"Изменение N 1 к СП 38.13330.2018 "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)"
(утв. и введено в действие Приказом Минстроя России от 15.12.2021 N 944/пр)

Дополнить третьим абзацем в следующей редакции:

"Изменение N 1 к настоящему своду правил разработано АО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" (д-р техн. наук В.Б. Глаговский, д-р техн. наук О.М. Финагенов, д-р физ.-мат. наук В.И. Климович, канд. техн. наук Н.С. Бакановичус, А.А. Лялина) при участии сотрудников ФГБУ "ААНИИ" (канд. физ.-мат. наук О.М. Андреева, канд. геогр. наук А.К. Наумова, Р.А. Виноградова), канд. техн. наук Н.Д. Беляева (СПбПУ), д-р техн. наук М.Е. Миронова (ООО "Морстройтехнология").

Заменить нормативные ссылки:

"СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменением N 1)" на "СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменениями N 1, N 2, N 3)";

"СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения" на "СП 47.13330.2016 "СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения" (с изменением N 1)";

"СП 58.13330.2012 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменением N 1)" на "СП 58.13330.2019 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения".

Дополнить нормативной ссылкой в следующей редакции:

"СП 482.1325800.2020 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ".

Пункт 4.1. Первый абзац. Изложить в новой редакции:

"4.1 В настоящем своде правил установлены нормативные значения нагрузок и воздействий от ветровых волн, льда и судов на гидротехнические сооружения в зависимости от класса их ответственности в соответствии с СП 58.13330.".

Пункт 4.2. Второе предложение. Изложить в новой редакции:

"Инженерно-гидрометеорологические изыскания должны выполняться в соответствии с СП 47.13330, СП 482.1325800, [1] и [2].".

Пункт 5.2. Изложить в новой редакции:

"5.2 В качестве расчетного шторма для эксплуатационного периода следует принимать шторм повторяемостью для сооружений класса:

I - 1 раз в 100 лет;

II - 1 раз в 50 лет;

III и IV - 1 раз в 25 лет.

При строительстве сооружений в зонах воздействия волн, в качестве расчетного шторма для строительного периода следует принимать шторм повторяемостью для сооружений класса:

I - 1 раз в 10 лет;

II - 1 раз в 5 лет;

III и IV - 1 раз в 2,5 года.

При этом повторяемость расчетного шторма для периода строительства сооружений в зонах воздействия волн должна быть не менее одного раза за удвоенный период строительства.".

Пункт 5.7. Первый абзац. Второе перечисление. Изложить в новой редакции:

"1% - при определении наката волн и при определении высотных отметок оградительных сооружений вертикального профиля;".

Пункт 5.13. Заменить неравенство: "d_br >= 1,5h" на "d_br >= 1,25h".

Пункт 6.1. Первый абзац. Изложить в новой редакции:

"6.1 При расчете воздействий на гидротехнические сооружения от судов (плавучих объектов) необходимо определять:

нагрузки от ветра, течения и волн на плавучие объекты;

нагрузки от навала пришвартованного судна на причальное сооружение при действии ветра, течения и волн;

нагрузки от навала судна при его подходе к портовому причальному сооружению;

нагрузки от натяжения швартовов при действии на судно ветра, течения и волн;

размывающее действие от винтов судовых движителей.".

6.13 При расчете гидротехнических сооружений следует учитывать размывающее действие на дно и основания сооружений основных судовых движителей и подруливающих устройств (ПУ).

Поток за работающим винтом условно разделяется на несколько участков (рисунок 17а): участок формирования струи; основной участок распространения свободной струи; участок струи, взаимодействующей со свободной поверхностью или с поверхностью дна. Отдельно рассматриваются случаи взаимодействия струи с вертикальной стенкой, с наклонной стенкой, с опорной частью швартовных палов, с откосной частью берега.

6.14 Скорость потока за работающим винтом V₀, м/с, определяется согласно соотношению

где P_D - максимальная мощность винта, кВт;

f_p - задействованная доля мощности;

D_p - диаметр винта судна, м;

- плотность воды, т/м³;

C₃ - коэффициент равный 1,48 для открытых винтов и 1,17 для винтов в направляющей насадке.

В конце начального участка формирования струи (на расстоянии x₀ = 2,6D_p от винта) скорость потока на оси винта равна V₀, м/с (рисунок 17а).

6.15 Максимальная придонная скорость потока при работающем винтовом движителе судна без учета взаимодействия струи с причальными сооружениями V_b,max, м/с, определяется по формуле

где E = 0,71; b = 1,0 для морских судов с рулевым устройством;

E = 0,42; b = 1,0 для морских судов без рулевого устройства;

E = 0,25; b = 1,0 для речных судов типа катамаран и двойным рулем;

E = 0,42; b = 0,275 для морских судов со сдвоенным винтом и центральным рулем;

E = 0,52; b = 0,275 для морских судов со сдвоенным винтом и двойным рулем.

6.16 Максимальная придонная скорость V_b,max, м/с, от работы ПУ при наличии вертикальной стенки (рисунок 17б) определяется на основе соотношения

где D_t - диаметр ПУ, м;

L - расстояние между стенкой и краем туннеля ПУ, м;

- коэффициент, определяемый на основе графиков рисунка 17в.

6.17 Устойчивость грунта, слагающего дно акватории вблизи сооружения, подверженного воздействию струй от судовых винтов, оценивается сравнением придонной максимальной скорости V_b,max, м/с (47б), (47в) и значения неразмывающей придонной скорости течения для грунта, слагающего дно.

Крупность камня защитного слоя определяется на основе соотношения

где D₅₀ - средний диаметр камня защитного слоя, м, обеспечивающий статическую защиту;

B_s - коэффициент, равный 1,23 при отсутствии рулевой группы за винтом и равный 0,64 при наличии рулевой группы за винтом;

- плотность камня, т/м³.

6.18 При рассмотрении взаимодействия струи от винтового движителя с основанием швартовного пала максимальную придонную скорость вблизи свай следует удваивать. При рассмотрении совместной работы двух или трех движителей (n = 2 - 3) придонные скорости следует увеличивать в раз.

6.19 Размеры участка вдоль причального сооружения, который должен быть защищен от размыва, определяются:

- размерами участка воздействия струй от поперечного ПУ и (или) основного движителя в зависимости от регламента выполнения операций причаливания и отчаливания;

- шириной полосы грунта необходимого для обеспечения устойчивости сооружения.

Длину защиты от размыва вдоль причала следует задавать равной длине расчетного судна, увеличенной не менее, чем на 50 м перед его носом и на 50 м позади кормы. Кроме того, длина защиты дна от размыва вдоль причала может быть увеличена в зависимости от организации постановки судна к причалу и отхода от него. Если место швартовки постоянно, то и воздействие струй от движителей всегда будет на одних и тех же местах. В этом случае можно использовать соотношения (рисунок 17г):

где коэффициент a принимает значение от 3 до 4; коэффициент c принимает значение от 3 до 5.

Достаточная ширина защиты для участка воздействия основного движителя b_pr, м, определяется с помощью схемы (рисунок 17д) по формуле

где b_q - расстояние между судном и причальной стенкой, м;

b_s - ширина судна, м;

S_p - расстояние между валами основных гребных винтов, м.

Пункты 7.1, 7.2. Изложить в новой редакции:

"7.1 Нагрузки ото льда на гидротехнические сооружения должны определяться на основе исходных данных по ледовой обстановке в районе сооружений.

Ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения в период постоянной и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) должны определяться на основе статистических данных о гидрометеорологических и ледовых условиях в районе расположения сооружения, исходя из ежегодной вероятности превышения (обеспеченности) гидрометеорологических и ледовых условий, устанавливаемых в зависимости от класса сооружений по таблице 13а. Нагрузки ото льда на сооружения определяются на период ледовых воздействий.

7.2 В настоящем своде правил установлены нормативные значения ледовых нагрузок и воздействий, включая:

- нагрузки на сооружения от полей ровного льда, в том числе подхода дрейфующего поля льда к сооружению (или ледохода) и подвижки поля ровного льда при вмерзании в него сооружения;

- нагрузки на сооружения от сплошного ледяного покрова при его температурном расширении;

- нагрузки от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды;

- нагрузки на сооружения от заторных и зажорных масс льда;

- нагрузки от движущегося тороса.

При проектировании гидротехнических сооружений определяются глобальные и локальные ледовые нагрузки.

Под глобальной ледовой нагрузкой подразумевается главный вектор ледовой силы и главный момент ледовых сил, действующие на все сооружение, как на твердое тело. Глобальную ледовую нагрузку воспринимает корпус гидротехнического сооружения и передает ее на грунт или свайные системы.

Локальные ледовые нагрузки оцениваются локальным ледовым давлением - силой, приложенной к элементу конструкции или части обшивки заданной площади. Локальные давления используются в расчетах общей и местной прочностей конструкций.".

Пункт 7.3. Четвертое перечисление. Исключить слова:

", необходимые при расчете нагрузки от температурного расширения".

Шестое перечисление. Исключить слова:

", необходимая для расчета прочности льда".

Дополнить восьмым и девятым перечислениями:

"- характеристики (типы) ледовых условий на акваториях;

- ледовые показатели акваторий.".

Дополнить вторым абзацем в следующей редакции:

"Исходные данные для расчета ледовых нагрузок в период постоянной и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) следует назначать путем статистической обработки материалов натурных наблюдений в соответствии с ежегодной вероятностью превышения в зависимости от класса сооружений. При отсутствии материалов натурных наблюдений за исходные данные принимаются значения параметров, полученные расчетом по гидрометеорологическим условиям местности, соответствующим заданной вероятности превышения.".

Пункт 7.4. Экспликация к формулам (48) и (49). Первый член экспликации. Изложить в новой редакции:

"где N - число слоев одинаковой толщины, на которое разбивается (по толщине) ледяное поле расчетной толщины, при этом N = 3 при толщине льда до 1,5 м и N = 5 при толщине льда от 1,5 м и более;".

Пункт 7.5 Первый - пятый абзацы. Изложить в новой редакции:

"7.5 Значение C_i определяется с учетом температуры в i-м слое как среднеарифметическое значение прочности льда, полученное в соответствии с методикой испытания льда на одноосное сжатие, согласно приложению П.

Распределение температуры по толщине льда и определение ее значения в i-м слое принимается по натурным данным или, при их отсутствии, на основе решения задачи теплопроводности (при этом допускается использование верифицированных термодинамических моделей), а также для стационарного режима в толще льда с учетом расчетной толщины слоя снега на поверхности льда.

Для решения задачи теплопроводности температуру наружного воздуха следует принимать по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий, проведенных в соответствии с СП 47.13330, СП 482.1325800.

При стационарном режиме в толще льда, в зависимости от класса сооружений для периодов постоянной и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) в качестве температуры воздуха принимается:

- для толщины льда менее 1,5 м - средняя температура воздуха за декаду, предшествующую ледовому воздействию, для периодов постоянной эксплуатации и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) ежегодной вероятностью превышения в соответствии с таблицей 13б;

- для толщины льда более 1,5 м - средняя температура воздуха за месяц, предшествующий ледовому воздействию, для периодов постоянной эксплуатации и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) ежегодной вероятностью превышения в соответствии с таблицей 13б.

При отсутствии натурных данных, значение C_i принимается по таблицам 14 и 15 для пресного и соленого льда соответственно, с учетом температуры и солености льда в i-м слое. При солености льда менее лед считается условно пресным".

Таблица 15. Для типа структуры морского льда "Волокнистый" и "Солености льда " изложить в новой редакции:

Пункт 7.8. Первый абзац. Изложить в новой редакции:

"7.8 Нагрузку от воздействия движущихся ледяных полей на сооружения с вертикальной гранью в зонах возможного воздействия льда необходимо определять: на отдельно стоящую опору (рисунок 18) с гранью, взаимодействующей со льдом, в виде треугольника, многогранника или цилиндрического очертания F_c,p, МН, по формуле".

Экспликация к формулам (50) и (51). Первый и второй члены экспликации. Изложить в новой редакции:

"V - расчетная скорость движения ледяного поля, м/с;

h_d - расчетная толщина ровного льда, м. Назначается путем статистической обработки материалов натурных наблюдений или расчетным путем по гидрометеорологическим условиям местности для периода времени с наибольшими ледовыми воздействиями в зависимости от класса гидротехнического сооружения для периодов постоянной эксплуатации и временной эксплуатации в ходе строительства (капитального ремонта, реконструкции) по таблице 13б;".

Четвертый член экспликации к формулам (50) и (51). Изложить в новой редакции:

"A - расчетная площадь ледяного поля (или суммарная площадь нескольких ледяных полей, оказывающих давление друг на друга), м², которая может воздействовать на рассчитываемый элемент сооружения, определяемая по натурным наблюдениям или принимаемая в зависимости от поперечных размеров сооружения как A = 3l² (где l - пролет водопропускного сооружения) или (где b_max - максимальный поперечный размер сооружения);".

Второй абзац. Исключить.

Примечания.

Пункт 2. Изложить в новой редакции:

"2 Под протяженным сооружением следует понимать сооружение, препятствующее проходу ледяных полей через створ сооружения. Под это понятие попадают отдельные участки русловых плотин, затворы водосбросных сооружений, протяженные стены и ледозащитные сооружения, если они упираются в берега или соединены с другими сооружениями, и прочие прибрежные сооружения, соединенные между собой и/или берегом инфраструктурными сооружениями.".

Пункты 7.10, 7.11. Изложить в новой редакции:

"7.10 Нагрузку от воздействия движущегося ледяного поля на сооружение, состоящее из системы колонн (свай, свай-оболочек и т.п.), необходимо определять в зависимости от просвета между сваями S (рисунок 22).

Нагрузка от воздействия движущегося ледяного поля на каждый из элементов поперек направления движения ледяных полей с просветами S <= 2·h_d определяется по формуле

где F₁ - сила от воздействия ледяных полей на один элемент шириной b₁ рассматриваемого сооружения, определяемая для соответствующих ледовых условий, воздействия ледяных полей и конструкции опор по формулам (50) - (58);

k_bn - коэффициент, определяемый по таблице 18 для суммарной ширины n элементов, входящих в сооружение. На каждый элемент действует сила в n раз меньше, чем на все сооружение.

За расчетное воздействие следует принимать наименьшую силу, определенную по формуле (59) и формулам (50) - (58), для соответствующих ледовых воздействий.

Если в ряду, расположенном поперек движения ледяного поля, из n свай есть j просветов S > 2h_d, то ряд следует разбить на (j + 1) элементов, с просветами между сваями S <= 2h_d. Расчет каждого из (j + 1) элементов следует выполнять по формуле (65). В случае невозможности выделения элементов с просветом между сваями S <= 2h_d, каждая свая ряда рассматривается как отдельное сооружение, нагрузка на которое определяется по формулам (56) - (64).

Воздействие льда от движущегося ледяного поля на сваи второго и последующих рядов, расположенных поперек направления нагрузки (движения ледяного поля), не учитывается, поскольку сваи первого ряда работают как аванпостные сооружения, у которых происходит разрушение ледяных полей.

7.11 Определяющая характеристика ледовых воздействий при первой подвижке льда на элементы системы колонн (свай, свай-оболочек и т.п.) - расстояние l между элементами ряда (по их осям).

Максимальное расстояние между элементами ряда (по их осям) l_max, при котором происходит срез льда между этими элементами, определяется по формуле

При l > l_max каждый элемент в ряду, расположенный вдоль направления движения ледяных полей, работает независимо друг от друга (у каждого элемента происходит смятие льда).

При первой подвижке льда на элементы второго и последующих рядов, расположенных вдоль направления движения ледяных полей на расстоянии друг от друга (по осям) l < l_max, действует сила F_cut, которую следует определять как доли от силы F₁, действующей на первый элемент ряда

где - коэффициент снижения воздействия льда на последующие элементы ряда

где n_cut - число плоскостей среза между элементами ряда;

l_cut - длина плоскости среза;

- коэффициент, определяемый по формуле

Примечание - Формула (60) применима для случаев .".

Пункт 7.16. Первый абзац. Исключить.

Пункт 7.19. Изложить в новой редакции:

"7.19 Локальное ледовое давление на конструкции в районе ледового пояса конической опоры и сооружения откосного профиля p, МПа, определяется по формуле

где A_C - площадь контакта, на которой учитывается локальное давление льда, м²;

R_C и - см. 7.4 и 7.9.

Локальное ледовое давление в районе ледового пояса на сооружение с вертикальной передней гранью определяется по формуле (68а) с исключением множителя .

Примечания

1 В формуле (68а) угол наклона образующей конуса (передней грани сооружения откосного профиля) к горизонту . При давление p определяется как при 18°; при давление p определяется как при 72°.

2 При p > 10 МПа давление p принимается равным 10 МПа.".

Пункт 7.21. Экспликация к формуле (75). Первое перечисление. Изложить в новой редакции:

"где q - нагрузка на единицу длины сооружения от воздействия сплошного ледяного поля при его температурном расширении, принимается как наибольшее из значений q, определенных для случаев, когда из ряда наблюдений за температурой воздуха приняты расчетные периоды с минимальной температурой и соответствующим ей градиентом или с максимальным градиентом и соответствующей ему температурой, кН/м;".

Пункт 7.22. Изложить в новой редакции:

"7.22 Нагрузку q, кН/м, на единицу длины сооружения от воздействия сплошного ледяного покрова при его температурном расширении следует определять по формуле

где h_d - обеспеченная толщина ровного льда, м (7.8);

k_L - коэффициент потери устойчивости ледяного покрова, принимаемый по таблице 30.

p - давление за счет упругой и пластической деформации, кПа, при температурном расширении льда соленостью принимается равным 100 кПа и нагрузка на единицу длины сооружения определяется по формуле

При солености давление p определяется по формуле

где - предел упругости льда при сжатии, кПа,

- коэффициент линейного расширения льда, град^-1,

V_t - скорость повышения температуры воздуха, град/с,

- коэффициент вязкости льда, кПа·с, определяемый по формулам:

t_i - температура льда, °C, определяемая по формуле

t_0min - начальная минимальная температура, с которой начинается ее повышение, °C;

- относительная толщина ледяного покрова с учетом влияния снега, определяемая по формуле

h_red - приведенная толщина ледяного покрова, м, определяемая по формуле

h_s - наименьшая толщина снежного покрова, м;

- теплопроводность льда, Вт/(мК);

- коэффициент теплоотдачи с верхней поверхности ледяного покрова, Вт/(м²·К), определяемый по формуле

w - средняя скорость ветра, м/с; коэффициент B определяется по таблице 31;

, - безразмерные коэффициенты, принимаемые по графикам рисунков 24 и 25 при заданных относительных значениях толщины ледяного покрова и безразмерного значения ;

a - коэффициент температуропроводности льда, м²/с.

При этом нагрузка от температурного расширения, определенная по формуле (75), должна быть не более нагрузки, определенной по формуле

где - температурное расширение ледяного поля, м;

K_b - коэффициент упругой податливости сооружения, м/МН.

Температурное расширение ледяного поля может быть определено по формуле

где - расчетный перепад температуры наружного воздуха, °C;

L - расстояние от сооружения до берега или до трещины, м.

Для свайного ростверка с высотой стоек H, м, коэффициент податливости конструкции определяется по формуле

где E - модуль упругости материала конструкции, МПа;

I - момент инерции поперечного сечения сваи, м⁴;

n - количество свай конструкции.

Нагрузка от температурного расширения F_t,h, рассчитанная по формуле (85), должна быть не более определенной по формуле

где R_c, b, h_d - см. 7.8.

Для условий нагрузки от температурного расширения k_v = 0,1.

Примечание - В приливных морях нагрузки от температурного расширения льда на гидротехнические сооружения не учитываются.".

Пункт 7.24. Формула (91). Изложить в новой редакции:

Пункт 7.30. Формула (101). Изложить в новой редакции:

Пункт 7.31. Перечисление а). Изложить в новой редакции:

"а) горизонтальная составляющая нагрузки F_c,h, МН, вычисляется:

- для вертикальных поверхностей по формуле (52) - для отдельно стоящего сооружения и по формуле (53) - для секции протяженного сооружения;

- для конических сооружений по формуле (54) - для отдельно стоящей конической опоры;

- для сооружений откосного профиля по формуле (56), с заменой величины h_d на h_c - расчетную толщину консолидированной части и умножением значения R_c на коэффициент r_c - отношение прочностей консолидированной части и ровного льда на сжатие, определяемый по опытным данным; при их отсутствии следует принимать r_c = 0,8, где h_d - обеспеченная толщина ровного льда на момент образования тороса, R_c - см. 7.4; толщина консолидированной части тороса h_c = (1,8 - 2,0)h_d (приложение Р).".

Пункт 7.32. Формула (111). Изложить в новой редакции:

Формулы (113) и (114). Изложить в новой редакции:

Пункты 7.33 - 7.35. Исключить.

Рисунок А.1. Изложить в новой редакции:

"

Первый абзац. Изложить в новой редакции:

"Образцы льда отбираются из N слоев одинаковой толщины ледяного поля так, чтобы их длинные оси были перпендикулярны к направлению роста кристаллов; при этом N = 3 при толщине льда до 1,5 м и N = 5 при толщине льда от 1,5 м и более".

Четвертый и пятый абзацы. Исключить.

Формула (Р.2). Первый член экспликации. Изложить в новой редакции: "где - коэффициент пассивного давления, определяется по формуле".