» » » ТКП 45-3.04-170-2009 - ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

ТКП 45-3.04-170-2009 - ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
Правила определения нагрузок и воздействий
(волновых, ледовых и от судов)

ГIДРАТЭХНIЧНЫЯ ЗБУДАВАННI
Правiлы вызначэння нагрузак i ўздзеянняў
(хвалевых, лядовых і ад суднаў)

Hydraulic structures
Rules for determination of loads and impacts
(wave, ice and shipping)


Содержание


1 Область применения
Настоящий технический кодекс установившейся практики (далее - технический кодекс) распро-страняется на речные гидротехнические сооружения и устанавливает правила определения нагрузок от ветровых и судовых волн, нагрузок и воздействий от льда и от навала судов.
Требования настоящего технического кодекса являются обязательными для всех организаций, юридических и физических лиц, осуществляющих проектирование вновь строящихся и реконструкцию существующих речных гидротехнических сооружений, подверженных воздействию ветровых и судовых волн, льда и судов.

2 Нормативные ссылки
В настоящем техническом кодексе использованы ссылки на следующие технические норматив-ные правовые акты в области технического нормирования и стандартизации (далее - ТНПА):1)
ТКП 45-3.04-150-2009 (02250) Плотины из грунтовых материалов. Строительные нормы проектирования
ТКП 45-3.04-168-2009 (02250) Расчетные гидрологические характеристики. Порядок определения
ТКП 45-3.04-169-2009 (02250) Гидротехнические сооружения. Строительные нормы проектирования
ТКП 45-3.04-171-2009 (02250) Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Строительные нормы проектирования
ГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения
СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия
СНиП 2.06.06-85 Плотины бетонные и железобетонные
П1-98 к СНиП 2.01.14-83 Определение расчетных гидрологических характеристик.
Примечание - При пользовании настоящим техническим кодексом целесообразно проверить действие ТНПА по Перечню технических нормативных правовых актов в области архитектуры и строительства, действующих на территории Республики Беларусь, и каталогу, составленным по состоянию на 1 января теку-щего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году.
Если ссылочные ТНПА заменены (изменены), то при пользовании настоящим техническим кодексом следу-ет руководствоваться замененными (измененными) ТНПА. Если ссылочные ТНПА отменены без замены,
то положение, в котором дана ссылка на них, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем техническом кодексе применяют термины, установленные в ГОСТ 19185, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 гравитационные ветровые волны: Волны, вызванные ветром, в формировании которых основную роль играет сила тяжести.
3.1.2 основные элементы волны: Высота, длина и период волны.
3.1.3 нерегулярные волны: Волны, элементы которых изменяются случайным образом.
3.1.4 регулярные волны: Волны, высота и период которых остаются неизменными в данной точ-ке пространства, занятого жидкостью.
3.1.5 поступательные (бегущие) волны: Волны, видимая форма которых перемещается в пространстве.
3.1.6 стоячие волны: Волны, видимая форма которых в пространстве не перемещается.
3.1.7 профиль волны (главный): Линия пересечения взволнованной поверхности с вертикальной плоскостью в направлении луча волны.
3.1.8 система волн: Ряд последовательных волн, имеющих одно происхождение.
3.1.9 средняя волновая линия: Линия, пересекающая запись волновых колебаний так, что Суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы.
Примечание - Для регулярной волны - горизонтальная линия, проведенная на уровне полусуммы отметок ее вершины и подошвы.
3.1.10 гребень волны: Часть волны, расположенная выше средней волновой линии.
3.1.11 вершина волны: Наивысшая точка гребня волны.
3.1.12 ложбина волны: Часть волны, расположенная ниже средней волновой линии.
3.1.13 подошва волны: Наинизшая точка ложбины волны.
3.1.14 высота волны: Превышение вершины волны над соседней подошвой на волновом профиле.
3.1.15 длина волны: Горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле.
3.1.16 период волны: Интервал времени между прохождением вершин двух смежных волн через фиксированную вертикаль.
3.1.17 фронт волны: Линия на плане взволнованной поверхности, проходящая по вершинам гребня данной волны.
3.1.18 луч волны: Линия, перпендикулярная фронту волны в данной точке.
3.1.19 скорость волны: Скорость перемещения гребня волны в направлении ее распространения.
3.1.20 расчетный шторм: Шторм, наблюдающийся 1 раз в течение заданного ряда лет (25, 50
и 100) с такой скоростью, направлением, разгоном и продолжительностью действия ветра, при которых в расчетной точке формируются волны с максимальными за этот ряд лет элементами.
3.1.21 расчетная скорость ветра (при определении элементов волны): Скорость ветра на высоте 10 м над расчетным уровнем воды.
3.1.22 расчетный уровень воды: Уровень, назначаемый с учетом сезонных и годовых колебаний и ветрового нагона воды.
3.1.23 разгон волны: Протяженность охваченной ветром акватории, измеренная по направле-нию ветра до расчетной точки.
3.1.24 волновое давление: Доля (составляющая) гидродинамического давления, обусловлен-ная волнением на свободной поверхности воды.
3.2 Обозначения
c - скорость волны;
d - условная расчетная глубина воды (глубина воды при расчетном уровне воды);
dcr - критическая глубина воды, при которой происходит первое обрушение волн;
dcr,u - глубина воды, при которой происходит последнее обрушение волн;
g - ускорение свободного падения;
h - высота волны;
- крутизна волны;
- соответственно средние высота, длина и период волны;
hi, i, Ti - соответственно высота, длина и период волны i %-ной обеспеченности в системе;
i - уклон дна;
k - волновое число;
P - линейная нагрузка (линейная распределенная нагрузка на единицу длины сооруже-ния, преграды);
p - волновое давление;
Q - сила от воздействия волн на сооружение, преграду;
T - период волны;
v - скорость ветра;
с - превышение вершины волны над расчетным уровнем воды;
t - понижение подошвы волны от расчетного уровня воды;
- длина волны;
- пологость волны;
- плотность воды;
- угол наклона откоса (или дна) к горизонту;
- круговая частота волны.

4 Общие положения
4.1 Настоящий технический кодекс регламентирует правила определения нормативных значений нагрузок и воздействий от волн, льда и судов на гидротехнические сооружения.
4.2 Расчетная нагрузка определяется как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам, учитывающий возможность отклонения нагрузки в неблагоприятную сторону от ее нормативного значения, определяемый согласно требованиям ТКП 45-3.04-169.
4.3 Нагрузки от волн и льда на гидротехнические сооружения I класса, а также расчетные элементы волн на открытых и огражденных акваториях необходимо уточнять на основе натурных наблюдений и лабораторных исследований.
4.4 Нагрузки от льда на гидротехнические сооружения необходимо определять на основе статистических данных о физико-механических свойствах льда, гидрометеорологических и ледовых усло-виях в районе строительства для периода времени с наибольшими ледовыми воздействиями.

5 Нагрузки и воздействия волн на гидротехнические сооружения вертикального и откосного профилей
5.1 Нагрузки от стоячих волн на сооружения вертикального профиля и их элементы
5.1.1 Расчет сооружений на воздействие стоячих волн со стороны открытой акватории, как показано на рисунке 5.1, следует производить при глубине воды до дна db 1,5h и глубине воды над бермой dbr 1,25h; при этом в формулах для свободной волновой поверхности и волнового давления вместо глубины воды до дна db, м, необходимо применять условную расчетную глубину воды d, м, вычис-ляемую по формуле
d = df + kbr • (db - df), (5.1)
где df - глубина воды над подошвой сооружения, м;
kbr - коэффициент, определяемый по графикам рисунка 5.2;
h - высота бегущей волны, м, определяемая в соответствии с приложением А.
Рисунок 5.1 - Эпюры давления стоячих волн на вертикальную стену
со стороны открытой акватории:
а - при гребне волны;
б - при ложбине волны (с эпюрами взвешивающего
волнового давления на берменные массивы)
Рисунок 5.2 - График значений коэффициента kbr
5.1.2 Возвышение или понижение свободной волновой поверхности , м, у вертикальной стены, отсчитываемое от расчетного уровня воды, следует вычислять по формуле
где - круговая частота волны, с-1,
здесь - средний период волны, с;
t - время, с;
- волновое число,
здесь - средняя длина волны, м.
При воздействии стоячей волны на вертикальную стену необходимо предусматривать три случая определения по формуле (5.2) для следующих значений cos t:
а) cos t = 1 - при подходе к стене вершины волны, возвышающейся над расчетным уровнем воды на max;
б) 0 < cos t 1, необхо-димо в дальнейших расчетах принимать cos t = 1.
5.1.3 В глубоководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Рх, кН/м, при гребне или ложбине стоячей волны (см. рисунок 5.1) следует принимать по эпюре волнового дав-ления, при этом р, кПа, на глубине z, м, вычисляется по формуле
где - плотность воды, т/м3;
g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
z - ординаты точек (z1 = c; z2 = 0; …; zn = d), м, отсчитываемые от расчетного уровня воды.
Для гребня волны при z1 = c и для ложбины при z6 = 0 следует принимать p = 0.
5.1.4 В мелководной зоне горизонтальную линейную нагрузку на вертикальную стену Рх, кН/м, при гребне и ложбине стоячей волны (см. рисунок 5.1) следует принимать по эпюре волнового давле-ния, при этом p, кПа, на глубине z, м, определяют по таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Значения ординат эпюр давления стоячих волн на вертикальную стенку
Номер точки Заглубление точки z, м Волновое давление p, кПа
При гребне волны
1 c p1 = 0
2 0,00 p2 = k2 gh
3 0,25d p3 = k3 gh
4 0,50d p4 = k4 gh
5 d p5 = k5 gh
При ложбине волны
5.1.5 Волновое давление p, кПа, на вертикальную стену с возвышением над расчетным уровнем верха сооружения z, м, на величину менее max, м, следует определять согласно 5.1.3 и 5.1.4 с после-дующим умножением полученных значений давления на коэффициент kc, вычисляемый по формуле
(5.5)
где знаки плюс и минус соответствуют положению верха сооружения выше или ниже расчетного уровня воды.
Возвышение или понижение свободной волновой поверхности , вычисленное в соответствии
с 5.1.2, следует также умножать на коэффициент kc.
Горизонтальную линейную волновую нагрузку Pxc, кН/м, в рассматриваемом случае следует
определять по площади эпюры волнового давления в пределах высоты вертикальной стены.
5.1.6 При подходе фронта волны к сооружению под углом , …°, со стороны открытой акватории (в расчетах устойчивости сооружения и прочности грунтов основания) линейную волновую нагрузку на вертикальную стену, определенную согласно 5.1.3 и 5.1.4, следует уменьшать умножая ее на ко-эффициент kcs, определяемый по таблице 5.2.
Таблица 5.2 - Значения коэффициента kcs



tkp-45-3.04-170-2009.zip [1,54 Mb] (cкачиваний: 168)

Комментарии:
Нормативные документы, руководства, статьи, новости, опыт коллег
Группа брестских инженеров - техническая библиотека © 2009-2018