![]() ![]() ![]() 6.2.1 Волновое давление p, кПа, на вертикальную стену с возвышением над расчетным уровнем верха сооружения zsup, м, на величину менее
(5)где знаки "плюс" и "минус" соответствуют положению верха сооружения выше или ниже расчетного уровня воды.
Возвышение или понижение свободной волновой поверхности
Горизонтальная линейная волновая нагрузка Pxc, кН/м, в рассматриваемом случае должна определяться по площади эпюры волнового давления в пределах высоты вертикальной стены.
6.2.2 При подходе фронта волны к сооружению под углом
Таблица 2
Коэффициент kcs
6.2.3 Горизонтальную нагрузку от дифрагированных волн со стороны огражденной акватории следует определять при относительной длине секции сооружения
. При этом расчетную эпюру волнового давления со значениями p, кПа, допускается выполнять по трем точкам, рассматривая следующие случаи:- вершина волны совмещена с серединой секции сооружения (см. рисунок 6, а):
(6) (7) (8)- подошва волны совмещена с серединой секции сооружения (см. рисунок 6, б):
z1 = 0, p1 = 0, (9)
(10) (11)где hdif - высота дифрагированной волны, м, определяемая согласно приложению А;
kl - коэффициент, принимаемый по таблице 3.
![]() а - при гребне волны; б - при ложбине волны
на вертикальную стену со стороны огражденной акватории
Таблица 3
6.2.4 Взвешивающее волновое давление в горизонтальных швах массивной кладки и по подошве сооружения следует принимать равным соответствующим величинам горизонтального волнового давления в крайних точках (см. рисунки 1 и 6) при линейном изменении его в пределах ширины сооружения.
6.2.5 Максимальную донную скорость vb,max, м/с, перед вертикальной стеной (от действия стоячих волн) на расстоянии
где ksl - коэффициент, принимаемый по таблице 4.
Таблица 4
Коэффициент ksl на данную пологость волны
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей vb,adm, м/с, для грунта крупностью фракций D, мм, следует принимать по рисунку 7. При vb,max > vb,adm необходимо предусматривать защиту от размыва основания.
![]() Рисунок 7 - График допускаемых значений
неразмывающих донных скоростей
6.2.6 Эпюра взвешивающего волнового давления на берменные массивы должна приниматься трапецеидальной согласно рисунку 1 б, с ординатами pbr,i кПа, определяемыми (при i = 1, 2 или 3) по формуле
(13)где xi - расстояние от стены до соответствующей грани массива, м;
kbr - коэффициент, принимаемый по таблице 5;
pf - волновое давление на уровне подошвы сооружения.
Таблица 5
Значения коэффициента kbr
6.3.1 Расчет сооружений на воздействие разбивающихся волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине над бермой dbr < 1,25h и глубине до дна db >= 1,5h (см. рисунок 8).
![]() разбивающихся волн на вертикальную стену
Горизонтальную линейную нагрузку Pxc, кН/м, от разбивающихся волн необходимо принимать по площади эпюры бокового волнового давления. При этом величины p, кПа, для значений ординат z, м, определяют по формулам
z1 = -h, p1 = 0, (14)
z2 = 0,
, (15)z3 = df,
. (16)Вертикальную линейную нагрузку Pzc, кН/м, от разбивающихся волн следует принимать равной площади эпюры взвешивающего волнового давления и определять по формуле
(17)где
Таблица 6
Коэффициент
Максимальную скорость воды vf,max, м/с, над поверхностью бермы перед вертикальной стеной при разбивающихся волнах необходимо определять по формуле
6.3.2 Расчет сооружений на воздействие прибойных волн со стороны открытой акватории должен производиться при глубине db <= dcr на примыкающем к стене участке дна протяженностью не менее
(19)где hsur - высота прибойной волны, м;
dcr - критическая глубина, м.
![]() а - с верхом постели на уровне дна;
б - с возвышающейся над дном постелью
прибойных волн на вертикальную стену
Горизонтальную линейную нагрузку Pxc, кН/м, от прибойных волн необходимо принимать по площади эпюры бокового волнового давления. При этом величины p, кПа, для значений ординат z, м, должны определяться по формулам:
z1 = -hsur, p1 = 0; (20)
, ; (21)z3 = df,
, (22)где
Вертикальную линейную нагрузку Pzc, кН/м, от прибойных волн следует принимать равной площади эпюры взвешивающего волнового давления (с высотой p3) и определять по формуле
(23)Максимальная донная скорость прибойной волны vb,max, м/с, перед вертикальной стеной со стороны открытой акватории должна определяться по формуле
6.3.3 Определение нагрузок на вертикальную стену от воздействия разбивающихся и прибойных волн (см. рисунки 8 и 9) при надлежащем обосновании допускается производить динамическими методами, учитывающими импульсы давления и инерционные силы.
6.4.1 Высоту наката на откос волн обеспеченностью 1% по накату (hrun 1%, м) для фронтально подходящих волн при глубине перед сооружением d >= 2h1% надлежит определять по формуле:
где kr и kp - коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаемые по таблице 7;
ksp - коэффициент, принимаемый по таблице 7;
krun - коэффициент, принимаемый по графикам рисунка 10 в зависимости от пологости волны
При глубине перед сооружением d < 2h1% коэффициент krun необходимо принимать для значений пологости волны, указанной на рисунке 10 в скобках и определяемой при глубине d = 2h1%.
Таблица 7
Таблица 8
![]() Высоту наката на откос волн обеспеченностью i, %, по накату необходимо определять путем умножения полученного по формуле (25) значения hrun 1%, м, на коэффициент ki, принимаемый по таблице 9.
Таблица 9
Принимаемый коэффициент ki
При подходе фронта волны к сооружению под углом
Таблица 10
Принимаемый коэффициент
6.4.2 Эпюра волнового давления на откос при
, укрепленный монолитными или сборными плитами, должна приниматься по рисунку 11. При этом максимальное расчетное волновое давление pd, кПа, необходимо определять по формуле (26)где ks - коэффициент, определяемый по формуле
(27)где kf - коэффициент, принимаемый по таблице 11;
prel - максимальное относительное волновое давление на откос в точке 2 (см. рисунок 11), принимаемое по таблице 12.
![]() волнового давления на откос, укрепленный плитами
Таблица 11
Таблица 12
волнового давления prel при данной высоте волны h
Ординату z2, м, точки 2 приложения максимального расчетного волнового давления pd определяют по формуле
(28)где A и B - величины, м, определяемые по формулам
(29) (30)Ордината z3, м, соответствующая высоте наката волн на откос, определяется согласно 6.4.
На участках крепления по откосу выше и ниже точки 2 (см. рисунок 11) следует принимать значения ординат эпюры волнового давления p, кПа, на расстояниях, м:
- при
и p = 0,4pd;- при
и p = 0,1pd,где
(31)Ординаты эпюры волнового противодавления pc, кПа, на плиты крепления откосов определяют по формуле
(32)где pc,rel - относительное волновое противодавление, ожидаемое по графикам рисунка 12.
![]() Рисунок 12 - Графики для определения
относительного волнового противодавления
6.4.3 Нагрузку от волн на откос, укрепленный плитами, для сооружений I и II классов при высоте волн более 1,5 м обеспеченностью 1% в системе допускается при надлежащем обосновании определять методами, в которых учитывается нерегулярность ветровых волн.
При наличии берм и переменных уклонов отдельных участков сооружений откосного профиля нагрузки от волн на крепления откосов необходимо определять по данным лабораторных исследований.
6.4.4 При проектировании сооружений откосного профиля и креплений откосов из рваного камня, обыкновенных и фасонных бетонных или железобетонных блоков массу отдельного элемента m или mz, т, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, определяют:
- при расположении камня или блока на участке откоса от верха сооружения до глубины z = 0,7h по формуле
при z > 0,7h по формуле
(34)где kr - коэффициент, принимаемый по таблице 13; при
Таблица 13
Определение принимаемого коэффициента kfr
6.4.5 При проектировании крепления откосов сооружений из несортированной каменной наброски необходимо, чтобы значение коэффициента kgr зернового состава находилось в границах заштрихованной зоны, приведенной на графике рисунка 13.
![]() допустимого зернового состава несортированной
каменной наброски для крепления откосов
Значение коэффициента kgr определяют по формуле
(35)где m - масса камня, т;
mi - масса камня, большая или меньшая расчетной, т;
Зерновой состав несортированной каменной наброски для крепления откосов, соответствующий заштрихованной зоне (см. рисунок 13), следует считать пригодным только для сооружений с откосами, пологость которых находится в пределах
, а высота расчетной волны - 3 м и менее.6.4.6 При пологости откосов
, укрепляемых несортированной разнозернистой каменной наброской, расчетную массу камня m, т, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, определяют по формуле (33) при . Полученные результаты умножают на коэффициент kj, определяемый по таблице 14.Таблица 14
Определение принимаемого коэффициента kj при
![]()
Минимальное содержание фракций диаметром
Таблица 15
Определение минимального содержания фракций диаметром
преграды и сквозные сооружения
7.1.1 Максимальную силу от воздействия волн Qmax, кН, на вертикальную обтекаемую преграду с поперечными размерами
и (см. рисунок 14) при d > dcr определяют из ряда значений, получаемых при различных положениях преграды относительно вершины волны , по формулегде Qi,max и Qv,max - соответственно инерционный и скоростной компоненты силы от воздействия волн, кН, определяемые по формулам
(37) (38)где
h и
a - размер преграды по лучу волны, м;
b - размер преграды по нормали к лучу волны, м;
kv - коэффициент, принимаемый по таблице 16;
Таблица 16
![]() а - вертикальные; б - горизонтальные
волновых нагрузок на обтекаемые преграды
![]() сочетания инерционного
компонентов силы от воздействия волн
![]() и скоростного
![]() 1 - для шероховатой эллиптической преграды; 2 - для гладкой
преграды; 3 - для шероховатой в подводной и гладкой
в надводной частях вертикальной эллиптической преграды
линии, призматических - штриховые линии) в зависимости
от a/b (для Q, q и Px) или b/a (для Pz)
7.1.2 Линейную нагрузку от волн q, кН/м, на вертикальную обтекаемую преграду на глубине z, м, при максимальной силе от воздействия волн Qmax (см. рисунок 14 а) определяют по формуле
где qi,max и qv,max - инерционный и скоростной компоненты максимальной линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам
(42) (43)где
.![]() инерционного
компонентов горизонтальной линейной нагрузки от волн
![]() от волн
3 - 0,2; 4 - 0,3; 5 - 0,5; 6 - 1; 7 - 5
и
- сплошные линии; - штриховые линии7.1.3 Превышение взволнованной поверхности
(44)где
![]() 1 - при
и ; 2 - при ![]() и
, а также при и ;3 - при
и , а также при ![]() и
; 4 - при и ![]() Превышение средней волновой линии над расчетным уровнем
(45)7.1.4 Нагрузки от волн Q и q на вертикальную обтекаемую преграду при любом ее расположении x, м, относительно вершины волны следует определять по формулам (36) и (41). При этом коэффициенты
.7.1.5 Расстояние zQmax, м, от расчетного уровня воды до точки приложения максимальной силы от воздействия волн на вертикальную обтекаемую преграду Qmax определяют по формуле
zQ,i и zQ,v - ординаты точек приложения соответственно инерционного и скоростного компонентов сил, м, определяемые по формулам
(47) (48)где
![]() 1 -
![]() и скоростного
Расстояние zQ от расчетного уровня воды до точки приложения силы Q при любом удалении x от вершины волны до преграды следует определять по формуле (46). При этом коэффициенты
.7.2.1 Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax, кН/м, на горизонтальную обтекаемую преграду (см. рисунок 14 б) с поперечными размерами
, м, и , м, при zc >= b, (zc - b/2) > h/2 и при (d - zc) >= b должно определяться по формуле (49)для двух случаев:
- с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px,max, кН/м, при соответствующем значении вертикальной составляющей 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
, принимаемой согласно рисункам 18 и 23.![]() инерционного (график 1) и
компонентов вертикальной линейной нагрузки от волн
7.2.2 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
(50)где Pxi и Pxv - инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам
(51) (52)где
7.2.3 Максимальную величину вертикальной составляющей линейной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду Pz,max, кН/м, необходимо определять из ряда величин, получаемых при разных значениях x, по формуле
(53)где Pzi и Pzv - инерционный и скоростной компоненты вертикальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам
(54) (55)где
![]()
7.2.4 Значение горизонтальной Px, кН/м, или вертикальной Pz, кН/м, составляющих линейной нагрузки от волн на горизонтальную обтекаемую преграду при любом ее расположении x относительно вершины волны следует определять соответственно по формуле (50) или (53). При этом коэффициенты сочетания
.7.2.5 Максимальное значение равнодействующей линейной нагрузки от волн Pmax, кН/м, на лежащую на дне цилиндрическую преграду (см. рисунок 14 б), диаметр которой
, м, и D <= 0,1d, м, должно определяться по формуле (49) для двух случаев:- с максимальной горизонтальной составляющей линейной нагрузки Px,max, кН/м, при соответствующем значении вертикальной составляющей 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.
7.2.6 Максимальную горизонтальную Px,max, кН/м, и соответствующую вертикальную Pz, кН/м, проекции линейной нагрузки от волн, действующих на лежащую на дне цилиндрическую преграду, необходимо определять по формулам
(56) (57)где Pxi и Pxv - соответственно инерционный и скоростной компоненты горизонтальной составляющей линейной нагрузки от волн, кН/м, определяемые по формулам
(58) (59)Максимальную вертикальную Pz,max, кН/м, и соответствующую горизонтальную Px, кН/м, проекции линейной нагрузки от волн необходимо принимать равными
и Px = Pxv.7.3.1 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 (рисунок 24 а) с интервалом
![]() волн и графики значений коэффициентов
Силу от воздействия волн Qcr, кН, для любого положения цилиндрической преграды относительно вершины волны определяют 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. рисунок 24 а):
dt = dcr - (hsur - hc,sur), (63)
где hsur - высота (трансформированной) волны, м, при первом обрушении в мелководной зоне с соблюдением условия hsur <= 0,8dt;
hc,sur - превышение над расчетным уровнем воды вершины (при первом обрушении) волны, м;
di,cr - инерционный и скоростной коэффициенты, принимаемые по графикам рисунка 24 б.
7.3.2 Линейную нагрузку от разбивающихся волн qcr, кН/м, на вертикальную цилиндрическую преграду на глубине z, м, от расчетного уровня (см. рисунок 24 а) при относительном удалении оси преграды от вершины волны
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
.![]() Примечание - Коэффициенты
Рисунок 25 - Графики значений инерционного
7.4.1 Нагрузку от волн на сквозное сооружение в виде стержневой системы необходимо получать суммированием нагрузок, определенных согласно 6.1 - 6.9 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
Таблица 17
Принимаемые коэффициенты сближения по фронту
7.4.2 Нагрузки от волн на наклонный элемент сквозного сооружения необходимо получать по эпюрам горизонтальной и вертикальной составляющих нагрузки, ординаты которых должны определяться согласно 6.9 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°, определяют соответственно по 6.4 и 6.8 как на вертикальную или горизонтальную обтекаемую преграду.
7.4.3 Динамическую нагрузку от воздействия нерегулярных ветровых волн на сквозное сооружение из обтекаемых элементов следует определять путем умножения значения статической нагрузки, полученной согласно 6.14 и 6.15 от волн с высотой заданной обеспеченности в системе и средней длиной, на коэффициент динамичности kd, принимаемый по таблице 18.
При отношениях периодов
необходимо производить динамический расчет сооружения.Таблица 18
7.5.1 Максимальный опрокидывающий момент Mz,por, кНм, от волнового давления на сплошное днище вертикальной круглоцилиндрической преграды, расположенной на гравийно-галечниковом или каменно-набросном основании, относительно центра днища следует определять по формуле
где
Таблица 19
Определение принимаемого коэффициента
момента с учетом проницаемости основания
Полный максимальный опрокидывающий момент, действующий на преграду, определяется как сумма двух моментов: момента от максимальной силы Qmax, равного произведению этой силы, определяемой по 6.1, на плечо, определяемое по 6.5, и максимального момента, определяемого по формуле (67) и совпадающего по фазе с максимальной силой Qmax.
7.5.2 Волновое давление p, кПа, в точке поверхности вертикальной круглоцилиндрической преграды на глубине z >= 0 в момент максимума горизонтальной силы Qmax необходимо определять по формуле
где
Таблица 20
Определение принимаемого коэффициента
распределения давления c
Давление p в точках, лежащих выше расчетного уровня воды (z < 0), при
; при - также по линейному закону между p = 0 при z = 0 и p, определяемым по формуле (68) при .7.5.3 Максимальную донную скорость vb,max, м/с, в точках, расположенных на контуре преграды (q = 90° и 270°) и впереди преграды на расстоянии
(69)где коэффициент
Таблица 21
Определение принимаемого коэффициента
сооружения и от судовых волн на крепления берегов и каналов
8.1.1 Максимальные значения горизонтальной Px, кН/м, и вертикальных Pz и Pc, кН/м, проекций равнодействующей линейной нагрузки от волн на подводный волнолом при ложбине волны необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давления (см. рисунок 26). При этом p, кПа, определяют в зависимости от z с учетом уклона дна i по формулам
- при уклоне дна i <= 0,04:
z = z2,
, (72)z = z3 = d, p3 = kwp2; (73)
- при уклоне дна i > 0,04:
z = z1, p1 определяют по формулам (70) и (71);
z = z3 = d, p3 = p2, (75)
где z1 - ордината верха сооружения, м;
z2 - ордината подошвы волны, м, по таблице 22;
kw - коэффициент, принимаемый по таблице 23;
z4 - ордината поверхности воды за подводным волноломом, м, определяемая по формуле
krd - коэффициент, принимаемый по таблице 22;
z5 - ордината гребня волны перед подводным волноломом, м, принимаемая по таблице 22.
![]() Таблица 22
z5 перед подводным волноломом
Таблица 23
8.1.2 Максимальную донную скорость vb,max, м/с, перед берегоукрепительным сооружением определяют по формуле (12), где коэффициент ksl принимается:
- для вертикальной или круглонаклонной стены - по таблице 23;
- для подводного волнолома - по таблице 24.
Таблица 24
Определение коэффициента ksl для подводного волнолома
Максимальную донную скорость воды vb,max, м/с, перед берегоукрепительным сооружением при разбивающихся и прибойных волнах определяют соответственно по формулам (18) и (24).
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей должны приниматься согласно 6.9.
8.1.3 Максимальные значения горизонтальной Px, кН/м, и вертикальной Pz, 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 (см. рисунок 27). При этом значения p, кПа, и hc, м, определяют в зависимости от места расположения сооружения:
- при расположении сооружения в створе последнего обрушения прибойных волн (см. рисунок 27 а) по формулам
(77)- при расположении сооружения в приурезовой зоне (см. рисунок 27 б) по формулам
(79) (80)- при расположении сооружения на берегу за линией уреза в пределах наката волн (см. рисунок 27 в) по формулам
(81) (82)где
hbr - высота разбивающихся (разрушающихся) волн, м;
an - расстояние от створа последнего обрушения волн до линии уреза (приурезовая зона), м;
ai - расстояние от створа последнего обрушения волн до сооружения, м;
al - расстояние от линии уреза воды до сооружения, м;
ar - расстояние от линии уреза воды до границы наката на берег разрушившихся волн (при отсутствии сооружения), м, определяемое по формуле
(83)hran 1% - высота наката волн на берег, м, определяемая по 6.1.4.
Примечания
1 Если ордината верха сооружения z1 >= -0,3h, м, то величины волнового давления, определяемые по формулам (74), (76) и (78), необходимо умножать на коэффициент kzd, принимаемый по таблице 25.
2 Нагрузки от прибойных волн на волнозащитные стены при расположении их в прибойной зоне следует определять согласно 6.1.2.
![]() а - в зоне прибойной волны; б - в приурезовой зоне;
в - за линией уреза
волнозащитную стену при расположении сооружения
Таблица 25
при данной ординате верха сооружения z1
8.1.4 Максимальные значения горизонтальной Px, кН/м, и вертикальной Pz, 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 (см. рисунок 28). При этом значение pr, кПа, определяется по формуле
(84)где
и при .![]() волнозащитную стену при откате волны
8.1.5 Волновое давление p, кПа, на криволинейный участок стены необходимо принимать по эпюре волнового давления на вертикальную стену согласно 7.3 с ориентированием этой эпюры по нормали к криволинейной поверхности (см. рисунок 29).
![]() Рисунок 29 - Эпюра давления волн
на криволинейный участок волнозащитной стены
8.1.6 Максимальные значения горизонтальных Px,ext, Px,int, кН, и вертикальной Pz, кН, проекций равнодействующей линейной нагрузки от волн на элемент буны необходимо принимать по эпюрам бокового и взвешивающего волнового давления (см. рисунок 30). При этом значения волнового давления на внешнюю pext, кПа, и теневую pint, кПа, грани буны и соответствующие возвышения гребня волны
(85) , , (86)
где
![]() Таблица 26
от угла
8.2.1 Высоту судовой волны hsh, м, определяют по формуле
(87)где ds и lu - осадка и длина судна, м;
vadm - допускаемая по эксплуатационным требованиям скорость судна, м/с, определяемая по формуле
(88)где ka - отношение подводной площади поперечного сечения судна к площади живого сечения канала A, м2;
b - ширина канала, м, по урезу воды.
8.2.2 Высоту наката hrsh, м, судовой волны на откос (см. рисунок 31) следует определять по формуле
(89)где bsl - коэффициент, принимаемый для откосов, облицованных сплошными плитами, равным 1,4, каменным мощением - 1,0 и каменной наброской - 0,8.
![]() а - при накате волны на откос; б - при откате волны
с откоса; в - при ложбине волны у вертикальной стены
на крепления берегов каналов
8.2.3 Максимальное значение линейной нагрузки от судовой волны на крепления берегов каналов P, кН/м, должно приниматься по эпюрам волнового давления (см. рисунок 31). При этом значения p, кПа, определяют в зависимости от z по формулам
- при накате волны на откос, укрепленный плитами (см. рисунок 31 а):
z = z1 = -hrsh, p1 = 0, (90)
z = z2 = 0,
, (91) , ; (92)- при откате волны с откоса, укрепленного плитами (см. рисунок 31 б):
, p1 = 0, (93)z = z2 = 0,5hsh,
, (94)z = z3 = dinf, p3 = p2; (95)
- при ложбине волны у вертикальной стены (см. рисунок 31 в):
, p1 = 0, (96)z = z2 = 0,5hsh,
, (97)z = z3 = dsh, p3 = p2, (98)
z = z4 = dsh + dh, p4 = 0, (99)
где dinf - глубина низа крепления откоса, м;
dh - глубина забивки шпунта, м;
0,25hsh - для крепления протяженностью по откосу от расчетного уровня воды менее 4 м с водонепроницаемым упором;
0,2hsh - для крепления протяженностью по откосу от расчетного уровня воды более 4 м с упором в виде каменной призмы;
0,1hsh - для вертикальной шпунтовой стенки.
на гидротехнические сооружения
При расчете гидротехнических сооружений на нагрузки от судов (плавучих объектов) необходимо определять:
- нагрузки от навала на причальное сооружение пришвартованного судна при действии ветра, течения и волн согласно 9.7;
- нагрузки от навала судна при его подходе к портовому причальному сооружению согласно 9.8 - 9.10;
- нагрузки от натяжения швартовов при действии на судно ветра и течения согласно 9.11 и 9.12.
9.1.1 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:
(100) (101)- для плавучих доков:
(102) (103)где Aq 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;
Примечание - Площади парусности определяют с учетом площадей экранирующих преград, расположенных с наветренной стороны.
Таблица 27
Определение принимаемого коэффициента
при наибольшем силуэте плавучего объекта ah
9.1.2 Поперечную Qw, кН, и продольную Nw, кН, составляющие силы от воздействия течения на плавучий объект определяют по формулам
(104) (105)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% за навигационный период, м/с.
9.1.3 Максимальные значения поперечной Q, кН, и продольной N, кН, горизонтальных сил от воздействия волн на плавучие объекты следует определять по формулам
(106) (107)где
h - высота волн обеспеченностью 5% в системе, м;
Al и At - обозначения те же, что и в 9.1.2.
![]() Таблица 28
9.1.4 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.
9.1.5 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.
Линейную нагрузку от навала пришвартованного судна на сооружение q, кН/м, под действием ветра, течения и волн, высота которых превышает допускаемые значения по таблице 29, определяют по формуле
(108)где Qtot - поперечная сила от суммарного воздействия ветра, течения и волн, кН, определяемая согласно 9.2, 9.3 и 9.4;
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 >= 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 29
для судна с расчетным водоизмещением D
9.3.1 Кинетическую энергию навала судна Eq, кДж, при подходе его к портовому причальному сооружению определяют по формуле
(109)где D - расчетное водоизмещение судна, т;
v - нормальная (к поверхности сооружения) составляющая скорости подхода судна, м/с, принимаемая по таблице 30;
Примечание - При определении кинетической энергии навала морских судов водоизмещением до 5 тыс. т, швартующихся на незащищенной акватории, нормальную составляющую скорости подхода, принимаемую по таблице 30, следует увеличивать в 1,5 раза.
Таблица 30
скорости подхода судна v
Таблица 31
9.3.2 Поперечную горизонтальную силу Fq, кН, от навала судна при подходе к сооружению необходимо определять для заданного значения энергии навала судна Eq, кДж, по графикам, полученным согласно схеме рисунка 33, следуя по направлению штриховой линии со стрелками.
![]() а - от энергии Etot; б - от нагрузки Fq
зависимости деформаций отбойного устройства
(и причального сооружения) ft
Суммарная энергия деформации Etot, кДж, должна включать энергию деформации отбойных устройств Ee, кДж, и энергию деформации причального сооружения Ei, кДж. При Ee >= 10Ei величину Ei допускается не учитывать.
Энергию деформации причального сооружения Ei, кДж, определяют по формуле
(110)где ki - коэффициент жесткости причального сооружения в горизонтальном поперечном направлении, кН/м.
Продольную силу Fn, кН, от навала судна при подходе к сооружению определяют по формуле
(111)где
; при деревянной поверхности .9.3.3 Допускаемое значение нормальной к поверхности сооружения составляющей скорости подхода судна vadm, м/с, определяют по формуле
(112)где Eq - энергия навала, кДж, принимаемая по графикам, полученным согласно схеме рисунка 33 для случая наименьшей допускаемой силы Fq, на причальное сооружение (или на борт судна).
9.4.1 Нагрузки от натяжения швартовов должны определяться с учетом распределения на швартовные тумбы (или рымы) поперечной составляющей суммарной силы Qtot, кН, от действия на одно расчетное судно ветра и течения. Значения Qtot, кН, принимаются согласно 9.2 и 9.3.
Воспринимаемую одной тумбой (или рымом) силу S, кН, на уровне козырька (см. рисунок 34), независимо от количества судов, швартовы которых заведены за тумбу, а также ее поперечную Sq, кН, продольную Sn, кН, и вертикальную Sv, кН, проекции определяют по формулам
(113) (114) (115) (116)где n - число работающих тумб, принимаемое по таблице 32;
![]() на тумбу от натяжения швартова
Таблица 32
Таблица 33
Значение силы от натяжения швартова S, кН, для судов речного флота должно приниматься по таблице 34.
Таблица 34
Определение значения силы от натяжения
швартова S для судов речного флота
Силу, передаваемую на каждую концевую тумбу носовыми или кормовыми продольными швартовами, для морских судов с расчетным водоизмещением более 50 тыс. т следует принимать равной продольной составляющей суммарной силы Ntot, кН, от действия ветра и течения на пришвартованное судно, определенной согласно требованиям 9.2 и 9.3.
9.4.2 Для специализированных причалов морских портов, состоящих из технологической площадки и отдельно стоящих палов, значения суммарных сил Qtot, Ntot от действия ветра и течения, определенные согласно 9.2 и 9.3, должны распределяться между группами швартовных канатов следующим образом:
- на носовые, кормовые продольные и прижимные канаты - по 0,8Qtot, кН;
- на шпринги - по 0,6Qtot, кН.
Если каждая группа швартовов заводится на несколько палов, то распределение усилий между ними допускается принимать равномерным. Значения углов
10.1.1 Нагрузки ото льда на гидротехнические сооружения должны определяться на основе статистических данных о физико-механических свойствах льда, гидрометеорологических и ледовых условиях в районе сооружения для периода с наибольшими ледовыми воздействиями.
10.1.2 Прочностные характеристики льда при сжатии Rc и изгибе Rf, МПа, основные прочностные характеристики, определяющие значение ледовой нагрузки определяют по формулам
(117) (118)где N - количество слоев одинаковой толщины, на которое разбивается (по толщине) рассматриваемое ледяное поле. При этом N >= 3;
Ci - среднее (арифметическое) значение максимального предела прочности льда при одноосном сжатии, МПа, в i-м слое при температуре ti, определяемое по опытным данным (методика испытаний льда на одноосное сжатие дана в приложении Б);
Cb и
При отсутствии опытных данных допускается принимать значения
по таблице 35 и 36.Таблица 35
Определение принимаемых значений
![]()
Таблица 36
10.1.3 Расчетная толщина ровного льда hd, м, принимается равной:
- для пресноводного льда европейской части России и в районах Сибири, расположенных южнее 65° северной широты - 0,8 от максимальной за зимний период толщины льда 1%-ной обеспеченности;
- для районов азиатской части России, расположенных между 65° и 70° северной широты - 0,9 от максимальной толщины льда обеспеченностью 1%;
- для районов азиатской части России, расположенных севернее 70° северной широты - максимальной толщине льда 1%-ной обеспеченности;
- для морского льда - максимальной толщине льда 1%-ной обеспеченности.
В зимний период в случае смерзания сооружения с ледяным полем за трое суток и более до момента наибольшего воздействия льда на сооружение расчетная толщина льда на границе сооружение-лед принимается по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии допускается толщину примерзшего к сооружению льда считать равной 1,5hd.
10.1.4 Строение ледяного поля (по толщине) определяется по данным кристаллографического исследования, а при их отсутствии допускается принимать:
- ледяной покров открытых озер, водохранилищ и крупных рек состоит из зернистого и призматического льдов;
- ледяной покров морей и устьевых участков рек, впадающих в моря, состоит из зернистого и волокнистого льдов;
- толщина слоя зернистого льда, располагающегося в верхней части ледяного покрова, составляет 0,25hd, а толщина слоя призматического или волокнистого льда - 0,75hd.
Примечания
1 Настоящие требования распространяются на пресноводный и морской однолетний лед.
2 Доверительная вероятность значений Rc и Rf при расчетах ледовых нагрузок на сооружения II и III классов принята
, а для сооружений I класса при соответствующем обосновании допускается назначать большую доверительную вероятность, но не выше .3 Для морей арктического и дальневосточного бассейнов нагрузки на сооружения уточняются по опытным данным.
10.2.1 Силу от воздействия движущихся ледяных полей на сооружения с вертикальной передней гранью определяют:
а) от воздействия ледяного поля на отдельно стоящую опору (см. рисунок 35), с передней гранью в виде треугольника, многогранника или полуциркульного очертания Fc,p, МН, по формуле
б) от воздействия ледяного поля на секцию протяженного сооружения (см. рисунок 36), Fc,w, МН, по формуле
где v - скорость движения ледяного поля, м/с, определяемая по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии принимают ее равной:
1) для рек и приливных участков морей - скорости течения воды;
2) для водохранилищ и морей - 3% от значения скорости ветра 1%-ной обеспеченности в период движения льда;
m - коэффициент, принимаемый по таблице 37;
A - максимальная площадь ледяного поля (или суммарная площадь нескольких ледяных полей, оказывающих давление друг на друга) 1%-ной обеспеченности, м2, определяемая по натурным наблюдениям в данном или смежных пунктах;
kb - коэффициент, принимаемый по таблице 38;
kv - коэффициент, принимаемый по таблице 39;
).![]() ледяного поля на отдельно стоящую вертикальную опору
![]() ледяного поля на секцию сооружения
Таблица 37
Таблица 38
Таблица 39
При этом нагрузка Fc,p, определенная по формуле (121), не может быть больше нагрузки Fb,p, МН, определяемой по формуле
Fb,p = mkbkvRcbhd, (124)
а нагрузка Fc,w, определенная по формуле (122), не может быть больше нагрузки Fb,w, МН, определяемой по формуле
где k - коэффициент, принимаемый по таблице 40.
Таблица 40
Определение принимаемого коэффициента k
Силу от воздействия ледяного поля на опору с передней гранью в виде прямоугольника определяют по формуле (126).
10.2.2 Силу от воздействия движущегося ледяного поля на отдельно стоящую коническую опору (см. рисунок 37) или конический ледорез полуциркульного очертания при отсутствии смерзания со льдом определяют по формулам:
- горизонтальную составляющую силы Fh,p, МН,
- вертикальную составляющую силы Fv,p, МН,
(127)а на секцию откосного профиля (см. рисунок 38) или отдельно стоящую опору прямоугольного сечения с наклонной передней гранью по формулам
- горизонтальную составляющую силы Fh, МП,
(128)- вертикальную составляющую силы Fv, МН,
(129)где kh,1, kh,2 - коэффициенты, принимаемые по таблице 41;
kh,3, kh,4, kv,1, kv,2 - коэффициенты, принимаемые по таблице 42;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
d - диаметр конуса по ватерлинии, м;
dt - верхний диаметр конуса, м;
![]() ледяного поля на отдельно стоящую коническую опору
![]() ледяного поля на сооружение откосного профиля
Таблица 41
Таблица 42
Таблица 43
10.2.3 Силу от воздействия движущегося ледяного поля на сооружение, состоящее из системы вертикальных колонн, Fp, МН (см. рисунок 39), определяют по формуле
Fp = ntk1k2Fb,p, (131)
где nt - общее число колонн в сооружении;
k1 - коэффициент, определяемый по формуле
k2 - коэффициент, принимаемый по таблице 44;
Таблица 44
Определение принимаемого коэффициента k2
![]() ледяного поля на сооружение из системы вертикальных колонн
10.2.4 Силу от воздействия остановившегося ледяного поля, наваливающегося на сооружение при действии течения воды и ветра Fs, МН, определяют по формуле
в которой величины
(134) (135)pi = 9,2·10-3hdi, (136)
(137)где vmax - максимальная скорость течения воды подо льдом 1%-ной обеспеченности в период ледохода, м/с;
vw,max - максимальная скорость ветра 1%-ной обеспеченности в период ледохода, м/с;
Lm - средняя длина ледяного поля по направлению потока, принимаемая по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии для рек допускается принимать Lm, равной утроенной ширине реки, м;
i - уклон поверхности потока;
При этом сила Fs, определенная по формуле (133), не может быть больше силы Fb,w, определенной по формуле (125) при kv = 0,1.
Примечание - Расчетная ширина ледяного поля принимается по данным натурных наблюдений, а для затворов или аналогичных сооружений - не более ширины пролета сооружения.
10.2.5 Точку приложения равнодействующей ледовой нагрузки, определенной согласно 10.1 - 10.4, необходимо принимать ниже расчетного уровня воды на 0,2hd в зимний период, а в период весеннего ледохода - на 0,4hd.
Нагрузки на сооружения от движущегося торосистого ледяного поля необходимо увеличивать путем умножения их на коэффициент торосистости kr, принимаемый равным:
- для Азовского, Балтийского, Каспийского, Черного и Японского морей - 1,3;
- для Белого, Берингова, арктических и дальневосточных морей - 1,5.
При соответствующем обосновании допускается принимать для арктических и дальневосточных морей kr = 2.
10.3.1 Горизонтальную линейную нагрузку (на 1 м длины по фронту протяженного сооружения) от сплошного ледяного покрова при его температурном расширении q, МН/м, необходимо принимать равной наибольшему значению из полученных за рассматриваемый ряд лет.
Значения q определяются по графикам рисунка 40 при заданных значениях перепадов температуры воздуха
![]() Значения
Значения hc принимаются равными средним толщинам льда за время перепада температуры.
Значения hred, м, определяют по формуле
hred = hc + 1,43hs + hr, (138)
где hs - средняя толщина снега за время перепада температуры, м;
hr - добавочная толщина льда, м, принимаемая по таблице 44.
Таблица 45
Определение принимаемой добавочной толщины льда hr
10.3.2 Силу от воздействия ледяного покрова на отдельно стоящее сооружение Ft, МН, определяют по формуле
где kl - коэффициент, принимаемый по таблице 46;
b и q - обозначения те же, что в 10.5 и 10.10.
Таблица 46
При этом сила Ft, определенная по формуле (139), не может быть больше силы Ft,b, МН, определяемой по формуле
Ft,b = Rcbhc, (140)
где Rc - обозначение то же, что в 10.2.
10.3.3 Точку приложения равнодействующей ледовой нагрузки, определенной согласно 10.10 и 10.11, принимают ниже расчетного уровня воды на 0,25hc.
10.4.1 Силу от движущейся заторной массы льда на отдельно стоящую опору Fb,i, МН, определяют по формуле
Fb,i = 0,5mRb,ibhb,i, (141)
где Rb,i - нормативное сопротивление заторной массы льда смятию, МПа, определяемое по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии принимают равными:
- для участков рек севернее линии Воркута - Ханты-Мансийск - Красноярск - Улан-Удэ - Благовещенск - Николаевск-на-Амуре - 0,45 МПа;
- между линиями Воркута - Ханты-Мансийск - Красноярск - Улан-Удэ - Благовещенск - Николаевск-на-Амуре и Архангельск - Киров - Уфа - Усть-Каменогорск - 0,35 МПа;
- южнее линии Архангельск - Киров - Уфа - Усть-Каменогорск - 0,25 МПа;
hb,i - расчетная толщина заторной массы, м, определяемая по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии по формуле
hb,i = aiHb,i, (142)
где ai - коэффициент, принимаемый по таблице 47;
Hb,i - средняя глубина реки выше затора при максимальном расходе воды заторного периода, м;
m, b - обозначения те же, что в 10.5.
Таблица 47
Определение принимаемого коэффициента ai
10.4.2 Силу от движущейся зажорной массы льда на отдельно стоящую опору Fb,j, МН, определяют по формуле
Fb,j = mRb,jbhj, (143)
где Rb,j - нормативное сопротивление зажорной массы смятию, МПа, определяемое по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии допускается принимать равным 0,12 МПа;
hj - расчетная толщина зажора, м, определяемая по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии допускается принимать равной 0,8 от средней глубины потока при расходе воды зажорного периода;
m, b - обозначения те же, что в 10.5.
10.5.1 Вертикальную линейную нагрузку (на 1 м длины по фронту сооружения) от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды fd, МН/м (см. рисунок 41), определяют по формуле
(144)где h0 - изменение уровня воды, м. При этом h0 <= hmax;
hmax - максимальная толщина ледяного покрова, м, обеспеченностью 1%.
![]() а) - при понижении уровня воды (УВ); б) - при повышении
уровня воды (УВ); УВЛ - уровень воды при ледоставе
от примерзшего к сооружению ледяного покрова
при изменении уровня воды (УВ)
10.5.2 Момент силы, воспринимаемый 1 м протяженного сооружения от примерзшего ледяного покрова, Ml, МНм/м, при изменении уровня воды (см. рисунок 41) определяют по формуле
где h0, hmax - обозначения те же, что в 10.15.
При этом момент силы Ml, определенный по формуле (145), не может быть больше момента Ml,lim, МНм/м, необходимо определять по формуле
(146)где
для нижнего слоя ледяного покрова при температуре tb или в случае повышения уровня воды верхнего слоя ледяного покрова при температуре tu; для верхнего слоя ледяного покрова при температуре tu или в случае повышения уровня воды нижнего слоя ледяного покрова при температуре tb;Ci,
10.5.3 Вертикальную силу на отдельно стоящую опору или свайный куст от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды Fd,p, МН (см. рисунок 42), определяют по формуле
(147)где kf - коэффициент, определяемый по формуле
kf = 0,6 + 0,15D/hmax, (148)
где D - поперечный размер (диаметр) опоры или свайного куста, м;
Rf и hmax - обозначения те же, что в 10.2 и 10.15.
Примечание - При прямоугольной форме опоры в плане со сторонами b и c, м, или для сооружения, состоящего из системы колонн, или куста свай с внешними габаритами опорной части на уровне действия льда b и c, м, допускается принимать
, м.![]() а - при понижении уровня воды (УВ);
б - при повышении уровня воды (УВ)
от примерзшего к отдельно стоящей опоре
ледяного покрова при изменении уровня воды (УВ)
10.5.4 Вертикальную силу на сооружение, состоящее из системы вертикальных колонн, от примерзшего к опорам ледяного покрова при изменении уровня воды Fd,f, МН (см. рисунок 43), определяют по формуле
Fd,f = KFd,p, (149)
где K - коэффициент, определяемый как произведение коэффициентов Kk для k-х колонн (принимаемых по графикам рисунка 44 при заданных значениях ak,b и hmax):
(150)где ak - расстояние от оси произвольно выбранной основной колонны до оси k-й колонны (см. рисунок 43), м;
b, nt, hmax и Fd,p - обозначения те же, что в 10.5, 10.7, 10.15 и 10.17.
![]() к сооружению из системы вертикальных колонн
ледяного покрова при повышении уровня воды (УВ)
Примечание - При понижении уровня воды (УВ) сила Fd,f направлена вниз.
![]() (обязательное)
А.1 При определении элементов волн на открытых и огражденных акваториях необходимо учитывать следующие волнообразующие факторы: скорость ветра (ее величину и направление), продолжительность непрерывного действия ветра над водной поверхностью, размеры и конфигурацию охваченной ветром акватории, рельеф дна и глубину водоема с учетом колебаний уровня воды.
А.2 Расчетные уровни воды и характеристики ветра необходимо определять по результатам статистической обработки данных многолетних (не менее 25 лет) рядов наблюдений в безледные сезоны. При этом расчетные уровни воды должны определяться с учетом приливо-отливных, сгонно-нагонных, сезонных и годовых колебаний уровней.
А.3 Расчеты элементов волн необходимо производить с учетом деления водоема на следующие зоны по глубине:
- глубоководная - с глубиной
, где дно не влияет на основные характеристики волн;- мелководная - с глубиной
, где дно оказывает влияние на развитие волн и основные их характеристики;- прибойная - с глубиной от dcr до dcr,u, в пределах которой начинается и завершается разрушение волн;
- приурезовая - с глубиной менее dcr,u, в пределах которой поток от разрушенных волн периодически накатывается на берег.
А.4 При определении устойчивости и прочности гидротехнических сооружений и их элементов расчетную обеспеченность высот волн в системе необходимо принимать по таблице А.1.
Таблица А.1
Принимающая расчетная обеспеченность высот волн в системе
Примечания
1 При определении нагрузок на сооружения необходимо принимать высоту волны заданной обеспеченности в системе hi и среднюю длину волны
2 Расчетную обеспеченность высот волн в системе необходимо принимать:
- при определении защищенности портовых акваторий - 5%;
- при определении наката волн - 1%.
3 При назначении высотных отметок сквозных сооружений, возводимых на открытых акваториях, допускается расчетную обеспеченность высот волн в системе принимать 0,1% при надлежащем обосновании.
Максимальный расчетный уровень воды следует принимать согласно соответствующим требованиям обеспеченности расчетных уровней, которые должны быть не более: для сооружений I класса - 1% (один раз в 100 лет), II и III классов - 5% (один раз в 20 лет), а для IV класса - 10% (один раз в 10 лет) по наивысшим годовым уровням в безледный период.
Примечание - Для берегоукрепительных сооружений в безливных морях обеспеченности расчетных уровней необходимо принимать:
- по наивысшим годовым уровням - для подпорных гравитационных стен (волнозащитных) II класса - 1%; III класса - 25%; для искусственных пляжей без сооружений (IV класс) - 1%;
- по среднегодовым уровням - для подпорных (волнозащитных) стен IV класса, бун и подводных волноломов IV класса - 50%; для искусственных пляжей с защитными сооружениями (буны, подводные волноломы - IV класс) - 50%.
А.6 Высоту ветрового нагона
(А.1)где
Vw - расчетная скорость ветра, определяемая по пункту А.9;
L - разгон, м;
Kw - коэффициент, принимаемый по таблице А.2.
Таблица А.2
Определение принимаемого коэффициента Kw
При определении элементов ветровых волн и ветрового нагона должны приниматься обеспеченности расчетного шторма для сооружений I и II классов - 2% (один раз в 60 лет) и III и IV классов - 4% (один раз в 25 лет).
Для сооружений I и II классов допускается обеспеченность расчетного шторма принимать 1% (один раз в 100 лет) при надлежащем обосновании.
А.8 Сочетание обеспеченности скорости ветра с обеспеченностью уровня воды следует принимать для сооружений I и II классов, в том числе для условий водохранилищ при нормальном подпорном уровне (НПУ), согласно А.5 и А.7 и уточнять по данным натурных наблюдений.
Vw = kflklVl, (А.2)
где Vl - скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли (водоема), соответствующая 10-минутному интервалу осреднения и обеспеченности, принимая по пункту А.7;
kfl - коэффициент пересчета данных по скоростям ветра, измеренным по флюгеру, принимаемый по формуле
, но не более 1;kl - коэффициент приведения скорости ветра к условиям водной поверхности для водоемов (в том числе проектируемых) с характерной протяженностью до 20 км, принимаемый: равным единице при измерении скорости ветра Vl над водной поверхностью, над ровной песчаной (пляжи, дюны и пр.) или в покрытой снегом местностью; по таблице А.3 - при измерении скорости ветра над местностью типа A, B или C.
Таблица А.3
Измерение скорости ветра над местностью типа A, B или C
А.10 При предварительном определении элементов волн среднее значение разгона, м, для заданной расчетной скорости ветра Vw, м/с, определяют по формуле
(А.3)где kvis - коэффициент, принимаемый равным 5·1011;
Значения предельного разгона Lu, м, допускается принимать по таблице А.4 для заданной расчетной скорости ветра Vw, м/с.
Таблица А.4
Определение значения предельного разгона Lu
А.11 Расчетные скорости ветра при разгонах менее 100 км допускается определять по данным натурных наблюдений над максимальными ежегодными значениями скоростей ветра без учета их продолжительности.
А.12 Расчетные скорости ветра при разгонах более 100 км следует определять с учетом их пространственного распределения (см. приложение В).
А.13 Элементы волн в глубоководной зоне
Среднюю высоту
и ![]() ветровых волн в глубоководной и мелководной зонах
Среднюю длину волн
Примечание - При переменных скоростях ветра вдоль разгона волн принимают
А.14 При сложной конфигурации береговой черты среднюю высоту волны, м, определяют по формуле
(А.5)где
При наличии перед расчетным створом большого количества препятствий в виде островов с угловыми размерами менее +/- 22,5 град и суммой угловых размеров более 22,5 град среднюю высоту волн
(А.6)где
Средние высоты волн
Средний период волн определяется по безразмерной величине
. Среднюю длину волн определяют по формуле (А.4).Примечание - Конфигурация береговой черты принимается сложной, если величина Lmax/Lmin >= 2, где Lmax и Lmin - наибольший и наименьший лучи, проведенные из расчетной точки в секторе +/- 45 град от направления ветра до пересечения с подветренным берегом.
А.15 Высоту волны i%-ной обеспеченности в системе hd,i, м, определяют путем умножения средней высоты волн на коэффициент ki, принимаемый по графикам рисунка А.2 для безразмерной величины
и верхней огибающей кривой рисунка А.1.![]() Элементы волн с обеспеченностью по режиму 1; 2; 4% необходимо принимать по функциям распределения, определяемым по натурным данным, а при их отсутствии или недостаточности - по результатам обработки синоптических карт (см. приложение В).
А.16 Превышение вершины волны над расчетным уровнем
.![]() в мелководной и
в прибойной зонахВысоту волн i%-ной обеспеченности hi, м, в мелководной зоне с уклонами дна 0,002 и более определяют по формуле
(А.7)где kt - коэффициент трансформации;
kr - коэффициент рефракции;
kl - обобщенный коэффициент потерь.
Коэффициенты kt, kr и kl следует определять по А.18.
Длину волн, перемещающихся из глубоководной в мелководную зону, определяют по рисунку А.4 при заданных безразмерных величинах
. При этом период волн принимается равным периоду волн в глубоководной зоне.![]() в прибойной зонахПревышение вершины волны над расчетным уровнем hc, м, определяют по рисунку А.3 для данных безразмерных величин
. При этом период волн принимается равным периоду волн в глубоководной зоне.А.18 Коэффициент трансформации принимают по графику 1 рисунка А.5. Коэффициент рефракции определяют по формуле
(А.8)где ad - расстояние между смежными волновыми лучами в глубоководной зоне, м;
a - расстояние между теми же лучами по линии, проходящей через заданную точку мелководной зоны, м.
![]() 1 - коэффициента kt; 2, 3 и 4 - величины
Лучи волн на плане рефракции в глубоководной зоне необходимо принимать по заданному направлению распространения волн, а в мелководной зоне их следует продолжать в соответствии со схемой и графиками рисунка А.6.
![]() Рисунок А.6 - Схема (а) и графики (б)
для построения плана рефракции
Обобщенный коэффициент потерь kl должен определяться по заданным значениям величины
Примечание - Значение коэффициента kr допускается принимать по результатам определения коэффициентов рефракции для волновых лучей, проводимых из расчетной точки в направлениях через 22,5 град от главного луча.
Таблица А.5
Определение обобщенного коэффициента потерь
kl по заданным значениям
А.19 Среднюю высоту и средний период волн в мелководной зоне с уклонами дна 0,001 и менее необходимо определять по графикам рисунка А.1. По безразмерным величинам
и по ним определяются Высоту волны i%-ной обеспеченности в системе следует определять путем умножения средней высоты волн на коэффициент ki, принимаемый по графикам рисунка А.2. По безразмерным величинам
Среднюю длину волн при известном значении среднего периода определяют в соответствии с А.13.
Превышение вершины волны над расчетным уровнем определяют по рисунку А.3.
Примечание - Элементы волн, перемещающихся из мелководной зоны с уклонами дна 0,001 и менее в зону с уклонами дна 0,002 и более, необходимо определять согласно пунктам А.17 и А.18. При этом принимается значение исходной средней высоты
А.20 Элементы волн в прибойной зоне
Высоту волн в прибойной зоне hsur 1%, м, определяют для заданных уклонов дна i по графикам 2, 3 и 4 рисунка А.5. При этом по безразмерной величине
и соответственно определяется hsur 1%.Длину волны в прибойной зоне
А.21 Критическую глубину dcr, м, при первом обрушении волн определяют для заданных уклонов дна i по графикам 2, 3 и 4 рисунка А.5 методом последовательных приближений. По ряду задаваемых значений глубин d в соответствии с пунктами А.17 и А.18 определяются величины
и по графикам 2, 3 и 4 рисунка А.5 - соответствующие им значения А.22 Критическую глубину, соответствующую последнему обрушению волн dcr,u при постоянном уклоне дна, определяют по формуле
(А.9)где ku - коэффициент, принимаемый по таблице А.6;
n - число обрушений (включая первое), принимаемое из ряда n = 2, 3 и 4 при выполнении неравенств:
и .Таблица А.6
При определении глубины последнего обрушения dcr,u коэффициент ku или произведение коэффициентов не должны приниматься менее 0,35.
При уклонах дна более 0,05 следует принимать значение критической глубины dcr = dcr,u.
Примечание - При переменных уклонах дна допускается принимать dcr,u по результатам последовательного определения критических глубин для участков дна с постоянными уклонами.
А.23 Элементы волн на огражденной акватории
Высоту дифрагированной волны hdif, м, на огражденной акватории определяют по формуле
hdif = kdifhi, (А.10)
hi - высота исходной волны i%-ной обеспеченности.
В качестве расчетной длины принимается исходная длина
А.24 Коэффициент дифракции волн kdif для акватории, огражденной одиночным молом (при заданном значении угла
![]() Рисунок А.7 - Графики для определения
значений коэффициента kdif,s
А.25 Коэффициент дифракции волн kdjf,c на акватории, огражденной сходящимися молами, определяют по формуле
(А.11)где
![]() Рисунок А.8 - Графики значений коэффициента
Величину dc определяют по формуле
(А.12)где l1 и l2 - расстояния от границ волновой тени (ГВТ) до границ дифракции волн (ГДВ), принимаемые в соответствии со схемой и графиками рисунка А.9 согласно штриховой линии со стрелками;
b - ширина входа в порт, м, принимаемая равной проекции расстояния между головами молов на фронт исходной волны.
Значение коэффициента kdjf,cp определяется так же, как и kdif, согласно А.24 для точки пересечения главного луча с фронтом волн в расчетном створе.
Положение главного луча на схеме рисунка А.9 а необходимо принимать по точкам, расположенным от границы волновой тени (ГВТ) мола с меньшим углом
(А.13)где la1 и la2 - величины, принимаемые в соответствии со схемой и графиками рисунка А.9.
![]() (б) для определения величин i и la
(А.14)где kdif,s1 и kdif,s2 - коэффициенты дифракции волн, определяемые для головных участков волнолома согласно А.24.
А.27 Высоту дифрагированной волны с учетом отражения ее от сооружений и преград hdif,r, м, в данной точке огражденной акватории определяют по формуле
hdif,r = (kdif + kref)hi, (А.15)
где
(А.16)kdif,s - коэффициент дифракции в створе отражающей поверхности, определяемый согласно пунктам А.24, А.25 и А.26;
kr и kp - коэффициенты, определяемые согласно 6.14;
kref,i - коэффициент отражения, принимаемый по таблице А.7. При угле наклона отражающей поверхности к горизонту более 45 град принимают коэффициент отражения kref,i = 1.
Примечание - Высоту волны на огражденной акватории с меняющимися глубинами уточняют согласно А.17 и А.18 при надлежащем обосновании.
Таблица А.7
(рекомендуемое)
Б.1 Отбор, изготовление и подготовка образцов к испытанию
Образцы льда отбирают из N слоев ледяного поля таким образом, чтобы их длинные оси были перпендикулярны направлению роста кристаллов. При этом N >= 3, толщина испытываемого ледяного поля должна быть не менее 0,6hd.
Образцы льда изготавливают в виде призм квадратного сечения или цилиндров круглого сечения с отношением высоты к ширине (диаметру), равным 2,5. Ширина образца не менее чем в 10 раз превышает средний поперечный размер кристалла, определяемый по данным кристаллографического исследования.
Отклонение размеров образцов от номинальных не превышает (+/- 1)%. Образцы имеют гладкую ровную поверхность без трещин, сколов, раковин, заусенцев и др. дефектов.
Цилиндрические образцы изготавливают на токарном станке, а призматические - на горизонтально-фрезерном станке.
Грани призматических образцов рекомендуется обрабатывать попарно двумя фрезами, установленными на одном валу с расстоянием между ними, равным ширине образца при обработке боковых граней и с расстоянием, равным высоте образца при обработке опорных граней.
Перед испытанием образцы исследуемого слоя выдерживаются не менее чем 1 ч при температуре слоя ti, определяемой по опытным данным, а при их отсутствии - по формулам (120) и (121).
Б.2 Оборудование
Испытательные машины должны быть устроены по типу машин с управляемой скоростью деформации. Наибольшая создаваемая машиной нагрузка должна не менее чем в два раза превышать разрушающую нагрузку для испытываемых образцов.
Испытательные машины должны иметь автоматическую запись кривой "нагрузка-деформация", обеспечивать измерение нагрузки с погрешностью не более (+/- 5)%.
Б.3 Проведение испытаний
Образцы сжимаются вдоль длинных осей.
Образцы исследуемого слоя следует испытывать при температуре ti и постоянной скорости деформации, принимаемой для пресноводного льда равной
, с-1, а для морского льда по таблице Б.1.Таблица Б.1
Температура льда в i-ом слое ti для морского льда
Б.4 Обработка результатов
Разрушающее напряжение (предел прочности) при сжатии для каждого образца Cj, МПа, определяют по формуле
(Б.1)где (Pmax)j - разрушающая (пиковая) нагрузка для j-го образца, определяемая по диаграмме "нагрузка-деформация", МН;
f - площадь первоначального поперечного сечения образца, м2.
За результат испытания серии образцов исследуемого слоя принимается величина
(Б.2)![]() 1, 2 - пластическое разрушение; 3 - хрупко-пластическое
разрушение; 4 - хрупкое разрушение
Рисунок Б.1 - Диаграммы "нагрузка-деформация"
для льда, испытываемого при различных
постоянных скоростях деформации:
![]() Графически результат испытания серии образцов исследуемого слоя изображается точкой и двумя разными отрезками, отложенными вверх и вниз от этой точки; точка соответствует среднеарифметическому значению предела прочности льда, а отрезок - среднеквадратическому отклонению случайной погрешности измерений. Указание количества испытанных образцов обязательно.
Примеры графического представления результатов испытаний нескольких серий образцов показаны на рисунках Б.2 и Б.3.
![]() Научно-исследовательская станция "Ладожское озеро",
ААНИИ, 1979 - 1981 г.г.
Рисунок Б.2 - Зависимость максимального предела прочности
пресноводного льда при одноосном сжатии от температуры
![]() Размеры образцов 4 x 4 x 10 см, n = 5.
Дрейфующая научно-исследовательская станция
"Северный полюс-24", ААНИИ, 1978 - 1979 гг.
прочности морского льда при одноосном
сжатии от количества жидкой фазы
(рекомендуемое)
ВЕТРА ПО ДАННЫМ СИНОПТИЧЕСКИХ КАРТ
Пространственное распределение скорости ветра необходимо учитывать путем построения полей ветра, определяемых по данным синоптических карт. Расчетные скорости ветра допускается определять в соответствии с графиком (см. рисунок В.1) для заданной географической широты
![]() а -
; б - ![]() Рисунок В.1 - Графики для определения расчетной скорости
ветра Vw, м/с, по данным синоптических карт
при циклонических изобарах, проведенных через 0,5 кПа
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/8/gost_73025.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||