Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование оградительных сооружений морского порта. Учебное пособие
.pdf
22
t
gp
7
i
ghkp
88
Рис. 2.8. Графики значений коэффициентов для определения ординат эпюры
волнового давления при подходе вершины волны: 1 – граница разрушения
стоячих волн: а – k2, б – k3, в – k4, г – k5.
2.3.5. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ ПОДХОДЕ ПОДОШВЫ ВОЛНЫ
Эпюру волнового давления при подходе к стене подошвы волны при
d<0.5 строим по четырем точкам (рис. 2.7, б), определяя ординаты pi по формулам
1. На уровне спокойного горизонта воды р6=0.
2. На глубине
от спокойного горизонта воды, вычисленной по формуле
t
(2.3), при cos(t)=-1
(2.9)
3. На глубине, равной двум высотам волны 2hi
(2.10)
23
4. На расчетной глубине d
i
ghkp
99
(2.11)
Коэффициенты k8 и k9 определяются по рис. 2.9.
Рис. 2.9. Графики значений коэффициентов для определения ординат
волнового давления при подходе подошвы волны: 1 – граница разрушения
стоячих волн: а – k8; б – k9.
2.3.6. ВЗВЕШИВАЮЩЕЕ ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ
Взвешивающие силы волнового давления на подошву сооружения Pzc и
P
, а также в горизонтальных швах кладки в любом сечении определяются из
zt
треугольной эпюры, согласно рис. 2.7. В крайних точках ординаты эпюр взве-
шивающего волнового давления принимаются равными соответствующим ор-
динатам эпюр бокового волнового давления, например, с морской стороны у
ребра подошвы сооружения при подходе гребня волны ордината эпюры взве-
шивающего давления ED равна р5 (см. рис. 2.7, а) и т. д.
2.4. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ СО СТОРОНЫ
ОГРАЖДЕННОЙ АКВАТОРИИ
Горизонтальную силу давления дифрагированных волн на вертикальную
стену со стороны огражденной акватории следует учитывать только при длине
24
секции сооружения l0.8
),(
82
2
'
kdcth
khh
difdif
t
dif
h
ti
gkp
2
,
242
2
3
kdsh
kh
kdcth
h
gkp
difdif
i
i
k
l
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
kl 0.98
0.92
0.85
0.76
0.64
0.51
0.38
0.23
kdcth
khh
difdif
c
82
2
'
kdcht
khh
gkp
difdif
i
82
2
2
kdsh
kh
kdcth
h
gkp
difdif
i
242
2
3
. Расчетную эпюру волнового давления, приведенную
к единице длины секции стены, строим по трем точкам.
2.4.1. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ ПОДХОДЕ ПОДОШВЫ ВОЛНЫ
1. На уровне спокойного горизонта воды р1=0 (рис. 2.7, в)
где
где
2. На глубине
’, определяемой по формуле
t
(2.12)
– высота дифрагированной волны, м.
Величина ординаты определяется по формуле
(2.13)
3. На глубине, равной глубине воды у сооружения df,
(2.14)
– коэффициент снижения волнового давления, определяемый по табл. 2.2.
Таблица 2.2
Значения коэффициента снижения волнового давления kсн
2.4.2. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ ПОДХОДЕ ВЕРШИНЫ ВОЛНЫ
1. На высоте
ется по формуле
2. На уровне спокойного горизонта воды
3. На глубине, равной глубине воды у сооружения,
’ ордината эпюры р1=0 (рис. 2.7, г). Высота
c
’ определя-
c
(2.15)
(2.16)
(2.17)
25
На глубине z0.3 давление равно нулю. В этом случае эпюра имеет вид
i
ghp
5.12
f
d
f
i
dch
gh
p
2
3
zc
P
2
3
аp
zc
)/(
fb
ddа
треугольника (на рис. 2.7, в, г указано пунктиром).
2.5. ВОЗДЕЙСТВИЕ РАЗБИТЫХ И ПРИБОЙНЫХ ВОЛН
НА ВЕРТИКАЛЬНУЮ СТЕНКУ
При глубине над поверхностью бермы dbr<1.25hi и глубине перед верти-
кальной стеной d
1.5hi (рис. 2.10, а) происходит разрушение волн непосредст-
b
венно перед сооружением – образуются разбитые волны. Разбитые волны могут
образовываться и при резком переходе волн с мелководной на прибойную зону.
2.5.1. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ РАЗБИТЫХ ВОЛН
Эпюру волнового давления от действия разбитых волн со стороны откры-
той акватории при подходе вершины волны строим по трем точкам.
1. На высоте z1, равной высоте волны, давление р1=0.
2. На уровне спокойного горизонта воды
(2.18)
3. На глубине, равной глубине воды у сооружения
(2.19)
,
Вертикальная сила от взвешивающего давления
определяется по формуле
(2.20)
где а– ширина основания сооружения; – коэффициент полноты эпюры, за-
висящий от отношения
=0.7, 0.8, 0.9, 1.0.
: при a/(db-df)=3, 35, 57, 7 соответственно
26
Рис. 2.10. Волновое давление: а – разбитых волн; б, в – прибойных волн
2.5.2. ВОЛНОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИБОЙНЫХ ВОЛН
Если со стороны открытой акватории на расстоянии не менее 0.5 глуби-
на перед сооружением d
d
, то на стену воздействует прибойная волна. Пара-
b
cr
27
метры прибойной волны определяют по натурным или лабораторным исследо-
,
2
, sur
f
surс
hd
sur
ghp
5.12
f
sur
sur
dch
gh
p
2
3
27.0
3
ap
p
zc
ваниям или СНиП.
Возвышение над спокойным уровнем максимального всплеска волны у
стены определяется по формуле
(2.21)
где h
– высота прибойной волны.
sur
Эпюра волнового давления от воздействия прибойной волны строится по
трем точкам (рис. 2.10, б, в).
1. На высоте z1, равной высоте прибойной волны, давление р1=0.
2. На высоте, равной 1/3h
по формуле
(2.22)
3. На глубине, равной глубине воды у сооружения d
ется по формуле
(2.23)
Вертикальная сила от взвешивающего давления определяется по формуле
от спокойного уровня, давление определяется
sur
, давление определя-
f
2.5.3. ВЗВЕШИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ НА БЕРМЕННЫЕ МАССИВЫ
определить величину взвешивающего давления от воздействия волны. Эпюра
взвешивающего давления строится по двум точкам (рис. 2.11).
прибойных – р3 (см. рис. 2.7 и 2.10).
(2.24)
При проверке устойчивости берменных массивов на сдвиг необходимо
При х=0 взвешивающее давление от стоячих волн равно р
, от разбитых и
5
28
)()cos(
)(
)(
35
ppkx
kdch
ddkch
ghkp
t
ibrbr
b
d
15
i
h
20
i
h
<0.27
0.86
0.64
0.270.32
0.60
0.44
>0.32
0.30
0.30
Рис. 2.11. Взвешивающее давление на берменные массивы
Давление на расстоянии х от лицевой грани стены определяется по формуле
(2.25)
где x – расстояние от стены до соответствующей грани берменного массива;
kbr – коэффициент, определяемый по табл. 2.3.
Таблица 2.3
Значения коэффициента kbr
2.6. ДОННЫЕ СКОРОСТИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОЛН
НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
При воздействии волн на сооружение возникают донные перемещения
воды. Донные скорости могут достигать большой величины и вызывать опас-
ность размыва дна перед сооружением, который в свою очередь вызовет осадку
и размыв основания, т. е. разрушение всего сооружения.
Донные скорости, особенно разбитых и прибойных волн, могут размыть,
уположить или разрушить каменную постель у вертикальных стен или элемен-
ты наброски у набросных сооружений.
29
Донная скорость стоячих волн. При любой глубине Н максимальная
b
ist
b
d
sh
g
hk
V
4
2
max,
i
h
8
10
15
20
30
ksl
0.5
0.7
0.75
0.8
1.0
f
i
f
dch
gh
V
2
max,
f
sur
sur
b
dch
gh
V
2
max,
донная скорость стоячих волн возникает на расстоянии равном четверти длины
волны от вертикального сооружения, величина которой определяется по формуле
(2.26)
где ksl – коэффициент, определяемый по табл. 2.4.
Таблица 2.4
Значения коэффициента ksl
Донная скорость разбитых волн. Максимальная скорость над поверхно-
стью бермы перед вертикальной стеной при воздействии разбитых волн опре-
деляется по формуле
(2.27)
Донная скорость прибойных волн. Максимальная донная скорость пе-
ред вертикальной стеной при воздействии прибойных волн со стороны откры-
той акватории определяется по формуле
(2.28)
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей V
грунта крупностью фракций d
V
b,max>Vb,adm
необходимо предусматривать защиту от размыва основания.
, мм, следует принимать по рис. 2.12; при
10
, м/с, для
b,adm
30
Рис. 2.12. График допускаемых значений неразмывающих донных скоростей
3. КОНСТРУКЦИИ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ
СООРУЖЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА
Сооружения гравитационного типа (волноломы и молы) состоят из по-
стели, подводной и надводной частей.
Постель представляет собой специально подготовленное основание из
камня или бетона в мешках. Она обеспечивает сохранность грунта в основании
сооружения, а также выравнивает поверхность дна под возводимое сооружение.
Особо важную роль каменная постель выполняет при возведении соору-
жений гравитационного типа на мягких сжимаемых грунтах. Известно, что на-
пряжения, возникающие в основании сооружения, передаются через постель на
грунт основания под углом внутреннего трения материала постели (для камня
на большую площадь грунта. Следовательно, при наличии постели напряжения
в основании будут значительно меньше, чем если бы сооружение было распо-
ложено непосредственно на грунте. При этом за счет собственного веса постели
0
=45
). Вследствие этого напряжения в основании сооружения распределяются
31
происходит выравнивание напряжений, предающихся на грунт. Толщина по-
стели определяется расчетом.
При скальных грунтах постель служит только для выравнивания скально-
го основания. В этом случае она может быть выполнена из камня при толщине
слоя не менее 0,5 м или из пластичного бетона в мешках при толщине не менее 0,25 м.
В поперечном сечении каменная постель выступает в обе стороны от вер-
тикальной стенки. Выступающие за грани вертикальной стенки горизонтальные
площадки постели называются бермами, а наклонные – откосами. Ширина
берм определяется расчетом. Заложение откосов назначается в зависимости от
глубины воды, интенсивности волнения и размера отдельных камней. Оно при-
нимается в пределах 1:3 – 1:2 для берм с морской стороны и 1:2 – 1:1 – для тыловых берм.
Бермы с морской стороны покрывают берменными массивами для защи-
ты от растаскивания камня волной и размыва основания. Берменные массивы
укладывают также с тыловой стороны в головной части оградительного соору-
жения, находящейся под воздействием волн, обошедших голову. Массу бер-
менных массивов рекомендуется принимать в пределах 40 – 50 т, высоту – не
менее 1 м, а ширину – не менее 2 м.
Верхняя поверхность бермы, незащищенная массивами, и ее откосы во
избежание размыва покрываются крупным камнем толщиной не менее 1 м.
При проектировании оградительных сооружений гравитационного типа
на размываемых грунтах следует принимать меры по защите грунта от вымыва
из-под постели за счет фильтрации через нее воды. При вымыве грунта может
произойти чрезмерная осадка, а затем и разрушение сооружения.
Во избежание вымыва грунта необходимо создать обратный фильтр
(контрфильтр) толщиной примерно 0,5 м из щебня или карьерной мелочи.
Подводную часть вертикальной стенки оградительных сооружений гра-
витационного типа обычно несколько возвышают над уровнем воды, чтобы об-
легчить строительство надводной части. Подводная часть может быть выпол-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]