнодействующей линейной нагрузки от разбивающихся и разрушающихся волн на вертикальную волнозащитную стену (при отсутствии засыпки грунта со стороны берега) необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давлений (рис.27) , при этом значения р , кПа, и h с , м, должны определяться в зависимости от места расположения сооружения:
а) при расположении сооружения в створе последнего обрушения прибойных волн (рис.27, а) по формулам:
; (74)
; (75)
Рис.27. Эпюры волнового давления на вертикальну ю волнозащитную стену при расположении сооружения:
а - в зоне прибойной волны; б - в приурезовой зоне; в - за линией уреза
6) при расположении сооружения в приурезовой зоне (рис.27. 6) по формулам:
; (7 6)
; (7 7)
в) при расположении сооружения на берегу за пинией уреза в пределах наката волн (рис.27. в) по формулам:
; (7 8)
; (7 9)
где h с - превышение гребня волны над расчетным уровнем в створе волнозащитной стены, м;
hbr - высота разбивающихся (разрушающихся) волн, м;
a n - расстояние от створа последнего обрушения волн до линии уреза (приурезовая зона), м:
a i - расстояние от створа последнего обрушения волн до сооружения, м;
a l - расстояние от линии уреза воды до сооружения, м;
a r - расстояние от линии уреза воды до границы наката на берег разрушившихся волн (при отсутствии сооружения), м, определяемое по формуле:
a r = hrun 1% ctg j ; (80)
hrun 1% - высота наката волн на берег, м, определяемая по п.1. 14*.
Примечания. 1. Если ордината верха сооружения z1 ³ -0,3h , м, то величины волнового давления, определяемые по формулам (74), (76), (78), необходимо умножать на коэффициент kzd , принимаемый по табл.19.
2. Нагрузки от прибойных волн на волнозащитные стены при расположении их в прибойной зоне следует определять согласно п.1.12.
Таблица 19
Ордината верха сооружения z 1 , м |
-0,3h |
0,0 |
+0, Зh |
+0,65h |
Коэффициент kzd |
0,95 |
0,85 |
0,8 |
0,5 |
3.4. Максимальные значения горизонтальной Рх , кН/м, и верти кальной Рz,, кН/м, проекций равнодействующей линейной нагрузки от разрушившихся волн на вертикальную волнозащитную стену (с засыпкой грунта со стороны берега) при откате волны необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давлений (рис. 28), при этом значение pr, кПа, должно определяться по формуле
рr = r g ( D zr -0,75hbr ) (81)
где D zr - понижение поверхности воды от расчетного уровня перед вертикальной стеной при откате волны, м, принимаемое равным в зависимости от расстояния аl от линии уреза воды до сооружения: при аl ³ 3hbr D zr = 0 и при аl , < 3hbr D zr = 0,25hbr .
Рис.28. Эпюры волнового давления на вертикальную волнозащитную стену при откате волны
3.5. Волновое давление р , кПа, на криволинейный участок стены необходимо принимать по эпюре волнового давления на вертикальную стену согласно п. 3.3 с ориентированием этой эпюры по нормали к криволинейной поверхности (рис. 29).
Рис.29. Эпюра давления воли на криволинейный участок волнозащитной стены
3.6. Максимальные значения горизонтальных Рх, ехt, Рх,int кН, и вертикальной Рz, кН, проекций равнодействующей линейной нагрузки от волн на элемент буны необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давления (рис.30), при этом значения волнового давления на внешнюю рехt , кПа, и теневую рint, кПа, грани буны и соответствующие возвышения гребня волны h ехt м, и h int, м, должны определяться по формулам:
, (82)
, (83)
где ka - коэффициент, принимаемый по табл. 20, в зависимости от угла a подхода фронта волны к буне.
Рис. 30. Эпюры волнового давления на буну
Таблица 20
Грань буны |
ctg a |
Коэффициент k a при значении |
|||
|
|
0,03 и менее |
0 ,0 5 |
0,1 |
0,2 и более |
Внешняя |
- |
1 |
0,75 |
0,65 |
0,6 |
Теневая |
0 |
1 |
0,75 |
0,65 |
0.6 |
|
0,2 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
|
0,5 |
0,18 |
0,22 |
0,3 |
0,35 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
НАГРУЗКИ ОТ СУДОВЫХ ВОЛН НА КРЕПЛЕНИЯ БЕРЕГОВ КАНАЛОВ
3.7* Высоту судовой волны hsh , м, необходимо определять по формуле
, (84)*
где ds и lu - осадка и длина судна, м;
d - коэффициент полноты водоизмещения судна;
vadm - допускаемая по эксплуатационным , требованиям скорость судна, м/с, определяемая по формуле
; (85)
ka - отношение подводной площади поперечного сечения судна к площади живого сечения канала А , м2 ;
b - ширина канала, м, по урезу воды.
3.8. Высоту наката hrsh , м, судовой волны на откос (рис. 31) следует определять по формуле
, (86)
где b sl - коэффициент, принимаемый для откосов, облицованных сплошными плитами, равным 1,4, каменным мощением - 1,0 и каменной наброской - 0,8.
3.9. Максимальное значение линейной нагрузки от судовой волны на крепления берегов каналов P , кН/м, должно приниматься по эпюрам волнового давления (см. рис.31), при этом значения р , кПа, необходимо определять в зависимости от z по формулам:
а) при накате волны на откос, укрепленный плитами (см. рис. 31, а ):
z = z1 = -hrsh , p1 =0 (87)
z =z2 =0, p2 = 1,34 r ghsh (88)
z =z3 =1,5hsh , p3 =0,5 r ghsh ; (89)
Рис.31. Эпюры давления судовых волн на крепления берегов каналов
а - при накате волны на откос; б - при откате волны с откоса; в - при ложбине волны у верт ик альной стены
б) при откате во лны с откоса, укрепленного плитами (см. рис. 31, б ):
z =z1 = D zf , p1 =0 ; (90)
z =z2 =0,5hsh , p2 = - r g (0,5hsh - D zf ) ; (91)
z = z3 = dinf , p3 = p2 ; (92)
в) при ложбине волны у вертикальной стены (см. рис, 31. в ) :
z =z1 = D zf , p1 =0 ; (93)
z =z2 =0,5hsh , p2 = - r g (0,5hsh - D zf ) ; (94)
z = z3 =dsh , p3 =p2 ; (95)
z =z 4 =dsh +dh , p4 =0, (96)
где dinf - глубина низа крепления откоса, м;
dh - глубина забивки шпунта, м;
D zf - понижение уровня воды, м, за креплением берега канала вследствие фильтрации, принимаемое равным:
0,25hsh - для крепления протяженностью по откосу от расчетного уровня воды менее 4 м с водонепроницаемым упором;
0,2hsh - то же, с протяженностью более 4 м с упором в виде каменной призмы;
0,1 hsh - для вертикальной шпунтовой стенки.
4. НАГРУЗКИ ОТ СУДОВ (ПЛАВУЧИХ ОБЪЕКТОВ) НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
4.1.* При расчете гидротехнических сооружений на нагрузки от судов (плавучих объектов) необходимо определять:
нагрузки от ветра, течения и волн на плавучие объекты согласно пп. 4.2 - 4.4*;
нагрузки от навала на причальное сооружение пришвартованного судна при действии ветра, течения и волн согласно п. 4.7*;
нагрузки от навала судна при его подходе к портовому причальному сооружению согласно пп. 4.8*- 4.10;
нагрузки от натяжения швартовов при действии на судно ветра и течения согласно пп. 4.11 и 4.12.
НАГРУЗКИ ОТ ВЕТРА, ТЕЧЕНИЯ И ВОЛН НА ПЛАВУЧИЕ ОБЪЕКТЫ
4.2. Поперечную Wq, кН, и продольную Wn , кН, составляющие силы от воздействия ветра на плавучие объекты следует определять по формулам:
для судов и плавучих причалов с ошвартованными судами
; (97)
; (98)
для плавучих доков
; (99)
; (100)
где Аq и An - соответственно боковая и лобовая надводные площади парусности (силуэтов) плавучих объектов, м2 ;
vq и vn - соответственно поперечная и продольная составляющие скорости ветра обеспеченностью 2 % за навигационный период, м/с;
x - коэффициент, принимаемый по табл. 21, в которой ah - наибольший горизонтальный размер поперечного или продольного силуэтов надводной части плавучего объекта.
Примечание. Площади парусности следует определять с учетом площадей экранирующих преград, расположенных с наветренной стороны.
Таблица 21
Наибольший размер силуэта плавучего объекта аh , м |
до 25 |
50 |
100 |
200 и более |
Коэффициент x |
1 |
0,8 |
0 ,65 |
0 ,5 |
4.3. Поперечную Qw , кН, и продольную Nw , кН, составляющие силы от воздействия течения на плавучий объект следует определять по формулам:
; (101)
, (102)
где Al и At - соответственно боковая и лобовая подводные площади парусности плавучих объектов, м2 ;
vt и vl - поперечная и продольная составляющие скорости течения обеспеченностью 2 % га навигационный период, м/с.
4 .4*. Максимальные значения поперечной Q , кН, и продольной N , кН, горизонтальных сил от воздействия волн на плавучие объекты следует определять по формулам:
Q = cg1 r ghAl ; (103)*
N = cr ghAt , (104)
где c - коэффициент, принимаемый по рис. 32, на котором ds - осадка плавучего объекта, м;
g 1 - коэффициент, принимаемый по табл. 21а*, в которой al - наибольший горизонтальный размер продольного силуэта подводной части плавучего объекта, м;
h - высота волн обеспеченностью 5 % в системе, м;
Al и At , - обозначения те же, что и в п. 4.3.
Рис. 32. График значений коэффициента c
Таблица 21а *
0,5 и менее |
1 |
2 |
3 |
4 и более |
|
Коэффициент g 1 |
1 |
0,73 |
0,5 |
0,42 |
0,4 |
Примечание. Период изменения волновой нагрузки следует принимать равным среднему периоду волн.
4.5. При расчете гидротехнических сооружений на действие нагрузок, передающихся от плавучих объектов на палы, корневые части причалов и анкерные опоры (для принятого количества, калибра и длины связей, значения натяжения связей в первоначальном состоянии, массы подвесных грузов и места их закрепления), необходимо определять:
горизонтальные и вертикальные нагрузки на сооружения и анкерные опоры;
наибольшие усилия в связях;
перемещения плавучих объектов.
Примечание. На морях с приливами и отливами определение усилий в элементах раскрепления следует производить при самом высоком и самом низком уровнях воды.
4.6. Нагрузки на анкерные опоры, усилия в связях и перемещения плавучих объектов необходимо определять с учетом динамики действия волн, при этом соотношения периодов свободных и вынужденных колебаний плавучих объектов должны приниматься из условия недопущения резонансных явлений.
НАГРУЗКИ ОТ НАВАЛА
ПРИШВАРТОВАННОГО СУДНА НА СООРУЖЕНИЕ
4.7*. Линейную нагрузку от навала пришвартованного судна на сооружение q , кН/м, под действием ветра, течения и волн, высота которых превышает допускаемые значения по табл. 216*, следует определять по формуле
, (105)
где Qtot - поперечная сила от суммарного воздействия ветра, течения и волн, кН, определяемая согласно пп. 4.2, 4.3, 4.4* и 4.6;
ld - длина участка контакта судна с сооружением, м, принимаемая в зависимости от соотношения длины причала L , м, и длины прямолинейной части борта судна (или обноса) l , м, соответственно: при L ³ l ld =l ;
при L <l ld = L .
Примечание. Для причального фронта, образованного несколькими опорами или палами, распределение нагрузки от пришвартованного судна следует принимать только на те из них, которые располагаются в пределах прямолинейной части борта судна.
Таблица 216*
Угол подхода фронта волн к диаметральной плоскости судна a , град |
Допускаемые высоты волн h 5% , м, для судна с расчетным водоизмещением D , тыс т |
||||||
|
до 2 |
5 |
10 |
20 |
40 |
100 |
200 и более |
До 45 |
0,6 |
0 ,7 |
0 ,9 |
1 ,1 |
1,2 |
1 ,5 |
1 ,8 |
90 |
0 ,9 |
1 ,2 |
1, 5 |
1 ,8 |
2 |
2 ,5 |
3,2 |
НАГРУЗКИ ОТ НАВАЛА СУДНА ПРИ ПОДХОДЕ К СООРУЖЕНИЮ
4.8*. Кинетическую энергию навала судна Еq , кДж, при подходе его к портовому причальному сооружению следует определять по формуле
, (106)
где D - расчетное водоизмещение судна, т;
v - нормальная (к поверхности сооружения) составляющая скорости подхода судна, м/с, принимаемая по табл. 22;
y - коэффициент, принимаемый по табл. 23, при этом для судов, швартующихся в балласте или порожнем, табличные значения y необходимо уменьшать на 15%.