Исходные данные для проектирования причального сооружения.

План акватории и территории М 1:20000; Геологический разрез; Номер порта – 5П2;

Характеристики ветра:

Направление действия ветра – север;

Расчетная длина разгона волны в направлении действующих ветров L=160 км; Расчетная скорость ветра над поверхностью моря v=20м/с; Продолжительность действия ветра t=13часов;

Характеристики расчетного судна:

Тип судна – конт.-воз; Дедвейт – 12350 т; Длина судна – 122,0 м; Ширина судна – 18,7 м; Осадка – 7,1 м;

Уровни моря от расчетного уровня: max +0,5м, min -0,8м; Количество причалов – 8шт.

Физико-технические характеристики грунтов основания:

1). Проектирование причального фронта.

Начертание причального фронта - в значительной степени зависит от типов судов швартующихся у причалов и соответственно от видов грузов.

При выборе рационального начертания причального фронта необходимо учитывать: физико-географические условия, топографические условия (очертание береговой линии, форма рельефа берега и дна), гидрологические факторы (режим волнения, течения, колебания уровня, ледовой режим), геологические факторы (вид и форма залегания грунтов на территории и акватории порта), принятую технологию переработки и хранения грузов, наличия и возможности создания водных и сухопутных подходов к причалу, перспективы развития порта.

Помимо всех перечисленных факторов необходимо еще знать достоинства и недостатки форм начертания причальной линии.

Перечисленные формы причальной линии имеют свои достоинства и недостатки, которые должны учитываться при проектировании.

В курсовой работе принимаем пирсовое начертание - когда причалы размещены по периметру выдвинутых в акваторию выступов – пирсов, имеющих форму прямоугольника. Данное решение связано с тем, что при заданном количестве причалов и длине береговой линии, защищенной от волнения оградительным сооружением, не может быть применена иная форма очертания причального фронта (фронтальное). Также учтено место для отстоя судов технического обслуживания (25% от длины причала) и место для перспективного развития порта путем удлинения пирсов в акваторию порта (50% от длины причала).

Пирсовая форма характерна для морских и водохранилищных портов при крутом падении берега и сравнительно узкой береговой полосе для территории порта. Пирсы образуются в идее искусственных сооружений, вынесенных в акваторию порта.

Различают широкие пирсы и узкие. Принимаем широкие пирсы. На широких пирсах (шириной 250-400 м) размещают не менее трех-четырех причалов с каждой стороны. Используются они обычно для генеральных грузов, перегружаемых кранами и требующих размещения на пирсах железнодорожных путей и транзитных складов.

Основным преимуществом пирсовой формы расположения причалов является компактность, что имеет решающее значение для устройства портов на защищаемых акваториях в морских и водохранилищных условиях.

Недостатки:

а) недоиспользуется территория в местах расположения железнодорожных и автодорожных съездов на пирсы;

б) затруднено использование торцевых частей пирсов в качестве причалов (иногда используют для швартовки вспомогательного флота или для швартовки пассажирских судов);

в) ограниченность ширины пирса не позволяют при необходимости развивать склады

– приходится их переносить на берег, что приводит к значительным пробегам внутрипортового транспорта;

г) усложнено проектирование и строительство пирсов по сравнению с береговыми фронтальными причалами в связи с изменением естественных глубин и грунтов по длине пирса.

Тем не менее, недостатки пирсовой системы обычно менее существенны, чем их преимущества и она является основной в практике морского портостроения.

1.2Определение размеров основных элементов порта.

I.Технические характеристики порта

Ктехническим характеристикам порта относят: отметку портовой территории; глубины

впорту, на акватории и у причалов; длину причального фронта; размеры акватории; размеры территории.

1. Отметка портовой территории.

Имеется ввиду возвышение верхней плоскости причала над отметкой портовой территории, или то же возвышение причала (кордона) над отсчетным уровнем воды, являющейся одной из важнейших характеристик порта. Эта отметка выбирается с таким расчетом, чтобы портовая территория не затоплялась при высоких уровнях воды и были созданы наиболее благоприятные условия для производства перегрузочных операций и нормальной работы наземных транспортных средств.

Отметку портовой территории назначают исходя из основной и поверочной норм. По основной норме устанавливается возвышение кордона (или верха причального сооружения), обеспечивающее:

а) удобство стоянки судов и производства перегрузочных работ у причала; б) возможность оборудования причала отбойными устройствами;

в) возможность прокладки водопроводных и канализационных сетей ниже глубины промерзания грунта.

По поверочной норме возвышение кордона проверяется на незатопляемость территории причалов. Рассмотри эти нормы, которые удобно представить в табличной форме:

За расчетную отметку кордона принимают наибольшее значение из полученных по этим двум нормам. Следует иметь в виду, что полученные таким образом отметки являются минимально допустимыми. Обычные же их значения для безливных морей лежат в пределах 2-3м над средним уровнем моря.

По заданию имеем безливное море, т.к. величина прилива составляет 0,5м. Поэтому с учетом запаса принимаем0.0) отметку портовой территории на 2,5 м выше среднего многолетнего уровня ( .

2.Навигационная глубина в акватории порта и проектная глубина у причала.

Вобщем случае, при составлении проекта портовой акватории определяются: навигационная глубина, необходимая для безопасного передвижения расчетного судна и производства перегрузочных операций, при самых неблагоприятных расчетных условиях, по формуле:

Нн =Т +Z1 +Z2 +Z3 +Z0

ипроектная глубина по формуле:

Н0 = Нн +Z4 , где

Т – осадка расчетного судна (7,1м).

Z1 – минимальный навигационный запас под килем судна (0,04*Т=0,28м) Z2 – волновой запас (0,12м)

Z3 – скоростной запас (0,3м)

Z0 –запас на крен судна (0,5м)

Z4 –запас на заносимость (0,4м)

Нн =7,1+0,28 +0,12 +0,3+0,5 =8,3м

Всоответствии с типовыми значениями глубин у причалов для морских портов принимаем проектную глубину: 9,75 м. Таким образом получается запас в 1,45 м, который в дальнейшем можно использовать для принятия судов с большей осадкой, чем у расчетного судна.

Все отметки в порту, в том числе и отметки дна у причалов отсчитываются от наинизших уровней моря определенной обеспеченности – так называемых отсчетных уровней. Следует иметь в виду, что ошибка в назначении отсчетного уровня ведет либо к простоям судов из-за невозможности их подхода к причалам, в связи с недостаточностью глубин акватории в непредусмотренные проектом периоды времени, либо к неоправданному увеличению стоимости строительства тех или иных сооружений порта, из-за завышения глубин перед ними.

С учетом минимального уровня воды (-0,8 м) глубину у причала можно оставить равной 9,75, так запас покрывает это колебание.

Навигационная глубина в акватории порта с учетом запаса на заносимость:

Н0 =9,75 +0,4 =10,15м

3.Размеры акватории порта

Размеры акватории порта определяют исходя из условий безопасного входа в порт, маневрирования судов при подходе их к причалам. Удобной и безопасной стоянки у причалов при перегрузочных и других операциях.

Акватория порта должна быть надежно защищена от ветра и волнения с тем, чтобы суда могли безопасно выполнять все необходимые операции и не оказывали нежелательных воздействий на сооружения.

Движение судна в порту может происходить своим ходом или при помощи буксиров.

Обычно при дедвейте D<50.000г – судно двигается своим ходом. Допускаемая скорость судов при входе в порт составляет 2-6 узлов (1-3м/сек).

При входе в порт судно, как правило, должно двигаться прямолинейно и иметь перед собой достаточную акваторию для≈ 450снижениям скорости. Обычно – это расстояние равно (3÷5)

Zсудна (принимаем 4*Zсудна=488м )

Минимальный радиус закругления переходного криволинейного участка траектории судна обычно принимается в пределах:

R=(3÷5) Zсудна. (принимаем 450 м)

В пределах акватории порта необходимо создать возможность для полного поворота судна на 180˚, для чего в пределах углубленной акватории должен вписываться круг (называемый кривой циркуляции).

Минимальный диаметр разворотного круга принимается при движении своим ходом, равным (3,5÷4) Zсудна (принимаем 450 м). Границы площадки, предназначенной для маневрирования, должны быть расположены на расстоянии не менее 2Всудна (Всудна - ширина судна) от оградительных и других сооружений (37,4м).

2). Проектирование причального сооружения.

2.1Конструкция причального сооружения.

Вкачестве причального сооружения принимаем металлические оболочки большого диаметра. Обосновать это можно тем, что известняк является хорошим основанием для гравитационного сооружения, и оболочку можно заглубить в слабые грунты без предварительной из разработки. В данном случае мы заглубляем оболочку в песок с мощностью слоя 2,9 м и в слабую глину с мощностью слоя 1,0 м. Таким образом, сооружение будет стоять на известковом основании, заглубленное в сжимаемые грунты на 3,9м. Отметка основания оболочки: -11,25м. Устройство каменной постели не требуется. Погружение оболочек в грунт осуществляется подмывом. Одним из недостатков данного вида конструкции является большая масса монтажных элементов, в связи с чем для транспортирования и монтажа сооружений требуется тяжелое грузоподъемное оборудование. Снижение массы можно достичь путем резкой оболочек горизонтальными монтажными швами.

2.2Назначение габаритных размеров оболочки

На основании опыта проектирования и строительства рациональные пределы увеличения диаметра оболочек следует ограничить 9-12 м. Из оболочек такого диаметра могут быть построены набережные высотой до 13-16 м.

Принимаем высоту оболочки H=12 м внешний диаметр оболочки D=10 м (из учета D=0,8H), толщину стенок оболочки t=0,02м.

Для принятой оболочки большого диаметра будем производить расчеты на плоский сдвиг, на опрокидывание, т.к. сооружение стоит на несжимаемом основании(известняк), на прочность конструкции и на прочность материала.

Геологический разрез района строительства

νq и νn – соответственно поперечная и продольная составляющие скорости ветра обеспеченностью 2% за навигационный период, м/с. Принимаем νq = 20м/ с, νn =18м/ с;

ξ – коэффициент, принимаемый по таблице 21 (СНиП 2.06.04–82, стр. 21).

3.3Определение грунтовой нагрузки

Для построения эпюр бокового давления грунта (активного и пассивного) необходимо технологическую нагрузку учесть таким образом, чтобы был рассмотрен наихудший вариант действия этой нагрузки на сооружение.

Далее расчет ведется на основании СНиП 2.06.07-87.

1) Построение эпюр горизонтальной составляющей активного давления:

Pah = Pyλahϕ − tgCϕ (1−λahc ) ,

В песчаных грунтах сцепление отсутствует или настолько мало, что им можно пренебречь формула имеет вид

- соответственно удельный вес грунта (в случае насыщения грунта водой – γi =1) и высота i - го слоя грунта у расчетной плоскости.

= ( , , , )

− уголвнутренненго, гдетрениягрунта,

угол трения грунта по расчетной плоскости, как правило, принимаемый по абсолютной

λа1 =tg2 (45 −ϕ2 ) k =tg2 (45 − 262 ) 1,05 = 0,41

Слабая глина: