Приложение Л. Расчет нагрузки от навала пришвартованного судна на причальное сооружение при волнении

Приложение Л

Расчет нагрузки от навала пришвартованного судна на причальное сооружение при волнении

Л.1 Деформация отбойных устройств (и причального сооружения) , м, возникающая при навале пришвартованного судна на причал под действием волн, определяется по формуле

, (Л.1)

где - среднее значение амплитуды поперечно-горизонтальных колебаний точки контакта борта судна с отбойными устройствами, м, определяемое по формуле

; (Л.2)

; (Л.3)

где - смещение центра поперечно-горизонтальных колебаний, м; определяется по графику рисунка Л.1 в зависимости от значений параметров и Р,

; (Л.4)

; (Л.5)

- коэффициент присоединенной массы воды при качке судна, определяемый по таблице Л.1;

- коэффициент демпфирования подводной частью причального сооружения, принимаемый в зависимости от конструкции причального сооружения по таблице Л.2;

- для случая качки судна;

, - абсцисса и ордината точки приложения нагрузки от навала судна относительно его центра тяжести, отсчитываемые по продольной и вертикальной главным осям соответственно, м;

, - радиусы инерции судна относительно вертикальной и горизонтальной главных центральных осей, м;

- средняя частота, , воздействующих на судно волн, где - средний в системе период волн, с;

- приведенная частота поперечно-горизонтальных колебаний судна на отбойных устройствах, , где -коэффициент жесткости отбойного устройства, определяемый для начального, линейного, участка характеристики "сила-деформация", Н/м;

n - число отбойных устройств, одновременно деформируемых при навале; для отбойных устройств с существенно нелинейными характеристиками (конических, арочных и т.п.) приведенная частота поперечно-горизонтальных колебаний судна должна быть умножена на коэффициент 0,7;

W - водоизмещение судна, , при рассматриваемой нагрузке;

- плотность воды, ;

и - параметры, определяемые по рисункам Л.2 и Л.3 соответственно;

- коэффициент, учитывающий нефронтальный подход волн к диаметральной плоскости судна, определяется по графику рисунка Л.4, где - длина судна между перпендикулярами, м; - угол подхода волн, отсчитываемый от продольной оси судна;

и - редукционные коэффициенты поперечно-горизонтальной и бортовой качки соответственно, определяются по графикам рисунка Л.5;

- коэффициент динамичности бортовой качки; определяется по графику рисунка Л.6, где - собственная частота бортовой качки, , - собственный ее период, с;

и - соответственно средние в системе значения высот и длин волн, воздействующих на судно, м;

j - коэффициент перехода от средних значений к малообеспеченным для амплитуд поперечно-горизонтальных колебаний точки контакта борта судна с отбойными устройствами, распределенными по закону Релея; определяется по таблице Л.3, в расчетном случае следует рассматривать навал 1%-ной обеспеченности.

Нагрузка, передаваемая причальному сооружению через отбойные устройства, расположенные в средней части участка контакта судна с сооружением , определяется в предположении навала судна лагом, когда все n отбойных устройств в пределах прямолинейной части борта деформируются равномерно.

Таблица Л.1

Относительная осадка	Значения коэффициента , при параметре , равном
	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
0,00	1,90	1,67	1,39	1,2З	1,15	1,15	1,15
0,20	2,08	1,82	1,48	1,32	1,22	1,21	1,21
0,40	2,35	2,04	1,64	1,43	1,35	1,33	1,33
0,60	2,63	2,27	1,82	1,60	1,55	1,54	1,54
0,80	2,86	2,44	2,04	1,82	1,75	1,74	1,72
0,90	3,13	2,67	2,22	1,96	1,89	1,87	1,85
0,95	3,33	2,78	2,27	2,04	1,96	1,92	1,90
Обозначения: "В" и "" - наибольшая ширина и осадка к грузу расчетного судна, м; "d" - глубина акватории у сооружения, м; средняя частота воздействующих на судно волн, 1/с; - средний в системе период волн, с.

Нагрузка, передаваемая причальному сооружению через отбойные устройства, расположенные на концах участка контакта, определяется в предположении неравномерного навала (под углом, при наличии рыскания), когда n = 1.

Таблица Л.2

Конструкции причальных сооружений	Коэффициент демпфирования
Набережные из обыкновенных или фасонных массивов, массивов-гигантов, оболочек большого диаметра и набережные на свайных опорах с передним шпунтом	0,75
Набережные эстакадного или мостового типа, набережные на свайных опорах с задним шпунтом	0,85
Пирсы эстакадного или мостового типа, палы причальные, в том числе головные или разворотные	1,0

Таблица Л.3

Обеспеченность, %	1	3	5	10	20	50
j	2,42	2,11	1,95	1,71	1,43	0,94

Л.2 Нагрузка на отдельное отбойное устройство при качке пришвартованного судна на волнении (без учета ветра и течения) приближенно определяется как произведение коэффициента жесткости устройства на значение деформации отбойного устройства , вычисленное по формуле (Л.1). Полная нагрузка на отбойное устройство в условиях воздействия ветра, течения и волн определяется как сумма нагрузок от ветра и течения (без учета волнения), вычисленных по 6.7, и от навала при качке пришвартованного судна на волнении.

Л.3 Ориентировочные значения усилий в швартовных канатах при качке пришвартованного судна на волнении (без учета ветра и течения) определяется аналогично нагрузкам от навала судна на причал. Удлинение швартовных канатов при качке судна на волнении определяется по формулам (Л.1) - (Л.5). Основные отличия в определении усилий в швартовах от определения нагрузок на отбойные устройства связаны с вычислением коэффициента v по формуле (Л.5) и определением приведенной частоты поперечно-горизонтальных колебаний судна исходя из жесткости швартовных канатов.

Л.4 Для определения волновой составляющей усилия в швартовах при вычислении коэффициента v по формуле (Л.5) значения и принимаются равными абсциссе и ординате точки крепления наиболее нагруженных носовых и кормовых прижимных швартовных канатов судна относительно его центра массы. В первом приближении принимается равным половине длины судна между перпендикулярами, а - разности между высотой борта судна и возвышением его центра массы относительно основной плоскости. При определении приведенной частоты поперечно-горизонтальных колебаний судна коэффициент принимается равным линеаризованному коэффициенту жесткости швартовного каната судна , а число n - числу носовых и кормовых прижимных канатов судна.

Линеаризованный коэффициент жесткости швартовного каната приближенно определятся по формуле

,

где - разрывное усилие каната, Н;

k, m - числовые коэффициенты, принимаемые по таблице Л.4;

- допускаемое относительное удлинение каната, принимаемое по таблице Л.4.

Таблица Л.4

Тип каната	Допускаемое относительное удлинение	k	m
Стальной	0,010	22,5	1,0
Капроновый	0,252	1,5	1,46
Нейлоновый	0,226	2,3	1,64
Териленовый	0,156	4,2	1,64
Полипропиленовый	0,163	4,6	1,73
Полиэтиленовый	0,168	6,7	1,97
Куралоновый	0,122	3,4	1,35
Манильский	0,123	27,4	2,24
Сизальский	0,112	28,3	2,16
Пеньковый	0,111	32,0	2,21

Л.5 Максимальное усилие в швартовных канатах при качке судна на волнении определяется как произведение удлинения каната, вычисленного по формуле (Л.1) на линеаризованный коэффициент жесткости каната , а полное максимальное усилие в швартовных канатах принимается равным сумме усилий от ветра, течения, определенных по 6.12, и волн. Полная волновая составляющая швартовного усилия на швартовный пал причала принимается равной произведению волновой составляющей усилия в канате и числа канатов, заведенных на пал.