Выдержка из текста работы
Оградительные сооружения морских портов предназначены для защиты акватории от ветрового волнения, течения, льда и наносов. Они являются наиболее ответственными гидротехническими сооружениями, разрушение которых может привести к полной или частичной остановке всего порта. Кроме того, они возводятся, как правило, в условиях открытых акваторий и подвергается воздействию наиболее опасных внешних нагрузок и их сочетаний. Поэтому оградительное сооружение имеет, как правило, большую стоимость и материалоемкость и к нему предъявляют высокие требования в отношении надежности и долговечности.
Данный курсовой проект «Оградительные сооружения» разрабатывается на основе курсового проекта «План порта».
Цель курсового проекта — научиться принимать решение по плановому расположению и выбору конструкции оградительного сооружения в различных естественных условиях района строительства, производить расчет и конструирование сооружений.
При разработке проекта необходимо обратить внимание на следующие вопросы:
— правильный выбор типа и конструкции оградительного сооружения в зависимости от естественных условий и строительной базы;
— проектирование продольного профиля сооружения и выбор расчетных сечений;
— определение расчетных нагрузок и воздействий;
— предварительное назначение размеров поперечного сечения сооружения;
— расчет сооружения по предельным состояниям.
1 Общая часть
1.1 Описание и анализ строительства
Запроектированный порт расположен в районе Охотского моря. Акватория порта не имеет естественной защиты от ветрового волнения, течений и наносов. В связи с этим необходимо строительство оградительного сооружения — мола.
В районе преобладает северно-западный ветер. Дно сложено из суглинков. Рассматриваемый район является благоприятным для строительства.
По форме поперечного сечения оградительные сооружения подразделяются: на сооружения вертикального и откосного типа.
В курсовом проекте рассматривается оградительное сооружение вертикального профиля, в виде гравитационной стенки из массивов-гигантов, так как глубина воды у сооружения находится в пределах от 20,0 до 55,0м.
1.2 Выбор и обоснование конструкции оградительного сооружения
Для дальнейшего расчета необходимо назначить положение трех расчетных сечений по длине оградительного сооружения. Первое — на расстоянии 25,0-30,0м от наружной грани головы мола (отметка -18,5м), второе — между 1 и 3 сечениями (отметка -15,9м), третье — на критической глубине первого обрушения волн (отметка -8,2м).
Выбор типа конструкции оградительного сооружения зависит от естественных условий побережья, назначения сооружения и других факторов. В сечении 1-1 и 2-2, где соблюдается условие стоячих волн (db>1,5h1%; dbr?1,25h1%) проектируется сооружение вертикального профиля, гравитационного типа из массивов-гигантов. Сечение 3-3 располагаем в прибойной зоне, поэтому наиболее эффективно применять сооружения откосного профиля. По оградительному сооружению предусматривается дорога в две полосы, ирина дороги Вд=8 м. (сечение 1-1), Вд=8 м. (сечение 2-2). Ширина гребня оградительного сооружения принимается равной Вг=2 м.
Назначение расчетных сечений приведено на рис. 1.1.
2 Нагрузки, действующие на сооружения (для сечения I-I)
2.1 Выбор класса сооружения.
Класс сооружения принимается в зависимости от высоты волны 1%-ой обеспеченности. Т.к. h1%=5,9м < 7м, оградительное сооружение является II класса, расчетный уровень принимается равным 5%-ой обеспеченности относительно ?БС. Строительный уровень принимаем равным 50%-ой обеспеченностью ?БС. Уровень бетонирования возвышается над строительным уровнем на 0,6м ?БС (см. рисунок 2.1).
2.2 Определение нагрузок и воздействий на сооружение в расчетных сечениях.
2.2.1 Проверка условий образования стоячих волн перед сооружением.
Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории (рисунок 2.1) должен производиться при условии: глубина до дна и глубина над бермой от ?БС, при .
Для сечения I-I: глубина до дна , глубина над бермой .
Условие возникновения стоячей волны:
Условия выполняются, следовательно, волны стоячие.
Исходные данные принимаются согласно курсовой работе: «Определение элементов волн на акватории».
Таблица 2.1 — Элементы волн волноопасного направления
глубоководная зона
ВО W, м/с D, м h1%, м h5%, м ,м ,c
СЗ 25 200000 9,86 7,97 132,6 9,25
мелководная зона
ВО H, м iдна h1%, м h5%, м ,м ,c
СЗ 25 0,12 5,9 4,86 114,063 9,25
прибойная зона
ВО Hкр, м iдна hпр1%, м ,м ,c?c, м
СЗ 8,2 0,12 7,1 92,82 9,25 5,82
2.2.2 Нагрузки от стоячих волн на сооружении.
Определение волнового давления на вертикальную стенку от стоячих волн производится следующим образом.
— По кривой обеспеченности уровней назначается отметка расчетного горизонта воды, относительно которого измеряются глубины у стенки .
Далее определяется условная расчетная глубина по формуле:
, (2.1)
где — глубина над подошвой сооружения, ; — коэффициент, принимаемый по графику рис. 3.3 [1], в зависимости от величин , .
, , bbr=19м, df=19м
Тогда ;
Следовательно:
По формуле (2.1) определяется расчетная глубина:
Использование величины в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления позволяет учесть влияние бермы на величину нагрузки на сооружение.
После определения условной расчетной глубины может быть найдено возвышение свободной волновой поверхности у вертикальной стены по формуле:
, (2.2)
где — круговая частота волны; — средний период волны, с; — средняя длина волны, ; h — волна 1% обеспеченности, ; — волновое число, .
При действии стоячей волны на вертикальную стену необходимо предусматривать три случая определения по формуле (2.2) для следующих значений :
1) — при подходе к стене вершины волны, возвышающейся над расчетным уровнем на .
2) 1> >0 — при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки для гребня волны, возвышающегося над расчетным уровнем на .
3) — при максимальном значении горизонтальной линейной волновой нагрузки, для подошвы волны, расположенной ниже расчетного уровня на .
Значение определяется по формуле:
(2.3)
В случае, когда ( ) и во всех других случаях, когда по формуле (2.3) значение >1, необходимо в дальнейших расчетах принимать .
По формуле (2.3): .
Таким образом: .
Случаи 1-гребень и 2-впадина рассматриваются отдельно в связи с тем, что максимум волнового давления смещен по времени относительно момента подхода вершины волны к сооружению, что объясняется влиянием сил инерции.
Значения коэффициентов принимаются по графикам рисунка 3.4, 3.5, 3.6 [1], в зависимости от: и .
Тогда ; ; ; ; ;
Таблица 2.2 — Построение эпюры давления то стоячей волны
№ точек Заглубление точек , м,Значение волнового давления ,кПа
при гребне
1 =-7,14
3 0,25 =5,35
4 0,5 =10,7
5 =21,4
при ложбине
8 0,5 10,7
2.2.3 Нагрузки от дифрагированных волн на сооружение .
Горизонтальную нагрузку от дифрагированных волн со стороны огражденной акватории следует определять при относительной длине секции сооружения , где — длина секции. Длина секции
При этом расчетную эпюру волнового давления со значениями (кПа) допускается строить по трем точкам (рисунок 2.3), рассматривая следующие случаи согласно таблице 2.3, при — высота дифрагированной волны (курсовой проект «План порта»); — волновое число, ( ), — коэффициент, принимаемый по таблице 3.2 [1], при , . Для сечения I-I , .
Таблица 2.3 — Построение эпюры от дифрагированной волны
№ Заглубление т……..
Список использованной литературы
1. Беккер А.Т. Оградительные сооружения морских портов. Владивосток: Из-во ДВГТУ, 1995
2. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. Госстрой СССР. М., 1989
3. Порты и портовые сооружения. Г.Н.Смирнов, Б.Ф.Горюков и др. Стройиздат М., 1979
4. Методические указания к курсовому проекту «Оградительные сооружения морского порта» ДВПИ, Владивосток, 1982
