     РАЗРАБОТАНО Государственным проектно-изыскательским институтом морского транспорта "Союзморниипроект"

     Одесский филиал "Черноморниипроект"

     Директор - канд. техн. наук В.А.Яценко

     Зам. главного инженера В.А.Стецюк

     Зав. группой стандартизации А.Ф.Долгая

     Руководитель разработки зав. лабораторией МКПА - канд. техн. наук А.П.Тюрин

     Ответственный исполнитель - канд. техн. наук В.В.Бурячок

      УТВЕРЖДЕНО Начальником Главного управления проектирования и капитального строительства ММФ СССР В.В.Аристарховым

     ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ Письмом ГУПиКС ММФ от 08.06.90 N КС-3/1248

     ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ


     Настоящее Руководство предназначено для экспериментального проектирования морских гидротехнических сооружений, расположенных на высоких каменных постелях и имеющих плоскую лицевую грань, наклоненную к вертикали не более чем на 30°.

     Руководство уточняет и развивает положения СНиП 2.06.04-82.

     РД не распространяется на случаи воздействия на гидротехнические сооружения разбивающихся и прибойных волн.

1. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ СТЕНЫ НА ВЫСОКОЙ КАМЕННОЙ ПОСТЕЛИ

     1.1. Эпюры волнового давления при подходе со стороны моря (рис.1.1) вершины (эпюра 1) и подошвы (эпюра 2) волны следует строить по требованиям СНиП 2.06.04-82*, принимая в качестве расчетных глубину , длину волны и высоту (элементы волн над бермой). Последние две величины надлежит определять по пп.1.2, 1.3 настоящего РД.

Рис.1.1

Расчетная схема вертикальной стены

     1.2. Величину следует определять по оси ординат рис.1.2, восставляя перпендикуляр к оси абсцисс в точке, соответствующей заданному отношению до пересечения с линией, соответствующей заданному отношению . Здесь - средняя длина волны на глубине , м, остальные обозначения даны на рис.1.1. Для определения промежуточных значений по рис.1.2 допускается линейная интерполяция.

Рис.1.2

К определению длины волны над бермой

     1.3. Отношение ( - высота волны на подходе к сооружению, м) нужно определять по рис.1.3-1.8, соответствующих значениям , ближайшим к заданному, с последующей линейной интерполяцией результата. На указанных рисунках следует найти точки с координатами , , где

(1.1)

(см. рис.1.1), и определить по линейной интерполяции между ближайшими изолиниями.

Рис.1.3

Изолинии при 2

Рис.1.4

Изолинии при 4

Рис.1.5

Изолинии при 6

Рис.1.6

Изолинии при 8

Рис.1.7

Изолинии при 10

Рис.1.8

Изолинии при 12

     1.4. Эпюры взвешивающего давления, волнового давления скользящей дифрагированной волны со стороны гавани, а также коэффициенты к нагрузкам со стороны моря на стенки с пониженной отметкой верха и в случае косого подхода волн надлежит вычислять по СНиП 2.06.04-82*. Указанные коэффициенты следует применять к нагрузкам, вычисленным по пп.1.1-1.3 настоящего РД.

     1.5. Отражение волн от сооружения рекомендуется считать полным, донные волновые скорости следует определять по СНиП 2.06.04-82*, используя величины , , перед постелью и , , над ней.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРУТОНАКЛОННЫЕ СТЕНЫ НА ВЫСОКОЙ КАМЕННОЙ ПОСТЕЛИ

     2.1. Горизонтальную и вертикальную составляющие волновой нагрузки со стороны моря надлежит определять по эпюрам волнового давления , кПа (рис.2.1), получаемым умножением эпюр, рассчитанных по рекомендациям п.п.1.1-1.3, на коэффициент

, (2.1)

     в точках

, (2.2)

где - угол наклона лицевой грани к вертикали. При построении эпюры для определения вертикальной составляющей волновой нагрузки давления следует относить к точкам с абсциссами

. (2.3)

Рис.2.1

Расчетная схема крутонаклонной стены

     2.2. Вертикальное отклонение поверхности вода от спокойного уровня у стены следует определять по формуле

, (2.4)

где - амплитуда вертикальных колебаний уровня у стенки, определяемая по верхнему полю рис.2.2 в зависимости от и ,

      - волновое число на глубине , 1/м,

, (2.5)

      - частота волны, 1/с,

, (2.6)

      - средний период волны, с,

      - текущее время, с,

      - волновое число над бермой сооружения, 1/м,

. (2.7)

Рис.2.2

К определению высоты наката и коэффициента отражения

     2.3. Взвешивающее давление волны необходимо определять по рекомендациям СНиП 2.06.04-82* с использованием давлений , рассчитанных по пп.2.1-2.2 настоящего РД.

     2.4. Горизонтальную составляющую волнового давления скользящей дифрагированной волны со стороны гавани на крутонаклонную стену следует принимать по эпюре, вычисленной по указаниям СНиП 2.06.04-82*, вертикальную составляющую - по рекомендациям п.2.1 настоящего РД.

     2.5. В случае сооружения с пониженной отметкой верха либо при нефронтальном подходе волн со стороны моря нагрузки, вычисленные по пп.2.1-2.3 настоящего РД, следует умножать на коэффициенты, определенные по СНиП 2.06.04-82*.

     2.6. Для расчета интерференции волн высоту отраженной волны рекомендуется принимать равной , где - коэффициент отражения, определяемый по нижнему полю рис.2.2 в зависимости от величин , . Донные скорости перед сооружением следует определить по п.1.5 настоящего РД.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ
использованных нормативно-технических документов

	СНиП 2.06.01-86	Гидротехнические сооружения морские. Основные положения проектирования.
	СНиП 2.06.04-82*	Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
(рекомендуемое)

ВОЛНОВЫЕ НАГРУЗКИ НА ВЕРТИКАЛЬНЫЕ СТЕНЫ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ НА ВЫСОКОЙ КАМЕННОЙ ПОСТЕЛИ, С УЧЕТОМ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

     Настоящий метод определения волновых нагрузок основан на учете гидравлических потерь волновой энергии над выступающей в сторону моря частью каменной постели (см. рис.1.1). Причины потерь - фильтрация воды в теле каменной постели и турбулентность в прилегающем слое воды.

     Эпюры волнового давления при подходе со стороны моря (рис.1.1) вершины (эпюра 1) и подошвы (эпюра 2) волны рекомендуется строить по требованиям СНиП 2.06.04-82*, принимая в качестве расчетной глубину , длину волны и высоту , м, определяемую по формуле

, (П.2.1)

где - высота исходной волны, м, на глубине ,

      - коэффициент, характеризующий долю волновой энергии, отраженной от переднего откоса постели и определяемый по рис.П2.1а,

      - коэффициент, характеризующий гидравлические потери энергии волны на пути и определяемый по рис.П2.1б, в, г.

Рис.П2.1

Рис.П2.1б, в, г, относятся к крутизне волны 0,033; 0,050; 0,100 соответственно; кривые 1, 2, 3, 4 на них соответствуют величинам , равным 0,125; 0,100; 0,075; 0,50.

     При пользовании рис.П2.1 допускается линейная интерполяция.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
(справочное)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

     Пример 1. Волновые нагрузки на вертикальную стену

     Рассчитать эпюры горизонтальных давлений, горизонтальные равнодействующие, моменты относительно основания при фронтальном подходе со стороны моря вершины и подошвы волны к сооружению по рис.1.1 при следующих исходных данных: =4,4 м, =60 м, =20,5 м, =12,5 м, =4,0 м, =2,0.

     Расчеты выполнить по настоящему РД и по СНиП 2.06.04-82*.

     Решение. Вычисляем , и по рис.1.2 определяем , м. По формуле (1.1) находим

м,

так что . Учитывая, что , определяем по рис.1.3, 1.4 (т.е. для , равного 2 и 4). В первом случае получаем 1,03, во втором - 0,85, а по линейной интерполяции

     Значит, м.

     Расчетная глубина согласно п.1.1 СНиП равна 16,5 м. Таким образом, для расчетов по РД принимаем =4,14 м, =56,4 м, =12,5 м, для расчетов по СНиП - =4,4 м, =60,0 м, =16,5 м. В обоих случаях экстремальные отметки уровня определяются по упрощенной формуле (2) СНиП

но в случае РД она дает

м, м,

а в случае СНиП -

м, м.

     Дальнейшие расчеты ведем по п.1.4 СНиП, принимая для расчетов по РД , по СНиП при примерно равной крутизне .

     Результаты расчетов давления сводим в таблицу.

Таблица П3.1

Волновые давления, кПа, на разных аппликатах

, м	Вершина волны		Подошва волны
	РД	СНиП	РД	СНиП
-5,48	-	0,0	-	-
-5,22	0,0	-	-	-
0,00	26,8	27,2	0,0	0,0
3,06	-	-	-30,0	-
3,13	20,3	(20,7)	-	-
3,32	-	-	-	-32,7
4,13	(18,7)	18,6	-	-
6,25	15,4	(16,1)	-23,6	(-27,1)
8,25	(14,3)	13,8	(-22,7)	-23,3
12,50	12,2	12,2	-20,7	-21,5

     Для сопоставления давлений, полученных разными способами, на одинаковых аппликатах в таблице приведены цифры в скобках, полученные линейной интерполяцией. Видно близкое совпадение. Равнодействующие, подсчитанные как площади эпюр, составили по РД =285,5 кН/м, =-272,0 кН/м, по СНиП соответственно 291,0 кН/м, минус 287,3 кН/м. Моменты указанных равнодействующих, подсчитанные как статические моменты площадей эпюр относительно основания =12,5 м, составили по РД =2523 кН, =-1616 кН, по СНиП соответственно 2619 кН и минус 1707 кН. Расчет по предлагаемой методике в условиях данного примере дает снижение нормативных нагрузок до 5%.

     Пример 2. Волновые нагрузки на крутонаклонную стену

     Определить горизонтальную и вертикальную составляющие равнодействующей волнового давления и момент от нее относительно тылового ребра основания при фронтальном подходе к сооружению по рис.2.1 со стороны моря вершины волны. Угол равен 30°, ребра основания стены имеют абсциссы минус 7,2 м (морское ребро) и 6,8 м (тыловое ребро), остальные исходные данные принять по примеру 1.

     Решение. Из примера 1 заимствуем величины =4,14 м, =56,4 м, с использованном формул (2.5), (2.7) вычисляем

, , , .

По верхнему полю рис.3.2 находим , так что м. Формула (2.4) при дает

м.

     Расчеты эпюры давлений с использованием формулы (2.1) и первых двух колонок табл.П3.1 сведем в табл.П3.2.

Таблица П3.2

, м	, кПа			, кПа
-5,73	0,0	-	-	0,0
0,00	26,8	0,00	1,00	26,8
3,13	20,3	0,20	0,98	19,9
6,25	15,4	0,40	0,92	14,2
12,50	12,2	0,80	0,70	8,5

     Видно, что давления снижены в среднем на 10%. Расчет площади вертикальной эпюры и статического момента ее относительно основания дает =274,7 кН/м, =2572 кН. При этом горизонтальная составляющая равнодействующей отстоит от основания на

м.

     Вертикальная, направленная вниз, составляющая равна

кН/м

и отстоит от морского ребра основания на

или на 8,6 м от тылового ребра (ширина основания =14 м). Таким образом, вертикальная составляющая дает относительно тылового ребра удерживающий момент

кН.

Равнодействующая от взвешивающего давления, распределенного по треугольнику с максимальной интенсивностью 8,5 кПа, равна

кН/м,

направлена вверх и дает относительно тылового ребра опрокидывающий момент

кН.

     Итак, горизонтальная составляющая равнодействующей равна 274,7 кН/м, вертикальная -

кН/м,

а суммарный опрокидывающий момент относительно тылового ребра основания -

кН.

     Руководство предлагает для условий этого примера принимать , а расчеты эпюр волнового давления выполнять по СНиП П-57-75 (современная редакция - СНиП 2.06.04-82*). Первое предложение ведет к завышению волновых нагрузок на 10%, второе - почти на 5% (см. конец примера 1), так что в целом нагрузки будут завышены на 12-15%.

     Пример 3. Волновые нагрузки на вертикальную стену с учетом гидравлических потерь.

     Повторить расчет, изложенный в примере 1 по Приложению 2 к настоящему РД.

     Решение. Заимствуем из примера 1 значения , м, вычисляем , . По рис.П2.1 с линейной интерполяцией в пределах графиков и между рис.2.1б, в находим , , а по формуле (П.2.1) -

м.

     Упрощенная формула (2) СНиП 2.06.04-82* дает:

м, м.

     Искомые эпюры волновых давлений определяем по СНиП 2.06.04-82* при м, , .

     Результаты расчетов сведем в таблицу П3.3, перенеся нормативные данные из табл.П3.1. В ней по-прежнему в скобках приводятся результаты по интерполяции.

Таблица П3.3

Волновые давления, кПа, на разных аппликатах

, м	Вершина волны		Подошва волны
	РД	СНиП	РД	СНиП
I1	2	3	4	5
-5,48	-	0,0	-	-
-4,30	0,0	-	-	-
0,00	25,9	27,2	0,0	0,0
2,78	-	-	-27,4	-
3,13	20,0	(20,7)	-	-
3,32	-	-	-	-32,7
4,13	(17,1)	18,6	-	-
6,25	14,3	(16,1)	(-22,8)	-27,1
8,25	(13,1)	13,8	(-21,8)	-23,3
12,50	11,2	12,2	-18,9	-21,5

     Равнодействующие по СНиП 2.06.04-82* остались прежними: кН/м, кН/м. По РД расчеты с использованием данных табл.П3.3 дают: кН/м, кН/м. Моменты равнодействующих относительно основания составили по СНиП кН, кН, по РД соответственно 2161 кН, минус 1542 кН. Расчет по методике Приложения 2 дает снижение нормативных нагрузок на 7-18%.

Текст документа сверен по:
/ Министерство морского флота СССР;
Главное управление проектирования
и капитального строительства. -
М.: В/О Мортехинформреклама, 1990