TƯỜNG ĐỨNG
CHƯƠNG 5: TỔNG QUAN VỀ Lí THUYẾT TÍNH
TOÁN ÁP LỰC SểNG LấN TƯỜNG CHẮN---***--- ---***---
Trong sự nghiệp cụng nghiệp hoỏ - hiện đại hoỏ đất nước, việc xõy dựng và phỏt triển cơ sở hạ tầng là một trong những nhiệm vụ trọng tõm chủ yếu được Đảng và Nhà nước quan tõm. Cỏc cụng trỡnh giao thụng, thuỷ lợi - cảng, xõy dựng dõn dụng - cụng nghiệp...đó và đang được đầu tư xõy dựng ngày càng nhiều phục vụ cho việc phỏt triển kinh tế Quốc gia và giao thương quốc tế…
Với một bờ biển trải dài từ Múng cỏi đến Cà mau dọc theo suốt chiều dài đất nước, việc xõy dựng cỏc cụng trỡnh phục vụ khai thỏc, phỏt triển tiềm năng kinh tế biển đang là nhiệm vụ được quan tõm - đầu tư ngày càng lớn.
Cụng trỡnh xõy dựng trong mụi trường biển cú rất nhiều loại nhưng phổ biến nhất vẫn là dàn khoan, đờ chắn súng, bến cảng cố định, bến phao và kố bảo vệ bờ…
Cỏc cụng trỡnh này chịu tổ hợp của nhiều loại tải trọng như tải trọng bản thõn, súng, giú, dũng chảy, ỏp lực đất, ỏp lực thuỷ tĩnh, lực va, neo của tàu và lực động đất... Trong số cỏc loại tải trọng nờu trờn, xỏc định đỳng tải trọng súng là một trong những bài toỏn phức tạp và quan trọng nhất.
Tải trọng súng là tải trọng cơ bản để tớnh toỏn cỏc cụng trỡnh biển núi chung, giỏ trị ỏp lực súng tỏc động lờn cụng trỡnh khụng những phụ thuộc vào đặc trưng, tớnh chất của súng mà cũn phụ thuộc vào hỡnh dạng kết cấu của cụng trỡnh và cỏc cấu kiện của nú.
Về phương phỏp luận, tớnh toỏn cỏc thụng số súng hiện nay cú thể quy về ba
loại cơ bản :
+ Phương phỏp kinh nghiệm: Dựa vào tài liệu quan trắc súng và giú, dựng phương phỏp thống kờ toỏn lý, xỏc lập quan hệ giữa cỏc yếu tố súng, và cỏc yếu tố giú. Sử dụng cỏc quan hệ này, biết yếu tố giú sẽ dự bỏo được cỏc yếu tố súng tương ứng.
+ Phương phỏp năng lượng: Cho rằng súng nhận được năng lượng từ giú, đồng thời lại tiờu hao năng lượng vỡ sức cản ma sỏt. Khi năng lượng thu được lớn hơn
năng lượng tiờu hao, súng giú sẽ tăng trưởng. Ngược lại, súng sẽ suy yếu. Vỡ vậy cú thể xõy dựng phương trỡnh cõn bằng năng lượng, thụng qua phương phỏp toỏn học xỏc lập biểu đồ quan hệ giữa súng và giú, sau đú sử dụng những biểu đồ đú để dự bỏo.
+ Phương phỏp phổ: Coi súng thực tế gồm rất nhiều súng hỡnh sin cú biờn độ khụng bằng nhau, cú tần suất và phương khỏc nhau, sắp xếp lộn xộn...chồng lờn nhau mà thành. Năng lượng này phõn bố theo tần suất của cỏc súng thành phần. Nếu tỡm ra được quy luật phõn bố năng lượng này thỡ cú thể căn cứ vào quan hệ giữa phổ và cỏc yếu tố súng để dự bỏo cỏc yếu tố súng.
Tuy cú rất nhiều phương phỏp tớnh toỏn yếu tố súng, nhưng trong quỏ trỡnh suy diễn và sử dụng đều phải xử lý cú tớnh chất kinh nghiệm, vỡ vậy phần lớn đều thuộc loại phương phỏp bỏn kinh nghiệm, bỏn lý thuyết.
Về phương thức tớnh toỏn, cũng tồn tại ba loại:
+ Tớnh toỏn theo cỏc cụng thức kinh nghiệm (L.P Titop; SMB; Suleikin; Pierson- Rayman-James..v.v)
+ Tớnh toỏn theo cỏc biểu đồ, bảng biểu lập sẵn (biểu đồ của Hindcast; WMO; 22TCN-222-95..)
+ Tớnh toỏn theo cỏc phần mềm mỏy tớnh dựa trờn cơ sở cỏc chương trỡnh giải cỏc hệ phương trỡnh lý thuyết về súng (phần mềm ACES, RCPWAVE..).
Việc thiết kế và xõy dựng đờ chắn súng là một trong những hạng mục thường gặp trong cỏc cụng trỡnh xõy dựng biển - cảng biển. Đờ chắn súng cú nhiều loại, phõn loại theo hỡnh dạng mặt cắt ngang (hỡnh 5-1):
+ Đờ tường đứng trọng lực.
+ Đờ chắn súng mỏi nghiờng.
+ Đờ chắn súng bằng cừ, cọc.
+ Đờ chắn súng hỗn hợp.
+ Đờ cú kết cấu khối hỡnh thang.
Hỡnh 5.1 Đờ chắn súng
a.) Tường đứng b.) Mỏi nghiờng c.) Cọc bờ tụng
d.) Đờ hỗn hợp e.) Khối hỡnh thang f.) Tường lừm cú lỗ tiờu năng
5.1 Cụng thức Snip 2.06.04.82:
5.1.1 Tải trọng súng đứng tỏc dụng lờn cụng trỡnh:
Khi xỏc định tải trọng do súng đứng tỏc động lờn cụng trỡnh cần xột đến sự hiện diện đồng thời của súng truyền từ khơi vào (phớa ngoài) và súng nhiễu xạ từ phớa khu nước được che chắn (phớa trong).
Do vậy 2 tổ hợp tải trọng bất lợi tỏc dụng lờn cụng trỡnh cú khả năng xảy ra:
+ Đỉnh súng tiếp cận cụng trỡnh từ phớa ngoài và bụng súng từ phớa trong.
Ngoài ra, cần phải xột đến lực đẩy nổi của súng tỏc dụng lờn múng cụng trỡnh và tấm chống xúi.
Trong cỏc cụng thức tớnh toỏn, độ sõu thực tế đến đỏy db được thay bằng độ sõu tớnh toỏn quy ước d :
d = df + kbr(db − df )
(5-1)
Trong đú:
df (m) - Độ sõu đến múng tường.
kbr - Hệ số xột đến sự ảnh hưởng của tấm chống xúi lấy theo hỡnh 5.1. Độ vượt cao hoặc hạ thấp của mặt súng η ở tường đứng được tớnh từ mực nước tớnh toỏn :