Приложение Ж (рекомендуемое). Расчет надвига льда на берегозащитные сооружения на замкнутых акваториях

Приложение Ж
(рекомендуемое)

Расчет надвига льда на берегозащитные сооружения на замкнутых акваториях

Ж.1 К замкнутым акваториям относятся озера, крупные водохранилища и глубокие заливы морей, на которых в зимнее время в пределах всего водоема образуется сплошной ледяной покров.

Ж.2 Длину и высоту надвига льда на сооружение отсчитывают от линии сопряжения нижней поверхности льда с дном или подводным откосом сооружения.

Ж.3 Длину надвига льда на откос сооружения , м, определяют по формуле

, (Ж.1)

где q - линейная нагрузка на сооружение от действия ледяного покрова, кН/м;

- угол между горизонтальной плоскостью и наклонной поверхностью сооружения, по которой происходит надвиг льда, рад;

- коэффициент трения льда по поверхности откоса;

- плотность льда, ;

- расчетная толщина льда, м;

с - сила сцепления льда, .

Ж.4 Высоту надвига льда на откос сооружения , м, находят по формуле

(Ж.2)

и отсчитывают от уровня воды, соответствующего периоду вскрытия водоема от льда.

Ж.5 Высоту нагромождения льда в навале , м, при его надвиге на откос сооружения определяют по формуле

, (Ж.3)

где - угол естественного откоса льда в навале, рад;

- коэффициент трения льда по льду.

Высоту льда в навале отсчитывают от уровня воды, соответствующего периоду вскрытия водоема от льда. Пустотность льда в навале может приниматься равной 50% первоначального объема.

Ж.6 Коэффициент трения льда определяют по таблице Ж.1.

Таблица Ж.1 - Значения коэффициентов трения льда

Надвиг льда	Коэффициент трения
Лед по льду	0,10
По бетону	0,10
По грунту	0,15
По свежему снегу толщиной 0,5 см	0,17
То же, толщиной 2 см	0,27
То же, толщиной 15 см	0,92

Ж.7 Физико-механические свойства льда должны определяться на основе данных натурных исследований, а при их отсутствии допускается принимать ; с = 2 ; рад.

Ж.8 Линейную нагрузку на сооружение от ледяного покрова q, кН/м, действующую в его горизонтальной плоскости вследствие термического расширения монолитного ледяного поля, воздействия на него течения воды и ветра рассчитывают по формуле

, (Ж.4)

где - коэффициент надежности по нагрузкам, принимаемый при классе сооружений: II - 1,15; III - 1,05;

- нагрузка от монолитного ледяного поля при его температурном расширении, кН/м;

- нагрузка, вызываемая ветром, т.е. трением воздуха о наружную поверхность ледяного поля, кН/м;

- нагрузка, вызываемая течением, т.е. трением водного потока о нижнюю поверхность ледяного поля, кН/м.

Ж.9 При оценке ледового режима водоема должны быть выявлены и проанализированы все ранее происшедшие в рассматриваемом районе случаи надвига льда на берег и сооружения. По размерам этих надвигов необходимо установить значение линейной нагрузки q. Если фактическое значение линейной нагрузки больше, чем вычисленное по формуле (Ж.4), то она должна быть принята в качестве расчетной.

Ж.10 Нагрузку от сплошного ледяного поля при его температурном расширении , кН/м, определяют по формуле

, (Ж.5)

где - давление в толще льда, , на расстоянии х, м, от начала координат, определяемое по формуле

, (Ж.6)

где - предел упругости льда, который при отсутствии опытных данных допускается принимать равным 50 ;

- коэффициент температурного линейного расширения льда; для практических целей можно принимать при температуре от 0° до минус 20°С (или );

- коэффициент вязкости льда, ;

В - ширина сплошного (монолитного) ледяного поля, м;

- скорость повышения температуры льда, °С/ч;

- половина длины сплошного (монолитного) ледяного поля, м.

Ж.11 При расчете давления монолитного ледяного поля на сооружение начало системы координат располагается по центру ледяного поля, а ось х - вдоль продольной оси ледового поля.

Ж.12 Нагрузку, вызываемую ветром , кН/м, вычисляют по формуле

, (Ж.7)

где - максимальная скорость ветра 1% обеспеченности в период надвига льда, м/с, которая устанавливается по синоптическим данным;

- коэффициент трения воздушного потока о шероховатую наружную поверхность ледяного покрова, , равный

. (Ж.8)

Ж.13 Нагрузку, вызываемую течением, , кН/м, рассчитывают по формуле

, (Ж.9)

где - коэффициент трения водного потока о шероховатую нижнюю поверхность ледяного покрова, , определяемый по формуле

; (Ж.10)

- скорость течения воды подо льдом 1% обеспеченности в период надвига льда, м/с;