Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Гидротехнические сооружения arrow ВСН 206-87 Параметры ветровых волн, воздействующих на откосы транспортных сооружений на реках  
20.08.2018
    
ВСН 206-87 Параметры ветровых волн, воздействующих на откосы транспортных сооружений на реках

СССР
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВЕДОМСТВЕННЫЕ
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПАРАМЕТРЫ ВЕТРОВЫХ ВОЛН,
ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОТКОСЫ
ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА РЕКАХ

ВСН 206-87

Минтрансстрой

Москва 1987

Разработаны институтами Министерства транспортного строительства СССР:

Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) (ответственные исполнители: канд. техн. наук Юдин Л.Н., инж. Орлова К.М., кандидаты техн. наук Высоцкий А.Ф., Плакида М.Э., Балунов Ю.К.);

Государственным ордена Трудового Красного Знамени проектно-изыскательским институтом по проектированию и изысканиям больших мостов (Гипротрансмост) (ответственные исполнители: канд. техн. наук Абрамов Ю.В., инж. Дудуляка В.А.);

Государственным проектным институтом по изысканиям и проектированию автомобильных дорог (Союздорпроект) (исполнитель канд. техн. наук Бликштейн С.М.).

Внесены Министерством транспортного строительства СССР.

Подготовлены к утверждению Главным техническим управлением Министерства транспортного строительства СССР.

Нормы составлены в развитие и дополнение к нормам проектирования «Железные дороги» СНиП II-39-76, «Автомобильные дороги» СНиП 2.05.02-85, «Мосты и трубы» СНиП 2.05.03-84, «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)» СНиП 2.06.04-82*.

Нормы согласованы:

Государственным строительным комитетом СССР / ГОССТРОЙ СССР/, письмо АЧ-1722-8 от 6.04.87, Главным управлением пути (ЦП) МПС СССР, письмо № ЦПИ 6/22 от 14.10.86, Главным производственно-техническим управлением (Главдортех) Минавтодора РСФСР 7.07.86.

Министерство транспортного строительства СССР (Минтрансстрой)

Министерство путей сообщения СССР (МПС)

Министерство автомобильных дорог РСФСР (Минавтодор РСФСР)

Ведомственные строительные нормы

ВСН 206-87

Минтрансстрой

Вводятся впервые

Нормы проектирования. Параметры ветровых волн, воздействующих на откосы транспортных сооружений на реках

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Нормы распространяются на речные транспортные берегоукрепительные сооружения откосного типа при проектировании вновь строящихся и реконструкции существующих объектов в системах МПС, Минавтодора РСФСР, Миндорстроя УССР, Минтрансстроя СССР и объектов других ведомств и министерств. Они предназначены для определения параметров ветровых волн и не рассматривают судовые волны, волны прорыва при авариях водохозяйственных объектов, а также иные гидрологические явления, возникающие от ветрового волнения в прибрежной зоне.

1.2. Рассматриваются берегоукрепительные сооружения для защиты откосов земляного полотна железных и автомобильных дорог, пойменных насыпей и регуляционных сооружений мостов, подверженных волновым воздействиям, которые располагаются на берегах озер, водохранилищ, рек, а также при пересечении водоемов, водотоков и временно заливаемых участков, кроме озер Байкал, Балхаш, Онежское и Ладожское.

Внесены

Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС)

Утверждены распоряжением Министерства транспортного строительства СССР
от 2 ноября 1987 г. № МО-1117

Срок введения в действие
1 января 1988 г.

1.3. Нормы допускают (при соответствующем обосновании) использование результатов новых достижений науки в области расчета ветрового волнения, если это не ведет к уменьшению надежности и прочности укрепительных конструкций.

Проектная оценка условий работы покрытий откосов и их конструкций

1.4. Покрытие, как правило, состоит из основного и облегченного, располагаемого за верхней и нижней границами основного.

1.5. Основное покрытие включает элементы:

покрытие;

подготовка или фильтр;

упор по нижней границе основного крепления.

1.6. Покрытие должно быть устойчиво против ударов волны, воздействия течений и льда. Кроме этого, должны быть учтены климатические условия, влияющие на долговечность, сохранность и работу покрытия (морозостойкость, агрессивность воды и т.п.). Облегченные покрытия не должны принимать ударов волн, припая ледяного покрова и ударов плавающих льдин.

1.7. Рекомендуемые типы покрытий откосов1 транспортных гидротехнических сооружений:

а) основное2 - наброска из камня (сортированного, несортированного, горная масса); бетонные плиты сборные; железобетонные плиты (сплошные монолитные, изготавливаемые на месте), сборные омоноличенные, сборные с открытыми швами; гибкие железобетонные сплошные; гибкие железобетонные решетчатые с заполнением ячеек камнем; асфальтобетонные плиты монолитные и сборные;

1 Укрепляемые откосы должны быть заложением m ≥ 2.

2 В зависимости от высоты воздействующей волны, а также ледовых нагрузок типы покрытий откоса, отнесенные к основному могут располагаться в зоне облегченных покрытий.

б) облегченное - гравийно-щебеночная наброска, посадка кустарника, грунт улучшенный.

1.8. Типы креплений откосов и их размеры в пределах подтопления на подходах к мостам и трубам и для откосов регуляционных сооружений следует принимать в зависимости от условий ледохода, воздействий волны и течения, соответствующих расчетному уровню воды.

1.9. Расчетная отметка обводнения поверхности откоса устанавливается из наблюдений над пиками ежегодных максимальных паводков или подъемов уровней и соответствует отметке пика паводка (подъему уровня), обеспеченность (или вероятность превышения) которого приведена для железных дорог в табл. 1, а для автомобильных дорог в табл. 2 в зависимости от категории железной и автомобильной дороги. Должны учитываться накат волны на откос, подпор и сгонно-нагонные колебания.

Для железных дорог общей сети обеспеченности расчетных уровней принимают различными при определении отметки верха крепления и его мощности. Для прочих железных (см. табл. 1) и автомобильных дорог (см. табл. 2) в обоих случаях обеспеченности расчетных уровней берут одинаковыми.

Сроки установления расчетных уровней воды (пиков паводков) и их отметки определяют по СНиП 2.01.14-83 с учетом фазовой однородности уровней, обусловленной режимом реки (сезонов).

Таблица 1

Сооружения и категория железной дороги

Обеспеченность (вероятность превышения) уровня пика паводка

Определение отметки верха крепления откоса

Назначение типа крепления, расчет его на устойчивость и прочность

Насыпи подходов к мостам и трубам, дамбы регуляционных сооружений железных дорог I-II категории (общей сети)

Насыпи подходов к мостам и трубам, дамбы регуляционных сооружений железных дорог:

0,33 (1 раз в 300 лет)

1 (1 раз в 100 лет)

III категории (общей сети)

0,33 (1 раз в 300 лет)

2 (1 раз в 50 лет)

IV категории (обшей сети)

1 (1 раз в 100 лет)

2 (1 раз в 50 лет)

IV и I категорий (подъездные пути, где по техническим причинам предприятий перерыв в движении не допускается)

1 (1 раз в 100 лет)

1 (1 раз в 100 лет)

IV и V категорий (подъездные пути и внутренние пути промышленных предприятий)

2 (1 раз в 50 лет)

2 (1 раз в 50 лет)

Таблица 2

Сооружения

Категория автомобильной дороги

Вероятность превышения максимальных расходов расчетных паводков

Большие и средние мосты

I-III, III-п, городские улицы и дороги

1*

IV, IV-п, V, I-с и II

2*

Малые мосты и трубы

I

1**

 

II, III, III-п, городские улицы, дороги

2**

 

IV, IV-п, V и внутрихозяйственные дороги

3**

* В районах с малоразвитой сетью автомобильных дорог для сооружений, имеющих особо важное народнохозяйственное значение, при технико-экономическом обосновании вероятность превышения допускается принимать 0,33 вместо 1 % и 1 вместо 2 %.

** В районах с развитой сетью автомобильных дорог для автодорожных малых мостов и труб при технико-экономическом обосновании вероятность превышения допускается принимать 2 вместо 1 %, 3 вместо 2 %, 5 вместо 3 %, а для труб на дорогах II-с и III-с категорий - 10 %.

1.10. Верхняя граница крепления откоса располагается выше расчетного уровня (см. табл. 1 и 2) на величину высоты наката волн, ветрового нагона и подпора, возможных при расчетном шторме (см. п. 3.19 настоящих Норм), а также постоянного запаса а ≥ 0,25 - 0,5 м (СНиП II-39-76, СНиП 2.05.03-84).

Причем при расчете на уровни малой обеспеченности (0,33 - 5 %) принимают в расчет величину высоты наката волны 1 %-ной обеспеченности в системе волн расчетного шторма 50 %-ной обеспеченности (1 раз в 2 года).

Для условий водохранилищ при расчетах на нормальный подпорный уровень (НПУ) и другие длительно стоящие уровни (50 %-ной обеспеченности и более) принимают в расчет величину наката волны 1 %-ной обеспеченности в системе волн расчетного шторма 4 %-ной обеспеченности (1 раз в 25 лет).

1.11. Верхняя граница основного крепления доводится до отметки, соответствующей высоте наката волн 50 %-ной обеспеченности по накату (эта высота получается умножением величины наката волны 1 %-ной обеспеченности на коэффициент 0,68). Обеспеченность шторма принимается в соответствии с п. 1.10.

1.12. Нижнюю границу основного крепления следует назначить на глубине d = 2h1%, считая от расчетного уровня воды, но она не должна быть выше места припая ледяного покрова к откосу.

Высоту волны 1 %-ной обеспеченности h1% берут в системе шторма 50 %-ной обеспеченности на расчетном уровне.

1.13. Верхняя граница облегченного покрытия определена в п. 1.10. Покрытие расположено выше основного и должно противостоять действию потока воды при накате волны (скорость, давление и противодавление).

Скорости волнового потока на откосе рассчитывают по формулам ВСН 183-74, приведенным в рекомендуемом приложении 1. Давление и противодавление определяют по п. 1.15 СНиП 2.06.04-82*.

* Приведенные формулы справедливы также для расчета размывающих скоростей в основании откоса в месте перехода крутых откосов в пляжные (пляжные откосы считаются с заложением m > 5).

1.14. Нижнюю границу облегченного покрытия откоса, расположенного ниже основного, назначают из условия неразмываемости грунтов откоса донными волновыми скоростями, которые также определяют по формулам рекомендуемого приложения 1. При этом принимают среднюю длину и 1 %-ную высоту волны в системе шторма 4 %-ной обеспеченности на расчетном уровне.

1.15. Конструкции основного и облегченного покрытий рассчитываются на прочность и устойчивость от воздействия волнового потока (скорость, давление и противодавление) волны 5 %-ной обеспеченности в системе волн расчетного шторма 4 %-ной обеспеченности на расчетном уровне.

Крепления откосов следует проектировать в соответствии с требованиями разд. 1 СНиП 2.06.04-82* и настоящих Норм.

1.16. При применении гибких покрытий необходимо пользоваться Рекомендациями1.

1 Рекомендации по проектированию и строительству гибких железобетонных покрытий откосов транспортных сооружений. М., ЦНИИС, 1984.

1.17. Обеспеченности для расчета параметров ветровых волн, назначаемые при определении мощности (толщины, массы), крепления и его границ в соответствии с изложенными пунктами настоящих Норм, приведены на рис. 1 и табл. 3.

Рис. 1. Части и границы креплений:

1 - верхнее облегченное; 2 - основное; 3 - нижнее облегченное; I - IV границы креплений соответственно верхняя верхнего облегченного, верхняя основного, нижняя основного, нижняя нижнего облегченного

Таблица 3

Конструктивные элементы креплений

Уровень воды, %

Шторм, обеспеченность, %

Система

волн

наката

Толщина, масса (мощность)

Любой расчетный (табл. 1, 2)

4

5

-

п. 1.15

п. 1.15

Границы креплений:

верхняя:

 

 

 

 

облегченного

0,33 - 5

50

1

1

 

≥ 50

4

1

1

(п. 1.10)

(п. 1.10)

(п. 1.10)

 

основного

То же

То же

1

50

(п. 1.11)

(п. 1.11)

(п. 1.11)

(п. 1.11)

нижняя:

Любой расчетный (п. 1.12, табл. 1, 2)

50

1

-

(п. 1.12)

(п. 1.12)

 

основного

 

 

 

 

облегченного

(табл. 1, 2)

4

1

-

(п. 1.14)

(п. 1.14)

 

Примечание. В скобках даны ссылки на пункты и таблицы настоящих Норм.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОВОГО ВОЛНЕНИЯ

2.1. При определении параметров ветрового волнения на затопляемых поймах рек, озерах и водохранилищах необходимо руководствоваться обязательным приложением 1 к СНиП 2.06.04-82*.

2.2. Основным методом расчета параметров ветрового волнения является их расчет по режимным характеристикам ветра (см. СНиП 2.06.04-82*, Методические указания РД 31.33.05-85 «Расчет режимных характеристик ветра для портовых сооружений»)1.

1 Расчет режимных характеристик ветра для портовых сооружений. М., Союзморниипроект, 1985.

2.3. Допускается также получать расчетные скорости ветра по данным натурных наблюдений над максимальными ежегодными значениями скоростей ветра в соответствии с обязательным приложением 1 к СНиП 2.06.04-82*. В этом случае кривую обеспеченности скорости ветра необходимо строить по каждому открытому румбу по ежегодным максимальным за расчетный сезон (или за отдельные месяцы этого сезона) значениям скоростей ветра для этого румба. Как правило, такой расчет дает некоторое завышение скорости ветра.

2.4. Для определения расчетных параметров ветрового волнения по режимным характеристикам ветра необходимо иметь следующие исходные величины:

скорость ветра Vw, м/с, в шторме расчетной обеспеченности по всем открытым румбам;

время действия расчетного ветра t, с;

длины разгонов волн по открытым румбам L, м;

изменение глубин (профиль дна) по открытым румбам.

2.5. Режимная функция скоростей ветра F строится на клетчатке вероятностей по данным ряда срочных наблюдений за ветром за период возможного стояния паводкового уровня (справочное приложение 2).

2.6. Обеспеченность расчетной скорости ветра Fn, %, определяют по формуле

                                                              (1)

где t - продолжительность одного шторма, ч. Для затопляемых речных пойм, для озер и водохранилищ, не имеющих стационарных наблюдений, принимается t = 6 ч. При наличии стационарных наблюдений за волнением значения уточняют по данным гидрометстанций;

N - число дней наблюдений в году за расчетный (паводочный) период;

nt - заданное число лет;

Рw - повторяемость волноопасного направления ветра (в долях единицы от суммы повторяемости всех направлений).

2.7. Расчетные характеристики ветра на высоте 10 м над водной поверхностью определяют по обязательному приложению 1 к СНиП 2.06.04-82*.

2.8. При использовании измерений по флюгеру формула (149)* СНиП 2.06.04-82* принимает вид:

                                                           (2)

где Vlz - скорость ветра, измеренная на станции по флюгеру, установленному на высоте z м/с;

Kz - коэффициент приведения к высоте 10 м, принимаемый при z = 5 м - 1,1; при z = 10 м - 1,0; при z = 20 м и более - 0,9;

Kfl - коэффициент, определяемый по формуле

 (но не более 1).

Здесь Vl = Vlz × Kz.

Kl - коэффициент приведения скорости ветра, измеренной над сушей, к условиям водной поверхности.

Значения коэффициента Kl (рис. 2) определяют для разгонов ветра над водной поверхностью L < 20 км.

Тип местности А, В, С принимают согласно СНиП 2.6-74 «Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия»1.

1 А - открытые местности (степи, лесостепи, пустыни, открытые побережья морей, озер, водохранилищ); В - территории малых и средних городов, территории больших и крупных городов, застроенных зданиями высотой до 20 м; С - территории больших, крупных и крупнейших городов, застроенных зданиями свыше 20 м.

Пример определения расчетной скорости ветра дан в справочном приложении 2 настоящих Норм.

Рис. 2. Определение коэффициента Kl при скорости ветра V, м/с

1 - 10; 2 - 15; 3 - 20; 4 - 25; 5 - 30; 6 - 35; 7 - 40;

А, В, С - тип местности

2.9. При отсутствии данных наблюдений за ветром в радиусе 200 км от проектируемого объекта необходимо определять ветер по картам атмосферного давления в приземном слое (синоптическим картам)1.

1 Карты можно получить в синоптическом архиве ЦГМО г. Обнинска.

2.10 Длину разгона волн и глубины вдоль луча волны определяют по румбам от точки проектируемого сооружения, на которую воздействуют ветровые волны, до уреза свободной водной поверхности (берег, искусственное сооружение и т.п.). Исходные данные определяют по картам масштабом не менее 1:25000 или натурной съемкой.

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОВЫХ ВОЛН

3.1. Согласно СНиП 2.06.04-82* водоем делится на следующие зоны:

глубоководная, где d > 0,5 d;

мелководная - 0,5 d ³ d > dcr;

прибойная - dcr ³ d > dcr,u;

приурезовая - d £ dcr,u, верхней границей которой является граница наката волн.

3.2. В глубоководной и мелководной зонах (с уклонами дна 0,002 и более) параметры волн определяют по рекомендациям обязательного приложения 1 к СНиП 2.06.04-82*.

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: