Способ возведения оградительного сооружения

Способ возведения оградительного сооружения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повыгаение эффективности работ путем обеспечения динамической устойчивости поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии берега

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У БЛИК

А1

0% (И) (5g 4 Е 02 В 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4085521/29-15 (22) 28.04.86 (46) 07.01.89.Бюл. ¹ 1 (71) Институт гидромеханики AH УССР (72) 10.Н.Сокольников, В.В.Хомицкий, А.Л.Онуфриенко и А.Б.Зимин (53) 627.7 (088.8) (56) Джунковский Н.Н. и др. Порты и портовые сооружения, - M., Стройиздат. ч.ТХ, 1967.

Смирнов Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. И.: Стройиздат, 1979, с.56-58, рис.rV.7.д. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ОГРАДИТЕЛЬНО

ГО СООРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области гидротехнического строительства.

Цель изобретения — повышение эффективности работ путем обеспечения динамической устойчивости поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии берега

1449626 сооружения, а также снижение удельной стоимости сооружения и улучшение условий эксплуатации. Способ возведения оградительного сооружения включает определение размеров бер-мы 20 и тела оградительного сооружения 21. Корневая часть 22 подводной бермы сопряжена с поверхностью подводного берегового склона !4, а ,корневая часть 23 оградительного со,оружения пристыкована к вершине мыса 2. Тело подводной бермы 20 возводят в пространстве, занятом тече нием 9 со свободными границами Il, Изобретение относится к морской гидротехнике, а именно к способам возведения в прибрежной зоне водоемов оградительных сооружений, предназначенных для защиты ограждаемой . акватории от волн открытого водоема, плавающего льда и занесения наносами.

Цель изобретения — повышение эффективности работ путем обеспечения динамической устойчивости поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии бере, ra сооружения, а также снижения удельной стоимости сооружения и улучшения условий эксплуатации. 20,I

На фиг.l приведен схематический план участка побережья водоема, естественная компоновка которого часто встречается в природе и перспек- 25 тивна для возведения оградительного сооружения заявляемым способом; на фиг .:2 - часть схематического плана; на фиг.3 — компоновка тел подводной бермы и оградительного сооружения; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.l; на фиг.5 — сечение Б-Б на фиг.l; на фиг.6 — сечение В-В на фиг.3; на фиг.7 — роза волнений (ветров).

Тело коренного берега 1 (фиг.2) является мысом 2, подветренный берег 35 ширина основания бермы равна ширине течения 9 со свободными границами 11 поверху. Начинают его возведение с корневой части на длину не менее двух длин волны расчетных параметров на естественной поверхности дна водоема. После этого начинают возводить корневую часть оградительного сооружения с сохранением опережения возведения подводной бермы с входящими элементами. На участке 42 поверхность гребня тела бермы сопрягают с поверхностью подводного берегового склона 14. 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

3 которого резко повернут от вершины мыса 2 в глубь территории суши. Контур этого берега ограничивает подветренную акваторию 4, открытую в естественном состоянии действию штормовых волн водоема, плавающего льда и подверженную занесению наносами.Наветренный берег 5 мыса 2 подвержен действию односторонних господствующих по силе и продолжительности волнений, гамма которых характеризуется формой розы волнений (ветров) 6 (фиг.7), а энергетическая равнодействующая 7 ориентирована косо к линии наветренного берега 5. Под действием односторонних господствующих по силе и продолжительности волнений, характеризующихся энергетической равнодействующей 7, вдоль наветренного берега 5 формируется вдольбереговое волновое течение 8, направленное к вершине мыса 2, за которой на подветренной акватории 4 переходит в течение 9. Динамическая струя 10 этого течения, заключенная между свободными его границами Il, направлена в водоем вдоль продольной оси 12 течения, которая отклоняется от продолжения 13 линии наветренного берега 5 в водоем под углом у и расширяется по мере удаления от вершины мыса 2.

Поверхность подводного берегового, склона 14 наветренного берега 5 мыса

2 соединяется с поверхностью дна 15

49626

55 т ПС з

14 водоема по периметру наветренного берега 5 плоскостью свала 16. Поверхность подводного берегового склона

17 подветренного берега 3 мыса 2 соединяется с поверхностью дна 15 so«« доема по периметру подветренного берега 3 поверхностью свала 18..

Топография подводной части рассматриваемого участка берега 1 отражена изобатами 19.

Тело подводной бермы 20 возведено на поверхности дна 15 водоема и ориентировано вдоль продольной оси 12 течения 9 со свободными границами

ll, которая совпадает с динамической струей 10 этого течения.

Впритык к телу подводной бермы

20 с подветренной стороны динамической струи 10 течения 9 со свободными границами ll возведено тело оградительного сооружения 21. При этом корневая часть 22 подводной бермы 20 сопряжена с поверхностью подводного берегового склона 14 наветренного берега 5, а корневая часть 23 огра- . дительного сооружения 21 пристыкована к вершине мыса 2.

C подветренной стороны оградительного сооружения 21 расположена ограждаемая акватория 24, являющаяся частью подветренной акватории 4, условной границей которой является продолжение 13 линии наветренного берега 5 в водоем.

Наводная территория коренного тела мыса 2 наветренного берега 5 сопрягается с поверхностью подводного берегового склона 14 поверхностью берегового уступа 25 по линии подножия 26 берегового уступа (фиг.4) .

Над поверхностью подводного берегового склона 14 в пределах между критической глубиной Н „ и подножьем берегового уступа 26.находится пространство, в котором формируется и течет вдольбереговое волновое течение 8.

Наводная территория коренного те" ла мыса 2 подветренного берега 3 сопрягается с поверхностью подводного берегового склона 17 плоскостью берегового уступа 27 по линии подножия

28 берегового уступа. На подветренной акватории 4, ограниченной подветренным берегом 3, при штормах возникает течение 9 со свободными .. границами 11, в которое за вершиной мыса 2 переходиг вдоль береговое волновое течение 8. Спокойная поверхность водоема 29 принимает при штормах волновой профиль 30, амплитуда волн которого при прохождении пространства, занятого течением 9 со свободными границами 11, уменьшается против исходной.

Тело подводной бермы 20 (фиг.б) возведено в пространстве, занятом течением 9 со свободными границами

11. Гребень 31 тела бермы расположен на критической глубине Н волны расP четных параметров. Ширина основания бермы 20 равна ширине (поверху) течения 9 со свободными границами ll, поверхность гребня 31 бермы 20 сопряжена с поверхностью дна 15 водоема, внешним откосом 32, Тело бермы 20 сопряжено с телом оградительного сооружения 21 по линии 33 контакта.

Внешний откос 34 оградительного сооружения 21 сопряжен с подветренным

25 краем гребня бермы 20. Гребень 35 оградительного сооружения 21 сопряжен с поверхностью дна 15 водоема внутренним откосом 36.

Строительным работам по возведению оградительного сооружения пред- „, шествуют проектные разработки и работы по переносу опорной сети сооружения в натуру и по ее привязке к топооснове.

На этапе проектных разработок on35 ределяют расчетную ширину вдольбере гового волнового течения 8 у наветренного берега 5 мыса 2, направление динамической струи 10 течения 9 со

40 свободными границами ll -(В -) коСГ эффициенты откосов профилей оголовка 37, а также внешнего 34 и внутреннего 36 откосов оградительного сооружения 21 (m;), длину оградитель45 ного сооружения 21 (L ) и ширину

С его гребня 35 (В„ ).

Расчетную ширину вдольберегового волнового течения 8 (В ) у наветренного берега 5 мыса 2 определяют в соответствии с энергетической равно50 действующей 7 господствующих по силе и продолжительности однонаправленных волнений среднего гидрологического года, с учетом розы волнейий (ветров) 6 по зависимости где m — коэффициент откоса подводпс ного берегового склона 14

1449626 наветренного берега 5 мыса 2.

Угол (между продолжением 13 линии наветренного берега 5 в водоем и про5 дольной осью 12, совпадающей с динамической струей 10 течения 9 со свободными границами II в которое за вершиной мыса 2 переходит вдольбере-. говое волновое -течение 8, формирующе- !О еся при штормах у наветренного берега 5, определяется по зависимости ш - m»

* 25 - — -"- з п в

Я m где 9 — угол между направлением ди15 намической струи 10 течения

9 со свободными границами

11 и продолжением 13 линии наветренного берега 5 мыса

2 по направлению вдольберегового волнового течения 8 вдоль этого берега, град;

О - угол между энергетической равнодействующей 7 волнений действующих на наветренный берег мыса и линией этого берега, град; h - пологость расчетной волны приведенного волнения, Ъ. =З/I;

ЗО

m — осредненный коэффициент откоса подводного берегового склона 17 подветренного берега 3 мыса 2; 35

m - коэффициент откоса подводнок го берегового склона по периметру вершины мыса 2.

Ширину течения 9 со свободными границами 11 В „ принимают равной расчетной ширине вдольберегового йолиового течения 8 В у наветренного берега 5 мыса 2.

В„- Вм.

Коэффициенты откосов профилей оголовка 37 оградительного сооружения 21, а также его внешнего 34 и внутреннего 36 откосов определяют по зависимости

5à

1Я. ш; K 035 { — ) где К вЂ” коэффициент уположения профилей внешнего откоса 34 оградительного сооружения, при котором обеспечивается динамическая устойчивость поверхности откоса при однонаправленном косом подходе волн к линии берега, который увеличивают пропорционально удалению соответствующего профиля откоса от . места примыкания к оголовку

37 от К = I 75 до К=2;

h — высота волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения 21, и;

Я вЂ” пологость волны расчетных параметров;

Ъ вЂ” длина волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения 21;

d - средневзвешенная крупность наносов фракций смеси грунта из которого возводят сооружение, м.

Ллину L оградительного сооружения 21 назначают исходя из текущих и перспективных размеров ограждаемой акватории 24, учитывая габариты и количество единиц флота, базирующихся на ограждаемой акватории 24, принимая во внимание создание удобных подходов и маневра флота, а также на основании размещения оборудования и помещений для обработки и ремонта флота.

Минимальная ширина гребня 35 оградительного сооружения 21 В назначается исходя из обеспечения нормальной работы строительных механизмов и транспортных средств на площади гребня сооружения.

Мероприятия по переносу в натуру опорной сети оградительного сооружения 21 включают известные работы по выносу и закреплению на берегу 1 и акватории 4 водоема или противоположном берегу бухты створными опорными знаками продольной оси 12 течения 9 со свободными границами Il.

Работа по переносу в натуру и закреплению на берегу I и акватории 4 водоема створными знаками продольных осей: подводной бермы 20-38, которую совмещают с продольной осью 12 тече-. ния 9 со свободными границами 11, и оградительного сооружения 21-39. Работы по ограждению опорными знаками, t например, плавучими, на акватории 4 контура подножья 40 подводкой бермы

1449626 т = (2,0-2,5)m

Ви где ш — коэффициент естественного откоса грунта из которого возводят тело бермы 20, в водонасыщенном состоянии.

Поверхность подветренного откоса бермы 20, совпадающую с линией 33 контакта, которой плоскость гребня

31 бермы 20 сопрягают с поверхностью

55

20 и контура подножья 41 оградительного сооружения 21.

Работы по оконтуриванию опорными знаками подножий 40 и 41 соответственно подводной бермы 20 и оградительного сооружения 2! выполняют по мере возведения их тел.

Строительные работы по осуществлению способа начинают с возведения те- I0 ла подводной бермы 20. Возводят берму известным способом, например, средствами гидромеханизации из местных легких грунтов, например песчаных» 15

Тело подводной бермы 20 начинают возводить с корневой части 22 участка 42, расположенного у вершины мыса 2, где происходит переход вдольберегового волнового течения 20

8 в течение 9 со свободными границами 11. При этом участок 42 расположен на продолжении 13 линии наветренного берега в водоем.

На участке 42 поверхность гребня 25

3! тела бермы 20 сопрягают с поверхностью подводного берегового склона 14 наветренного берега 5 и продолжают возведение бермы в пространстве, занятом течением 9 со свободными границами 11, в направлении распространения этого течения. При этом поверхность гребнк 31 располагают на критической глубине Н „„ волны расчетных параметров. На этом уровне (Н„ ) располагают поверхность

35 гребня на всю его длину.

1!1ирину основания тела бермы 20 назначают равной ширине течения 9 сО сВОбОДными границами 11 В КОТО 40 рунт принимают равной ширине вдольберегового течения 8 (В ).

Тело бермы 20 возводят на естест венной поверхности дна 15 водоема, а поверхность гребня 31 сопрягают с 45 дном водоема 15 внешним (наветрен- ным) откосом 32 бермы 20, коэффициент откоса которого дна водоема 15, выполняют с коэффициентом откоса т

После того как корневая часть бермы 20 возведена в направлении течения 9 на длине равной не менее двух длин волны расчетных параметров (минимальная длина волны расчетных параметров равна 10-и высотам волн), начинают возводить корневую часть 23 оградительного сооружения

21, возводят не одновременно, но с сохранением упомянутого опережения в две длины волны расчетных параметров. Поверхность гребня 35 оградительного сооружения 21 располагают над спокойной поверхностью водоема

29 с назначением конструктивного запаса по высоте в зависимости от класса сооружения и с учетом суммарной высоты наката и нагона волн расчетных параметров на внешний откос

34 оградительного сооружения 21.

Тело оградительного сооружения 21 возводят с подветренной стороны тела бермы 20 впритык к нему, по плоскости подветренного откоса бермы 20, совпадающего с линией 33 контакта.

Поверхность внешнего откоса 34 оградительного сооружения 21 сопрягают с подветренным краем гребня 31 бермы 20. Поверхность внутреннего откоса 36 оградительного сооружения 21 сопрягают с поверхностью дна 15 водоема. Коэффициенть! откосов m; профилей поверхностей внешнего 34 и внутреннего 36 откосов оградительного сооружения 21 увеличивают от корневой части 23 к оголовку 37 в соответст-:-; вии с увеличением коэффициента К пропорционально удалению соответствую« щего сечения сооружения от места его примыкания к вершине мыса 2. По периметру оголовка 37 оградительного сооружения 21 значение коэффициента

К принимают равным 2,0.

Предлагаемый способ возведения оградительного сооружения ббеспечивает динамическую устойчивость неукрепленной защитной одеждой поверхности устройства, когда для его возведения в качестве строительных ма» териалов имеются только легкие мест". ные грунты, например песчаные, а сооружение подвергается воздействию однонаправленных и косо ориентированных к его продольной оси волн высотой более 2 м. Динамическая устойчивость сооружения достигается путем

l449626

l.Ñïoñ0á возведения оградительного сооружения, включающий определение размеров бермь1 и тела сооружения на основании расчетных зависимос тей и его строительство на акватории которая ограничена подветренным крутоповернутым в глубь суши берегом мыса, а наветренный коренной берег этого мыса, сложенный неразмываемыми породами, подвержен действию господствующих по силе и продолжительности волнений, энергетическая равнодействующая которых направлена к вершине мыса и обуславливает формирование вдольберегового волнового течения того же направления, переходящего за

1 вершиной мыса в течение со свободными границами, при этом производят вынос и закрепление опорными знаками на суше и акватории. продольных осей течения со свободными границами и плановых контуров сооружения и его элементов, тело сооружения возводят из местного легкого грунта на естественной поверхности дна водоема, стыковку корневой части сооружения производят ее торцом к телу коренного берега мыса путем формирования неукрепленных поверхностей оголовка, внешнего и внутреннего откосов сооружения, планирования поверхности его гребня, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работ. путем обеспечения динамической устойчивос-: ти поверхностей откосов сооружения и оголовка в процессе его строительЗО использования волногасящей способности течения со свободными границами, в которое переходит вдольберегового волновое течение, формирующееся у наветренного берега мыса. Волногасящая способность течение со свободными границами усиливается благодаря воздействию в пространстве, занимаемом течение, тела подводной бермы,10 расположение тела оградительного сооружения с подветренной стороны течения со свободными границами (под

его защитой) и нарастающему увеличе1 нию пологости поверхностей откосов сооружения от корневой части к оголовку по сравнению с динамически устойчивыми для случая фронтального волнения, 2Q

Формула изобретения о с = 25

1 Ю

111 - Ш ц

sinH

9 шсп де щ — угол между направлением динамической струи и течения со свободными границами и продолжением линии наветренного берега мыса по направлению вдольберегового волнового течения вдоль этого берега, град

 — угол между энергетической равнодействующей волнений, действующих на наветренный берег мыса, и линией этого берега, град;

%, — пологость расчетной волнъ1 приведенного волнения, ства и эксплуатации при повышенной волновой нагрузке и при любом отклонении вектора равнодействующей потока волновой энергии от нормали к линии берега сооружения, а также снижения удельной стоимости сооружения и улучшения условий эксплуатации, сооружают от створа линии подветренного берега мыса в глубь акватории водоема по длине области, занятой при штормах течением со свободными границами, тело подводной бермы и. одновременно сооружают вдоль подветренного края течения со свободными границами впритык к подветренной стороне тела бермы тело оградительного сооружения и по мере выдвижения его в водоем уполаживают поверхность его внешнего откоса по сравнению с динамически устойчивой при фронтальном волнении и сопрягают поверхность внешнего откоса сооружения с подветренной бровкой гребня бермы, принимают коэффициент откоса профилей по периметру оголовка сооружения равным величине его внешнего . откоса в конечном головном поперечном сечении, 2. Способ по п.1„ о т л и ч а юшийся тем, -1то, с целью усиле. ния волногасящего действия течения со свободными границами путем увеличения средней скорости его динамической струи за счет уменьшения площади живого сечения, подводную берму возводят с углом отклонения продольной оси течения от продолжения линии наветренного берега мыса в во,цоем и определяют по формуле

144962б

>.= S/h!

В ш„Н„, гдe m„ñ ш„= где Ъ вЂ” пологость волны расчетных параметров, %, = % /Ь; — длина волны расчетных параметров, м, а бровку внешнего откоса гребня бермы сопрягают с естественной поверх 40 ностью дна водоема плоскостью, коэф фициент откоса профиля которой ш определяют по зависимости ш щ= (2 -3)m

Нч= 0,7 ЬЧ, m " осредненный коэффициент отся коса подводной береговой отмели подветренного берега мыса;

m " коэффициент откоса подводВм ного берегового склона по периметру вершины мыса, а ширину основания бермы В принимают равной ширине течения со свободными границами В „, которая равна ширине вдольберегового волнового течения В, формирующегося у наветренного берега мыса, т.е. В, =

= Всг= Ве„, при этом Ввт определя ют по зависимости коэффициент откоса подводного берегового склона наветренного берега мыса между линией уреза при спокойном горизонте воды и критической глубийной воды расчетных параметров, величину которого определяют по зависимости я" 0,5

0 37 (— -" — -- )

% где m, — коэффициент естественного откоса грунта, из которого возводят тело бермы, в водонасыщенном состоянии, при этом поверхность гребня подвод-. ной бермы располагают на критической глубине Н которую определяют по

«р Э зависимости где h — высота волны расчетных

«р параметров 17. обеспеченности в группе перед обнаружением, которую определяют по нормативным докумен-5 там, м.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью направленного использования волногасящего действия течения со свободными грани10 цами, усиленного подводной бермой, и учета уменьшения средней скорости динамической струи течения по мере удаления ее сечения от вершины мыса, тело оградительного сооружения возводят таким образом, что ограничивают область занимаемую динамической струей течения, поверхностью внешнего откоса сооружения, поперечным профилям которой по длине сооружения придают коэффициенты: откоса ш, определяемые по зависимости

1ч Э а

m =К 035 (- — — )

I Ф где К вЂ” коэффициент уположения профилей внешнего откоса оградительного сооружения, при котором обеспечивается динамическая устойчивость

30 поверхности откоса при одновременном косом подходе волны к линии берега, который увеличивают пропорционально удалению соответствующего профиля откоса от места примыкания к оголовку от К = 1,75 до К = 2,0;

h — - высота волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения, м;

%с — пологость волны расчетных параметров, % = 1 /Ь; h — - длина волны расчетных параметров на акватории водоема с наветренной стороны сооружения, м;

d - средневзвешенная крупность фракций смеси грунта, из которого возводят сооружение, м °

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью использования защитного экранирующего дей ствия подветренного берега мыса на начальном этапе возведения оградительного сооружения, возведение тел подводной бермы и сооружения начинают от места примыкания их к подвет"

14

1449626 ужения коэф го откоса сооруже " внутренне ей ЭТИХ ПО» то ое pacllOJIOmeHO C

ы откосов профиле ,рен ному берегу, котор течения сво- фициенть еляют в оответствин подвет ренной сторо верхностей опр д . и п Э, мостью, приведенно в °

1ми границами ° о о тлича ю с зависимостью1

g возведения о градитель5 Способ по и п — 7. Спосо отличто с целью обесп@о ения по пп. -, о и и с я тем, что, ог- ного сооруж о с целью щ и ской устойчивости о— и и с я тем, что, чения динамическо о ения во вре ния дельно сто ради адительного сооруж оительных работ, те ело уменьшения я и улучшения услови и маневра проведения строитель с опереже- 1О жения и ул на ограждаемой мы сооружают с оп б аботки флота, на о подводной бер а ительного и о р .е ы строительного кием возвед е ения тела оградит е чем на на удвоенную акватории карьеры ст я возвед дения тел сорруж— еоо ения ие мене на грунта дл д на дне orcооруж четных параметров бе мы располагают н длину волны расчетнь ния и ермы ии с удалением бровво оема. аемой акватории с уд на акватории д

1 о т л и асное расстояние б. Способ по и, етрам ого ки карьер а на безоп ловка оградительного

1449626

1449626

Составитель P.Íàãoðíàÿ

Редактор М.Бланар Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 6938/30 Тираж 637

Подписное

Производственно-полиграфическое. предприятие, г. Ужгор д, ул . Проектная, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5