Приложение 6 (справочное). Пример определения параметров волн в прибойной зоне и построение эпюры волнового воздействия

Приложение 6
Справочное

Пример определения параметров волн в прибойной зоне и построение эпюры волнового воздействия

Откос автодорожной насыпи с заложением m = 2 защищается бетонными плитами от воздействия ветровых волн. Расчетная высота волны в системе волн расчетного шторма для этого типа креплений принимается по п. 1.15 настоящих Норм.

Высота расчетной волны, подходящей в точке 1 к откосу насыпи мостового перехода с северного направления (см. рисунок в приложении 3 настоящих Норм), рассчитана с применением спектрального метода.

В табл. 1 приведены исходные параметры.

Таблица 1

Номер точки	Румб	- h, м	------ ламбда, м	- Т , с	h , м 5%
1	С	0,29	7,5	2,19	0,51

Защищаемый откос имеет уклон i > 0,05, поэтому на откосе одно обрушение волны и высота волны 5%-ной обеспеченности определяется .

Значение коэффициента определяют по рис. 2 приложения 1 СНиП 2.06.04-82* по параметру , как это показано в справочном приложении 3. Величина . - обобщенный коэффициент потерь. По п. 13 приложения 1 СНиП 2.06.04-82* для заложения откоса m = 2 коэффициент ,

- коэффициент рефракции для откоса с заложением m = 2 и северного направления , так как угол между нормалью к трассе и направлением волнения

- коэффициент трансформации в месте обрушения волны (определяют по рис. 5 приложения 1 к СНиП 2.06.04-82*) в зависимости от отношения . Для уклонов откоса более 0,2 критическую глубину определяют по формуле (4) и для параметров волн (см. табл. 1) .

Отношение определяет коэффициент трансформации .

Высота волны (в прибое) м.

В приурезовой зоне определяем 5% высоты волны, подходящей ко всем точкам со всех направлений (см. рисунок в справочном приложении 3).

Из высот волн 5%-ной обеспеченности на границе прибойной зоны для каждого направления ветра выбираем наибольшие (табл. 2) и принимаем их за расчетные.

Таблица 2

Номер точки	Сторона откоса	Румб волн	h_(5%cr,u), м
1	Верховая	Ю	0,59
	Низовая	СЗ	0,66
2	Верховая	Ю	0,59
	Низовая	СЗ	0,68
3	Верховая	ЮВ	0,54
	Низовая	СЗ	0,61
4	Верховая	ЮВ	0,54
	Низовая	С	0,49
5	Верховая	В	0,59
	Низовая	ЮЗ	0,49

На плане трассы мостового перехода откладываем в масштабе по нормали к оси трассы длины отрезков, соответствующие высотам волн (см. табл. 2) и получаем эпюру волнового воздействия на откос, представленную на рисунке.

Длину волны для каждого из направлений в табл. 2 определяют по верхней огибающей (рис. 4 приложения 1 СНиП 2.06.04-82*) в зависимости от отношения длина волны, подходящей к откосу. Так, для точки 1 северного направления (см. табл. 1).

На этом объекте для расчетных направлений рефракцию волн не рассчитывали, так как углы между нормалью к трассе и направлением расчетного волнения были меньше 40° и соответственно коэффициенты рефракции при m = 2 не могут быть меньше 0,9 (фактически они были больше 0,94) и в расчет могут не приниматься.

Однако бывают случаи, когда необходимо учитывать и те направления, по которым волны подходят к откосу с очень большими углами (относительно нормали). Большие разгоны и скорости ветра по этим направлениям позволяют развиваться большим волнам, которые даже после рефракции сохраняют на линии обрушения остаточную величину.

В качестве примера ниже приводится расчет высоты волны с учетом рефракции волн по двум направлениям на участке 3 одного из мостовых переходов через реку.

Участок N 3 расположен от ПК 183 до ПК 222 и имеет азимут 63°.

С низовой стороны участка 3 разгоны ограничиваются постройками двух небольших поселков, расположенных менее чем в 1 км от трассы. С низовой части участка 3 для его начала (от ПК 183 до ПК 212) расчетным является направление В, а конец участка рассчитывают по направлению ЮЗ.

В табл. 3 собраны исходные величины для расчета параметров волнения. Заложение откоса насыпи .

Как видно из табл. 3, на расчетных участках углы >40°. В этом случае расчет рефракции необходим.

В табл. 4 даны последовательные этапы расчета и полученные величины расчетных параметров волнения для низовой стороны участка 3 с учетом рефракции волн.

Коэффициент рефракции рассчитан по формулам (5) и (6) настоящих Норм. Несмотря на сравнительно небольшие значения расчетных (1%-ной обеспеченности в системе) высот волн, они являются наибольшими на данных пикетах участка 3.

Таблица 3

Номер участка (пикетаж)	Низовая сторона
	B(V_w=18 м/с)		ЮВ(V_w=16 м/с)		Ю(V_w=11,5 м/с)		ЮЗ(V_w=16,5 м/с)
	L км	альфа°	L, км	альфа°	L, км	альфа°	L, км	альфа°
3	2,2		0,7				2,3
ПК 183	(до ПК 212)						(до ПК 203)
		63		18	1,0	27		72
3	1,0		1,1				3,2
(ПК 200 - ПК 222)	0,0		(от ПК 193 + 50))				(от ПК 219)

Таблица 4

Номер участ- ка	Распо- ложение участка	Пикетаж	Румб	V , w м/c	L ,км	g х L	g х d	- g х h	- h, м
						2 V w	2 V w
								2 V w
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3	Низовая сторона	ПК 183 - ПК 219 ПК 219 - ПК 222	В ЮЗ	18,0 16,5	2,2 3,2	67 115	0,087 0,115	0,0115 0,0133	0,38 0,37

Продолжение табл. 4

Номер участ- ка	Располо- жение участка	Пике- таж	Румб	K r	h 1%, м	- g х T ------- 2 V w	- T, с	ламбда, м
1	2	3	4	11	12	13	14	15
3	Низовая сторона	ПК 183 - ПК - 219 ПК 219 - ПК 222	В ЮЗ	0,75 0,70	0,59 0,54	1,21 1,31	2,23 2,21	7,8 7,6