СП 292.1325800.2017. 7 Воздействие цунами на гидротехнические сооружения

Обложка: СП 292.1325800.2017 «Здания и сооружения в цунамиопасных районах. Правила проектирования». Действует с изменениями

Здания и сооружения в цунамиопасных районах. Правила проектирования. Действует с изменениями. Редакция: ред. от 16.07.2021 (с изменением № 1). Сверено с источником 01.10.2026. Справочный текст, не официальная публикация.

7 Воздействие цунами на гидротехнические сооружения

7 Воздействие цунами на гидротехнические сооружения

7.1 Нагрузки на необтекаемые сооружения

7.1.1

Наибольшее возвышение ηmax , м, свободной поверхности у вертикальной стенки при глубине d, м, отсчитываемое от расчетного уровня воды, следует определять по формуле

ηmax = 2h, (7.1)

где h - высота волны, м, на входе в акваторию.

Формула (7.1)

ηmax = 2h, (7.1)

где h - высота волны, м, на входе в акваторию.

ηmax = 2h (7.1)

где h - высота волны, м, на входе в акваторию.

7.1.2

Возвышение ηc , м, свободной поверхности при максимальном значении волнового давления p, кПа, на уровне спокойного горизонта воды следует определять по формуле

ηc = 2kch, (7.2)

где kc коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Графики значений коэффициентов kc, kf

Формула (7.2)

ηc = 2kch, (7.2)

где kc коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

ηc = 2kch (7.2)

где kc коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

7.1.3

Горизонтальную Pxc и вертикальную Pzc удельные нагрузки от волны, кН/м, определяют по эпюре волнового давления (рисунок 7.2). Значение давления p, кПа, на уровне z, м, определяют по формулам:

p = 0, z = −ηc, (7.3)

p = ρgηc, z = 0, (7.4)

p = 2kfρgh, z = df, (7.5)

где ρ - плотность воды, т/м3;

kf - коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

Точки приложения нагрузок Pxc, Pzc находятся по центру тяжести эпюры.

Формула (7.3)

p = 0, z = −ηc, (7.3)

p = 0, z = −ηc (7.3)

Формула (7.4)

p = ρgηc, z = 0, (7.4)

p = ρgηc, z = 0 (7.4)

Формула (7.5)

p = 2kfρgh, z = df, (7.5)

где ρ - плотность воды, т/м3;

kf - коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

p = 2kfρgh, z = df (7.5)

где ρ - плотность воды, т/м3;

kf - коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 7.1.

7.1.4

Возвышение ηc , м, свободной поверхности у сооружения откосного профиля на урезе воды определяется при максимальном значении давления по формуле

ηc = 2√2·he^q·sin(π/4 − σ), (7.6)

где q, σ - параметры, определяемые по таблице 7.1 в зависимости от заложения откоса m.

Рисунок 7.2 - Эпюра давления гравитационной волны

на вертикальную стенку

Формула (7.6)

ηc = 2√2·he^q·sin(π/4 − σ), (7.6)

где q, σ - параметры, определяемые по таблице 7.1 в зависимости от заложения откоса m.

ηc = 2√2·he^q·sin(π/4 − σ) (7.6)

где q, σ - параметры, определяемые по таблице 7.1 в зависимости от заложения откоса m.

Таблица 7.1

Таблица 7.1 Значения параметров σ , q и δ
mh/d: δδ0,1: 0,8010,2: 0,9510,3: 1,0460,4: 1,1140,5: 1,1670,6: 1,2100,7: 1,2450,8: 1,2750,9: 1,300
1,0σz = 00,6970,6980,7010,7030,7050,7090,7100,7130,713
1,0σz = d0,0550,0550,0550,0550,0550,0550,0550,0550,055
1,0qq1,9721,8551,7761,7141,6691,6311,5991,5711,547
2,0σz = 00,6930,6850,6600,6480,6410,6400,6360,6380,635
2,0σz = d0,2000,2000,2000,2000,2000,2000,2000,2000,200
2,0qq1,6411,4071,2491,1301,0360,9590,8940,8400,792
3,0σz = 00,6760,6260,5810,5440,5150,5020,4980,4960,494
3,0σz = d0,2790,2790,2790,2790,2790,2790,2790,2790,279
3,0qq1,3100,9600,7210,5430,4020,2590,1900,1080,039
4,0σz = 00,6520,5770,5150,4610,4350,4180,3770,3600,344
4,0σz = d0,3610,3610,3610,3610,3610,3610,3610,3610,361
4,0qq0,9790,5110,194-0,043-0,231-0,385-0,514-0,624-0,718
5,0σz = 00,6180,5170,4150,3210,2180,1070,010-0,1310,268
5,0σz = d0,4090,4090,4090,4090,4090,4090,4090,4090,409
5,0qq0,6480,063-0,333-0,630-0,865-1,057-1,218-1,355-1,473

7.1.5

Горизонтальную линейную нагрузку от волны на наклонную грань сооружения определяют по эпюре волнового давления. Величину давления p, кПа, на уровне z, м, определяют по формулам:

p = 0, z = −ηc, (7.7)

p = ρgηc, z = 0, (7.8)

p = ρgηc/(e^q·ch f), z = d, (7.9)

где d - глубина воды на входе в акваторию;

ρ - плотность воды, т/м3;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

f - параметр, определяемый по таблице 7.1.

Формула (7.7)

p = 0, z = −ηc, (7.7)

p = 0, z = −ηc (7.7)

Формула (7.8)

p = ρgηc, z = 0, (7.8)

p = ρgηc, z = 0 (7.8)

Формула (7.9)

p = ρgηc/(e^q·ch f), z = d, (7.9)

где d - глубина воды на входе в акваторию;

ρ - плотность воды, т/м3;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

f - параметр, определяемый по таблице 7.1.

p = ρgηc/(e^q·ch f), z = d (7.9)

где d - глубина воды на входе в акваторию;

ρ - плотность воды, т/м3;

g - ускорение силы тяжести, м/с2;

f - параметр, определяемый по таблице 7.1.

7.2 Нагрузки на обтекаемые и сквозные сооружения

7.2.1

Нагрузку Q, кН, на обтекаемое сооружение (одиночную опору) определяют по формуле

Q = cxρu^2S0/2, (7.10)

где cx - коэффициент лобового сопротивления преграды, принимаемый по таблице 7.2;

u - скорость волнового потока, м/с, определяемая по формуле u = √(g(h + d)) ;

S0 - смоченная (подводная) площадь миделева сечения сооружения, м2.

Схема нагрузки на цилиндрическую опору показана на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 - Схема к расчету нагрузок на вертикальную

цилиндрическую опору

Формула (7.10)

Q = cxρu^2S0/2, (7.10)

где cx - коэффициент лобового сопротивления преграды, принимаемый по таблице 7.2;

u - скорость волнового потока, м/с, определяемая по формуле u = √(g(h + d)) ;

S0 - смоченная (подводная) площадь миделева сечения сооружения, м2.

Q = cxρu^2S0/2 (7.10)

где cx - коэффициент лобового сопротивления преграды, принимаемый по таблице 7.2;

u - скорость волнового потока, м/с, определяемая по формуле u = √(g(h + d)) ;

S0 - смоченная (подводная) площадь миделева сечения сооружения, м2.

Таблица 7.2

Таблица 7.2 - Значения коэффициента cx для элементов стержневого типа
ПрофильСхемаcx
1[схема: пластина шириной b поперёк потока u]2,20
2[схема: квадрат, поток на грань]2,00
3[схема: квадрат, поток на ребро]1,50
4[схема: круг диаметром D]1,20
5[схема]2,00
6[схема]1,83
7[схема]2,46
8[схема]2,00
9[схема]1,50
10[схема]0,70
11[схема]2,00
12[схема]2,00
13[схема]1,90
14[схема]1,85
15[схема]2,00
16[схема]1,60
17[схема]2,20
18[схема]1,90
19[схема]0,50
20[схема]0,81
21[схема]1,75
22[схема]1,10
23[схема]2,20
24[схема]2,05

7.2.2

Нагрузка Qn, кН, на сквозное сооружение, имеющее n вертикальных цилиндрических опор (рисунок 7.4), определяется по формуле

Qn = Qψlψsn, (7.11)

где Q - нагрузка на одиночную опору, определяемая по формуле (7.10);

ψl - коэффициент сближения опор по лучу волны, определяемый по таблице 7.3;

ψs - коэффициент сближения опор по фронту волны, определяемый по графикам на рисунке 7.5.

Рисунок 7.4 - Схема к расчету нагрузок

на одну из группы опор сквозного сооружения

Рисунок 7.5 - Графики для определения

коэффициента сближения опор ψs по фронту волны

Формула (7.11)

Qn = Qψlψsn, (7.11)

где Q - нагрузка на одиночную опору, определяемая по формуле (7.10);

ψl - коэффициент сближения опор по лучу волны, определяемый по таблице 7.3;

ψs - коэффициент сближения опор по фронту волны, определяемый по графикам на рисунке 7.5.

Qn = Qψlψsn (7.11)

где Q - нагрузка на одиночную опору, определяемая по формуле (7.10);

ψl - коэффициент сближения опор по лучу волны, определяемый по таблице 7.3;

ψs - коэффициент сближения опор по фронту волны, определяемый по графикам на рисунке 7.5.

Таблица 7.3

Таблица 7.3 Значения коэффициента ψl
l/DБольше 332
ψl1,00,90,8

7.2.3

Возвышение над дном точки приложения R, м, нагрузок Q и Qn определяют по формуле

R = R1(d + h), (7.12)

где R1 - коэффициент, значение которого принимается по графику на рисунке 7.6; для обтекаемого сооружения R1 = 0,47.

Рисунок 7.6 - График для определения коэффициента R1

Формула (7.12)

R = R1(d + h), (7.12)

где R1 - коэффициент, значение которого принимается по графику на рисунке 7.6; для обтекаемого сооружения R1 = 0,47.

R = R1(d + h) (7.12)

где R1 - коэффициент, значение которого принимается по графику на рисунке 7.6; для обтекаемого сооружения R1 = 0,47.

7.2.4

Нагрузку Qm на сквозное сооружение, имеющее m решетчатых (ферменных) опор, определяют по формуле

Qm = m∑(i) Qi, (7.13)

где Qi - нагрузка на i-й элемент опоры, определяемая по формуле (7.10).

Формула (7.13)

Qm = m∑(i) Qi, (7.13)

где Qi - нагрузка на i-й элемент опоры, определяемая по формуле (7.10).

Qm = m∑(i) Qi (7.13)

где Qi - нагрузка на i-й элемент опоры, определяемая по формуле (7.10).

7.2.5

В случае воздействия волны на верхнее строение сквозного сооружения горизонтальную нагрузку определяют по формулам (7.10), (7.11). Вертикальную нагрузку для сплошных конструкций определяют по формуле

Qz = ρu^2S/2, (7.14)

где S - площадь верхнего строения.

Формула (7.14)

Qz = ρu^2S/2, (7.14)

где S - площадь верхнего строения.

Qz = ρu^2S/2 (7.14)

где S - площадь верхнего строения.

7.2.6

Нагрузку, определенную по формуле (7.10), надо умножить на коэффициент динамичности Kдин, определяемый по графику, приведенному на рисунке 7.7.

τ - период собственных колебаний сооружения;

t0 - время его обтекания: t0 = L/u, где u - массовая

скорость волны, L - продольный размер сооружения

(размер в направлении движения волны)

Рисунок 7.7 - График для определения коэффициента

динамичности Kдин силы Q

8 Воздействие бора на гидротехнические сооружения

8.1 Нагрузки на необтекаемые сооружения

8.1.1

При распространении гравитационных волн в сторону берега после обрушения фронт потока воды принимает форму бора. Схема к определению параметров бора, подходящего к сооружению, приведена на рисунке 8.1.

Стадия взаимодействия фронта бора с сооружением может быть разделена на две фазы - фазу удара и фазу отражения. Степень поражения объекта оценивается по наибольшему из значений нагрузок, определяемых для этих фаз.

8.1.2

Фаза удара представляет собой процесс воздействия на объект потока за скачком уровня (рисунки 8.2, 8.3).

u1 - скорость набегающего потока; d1 - глубина воды

перед фронтом бора; d - глубина у сооружения; H - высота

сооружения; L - ширина сооружения по лучу волны

Рисунок 8.1 - Схема к определению параметров бора

в фазе удара

P - горизонтальная составляющая сила водного потока

Рисунок 8.2 - Схема взаимодействия бора в фазе удара

с оградительным сооружением

Рисунок 8.3 - Схема взаимодействия бора в фазе удара

с причальным сооружением

Длительность фазы tуд, с, следует определять по формуле

tуд = Fr1·√(d1/g), (8.1)

где Fr1 - число Фруда, определяемое по формуле

Fr1 = (1 − d̄)·√(1 + 1/d̄)/√2, d̄ = d/d1; (8.2)

d1 - глубина воды в боре при накате, определяемая по формуле

d1 = d(√(1 + 8C1^2/(gd)) − 1)/2, (8.3)

здесь C1 - скорость фронта бора, определяемая по формуле (6.14).

Значение Fr1 может быть получено также по графику на рисунке 8.4.

Формула (8.1)

tуд = Fr1·√(d1/g), (8.1)

где Fr1 - число Фруда, определяемое по формуле

tуд = Fr1·√(d1/g) (8.1)

где Fr1 - число Фруда, определяемое по формуле

Формула (8.2)

Fr1 = (1 − d̄)·√(1 + 1/d̄)/√2, d̄ = d/d1; (8.2)

Fr1 = (1 − d̄)·√(1 + 1/d̄)/√2, d̄ = d/d1 (8.2)

Формула (8.3)

d1 = d(√(1 + 8C1^2/(gd)) − 1)/2, (8.3)

d1 = d(√(1 + 8C1^2/(gd)) − 1)/2 (8.3)

8.1.3

При оценке удельной нагрузки на непроницаемое сооружение рассматривают случаи максимального воздействия потока, когда бор подходит к лобовой грани сооружения по нормали. Расчетные схемы воздействия бора в фазе удара на оградительное и причальное сооружения приведены на рисунках 8.2 и 8.3. Нагрузку находят как сумму статической и динамической составляющих. Динамическую составляющую определяют по схеме струйного обтекания препятствия открытым потоком с использованием приближенной зависимости

Pдин = (π/(π + 4))·ρu1^2H·th((π/(π + 4))·d1/H). (8.4)

Рисунок 8.4 - График для определения величины Fr1

Суммарную нагрузку P0, кН/м, действующую на лобовую грань сооружения, определяют по формуле

P0 = ρgd*d1[1 − d*/(2d1) + (π/(π + 4))·Fr1^2·(H/d*)·th(((π + 4)/π)·d1/H)], (8.5)

где d* - высота эпюры давления,

d* = H при d1 > H; d* = d1 при d1 < H.

Точка приложения нагрузки P0, как и распределение этой нагрузки по высоте сооружения, определяется эпюрой давления. При построении эпюры давления на лобовую грань давление у основания сооружения pн, кПа, следует определять по формуле

pн = ρgd1(1 + Fr1^2/2). (8.6)

Давление pв, кПа, на высоте d* от дна определяют по формуле

pв = 2P0/d* - pн. (8.7)

Давление на тыльную сторону оградительного сооружения следует определять по формуле

p = ρg(d − z), (8.8)

где z - вертикальная координата (рисунок 8.1).

Соответственно, удельную нагрузку на тыльную сторону сооружения P, кН/м, определяют по формуле

P = ρgd^2/2. (8.9)

Давление над верхом сооружения принимают равным атмосферному.

Давление по подошве сооружения имеет трапецеидальную эпюру, построенную по давлениям на лобовой и тыльной сторонах сооружения.

Формула (8.4)

Pдин = (π/(π + 4))·ρu1^2H·th((π/(π + 4))·d1/H). (8.4)

Pдин = (π/(π + 4))·ρu1^2H·th((π/(π + 4))·d1/H) (8.4)

Формула (8.5)

P0 = ρgd*d1[1 − d*/(2d1) + (π/(π + 4))·Fr1^2·(H/d*)·th(((π + 4)/π)·d1/H)], (8.5)

где d* - высота эпюры давления,

d* = H при d1 > H; d* = d1 при d1 < H.

P0 = ρgd*d1[1 − d*/(2d1) + (π/(π + 4))·Fr1^2·(H/d*)·th(((π + 4)/π)·d1/H)] (8.5)

где d* - высота эпюры давления,

d* = H при d1 > H; d* = d1 при d1 < H.

Формула (8.6)

pн = ρgd1(1 + Fr1^2/2). (8.6)

pн = ρgd1(1 + Fr1^2/2) (8.6)

Формула (8.7)

pв = 2P0/d* - pн. (8.7)

pв = 2P0/d* - pн (8.7)

Формула (8.8)

p = ρg(d − z), (8.8)

где z - вертикальная координата (рисунок 8.1).

p = ρg(d − z) (8.8)

где z - вертикальная координата (рисунок 8.1).

Формула (8.9)

P = ρgd^2/2. (8.9)

P = ρgd^2/2 (8.9)

8.1.4

Фаза отражения наступает после удара жидкости о сооружение и образования отраженного бора (рисунок 8.5). Длительность фазы отражения tотр, с, следует определять по формуле

tотр = b/C2, (8.10)

где b - ширина сооружения по фронту бора, м;

C2 = √(gd2) - скорость фронта отраженного бора, м/с;

d2 - глубина воды в отраженном боре, м.

При d2 > H, где H - высота сооружения, м, над дном, отражение бора сопровождается переливом жидкости через сооружение. Значение d2 зависит от формы и размеров сооружения.

При отсутствии перелива (d2 <= H) значение d2 определяют с помощью графика на рисунке 8.6, где d̄2 = d2/d1 , d̄ = d/d1 .

Расчетные схемы воздействия бора на оградительное и причальное сооружения в фазе отражения при d2 > H приведены на рисунках 8.7, 8.8.

Рисунок 8.5 - Схема к определению параметров бора

в фазе отражения при d2 <= H

Рисунок 8.6 - Схема определения глубины воды d2

в отраженном боре

Рисунок 8.7 - Схема взаимодействия бора в фазе отражения

с оградительным сооружением, d2 > H

Рисунок 8.8 - Схема взаимодействия бора в фазе отражения

с причальным сооружением, d2 > H

В случае относительно узких (по лучу волны) оградительных сооружений (2b < d2 - H) удельную нагрузку P, кН/м, на лобовую грань сооружения определяют по формуле

P = ρgd̄2^2·d1^2[1/2 + Fr2^2(1 − 1,73d̄2/(d̄2 − H̄))], (8.11)

где

Fr2 = Fr1/√(d̄2) − (1 − 1/d̄2)·√((1 + d̄2)/2), (8.12)

d̄2 = d2/d1, (8.13)

H̄ = H/d1. (8.14)

Значения d̄2 и Fr2 определяют также по значениям d̄ и H̄ по графикам на рисунке 8.9, как координаты точки пересечения соответствующих кривых.

При построении эпюры давления на лобовую грань (см. рисунок 8.7) давление у основания сооружения pн, кПа, следует определять по формуле

pн = ρgd̄2d1(1 + Fr2^2/2). (8.15)

Высоту эпюры давления d* определяют из соотношения

d* = H при d2 > H; d* = d2 при d2 < H. (8.16)

Давление в верхней части эпюры pв, кПа, следует определять по формуле (8.7).

Нагрузку на остальные грани сооружения определяют так же, как и в фазе удара.

В случае относительно широких (по лучу волны) оградительных и причальных сооружений (b > 2(d2 - H)) удельную нагрузку на лобовую грань P, кН/м, определяют по формуле

P = ρ·h·d̄2^2·d1^2·η, (8.17)

где

η = 1/2 − 3Fr2^(4/3)/2 + Fr2^2. (8.18)

Значения d̄2 и Fr2 определяют по графикам на рисунке 8.10, значение η может быть определено также по графику на рисунке 8.11.

Рисунок 8.9 - Графики для определения значений Fr2 и d̄2

в случае 2b < (d2 - H)

Рисунок 8.10 - Графики для определения значений Fr2 и d̄2

в случае b > 2(d2 - H)

Рисунок 8.11 - График для определения значения η

Значения давления для построения эпюры на лобовой и тыльной сторонах сооружения и по его подошве следует определять так же, как и для относительно узких (по лучу волны) оградительных сооружений.

Давление по верху сооружения p, кПа, следует определять по формуле

p = ρgd3, (8.19)

где глубина потока d3 в прикордонной зоне

d3 = d2Fr2^(2/3). (8.20)

Если глубина воды в отраженном боре d2, определенная по графикам на рисунке 8.9 и обозначенная d′2 , удовлетворяет неравенству b < 2(d′2 − H) , а найденная по графикам на рисунке 8.10 и обозначенная d″2 - неравенству b > (d″2 − H)/2 , то любую нагрузку P (или давление) вычисляют по интерполяционной формуле

P = P1 + 2(P2 − P1)(ξ − 0,5)/3, (8.21)

где P1 - значение нагрузки для сооружений размером b1 = 2(d′2 − H) ;

P2 - значение нагрузки для сооружений размером b2 = 0,5(d″2 − H) ;

ξ - параметр, определяемый по формуле

ξ = (d′2 + d″2 − 2H)/(2b). (8.22)

Если сооружение установлено на постели, то расчеты проводят, как для сооружения полной высоты. Затем эпюру обрезают на уровне основания сооружения (по верху постели).

Формула (8.10)

tотр = b/C2, (8.10)

где b - ширина сооружения по фронту бора, м;

C2 = √(gd2) - скорость фронта отраженного бора, м/с;

d2 - глубина воды в отраженном боре, м.

tотр = b/C2 (8.10)

где b - ширина сооружения по фронту бора, м;

C2 = √(gd2) - скорость фронта отраженного бора, м/с;

d2 - глубина воды в отраженном боре, м.

Формула (8.11)

P = ρgd̄2^2·d1^2[1/2 + Fr2^2(1 − 1,73d̄2/(d̄2 − H̄))], (8.11)

где

P = ρgd̄2^2·d1^2[1/2 + Fr2^2(1 − 1,73d̄2/(d̄2 − H̄))] (8.11)

где

Формула (8.12)

Fr2 = Fr1/√(d̄2) − (1 − 1/d̄2)·√((1 + d̄2)/2), (8.12)

Fr2 = Fr1/√(d̄2) − (1 − 1/d̄2)·√((1 + d̄2)/2) (8.12)

Формула (8.13)

d̄2 = d2/d1, (8.13)

d̄2 = d2/d1 (8.13)

Формула (8.14)

H̄ = H/d1. (8.14)

H̄ = H/d1 (8.14)

Формула (8.15)

pн = ρgd̄2d1(1 + Fr2^2/2). (8.15)

pн = ρgd̄2d1(1 + Fr2^2/2) (8.15)

Формула (8.16)

d* = H при d2 > H; d* = d2 при d2 < H. (8.16)

d* = H при d2 > H; d* = d2 при d2 < H (8.16)

Формула (8.17)

P = ρ·h·d̄2^2·d1^2·η, (8.17)

где

P = ρ·h·d̄2^2·d1^2·η (8.17)

где

Формула (8.18)

η = 1/2 − 3Fr2^(4/3)/2 + Fr2^2. (8.18)

η = 1/2 − 3Fr2^(4/3)/2 + Fr2^2 (8.18)

Формула (8.19)

p = ρgd3, (8.19)

где глубина потока d3 в прикордонной зоне

p = ρgd3 (8.19)

где глубина потока d3 в прикордонной зоне

Формула (8.20)

d3 = d2Fr2^(2/3). (8.20)

d3 = d2Fr2^(2/3) (8.20)

Формула (8.21)

P = P1 + 2(P2 − P1)(ξ − 0,5)/3, (8.21)

где P1 - значение нагрузки для сооружений размером b1 = 2(d′2 − H) ;

P2 - значение нагрузки для сооружений размером b2 = 0,5(d″2 − H) ;

ξ - параметр, определяемый по формуле

P = P1 + 2(P2 − P1)(ξ − 0,5)/3 (8.21)

где P1 - значение нагрузки для сооружений размером b1 = 2(d′2 − H) ;

P2 - значение нагрузки для сооружений размером b2 = 0,5(d″2 − H) ;

ξ - параметр, определяемый по формуле

Формула (8.22)

ξ = (d′2 + d″2 − 2H)/(2b). (8.22)

ξ = (d′2 + d″2 − 2H)/(2b) (8.22)

8.2 Нагрузки на обтекаемые и сквозные сооружения

8.2.1

Нагрузку на сквозное сооружение определяют суммированием нагрузок, действующих на каждый его элемент. В состав элементов входят опоры и верхнее строение. Схема взаимодействия бора со сквозным сооружением приведена на рисунке 8.12.

Рисунок 8.12 - Схема взаимодействия бора

со сквозным сооружением

8.2.2

Нагрузку от бора на обтекаемое сооружение определяют по формуле (7.10), где u = u1 - скорость набегающего потока, определяемая по формуле

u1 = Fr1·√(gd1). (8.23)

Значение Fr1 определяют по формуле (8.2) или по графику на рисунке 8.4.

Формула (8.23)

u1 = Fr1·√(gd1). (8.23)

u1 = Fr1·√(gd1) (8.23)

8.2.3

Опрокидывающий момент Mопр, кН·м, действующий на обтекаемое сооружение, определяют по формуле

Mопр = Qhw/2. (8.24)

Формула (8.24)

Mопр = Qhw/2. (8.24)

Mопр = Qhw/2 (8.24)

8.2.4

Нагрузки от бора на сквозные сооружения определяют по указаниям 7.2, где скорость набегающего потока определяют по формуле (8.23).

8.3 Нагрузки на отдельные элементы гидротехнических сооружений

8.3.1

Сдвигающие или отрывающие усилия, действующие на отдельный выступающий элемент сооружения, следует определять по формуле

F = cxρu1^2S0/2, (8.25)

где cx - коэффициент лобового сопротивления;

S0 - площадь проекции рассматриваемого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению движения потока (миделево сечение);

u1 - скорость потока, определяемая по формуле (8.23).

Формула (8.25)

F = cxρu1^2S0/2, (8.25)

где cx - коэффициент лобового сопротивления;

S0 - площадь проекции рассматриваемого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению движения потока (миделево сечение);

u1 - скорость потока, определяемая по формуле (8.23).

F = cxρu1^2S0/2 (8.25)

где cx - коэффициент лобового сопротивления;

S0 - площадь проекции рассматриваемого элемента на плоскость, перпендикулярную направлению движения потока (миделево сечение);

u1 - скорость потока, определяемая по формуле (8.23).

8.3.2

Устойчивость наброски из камня или бетонных массивов откосных сооружений при воздействии бора зависит от размеров и степени защемления элементов наброски и значения скорости потока u1, м/с, на первой фазе воздействия. Нарушение устойчивости происходит при условии

u1 > √(2D*g(1 − kρ)/(k·kρ)), (8.26)

где D* - наименьший размер бетонного массива или диаметр камня, м;

kρ - отношение плотностей воды и материала наброски;

k - коэффициент, зависящий от формы и характера поверхности элемента наброски, а также от положения его точек опоры. При хорошо уплотненной наброске k = 0,75c/cos φ . Здесь c - коэффициент обтекания элемента наброски (допускается приближенно принимать c = 1,0); φ - угол наклона откоса к горизонту.

Формула (8.26)

u1 > √(2D*g(1 − kρ)/(k·kρ)), (8.26)

где D* - наименьший размер бетонного массива или диаметр камня, м;

kρ - отношение плотностей воды и материала наброски;

k - коэффициент, зависящий от формы и характера поверхности элемента наброски, а также от положения его точек опоры. При хорошо уплотненной наброске k = 0,75c/cos φ . Здесь c - коэффициент обтекания элемента наброски (допускается приближенно принимать c = 1,0); φ - угол наклона откоса к горизонту.

u1 > √(2D*g(1 − kρ)/(k·kρ)) (8.26)

где D* - наименьший размер бетонного массива или диаметр камня, м;

kρ - отношение плотностей воды и материала наброски;

k - коэффициент, зависящий от формы и характера поверхности элемента наброски, а также от положения его точек опоры. При хорошо уплотненной наброске k = 0,75c/cos φ . Здесь c - коэффициент обтекания элемента наброски (допускается приближенно принимать c = 1,0); φ - угол наклона откоса к горизонту.

Дальше по документу

← 6 Воздействие цунами на прибрежные территории · Оглавление СП 292.1325800.2017 · 9 Воздействие бора на береговые объекты →