›
›

Tiêu chuẩn Việt Nam: Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu

doc 67 trang ngocly 80
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tiêu chuẩn Việt Nam: Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • doctieu_chuan_viet_nam_cong_trinh_thuy_loi_tai_trong_va_luc_tac.doc

Nội dung text: Tiêu chuẩn Việt Nam: Công trình thủy lợi – Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu

  1. TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8421 : 2010 CƠNG TRÌNH THỦY LỢI – TẢI TRỌNG VÀ LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH DO SĨNG VÀ TÀU Hydraulic Structures – Loads and actions of wind-induced and Ship-induced waves on structures 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này được áp dụng trong thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo các cơng trình thủy lợi trên sơng và biển. Tiêu chuẩn quy định trị số tiêu chuẩn của tải trọng và tác động do sĩng và tàu thuyền lên các cơng trình thủy lợi. Tải trong tính tốn phải được xác định bằng tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải n, đề phịng trường hợp tải trọng cĩ thể lệch về phía bất lợi so với trị số tiêu chuẩn của nĩ. Hệ số vượt tải phải lấy theo các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn hiện hành về “Cơng trình thủy lợi – các quy định chủ yếu về thiết kế”. Tải trọng do sĩng lên các cơng trình thủy lợi, thủy điện cấp I và cả đối với cơng trình cấp II khi cĩ luận chứng thích đáng, cũng như các yếu tố tính tốn của sĩng ở các vụng nước hở1 hoặc được ngăn chắn phải được xác định chính xác trên cơ sở các số liệu quan sát ngồi thực địa và các số liệu nghiên cứu trong phịng thí nghiệm. 2. Thuật ngữ và ký hiệu 2.1. Thuật ngữ 2.1.1. Sĩng trọng lực do giĩ (gradient wave) Sĩng do giĩ gây ra, trọng lực đĩng vai trị chủ yếu trong việc hình thành sĩng này. 2.1.2. Các yếu tố cơ bản của sĩng (essential factors) Chiều cao, chiều dài và chu kỳ sĩng. 2.1.3. Sĩng khơng ổn định (unstable wave) Sĩng cĩ các yếu tố thay đổi một cách ngẫu nhiên. 2.1.4. Sĩng ổn định (stable wave) Sĩng cĩ chiều cao và chu kỳ khơng thay đổi tại điểm đã cho trong khơng gian chất lỏng chốn chỗ. 2.1.5. Sĩng tiến (chạy) (running wave) Sĩng cĩ hình dạng nhận thấy được của nĩ di chuyển trong khơng gian. 2.1.6. Sĩng đứng (standing wave) Sĩng cĩ hình dạng nhận thấy được của nĩ khơng di chuyển trong khơng gian. 2.1.7. Hệ thống sĩng (wave chain) Chuỗi sĩng liên tục cĩ cùng một nguồn gốc. 2.1.8. Đường mặt cắt sĩng (cross section wave) Giao tuyến giữa mặt nổi sĩng với mặt phẳng thẳng đứng trong hướng tia sĩng (Hình 1). Đường mặt cắt sĩng và các yếu tố sĩng gồm: 1 Vụng nước là khu nước phía trước bến tàu ở các cảng, vụng nước hở là vụng nước trực tiếp thơng ra biển, khơng được ngăn bằng đê phá sĩng.
  2. Hình 1 – Đường mặt cắt và các yếu tố của sĩng 2.1.9. Đường trung bình sĩng (medium wave line) Đường phân chia các dao động sĩng ghi được thành hai phần diện tích trên và dưới đều nhau. Với các sĩng ổn định, đường trung bình sĩng là đường đi qua mức giữa đỉnh và chân sĩng. 2.1.10. Thân sĩng (wave body) Phần sĩng nằm phía trên đường trung bình sĩng. 2.1.11. Đỉnh sĩng (wave crest) Điểm cao nhất của thân sĩng. 2.1.12. Bụng sĩng (under wave body) Phần sĩng nằm phía dưới đường trung bình sĩng. 2.1.13. Chân sĩng (bed of wave) Điểm thấp nhất của bụng sĩng. 2.1.14. Chiều cao sĩng (heigh of wave): Độ vượt cao của đỉnh sĩng với chân sĩng kế tiếp trên cùng một đường mặt cắt sĩng. 2.1.15. Chu kỳ sĩng (cycle of wave) Khoảng thời gian để hai đỉnh sĩng kế tiếp nhau đi qua một đường thẳng đứng đã định. 2.1.16. Front sĩng (front wave) Đường nằm trên bề mặt nối sĩng và đi qua các điểm đỉnh của con sĩng đang xét. 2.1.17. Tia sĩng (radiant wave): Đường vuơng gĩc với front sĩng tại điểm đang xét. 2.1.18. Vận tốc sĩng (wave speed): Vận tốc dịch chuyển thân sĩng theo hướng truyền sĩng. 2.1.19. Cơn bão tính tốn (calculation stome): Cơn bão, quan trắc được một lần trong một khoảng thời gian đã định (25, 50 hoặc 100 năm), cĩ vận tốc, hướng, đà sĩng và thời gian tác động của giĩ gây nên tại điểm tính tốn các con sĩng cĩ các yếu tố sĩng lớn nhất trong khoảng thời gian đã định đĩ. 2.1.20. Vận tốc giĩ tính tốn (khi xác định các yếu tố sĩng) (calculation wind speed): Vận tốc giĩ ở độ cao 10 m trên mực nước. 2.1.21. Mực nước tính tốn (calculation water level): Mực nước được ấn định cĩ xét đến dao động mùa và năm, nước dềnh do giĩ và thủy triều lên, xuống.
  3. 2.1.22. Đà sĩng (momentum wave): Chiều dài vùng nước, chịu tác động của giĩ, tính theo hướng giĩ đến điểm tính tốn. 2.1.23. Áp lực sĩng (pressurise wave): Phần (thành phần) áp lực thủy động do sĩng tạo ra trên mặt thống của chất lỏng. Áp lực sĩng được lấy bằng hiệu số giữa các trị số áp lực thủy động tại điểm đang xét trong mơi trường nước khi cĩ sĩng và khi khơng cĩ sĩng. 2.2. Ký hiệu Vw: Vận tốc giĩ. c: Độ dâng cao của đỉnh sĩng so với mực nước tính tốn. t: Độ hạ thấp của chân sĩng so với mực nước tính tốn. h: Chiều cao sĩng. : Chiều dài sĩng. k: Số sĩng. T: Chu kỳ sĩng. : Tần số tuần hồn của sĩng. c: Vận tốc của sĩng. h/: Độ đốc của sĩng. /h: Độ thoải của sĩng. hi, i, Ti: Tương ứng là chiều cao, chiều dài và chu kỳ sĩng tần suất i% trong hệ thống. h, ,T : Tương ứng là chiều cao, chiều dài và chu kỳ trung bình của sĩng. d: Chiều sâu ứng với mực nước tính tốn. dcr: Chiều sâu phân giớ, tại đĩ sĩng đổ lần đầu. dcr,u: Chiều sâu, tại đĩ sĩng đổ lần cuối. Q: Lực tác động của sĩng lên cơng trình, vật cản. P: Tải trọng trên đơn vị dài (của cơng trình, vật cản). p: Áp lực sĩng. : Dung trọng nước. g: Gia tốc trọng trường. : Gĩc nghiêng của mái (hoặc đáy) so với đường nằm ngang. i: Độ dốc đáy. 3. Tải trọng và tác động của sĩng lên cơng trình cĩ mặt ngồi thẳng đứng hoặc nghiêng 3.1. Tải trọng do sĩng đứng lên cơng trình cĩ mặt ngồi thẳng đứng 3.1.1. Phải tính tốn cơng trình theo tác động của sĩng đứng từ ngồi khơi (trước cơng trình) (Hình 2) khi chiều sâu tính đến đáy db > 1,5 h và chiều sâu tính đến cơ dbr ≥ 1,25 h; đồng thời, trong trường hợp này, trong các cơng thức về mặt thống sĩng và áp lực sĩng, cần thay thế chiều sâu tính đến đáy db bằng chiều sâu tính tốn quy ước d, m được xác định theo cơng thức: d = df + kbr (db – df) (1)
  4. CHÚ DẪN: a) Trường hợp thân sĩng; b) Trường hợp bụng sĩng (cĩ áp lực sĩng đẩy nổi lên khối cơ) Hình 2 – Biểu đồ áp lực sĩng đứng phía ngồi khơi lên tường thẳng đứng Trong đĩ: df: chiều sâu tính đến đáy cơng trình, m. kbr: hệ số, được lấy theo các đồ thị ở Hình 3. h: chiều cao sĩng chạy, m, được lấy theo Phụ lục A.
  5. Hình 3 – Các đồ thị hệ số kbr 3.1.2. Độ dâng cao hay hạ thấp của mặt thống sĩng , m, tại mặt tường thẳng đứng, so với mực nước tính tốn phải được xác định theo cơng thức: kh2  = - h cost - cth kd cos2t (2) 2 2 Trong đĩ:  = : Tần số tuần hồn của sĩng; T T : chu kỳ trung bình của sĩng, tính bằng giây; t: thời gian, tính bằng giây; 2 k = số sĩng;   : chiều dài trung bình của sĩng, tính bằng mét. Dưới tác động của sĩng đứng lên tường thẳng đứng, cần dự kiến ba trường hợp xác định  theo cơng thức (2) với các giá trị cost sau: a) cost = 1, ứng với trường hợp đỉnh của con sĩng tiến đến tường, cao hơn mức nước tính tốn một đoạn max, m; b) 1 > cost > 0, với trường hợp thân sĩng cao hơn mực nước tính tốn một đoạn c, để cĩ được trị số lớn nhất của tải trọng sĩng nằm ngang Pxc, kN/m, (tính theo một mét chiều rộng), trị số cost phải được tính theo cơng thức:  cost = (3) h(4kd 3) c) cost = -1, trường hợp này cĩ trị lớn nhất của tải trọng sĩng nằm ngang Pxt, kN/m, (tính theo một mét chiều rộng) và ứng với chân sĩng thấp hơn mực nước tính tốn một đoạn t.
  6. CHÚ THÍCH: Khi d/≤ 0,2 cũng như trong mọi trường hợp mà theo cơng thức (3) cho trị số cost > 1 thì trong các tính tốn tiếp theo phải lấy cost = 1. 3.1.3. Ở vùng nước sâu, cường độ tải trọng ngang của thân hoặc bụng sĩng đứng lên tường thẳng đứng Px, kN/m, (Hình 2) phải được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng, đồng thời đại lượng p, kPa, ở độ sâu z, m, phải được xác định theo cơng thức: kh2 kh2 k 2h3 p = ρghe-kz cost - ρg e-2kz cos2t – ρg (1-e-2kz)cos2t - ρge -3kz cos2tcost (4) 2 2 2 Trong đĩ: ρ: dung trọng của nước, T/m3; g: gia tốc trọng trường, bằng 9,81 m/s2; z: tung độ của các điểm kể từ mực nước tính tốn (z1 = c, z2 = 0, , zn = d), m; với các thân sĩng khi ở điểm z1 = , và bụng sĩng khi ở điểm z6 = 0, cần phải lấy p = 0. 3.1.4. Ở vùng nước nơng, cường độ tải trọng ngang của thân hoặc bụng sĩng đứng lên tường thẳng đứng Px (kN/m), (Hình 2), phải được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng, đồng thời đại lượng p, kPa, ở độ sâu z (m), phải được lấy theo Bảng 1. Bảng 1 – Cường độ tải trọng ngang của thân hoặc bụng sĩng đứng Điểm Độ sâu các điểm z (m) Giá trị áp lực sĩng p (kPa) Với thân sĩng 1 c p1 = 0 2 0 p2 = k2ρgh 3 0,25d p3 = k3ρgh 4 0,5d p4 = k4ρgh 5 d p5 = k5ρgh Với bụng sĩng 6 0 p6 = 0 7 t p7 = -ρgt 8 0,5d p8 = -k8ρgh 9 d p9 = -k9ρgh CHÚ THÍCH: giá trị các hệ số k2, k3, k4, k5, k6 và k9 cần được lấy theo các đồ thị ở Hình 4, Hình 5, và Hình 6.
  7. Hình 4 – Các đồ thị hệ số k2 và k3 Hình 5 – Các đồ thị hệ số k4 và k5
  8. Hình 6 – Các đồ thị hệ số k8 và k9 3.2. Tải trọng và tác động của sĩng lên cơng trình cĩ mặt ngồi thẳng đứng và các yếu tố sĩng (các trường hợp đặc biệt) 3.2.1. Áp lực sĩng p, kPa, lên tường thẳng đứng cĩ đỉnh cao hơn mức nước tính tốn một khoảng zsup, m, nhỏ hơn max, cần phải được xác định theo điều 3.1.3 và 3.1.4, sau đĩ nhân tiếp các giá trị áp lực sĩng tính được với hệ số kc dưới đây: Zsup kc = 0,76 ± 0,19 (5) h Trong đĩ: dấu “+” và dấu “-“ tương ứng với trường hợp đỉnh cơng trình cao hơn hoặc thấp hơn mực nước tính tốn. Độ dâng cao hay thấp của mặt thống sĩng  (xác định theo điều 3.1.2) cũng cần được nhân với hệ số kc. Tải trọng sĩng nằm ngang Pxc, kN/m, theo một mét chiều rộng, trong trường hợp này phải được xác định theo diện tích biểu đồ áp lực sĩng trong phạm vi chiều cao của tường chắn đứng. 3.2.2. Khi front sĩng từ phía ngồi khơi tiến đến cơng trình theo một gĩc , độ, (trong các tính tốn ổn định cơng trình và độ bền đất nền) thì phải giảm cường độ tải trọng sĩng lên tường thẳng đứng, được xác định theo các điều 3.1.3 và 3.1.4, đi bằng cách nhân với hệ số kcs như dưới đây: , độ kcs 45 1 60 0,9 75 0,7 CHÚ THÍCH: Khi front sĩng chuyển động dọc theo tường, nghĩa là gĩc gần hoặc bằng 90o thì tải trọng sĩng lên cơng trình cần được xác định theo điều 3.2.3 dưới đây. 3.2.3. Phải xác định tải trọng ngang do các sĩng nhiễu từ phía bờ (đằng sau cơng trình) khi chiều dài tương đối của đoạn cơng trình I/ 0,8 , đồng thời cho phép lấy biểu đồ tính tốn của áp lực sĩng với các giá trị p, kPa, theo ba điểm trong các trường hợp dưới đây:
  9. a) Đỉnh sĩng trùng với đoạn giữa của cơng trình (Hình 7a): 2 hdif kh dif z1 = max = cthkd, p1 = 0 (6) 2 8 2 hdif kh dif z2 = 0, p2 = klρg cthkd , (7) 2 8 2 hdif kh dif z3 = df, p3 = klρg ; (8) 2chkd 4sh2kd b) Chân sĩng trùng với đoạn giữa của cơng trình (Hình 7b): z1 = 0, p1 = 0 (9) 2 hdif kh dif z2 = t = cth kd, p2 = -klρgt; (10) 2 8 2 hdif kh dif z3 = df, p3 = -klρg (11) 2chkd 4sh2kd trong đĩ: hdif: chiều cao sĩng nhiễu, m, được xác định theo Phụ lục A; kl: hệ số, được lấy theo Bảng 2. Bảng 2 – Giá trị hệ số kl theo độ dài tương đối của đoạn Độ dài tương đối của đoạn I/  0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Hệ số kl 0,98 0,92 0,85 0,76 0,64 0,51 0,38 0,26 CHÚ THÍCH: Khi chiều sâu nước ở phía trong bờ (đằng sau cơng trình) d ≥ 0,3  cần phải lập biểu đồ áp lực sĩng tam giác với áp lực sĩng bằng 0 tại chiều sâu z3 = 0,3 (Hình 7).
  10. CHÚ DẪN: a) Trường hợp thân sĩng; b) Trường hợp bụng sĩng Hình 7 – Các biểu đồ áp lực của sĩng nhiễu từ phía vùng nước trong bờ lên tường thẳng đứng 3.2.4. Áp lực sĩng đẩy nổi trong các mạch ngang của khối xây đúc và tại mặt đáy cơng trình phải được lấy bằng các giá trị áp lực sĩng nằm ngang tương ứng tại các điểm biên (Hình 2 và 7) và thay đổi theo luật đường thẳng trong phạm vi chiều rộng cơng trình. 3.2.5. Vận tốc đáy lớn nhất Vb,max, m/s, tại vị trí 0,25  trước tường thẳng đứng cần được xác định theo cơng thức:
  11. 2ksl h Vb,max = (12)  sh2kd h b Trong đĩ: ksl – hệ số, được lấy theo Bảng 3. Bảng 3 – Giá trị hệ số ksl theo độ thoải của sĩng Độ thoải của sĩng /h 8 10 15 20 30 Hệ số ksl 0,6 0,7 0,75 0,8 1 Trị số cho phép của vận tốc đáy khơng xĩi Vb,adm, m/s, đối với đất cĩ độ thơ của hạt là D (mm) được xác định theo Hình 8. Nếu Vb,max > bb,adm thì phải dự kiến bảo vệ nền khỏi bị xĩi lở. Hình 8 – Đồ thị các trị số cho phép của vận tốc đáy khơng xĩi 3.2.6. Biểu đồ áp lực đẩy nổi do sĩng lên khối cơ (áp lực này ngược chiều với áp lực đẩy nổi lên mặt đáy và các mạch ngang của cơng trình) phải được lấy theo dạng hình thang như Hình 2b với các tung độ pbr,i, (kPa), được xác định theo cơng thức (với i = 1; 2 hoặc 3); chk(d d f ) pbr,i = kbr ghcos kxi ≤ pf (13) chkd Trong đĩ: xi: khoảng cách từ tường đến mép tương ứng của khối cơ, m; kbr: hệ số, được lấy theo Bảng 4; pf: áp lực sĩng tạo đáy của cơng trình; Bảng 4 – Giá trị hệ số kbr theo độ sâu tương đối Hệ số kbr khi độ thoại của sĩng /h Độ sâu tương đối d/  ≤ 15 ≥ 20 < 0,27 0,86 0,64 0,27 đến 0,32 0,60 0,44
  12. > 0,32 0,30 0,30 3.3. Tải trọng của sĩng vỡ và sĩng xơ lên cơng trình cĩ mặt ngồi thẳng đứng 3.3.1. Phải tính tốn cơng trình theo tác động của sĩng vỡ đến từ phía ngồi khơi khi chiều sâu trên cơ dbr < 1,25h và chiều sâu tới đáy db ≥ 1,5h (Hình 9). Hình 9 – Các biểu đồ áp lực của sĩng vỡ lên tường thẳng đứng Tải trọng ngang trên một mét chiều rộng Pxc, kN/m, do sĩng vỡ cần được xác định theo diện tích biểu đồ áp lực sĩng, đồng thời các trị số p, kPa, tại các tung độ z, m, phải được xác định theo các cơng thức: z1 = -h, p1 = 0 (14) z2 = 0, p2 = 1,5 gh (15) gh z3 = df, p3 = (16) chkd f Tải trọng đứng Pzc, kN/m, do sĩng vỡ phải được lấy bằng diện tích biểu đồ áp lực sĩng đẩy nổi và được xác định theo cơng thức: p3a Pzc =  , (17) 2 Với  - hệ số, được lấy theo Bảng 5. Bảng 5 – Giá trị hệ số  trong cơng thức (17) a ≤ 3 5 7 9 db d f Hệ số  0,7 0,8 0,9 1 Khi sĩng vỡ, vận tốc dịng chảy lớn nhất Vf, max, m/s, phía trên mặt cơ trước tường thẳng đứng được xác định theo cơng thức: gh Vf,max = (18) chkd f
  13. 3.3.2. Phải tính tốn cơng trình theo tác động của sĩng xơ từ phía ngồi khơi khi tại đoạn ngắn hơn 0,5  , m, kề trước tường cĩ chiều sâu db ≤ dcr (Hình 10), đồng thời độ dâng cao của đỉnh con sĩng xơ lớn nhất c, sur, m, so với mực nước tính tốn phải được xác định theo cơng thức: c,sur = -0,5df - hsur (19) Vớih sur: chiều cao sĩng xơ, tính bằng mét, xác định theo điều A.6.1 phụ lục A; dcr: chiều sâu tới hạn, tính bằng mét. CHÚ DẪN: a- cĩ lớp đệm bằng mặt đáy; b- cĩ lớp đệm cao hơn mặt đáy Hình 10 – Các biểu đồ áp lực của sĩng xơ lên tường thẳng đứng Tải trọng ngang trên một mét chiều rộng Pxc, kN/m, do sĩng xơ cần được xác định theo diện tích biểu đồ áp lực sĩng, đồng thời các trị số p, kPa, tại các tung độ z, m, phải được xác định theo các cơng thức: z1 = -hsur, p1 = 0 (20)
  14. 1 z2 = h , p2 = 1,5 ghsur (21) 3 sur gh z = d , p = sur (22) 3 f 3 2 ch d f sur trong đĩ: sur : Chiều dài trung bình của sĩng xơ, tính bằng mét. Tải trọng thẳng đứng trên một mét chiều rộng Pzc, kN/m, do sĩng xơ phải được lấy bằng diện tích biểu đồ áp lực sĩng đẩy nổi (cĩ một cạnh là p3) và được xác định theo cơng thức: p3a Pzc = 0,7 (23) 2 Vận tốc đáy lớn nhất ở trước tường thẳng đứng của sĩng xơ từ phía ngồi khơi Vb,max (m/s), phải được tính theo cơng thức: gh V = sur (24) b,max 2 ch d f sur 3.3.3. Khi cĩ luận chứng xác đáng, cho phép xác định tải trọng lên tường thẳng đứng do tác động của sĩng vỡ và sĩng xơ (xem Hình 9 và Hình 10) bằng các phương pháp động lực cĩ tính đến mạch động áp lực và lực quán tính. 3.4. Tải trọng và tác động của sĩng lên cơng trình cĩ mặt ngồi nghiêng 3.4.1. Đối với các sĩng đến trực diện và khi chiều sâu trước cơng trình d ≥ 2h1 %, phải xác định chiều cao sĩng leo trên mái với tần suất leo 1% (hrun1%, m) theo cơng thức: Hrun1 % = kr kp ksp krun h1 % (25) Trong đĩ: kr và kp: lần lượt là hệ số nhám và hệ số hút nước của mái dốc, được lấy theo Bảng 6; ksp: hệ số, được lấy theo Bảng 7; krun: hệ số, được lấy theo các đồ thị ở Hình 11 tùy theo độ thoải của sĩng  /hd1% ở vùng nước sâu. Khi chiều sâu trước cơng trình d < 2h1%, hệ số krun cần được xác định từ các trị số độ thoải của sĩng được ghi trong ngoặc đơn ở Hình 11 và được xác định với chiều sâu d = 2h1 %. Chiều cao sĩng leo trên mái với tần suất leo i, %, cần được xác định bằng cách nhân giá trị hrun1%, m, tính được từ cơng thức (25) với hệ số ki ở Bảng 8. Bảng 6 – Độ nhám tương đối, hệ số kr và hệ số kp Kết cấu gia cố mái Độ nhám tương đối Hệ số kr Hệ số kp r/h1 % Bản bê tơng (bê tơng - 1 0,90 cốt thép) Cuộn sỏi, đá hoặc các < 0,002 1 0,90 gia cố bằng các khối bê tơng (bê tơng cốt 0,005 đến 0,01 0,95 0,85 thép) 0,02 0,90 0,80
  15. 0,05 0,80 0,70 0,1 0,75 0,60 > 0,2 0,70 0,50 CHÚ THÍCH: Kích thước đặc trưng của độ nhám r, m, cần được lấy bằng đường kính trung bình các hạt, viên vật liệu gia cố mái hoặc bằng kích thước trung bình của các khối bê tơng (bê tơng cốt thép) gia cố. Bảng 7 – Giá trị hệ số ksp theo vận tốc Giá trị ctg 1 đến 2 3 đến 5 > 5 Hệ số ksp khi vận tốc giĩ Vw, m/s ≥ 20 1,4 1,5 1,6 10 1,1 1,1 1,2 ≤ 5 1,0 0,8 0,6 CHÚ THÍCH: (độ) – gĩc nghiêng của mái so với phương nằm ngang. Hình 11 – Các đồ thị của hệ số krun Bảng 8 – Giá trị hệ số ki theo tần suất leo Tần suất leo i, % 0,1 1 2 5 10 30 50 Hệ số ki 1,1 1 0,96 0,91 0,86 0,76 0,68
  16. Khi front sĩng từ phía ngồi khơi tiến vào cơng trình theo một gĩc , độ, thì trị số sĩng leo trên mái phải được giảm đi bằng cách nhân với số k ở Bảng 9. Bảng 9 – Giá trị hệ số k theo gĩc Giá trị gĩc , độ 0 10 20 30 40 50 60 Hệ số k 1 0,98 0,96 0,92 0,87 0,82 0,76 CHÚ THÍCH: Khi xác định chiều cao sĩng leo trên các bãi cát hoặc bãi cuội sỏi cần tính đến sự thay đổi độ dốc của bãi trong thời gian cĩ bão. Độ hạ thấp lớn nhất của bãi tại vị trí đường mép nước cần được lấy bằng 0,3h, m, rồi giảm dần tới 0 tại điểm cao nhất của sĩng leo (phía trên bờ) và tới 0 phía dưới nước tại chiều sâu d = dcr, m, với đất bị xĩi, hoặc d = dcr,u, m, với đất khơng bị xĩi, (trong đĩ h, dcr và dcr,u lần lượt là chiều cao sĩng và chiều sâu nước tại vị trí sĩng đập đầu tiên và cuối cùng). 3.4.2. Biểu đồ áp lực sĩng lên mái dốc cĩ 1,5 ≤ ctg ≤ 5 được gia cố bằng các bản liền khối hoặc bản lắp ghép phải được lấy theo Hình 12, đồng thời áp lực tính tốn lớn nhất của sĩng pd, kPa, cần được xác định theo cơng thức: pd = ks kf prel gh, (26) trong đĩ ks: hệ số, được tính theo cơng thức; h h ks = 0,85 + 4,8 + ctg (0,028 – 1,15 ); (27)   kf = hệ số, được lấy theo Bảng 10; prel: áp lực sĩng tương đối lớn nhất lên mái dốc ở điểm 2, được lấy theo Bảng 11 (xem Hình 12). Hình 12 – Biểu đồ áp lực sĩng tính tốn lớn nhất lên mái dốc được gia cố bằng tấm bản Bảng 10 – Giá trị hệ số kf theo độ thoải của sĩng Độ thoải của sĩng /h 10 15 20 25 35 Hệ số kr 1 1,15 1,30 1,35 1,48
  17. Bảng 11 – Áp lực sĩng tương đối lớn nhất theo chiều cao sĩng Chiều cao sĩng h, m 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ≥ 4 Áp lực sĩng tương đối lớn nhất prel 3,7 2,8 2,3 2,1 1,9 1,8 1,75 1,7 Tung độ z2, m, của điểm 2, điểm áp lực sĩng tính tốn lớn nhất pd phải được xác định theo cơng thức: 1 2 z2 = A + (1 2ctg 1)(A B), (28) ctg 2 với A và B (m) – các đại lượng, m, được xác định theo các cơng thức:  1 ctg 2 A = h ( 0,47 + 0,023 ) , (29) h ctg 2 h B = h [0,95 - (0,84 ctg - 0,25) ] (30)  Tung độ z3, m , ứng với chiều cao sĩng leo trên mái phải được xác định theo điều 3.4.1. Ở các phần gia cố mái cao hơn hoặc thấp hơn điểm 2 (xem Hình 12) cần lấy các giá trị tung độ của biểu đồ áp lực sĩng p, kPa, ở các khoảng cách, m: - Với l1 = 0,0125 L và l3 = 0,0265L p = 0,4 pd; - Với l2 = 0,0325 L và l4 = 0,0675L p = 0,1 pd,  ctg Với L (31) 4 ctg 2 1 Các tung độ của biểu đồ áp lực ngược do sĩng pc, kPa, lên các bản gia cố mái cần được xác định theo cơng thức: pc = ks kf pc,rel gh, (32) với pc,rel: áp lực ngược tương đối của sĩng, được lấy theo các đồ thị Hình 13. 3.4.3. Đối với các cơng trình cấp I và II, khi chiều cao sĩng lớn hơn 1,5m ứng với tần suất 1% trong hệ thống, nếu cĩ luận chứng thích đáng, cho phép xác định tải trọng sĩng lên mái được gia cố bằng các tấm bản theo các phương pháp cĩ tính đến tính khơng ổn định của sĩng do giĩ. Khi cĩ cơ hoặc khi các phần cơng trình cĩ độ dốc mái thay đổi, tải trọng sĩng lên mái cần được xác định theo các số liệu nghiên cứu trong phịng thí nghiệm.
  18. Hình 13 – Các đồ thị để xác định áp lực ngược tương đối do sĩng 3.4.4. Khi thiết kế các gia cố mái hoặc các mặt cơng trình nghiêng bằng đá hộc, bằng các khối bê tơng, bê tơng cốt thép định hình hoặc thơng dụng, khối lượng của một phần tử m hoặc m2, T, ứng với trạng thái cân bằng tới hạn của nĩ dưới tác dụng của sĩng giĩ cần được xác định như sau: - Với các viên hoặc khối gia cố ở phạm vi từ đỉnh cơng trình xuống đến độ sâu z = 0,7h, dùng cơng thức: 3,16k h3  m = fr m ; (33) 3 h m 3 1 1 ctg - Cũng như trên nhưng z > 0,7 h, dùng cơng thức: 2 7,5z h mz = me , (34) trong đĩ: kfr: hệ số, được lấy theo Bảng 12; khi  /h > 15 cũng như khi cĩ cơ, kfr phải được chính xác hĩa bằng các số liệu thí nghiệm. 3 m: dung trọng đá, t/m . Bảng 12 – Hệ số kfr theo loại và kết cấu vật liệu Hệ số kfr Loại gia cố Đổ Lát, xếp Đá 0,025 - Các khối bê tơng thơng thường 0,021 - Các khối 4 chân và các khối cĩ hình dạng khác 0,008 0,006
  19. 3.4.5. Khi thiết kế gia cố mái cơng trình bằng đá đổ khơng chọn lọc cần phải thiết kế sao cho giá trị hệ số kgr của thành phần hạt nằm trong phạm vi của vùng gạch chéo trên đồ thị Hình 14. Giá trị hệ số kgr phải được xác định theo cơng thức: m D 3 i ba,i kgr = (35) m Dba trong đĩ: m: khối lượng viên đá, được xác định theo điều 3.4.4, tấn; mi: khối lượng viên đá, lớn hơn hoặc nhỏ hơn khối lượng tính tốn, tấn. Dba,i và Dba, cm: đường kính cỡ đá, được tính đổi thành đường kính hình cầu cĩ khối lượng tương ứng là mi và m. Thành phần hạt của đá đổ khơng chọn lọc để gia cố mái tương ứng với vùng gạch chéo (xem Hình 14) chỉ được coi là thích hợp với các cơng trình cĩ độ dốc mái nằm trong giới hạn 3 ≤ ctg ≤ 5, và chiều cao của sĩng tính tốn ≤ 3 m. Hình 14 – Đồ thị xác định thành phần hạt cho phép của đá đổ khơng chọn lọc gia cố mái 3.4.6. Khi mái dốc được gia cố bằng đá đổ khơng chọn lọc cĩ hệ số mái ctg > 5, cần xác định khối lượng tính tốn của viên đá m, tấn, ứng với trạng thái cân bằng tới hạn của nĩ dưới tác động của sĩng giĩ theo cơng thức (33) với  /h ≥ 10 rồi nhân kết quả tính được với hệ số k ở Bảng 13. Bảng 13 – Giá trị hệ số k
  20. ctg 6 8 10 12 15 0,78 0,52 0,43 0,25 0,2 Hệ số k với  /h > 10 Hàm lượng nhỏ nhất của các hạt cĩ đường kính Dba tương ứng với khối lượng tính tốn của viên đá trong khối đá đổ khơng chọn lọc phải được lấy theo Bảng 14. Bảng 14 – Hàm lượng nhỏ nhất của các hạt cĩ đường kính Dba theo hệ số khơng đều hạt Hệ số khơng đều hạt D60/D10 5 10 20 40 đến 100 Hàm lượng nhỏ nhất của các hạt cĩ 50 30 25 20 đường kính Dba, % (theo trọng lượng) 4. Tải trọng sĩng lên các vật cản dịng và lên hệ vật cản dịng 4.1. Tải trọng sĩng lên vật cản dịng thẳng đứng 4.1.1. Khi d > d , lực lớn nhất do tác động của sĩng Qmax, kN, lên vật cản dịng thẳng đứng cĩ kích thước mặt cắt ngang a ≤ 0,4 và b ≤ 0,4 (Hình 15, a) cần được xác định từ hàng loạt các trị số tính được từ các vị trí khác nhau giữa vật cản dịng với đỉnh sĩng ỉ = x/ theo cơng thức: Qmax = Qi,max i + Qv,max v (36) Trong đĩ: Qi,max và Qv,max, kN: tương ứng là các thành phần quán tính và vận tốc của lực do tác động sĩng, và: 1 2 Qi,max = gb hk a  ; (37) 4 v i i 1 2 2 Qv,max = gbh k a  ; (38) 12 v v v i và v: Lần lượt là hệ số tổ hợp thành phần quán tính và vận tốc của lực lớn nhất do tác động sĩng và được lấy theo các đồ thị 1 và 2 ở Hình 16. h và : chiều cao và chiều dài con sĩng tính tốn, được tính theo điều A.1.4 Phụ lục A; a: kích thước vật cản dịng theo phương tia sĩng, tính bằng mét; b: kích thước vật cản dịng theo phương thẳng gĩc với tia sĩng, tính bằng mét; kv: hệ số, được lấy theo Bảng 15; i và v: hệ số quán tính và hệ số vận tốc của độ sâu, được tương ứng lấy theo đồ thị a và b Hình 17; i và v: hệ số quán tính và hệ số vận tốc về hình dạng của vật cản cĩ mặt cắt ngang trịn, elip, chữ nhật và được lấy theo các đồ thị ở Hình 18.
  21. CHÚ DẪN: a) thẳng đứng b) nằm ngang Hình 15 – Các sơ đồ xác định tải trọng sĩng lên vật cản dịng Bảng 15 – Giá trị hệ số kv theo kích thước tương đối của vật cản dịng Kích thước tương đối của vật cản dịng 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 a/, b/, D/ kv 1 0,97 0,93 0,86 0,79 0,70 0,52 CHÚ THÍCH: 1) Theo quy định, khi tính tốn các hệ vật cản dịng hoặc các vật cản dịng đơn lẻ theo tải trọng sĩng, phải kể đến độ nhám bề mặt của chúng. Khi cĩ các số liệu thí nghiệm về giảm ảnh hưởng ăn mịn và dính bám hà biển, hệ số hình dạng cần được xác định theo các cơng thức: a  C (39) i 2b i v = Cv (40) Trong đĩ Ci và Cv: các hệ số thí nghiệm hiệu chỉnh về sức cản quán tính và sức cản vận tốc. 2) Khi sĩng tiến đến vật cản dịng (dạng ellip hoặc chữ nhật) theo một gĩc nào đĩ, cho phép xác định các hệ số hình dạng bằng cách nội suy giữa các trị số của chúng theo các trục chính. Qi,max 3) Khi 2, cho phép lấy lực lớn nhất do tác động sĩng lên vật cản dịng thẳng đứng Qmax, Qv,max Qi,max kN, = Qi,max; và khi 0,2, cho phép lấy Qmax = Qv, max; trong các trường hợp cịn lại, Qmax Qv,max cần được xác định từ hàng loạt các trị số tính được theo cơng thức (36) với các ỉ khác nhau.
  22. Hình 16 – Đồ thị hệ số tổ hợp các thành phần quán tính i (đồ thị 1) và vận tốc v (đồ thị 2) của lực do tác động của sĩng
  23. Hình 17 – Đồ thị hệ số quán tính i và vận tốc v theo chiều sâu
  24. Hình 18 – Đồ thị hệ số quán tính i và vận tốc v theo hình dạng được ước định theo a/b (để tính Q, q và Px) hoặc theo b/a (để tính Pz). Đường nét liền cho vật cản hình elip, đường nét đứt cho vật cản hình lăng trụ. 1) áp dụng cho vật cản elip thơ nhám; 2) cho vật cản elip trơn nhẵn; 3) cho phần thơ nhám dưới mực nước và phần trơn nhẵn trên mực nước của vật cản thẳng đứng dạng elip. 4.1.2. Trong trường hợp xảy ra lực lớn nhất do tác động sĩng Qmax lên vật cản dịng thẳng đứng (Hình 15a), cường độ tải trọng do sĩng q, kN/m, tại độ sâu z, m, cần được tính theo cơng thức: q = qi,max xi + qv,max xv (41) trong đĩ qi,max và qv,max: thành phần quán tính và thành phần vận tốc của cường độ tải trọng lớn nhất do sĩng, kN/m, và được xác định theo cơng thức: 1 2 2 h qi,max = g b kvxii (42) 2  2 2 h 2 qv,max = gb k xvv (43) 3  v trong đĩ: xi và xv: các hệ số tổ hợp thành phần quán tính và vận tốc của cường độ tải trọng sĩng, chúng được tương ứng xác định theo đồ thị 1 và 2 ở Hình 19 với trị số ỉ như đã nêu ở điều 4.1.1. xi và xv: các hệ số của cường độ tải trọng do sĩng, được lấy từ đồ thị a và b ở Hình 20 ứng với d z các trị số chiều sâu tương đối zrel = d
  25. Hình 19 – Các đồ thị các hệ số tổ hợp của thành phần quán tính xi (đồ thị 1) và vận tốc xv (đồ thị 2) của tải trọng nằm ngang do sĩng 4.1.3. Độ dâng của mặt sĩng , m, so với mực nước tính tốn phải được tính theo cơng thức:  = relh (44) Trong đĩ: nrel: độ dâng tương đối của mặt sĩng, được xác định theo Hình 21. Độ dâng của đường trung bình sĩng d, m, so với mực nước tính tốn cần được tính theo cơng thức: d = (c,rel + 0,5) h (45) với (c,rel – độ dâng tương đối của đỉnh sĩng, được xác định theo Hình 21 với trị số ỉ = 0. 4.1.4. Tải trọng do sĩng Q và q lên vật cản dịng thẳng đứng với một khoảng cách bất kỳ x, m, tính đến đỉnh sĩng phải được xác định theo cơng thức (36) và (41), đồng thời các hệ số i và v phải được lấy từ các đồ thị 1 và 2 ở Hình 16, và xi và xv được lấy từ đồ thị 1 và 2 ở Hình 19 với trị số ỉ = x/ đã cho. 4.1.5. Khoảng cách ZQ,max, m, từ mực nước tính tốn đến điểm đặt của lực lớn nhất Qmax do tác động sĩng lên vật cản dịng thẳng đứng cần được xác định theo cơng thức: 1 ZQ,max = (Qi,max izQ,i + Qv,max v zQ,v) (46) Qmax Trong đĩ: i và v: các hệ số, được lấy theo đồ thị 1 và 2 của Hình 16 với ỉ ứng với Qmax; zQ,i và zQ,v: tung độ, m, của các điểm đặt của các thành phần quán tính và vận tốc của lực, được xác định theo cơng thức: zQ,i = ii, rel; (47) zQ,v = vv, rel (48)
  26. - Với i, rel và v, rel: tung độ tương đối của điểm đặt các thành phần quán tính và vận tốc của lực, được lấy theo đồ thị ở Hình 22; - i và v: hệ số quán tính và vận tốc của pha, được lấy theo đồ thị ở Hình 23. - Khoảng cách zQ từ mực nước tính tốn đến điểm đặt của lực Q trong trường hợp khoảng cách x bất kỳ từ đỉnh sĩng đến vật cản dịng phải được xác định theo cơng thức (46) đồng thời các hệ số i và v phải được lấy theo đồ thị 1 và 2 của Hình 16 ứng với giá trị ỉ = x/ cho trước. CHÚ DẪN 1) 0,1; 2) 0,15; 3) 0,2; 4) 0,3; 5) 0,5; 6) 1; 7) 5 và /h = 40 ứng với đường nét liền;
  27. /h = 8 đến 15 ứng với đường nét đứt xi Hình 20 – Đồ thị các hệ số cường độ tải trọng do sĩng  , xv, zi, zv với d/: CHÚ DẪN: 1 – khi d/ = 0,5 và /h = 40; 2 – khi d/ = 0,5 và /h = 20 cũng như khi d/ =0,2 và /h = 40; 3 – khi d/ = 0,5 và /h = 10 cũng như khi d/ =0,2 và /h = 20; 4 – khi d/ = 0,2 và /h = 10 Hình 21 – Các đồ thị hệ số rel
  28. Hình 22 – Các đồ thị trị số tung độ tương đối
  29. Hình 23 – Đồ thị hệ số quán tính i và vận tốc v của pha 4.2. Tải trọng sĩng lên vật cản dịng nằm ngang 4.2.1 Giá trị lớn nhất của tổng hợp tải trọng do sĩng Pmax, kN/m, lên vật cản dịng nằm ngang cĩ kích thước mặt cắt ngang a ≤ 0,1 , m, và b ≤ 0,1 , m, khi zc ≥ b nhưng (zc – b/2) > h/2 và khi (d – zc) ≥ b (Hình 15b) phải được xác định theo cơng thức: 2 2 Pmax = Px Pz (49) Với hai trường hợp: - Thành phần tải trọng nằm ngang lớn nhất Px,max, kN/m, và giá trị của thành phần tải trọng thẳng đứng tương ứng là Pz, kN/m; - Thành phần tải trọng thẳng đứng lớn nhất Pz, max, kN/m, và giá trị của thành phần tải trọng nằm ngang tương ứng là Px, kN/m. Khoảng cách x, m, từ đỉnh sĩng đến trung tâm vật cản dịng trong trường hợp chịu tác dụng của các tải trọng lớn nhất Px, max hoặc Pz, max phải được xác định từ giá trị tương đối ỉ = x/ được lấy theo Hình 19 và 24.
  30. Hình 24 – Đồ thị các hệ số tổ hợp của thành phần quán tính zi (đồ thị 1) và vận tốc zv (đồ thị 2) của tải trọng thẳng đứng do sĩng 4.2.2. Giá trị lớn nhất của thành phần tải trọng ngang do sĩng Px, max, kN/m, lên vật cản dịng nằm ngang cần được xác định theo cơng thức sau từ hàng loạt các trị số được tính với các ỉ khác nhau: Px, max = Pxi xi + Pxv xv (50) Trong đĩ: Pxi và xv: các thành phần quán tính và vận tốc của thành phần tải trọng ngang do sĩng, kN/m, và được xác định theo cơng thức: 1 2 2 h Pxi = g b k   (51) 2  v xi i 2 2 h 2 Pxv = gb k   (52) 3  v xv v xi và xv: các hệ số tổ hợp thành phần quán tính và vận tốc của tải trọng sĩng, và các hệ số này được lần lượt lấy theo các đồ thị 1 và 2 ở Hình 19 với trị số ỉ tuân theo điều 4.1.1; xi và xv: đã được giải thích ở điều 4.1.2; i và v: hệ số quán tính và vận tốc theo hình dạng của vật cản dịng cĩ mặt cắt ngang trịn, ellip hoặc chữ nhật, và các hệ số này được lấy theo các đồ thị trên Hình 18, từ tỷ số a/b cho thành phần tải trọng nằm ngang và b/a cho thành phần tải trọng thẳng đứng. 4.2.3. Giá trị lớn nhất của thành phần tải trọng thẳng đứng do sĩng lên vật cản dịng nằm ngang Pz,max, kN/m, cần được xác định theo cơng thức sau từ hàng loạt các trị số được tính với các ỉ khác nhau: Pz,max = Pzi zi + Pzv zv (53) Trong đĩ: Pzi và Pzv: các thành phần quán tính và vận tốc của thành phần tải trọng thẳng đứng do sĩng, kN/m; và chúng được tính theo cơng thức:
  31. 1 2 2 h Pzi = g a k   (54) 2  v zi i 2 2 h 2 Pzv = ga k   (55) 3  v zv v zi và zv: các hệ số tổ hợp quán tính và vận tốc; và các hệ số này được lấy theo các đồ thị 1 và đồ thị 2 ở Hình 24 với trị số ỉ tuân theo điều 4.1.1; zi và zv: các hệ số tải trọng sĩng, được lần lượt lấy theo các đồ thị c và d ở Hình 20 ứng với các d zc trị số tung độ tương đối zc, rel = ; d i và v: như được giải thích ở điều 4.2.2. 4.2.4. Giá trị thành phần tải trọng ngang Px, kM/m, hoặc tải trọng đứng Pz, kN/m, do sĩng lên vật cản dịng nằm ngang ứng với trường hợp cách đỉnh sĩng một khoảng x bất kỳ nào đĩ phải được tương ứng xác định theo cơng thức (50) hoặc (53); đồng thời các hệ số tổ hợp xi và xv hoặc zi và zv phải được lấy theo các đồ thị ở Hình 19 hoặc 24 với ỉ = x/ cho trước. 4.2.5. Giá trị lớn nhất của tổng tải trọng do sĩng Pmax, kN/m, lên vật cản dịng hình trụ nằm ở đáy (Hình 15b) cĩ đường kính D ≤ 0,1 , m, và D ≤ 0,1d, m, phải được xác định từ cơng thức (49) với hai trường hợp: - Thành phần tải trọng ngang lớn nhất Px,max, kN/m, và giá trị của thành phần tải trọng thẳng đứng tương ứng Pz, kN/m; - Thành phần tải trọng thẳng đứng lớn nhất Pz,max, kN/m, và thành phần tải trọng nằm ngang tương ứng Px, kN/m. 4.2.6. Thành phần nằm ngang lớn nhất Px, max, kN/m, và thành phần thẳng đứng tương ứng Pz, kN/m, của tải trọng sĩng tác dụng lên vật cản hình trụ nằm ở đáy cần được xác định theo cơng thức: Px,max = Pxi xi + Pxv xv (56) 9 Pz = -p  (57) 5 xv xv Trong đĩ: Pxi và Pxv: tương ứng với thành phần quán tính và vận tốc của thành phần tải trọng ngang do sĩng, kN/m; và được xác định theo các cơng thức: 3 2 2 h Pxi = g D  (58) 4  xi h2 Pxv = gD  (59)  xv Trong đĩ: xi và xv, xi và xv: đã được giải thích ở điều 4.2.2. Hình chiếu đứng lớn nhất Pz,max, kN/m, và hình chiếu ngang tương ứng Px, kN/m, của tải trọng sĩng cần được lấy như sau: 9 Pz, max = -p và Px = Pxv 5 xv 4.3. Tải trọng sĩng vỡ lên vật cản dịng thẳng đứng
  32. 4.3.1. Lực lớn nhất do tác động của sĩng vỡ Qcr, max, kN, lên vật cản hình trụ thẳng đứng cĩ đường kính D ≤ 0,4dcr, m, cần được xác định từ các trị số lực do sĩng Qcr, kN, tính được từ hàng loạt khoảng cách giữa vật cản và đỉnh sĩng với cấp thay đổi khoảng cách là: x x 0,1 và bắt đầu từ = 0 dt dt (với x là khoảng cách, m, từ đỉnh sĩng vỡ đến trục vật cản hình trụ thẳng đứng). Lực do tác động sĩng Qcr, kN, ứng với khoảng cách bất kỳ nào đĩ giữa vật cản hình trụ và đỉnh sĩng phải được tính theo cơng thức: Qcr = Qi,cr + Qv,cr (60) Trong đĩ Qi,cr và Qv,cr: các thành phần quán tính và vận tốc của lực do tác động của sĩng vỡ, kN; và được xác định theo các cơng thức: 1 2 Qi,cr = gD (dcr+c,sur)i,cr (61) 2 2 Qv,cr = gD(d cr + c,sur)dtv,cr (62) 5 Với dt: chiều sâu nước kể từ chân sĩng, m, được lấy bằng (Hình 25a); dt = dcr – (hsur - c,sur) (63) hsur: chiều cao sĩng đã bị biến dạng, m, đổ lần đầu tiên ở vùng nước nơng cĩ hsur ≤ 0,8dt c,sur: độ dâng cao của đỉnh sĩng trên mức nước tính tốn, m, (khi đổ lần đầu); i,cr và v,cr: các hệ số quán tính và vận tốc, được lấy theo các đồ thị ở Hình 25b;
  33. CHÚ DẪN: Đồ thị trị số i,cr ứng với đường cong 1 và v,cr ứng với đường cong 2 Hình 25 – Sơ đồ xác định tải trọng do sĩng vỡ và 4.3.2. Cường độ tải trọng do sĩng vỡ qcr, kN/m, lên vật cản hình trụ thẳng đứng, tại độ sâu z, m, dưới mực nước tính tốn (Hình 25 a), khi khoảng cách tương đối từ trục vật cản tới đỉnh sĩng là x/dt, cần được tính theo cơng thức: qcr = qi,cr + qv,cr (64) trong đĩ: qi,cr và qv,cr – các thành phần quán tính và vận tốc của cường độ tải trọng do sĩng vỡ lên vật cản thẳng đứng, kN/m; và được tính theo cơng thức: 1 2 qi,cr = pgD i,cr (65) 2 2 qv,cr = gD(d cr + c,sur)v,cr (66) 5
  34. với i, cr và v, cr: các hệ số quán tính và vận tốc, được lấy theo các đồ thị a và b ở Hình 26 ứng dcr z với các trị số độ sâu tương đối zrel = ; dt CHÚ THÍCH: Các hệ số i,cr (Hình 25 b) và i,cr (Hình 26 a) phải được lấy dấu dương khi x/dt > 0 và lấy dấu âm khi x/dt < 0. Hình 26 – Các đồ thị hệ số quán tính i,cr và vận tốc v,cr 4.4. Tải trọng sĩng lên hệ vật cản dịng 4.4.1. Tải trọng sĩng tác dụng lên hệ vật cản dịng kiểu hệ thanh phải được xem là bằng tổng các tải trọng, được tính các theo điều 4.1.1; đến 4.1.5; 4.2.1 đến 4.2.4, tác dụng lên các vật cản đứng độc lập và cĩ tính đến vị trí của từng vật cản này so với đường mặt cắt sĩng tính tốn. Các phần tử của hệ được coi là các vật cản dịng độc lập nếu như khoảng cách giữa các trục của chúng I, m, bằng hoặc lớn hơn ba lần đường kính D, m (D là đường kính lớn nhất của vật cản). Trường hợp I < 3D cần nhân tải trọng sĩng lên một vật cản dịng độc lập với hệ số gần về front sĩng t và gần về tia sĩng i ở Bảng 16. Bảng 16 – Hệ số gần t và i theo giá trị đường kính tương đối D/ Hệ số gần t và i theo giá trị đường kính tương đối D/ Khoảng cách tương đối giữa trục các vật cản I/D t i 0,1 0,05 0,1 0,05 3 1 1 1 1 2,5 1 1,05 1 0,98 2 1,04 1,15 0,97 0,92 1,5 1,2 1,4 0,87 0,8
  35. 1,25 1,4 1,65 0,72 0,68 4.4.2. Tải trọng sĩng lên một phần tử nghiêng trong hệ vật cản cần được xác định từ các biểu đồ thành phần tải trọng ngang và thẳng đứng; trị số của các thành phần tải trọng nghiêng này phải được tính theo điều 4.2.4 cĩ xét đến độ ngập sâu dưới mực nước tính tốn và cự ly từ đỉnh con sĩng tính tốn đến các phần cụ thể của phần tử đang xét. CHÚ THÍCH: Cho phép xác định tải trọng sĩng lên các phần tử nghiêng với phương đứng hoặc phương ngang một gĩc nhỏ hơn 25o theo điều 4.1.4 hoặc 4.2.4, như là đối với các vật cản dịng thẳng đứng hoặc nằm ngang. 4.4.3. Tải trọng động bởi các sĩng do giĩ khơng ổn định lên hệ vật cản dịng phải được xác định bằng cách nhân hệ số động lực kd ở Bảng 17 với trị số tải trọng tĩnh tính được từ các điều 4.4.1 và điều 4.4.2 do các con sĩng cĩ chiều cao theo một tần suất tính tốn định trước trong hệ thống và cĩ chiều dài sĩng trung bình gây ra. Khi tỷ số các chu kỳ Tc/T > 0,3 cần hiện tính tốn động lực cơng trình. Bảng 17 – Hệ số động lực theo tỷ số các chu kỳ 0,01 0,1 0,2 0,3 Tỷ số các chu kỳ Tc/T Hệ số động lực kd 1 1,15 1,2 1,3 Tc: chu kỳ dao động riêng của cơng trình, s (giây); T : chu kỳ trung bình của sĩng, s. 4.5. Tải trọng sĩng lên các hình trụ thẳng đứng cĩ đường kính lớn (các trường hợp đặc biệt) 4.5.1. Mơ men lật lớn nhất Mz, por, kNm, do áp lực sĩng lên mặt đáy liền khối của vật cản thẳng đứng hình trụ trịn nằm trên nền đá đổ hoặc cuội sỏi, lấy đối với trọng tâm đáy, phải được xác định theo cơng thức: 1 3 Mz, por = ghD por (66a*) 16 Trong đĩ: por: hệ số mơ men lật cĩ xét đến tính thấm nước của nền, được lấy theo Bảng 18. Mơ ment lật đầy đủ lớn nhất tác dụng lên vật cản được xác định như là tổng của hai mơ ment: - Mơ ment do lực lớn nhất Qmax, bằng tích số của lực này, được xác định theo điều 4.1.1, nhân với cánh tay địn, được xác định theo điều 4.1.5; và - Mơ ment lớn nhất, được xác định theo cơng thức (66a*), trùng pha với lực lớn nhất Qmax. Bảng 18 – Giá trị hệ số por theo D/ d/ Giá trị hệ số por khi D/ 0,2 0,25 0,3 0,4 0,12 0,67 0,76 0,82 0,81 0,15 0,59 0,68 0,73 0,73 0,2 0,46 0,52 0,57 0,56 0,25 0,35 0,42 0,44 0,42 0,3 0,26 0,29 0,32 0,32 0,4 0,14 0,15 0,17 0,17
  36. 0,5 0,07 0,08 0,09 0,09 4.5.2. Áp lực sĩng p, kPa, tại điểm cĩ chiều sâu z ≥ 0 trên mặt vật cản hình trụ trịn thẳng đứng, ở thời điểm xẩy ra lực ngang lớn nhất Qmax, cần được tính theo cơng thức: chk(d z) p = gh (66b*) chkd trong đĩ:  hệ số phân bố áp lực, được lấy theo Bảng 19; Bảng 19 – Giá trị hệ số  theo D/ Giá trị hệ số  khi D/  (độ) 0,2 0,3 0,4 0 0,73 0,85 0,86 15 0,70 0,83 0,85 30 0,68 0,81 0,84 45 0,60 0,74 0,80 60 0,50 0,65 0,70 75 0,35 0,51 0,55 90 0,22 0,34 0,34 105 0,03 0,11 0,1 120 -0,09 -0,08 -0,1 135 -0,23 -0,23 -0,23 150 -0,32 -0,36 -0,33 165 -0,37 -0,42 -0,38 180 -0,41 -0,45 -0,4 GHI CHÚ:  là gĩc giữa tia sĩng đến và phương từ tâm vật cản tới điểm đang xét (với đường sinh phía trước hình trụ,  = 0). Áp lực p tại các điểm cao hơn mực nước tính tốn (z 0, được lấy theo luật đường thẳng từ p ở mức z = 0, được xác định theo cơng thức (66b*), đến p = 0 ở mức z = -h; cịn khi  < 0, áp lực p tại các điểm 0 ≤ z ≤ -h cũng được lấy theo luật đường thẳng từ p = 0 ở mức z = 0 đến p, được xác định theo cơng thức (66b*), ở mức z = -h. o 5.5.3. (2.19*) Vận tốc đáy lớn nhất Vb,max, m/s, tại những điểm trên chu vi vật cản cĩ  = 90 và 270o, và tại điểm cĩ  = 0o trước vật cản một đoạn 0,25 phải được xác định theo cơng thức: h 1 Vb,max = 2 v . (66c*) T shkd Trong đĩ: hệ số v được lấy theo Bảng 20. Bảng 20 – Giá trị hệ số v theo D/ Vị trí điểm tính tốn Giá trị hệ số v theo D/ 0,2 0,3 0,4 Trên chu vi vật cản 0,98 0,87 0,77
  37. Phía trước vật cản 0,67 0,75 0,75 5. Tải trọng sĩng do giĩ lên cơng trình bảo vệ bờ và sĩng do tàu lên kết cấu gia cố mái kênh 5.1. Tải trọng sĩng do giĩ lên cơng trình bảo vệ bờ 5.1.1. Trị số lớn nhất chiếu theo phương ngang Px và theo phương đứng Pz, Pc, kN/m, của tải trọng do sĩng lên đê ngầm phá sĩng, trong trường hợp gặp bụng sĩng, cần được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng và biểu đồ áp lực sĩng đẩy nổi (Hình 27); đồng thời, p (kPa), phải được xác định theo z cĩ tính đến độ dốc đáy i theo cơng thức: a) Khi độ dốc đáy i ≤ 0,04: z = z1 khi z1 0,04: z = z1; p1 được xác định theo cơng thức (67) và (68); z = z2, p2 = g (z2 – z4) (71) z = z3 = d; p3 = p2; (72) trong đĩ: z1: tung độ đỉnh cơng trình, m; z2: tung độ chân sĩng, m, theo Bảng 21; kw: hệ số, được lấy theo Bảng 22; z4: tung độ mặt nước phía sau đê ngầm phá sĩng, m, được xác định theo cơng thức: z4 = - krd (z1 – z5) + z1 (73) krd: hệ số, được lấy theo Bảng 21; z5: tung độ thân sĩng phía trước đê ngầm phá sĩng, m, được lấy theo Bảng 21. Bảng 21 – Giá trị tung độ thân sĩng Chiều cao tương đối của sĩng h/d 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Độ hạ thấp tương đối của chân 0,14 0,17 0,2 0,22 0,24 0,26 0,28 sĩng z2/d Độ dâng cao tương đối của thân -0,13 -0,16 -0,2 -0,24 -0,28 -0,32 -0,37 sĩng z5/d Hệ số krd 0,76 0,73 0,69 0,66 0,63 0,60 0,57 Bảng 22 – Giá trị hệ số kw theo độ thoải của sĩng Độ thoải của sĩng  /h 8 10 15 20 25 30 35 Hệ số kw 0,73 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1
  38. Hình 27 – Các biểu đồ áp lực sĩng lên đê ngầm phá sĩng 5.1.2. Vận tốc đáy lớn nhất Vb,max, m/s, ở trước cơng trình bảo vệ bờ cần được xác định theo cơng thức (12) với hệ số ksl được lấy như sau: a) Đối với các tường thẳng đứng hoặc nghiêng cong trịn lấy theo Bảng 3; b) Đối với các đê ngầm phá sĩng lấy theo Bảng 23; Bảng 23 – Hệ số ksl đối với các đê ngầm phá sĩng Chiều dài tương đối của sĩng  /d ≤ 5 10 15 ≥ 20 Hệ số ksl 0,5 0,7 0,9 1,1 Vận tốc đáy lớn nhất Vb,max, m/s, ở trước cơng trình bảo vệ bờ, trong trường hợp sĩng vỡ hoặc sĩng xơ, cần được tương ứng xác định theo cơng thức (18) hoặc (24). Vận tốc đáy khơng xĩi cho phép phải được xác định theo điều 3.4.6. 5.1.3. Trị số lớn nhất chiếu theo phương ngang Px và theo phương đứng Pz, kN/m, (tính theo một mét chiều rộng) của tải trọng do sĩng vỡ hoặc sĩng tan lên tường chắn sĩng thẳng đứng (khi khơng cĩ đất đắp sau lưng tường) phải được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng và biểu đồ áp lực sĩng đẩy nổi (Hình 28), đồng thời, trị số p, kPa, và c, m, phải được xác định tùy thuộc vào vị trí cơng trình: a) Khi cơng trình được đặt tại tuyến sĩng đổ lần cuối (Hình 28a):  p = pu = ghbr (0,033 + 0,75) (74) d p c = - (75) g b) Khi cơng trình được đặt ở vùng gần mép nước (Hình 28b): ai p = pi = (1 – 0,3 )pu (76) an
  39. pi c = - (77) g CHÚ DẪN: a) vùng sĩng vỡ; b) gần mép nước; c) trên mép nước Hình 28 – Tường chắn sĩng
  40. c) Khi cơng trình được đặt cao hơn đường mép nước, ở vùng sĩng leo (Hình 28c): al p = pi = 0,7 (1 - )pu (78) ar pi c = - (79) g Trong đĩ: c: Độ dâng cao trên mực nước tính tốn của thân sĩng tại vị trí tường chắn sĩng, m; htx: Chiều cao sĩng vỡ, m; an: Khoảng cách từ tuyến sĩng đổ lần cuối tới đường mép nước, m; ai: Khoảng cách từ tuyến sĩng đổ lần cuối đến cơng trình, m; al: Khoảng cách từ đường mép nước đến cơng trình, m; ar: Khoảng cách từ đường mép nước đến điểm cuối của sĩng leo (khi khơng cĩ cơng trình), m; và được xác định theo cơng thức: ar = hrun1 % ctg (80) với hrun1 %: chiều cao sĩng leo trên mái, m, được xác định theo điều 3.4.1. CHÚ THÍCH: 1) Nếu tung độ của đỉnh cơng trình z1 ≥ -0,3h, m, thì các trị số áp lực sĩng tính được từ cơng thức (74), (76) và (78) phải được nhân với hệ số kzd ở Bảng 24. 2) Tải trọng do sĩng xơ lên các tường chắn sĩng nằm ở vùng sĩng vỡ phải được xác định theo điều 3.3.2. Bảng 24 – Giá trị hệ số kzd Tung độ đỉnh cơng trình z1 (m) -0,3h 0,0 + 0,3h 0,65h Hệ số kzd 0,95 0,85 0,8 0,5 Hình 29 – Các biểu đồ áp lực sĩng lên tường chắn sĩng thẳng đứng khi sĩng rút
  41. 5.1.4. Trị số lớn nhất chiếu theo phương ngang Px và theo phương đứng Pz (kN/m), (tính theo một mét chiều rộng) của tải trọng do sĩng tan lên tường chắn sĩng thẳng đứng (cĩ đất đắp sau lưng tường), khi sĩng rút, phải được xác định theo các biểu đồ áp lực sĩng và áp lực sĩng đẩy nổi (Hình 29); đồng thời trị số pr (kPa), phải được xác định theo cơng thức: pr = g ( zr – 0,75hbr) (81) trong đĩ: zr: Độ hạ thấp mặt nước khi sĩng rút so với mực nước tính tốn trước tường thẳng đứng, m; và được xác định theo khoảng cách al tính từ đường mép nước đến tường: zr = 0 khi ar ≥ 3hbr; zr = 0,25hbr khi al < 3hbr 5.1.5. Áp lực sĩng p, kPa, lên đoạn tường cong cần được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng lên tường thẳng đứng nêu ở điều 5.1.3 nhưng hướng của biểu đồ này thẳng gĩc với mặt cong (Hình 30). Hình 30 – Biểu đồ áp lực sĩng lên đoạn cong của tường chắn sĩng 5.1.6. Giá trị lớn nhất chiếu theo phương ngang Px, ext, Px, int và theo phương đứng Pz (kN) của tải trọng sĩng lên một phân đoạn kè cần được lấy theo biểu đồ áp lực sĩng và áp lực sĩng đẩy nổi (Hình 31); đồng thời trị số áp lực sĩng lên mặt ngồi pext (kPa), và lên mặt lưng pint (kPa), của kè cùng các độ dâng cao tương ứng của thân sĩng ext và int, m, phải được tính theo cơng thức: 3 2 Pext (int) = k gh (1+cos ), (82) 4 pext pint ext = , int = , (83) g g Trong đĩ k : hệ số, được lấy từ Bảng 25 theo gĩc của front sĩng tiến đến kè. Bảng 25 – Hệ số k và trị số I/  Hệ số kn và trị số I/  Mặt kè ctg ≤ 0,03 0,05 0,1 ≥ 0,2 Mặt trước - 1 0,75 0,65 0,6 Mặt sau 0 1 0,75 0,65 0,6 0,2 0,45 0,45 0,45 0,45
  42. 0,5 0,18 0,22 0,3 0,35 1 0 0 0 0 Hình 31 – Biểu đồ áp lực sĩng lên kè 5.2. Tải trọng do sĩng tàu lên kết cấu gia cố mái kênh 5.2.1. Chiều cao sĩng tầu hsh, m, cần được xác định theo cơng thức: 2 v adm ds hsh = 2 (84) g lu trong đĩ: d và lu: độ mớn nước và chiều dài tầu, m; : hệ số đầy mớn tàu (lượng chốn nước của tầu); vadm: vận tốc cho phép theo yêu cầu vận hành của tầu (m/s), được xác định theo cơng thức:  arccos(1 ka ) A vadm = 0,9 [6cos 2(1 k )]g (85) 3 a b trong đĩ: ka: tỷ số giữa diện tích mặt cắt ngang phần ngập dưới nước của tầu với diện tích mặt cắt ướt của kênh A, m2; b: chiều rộng kênh theo mép nước, m. 5.2.2. Chiều cao leo trên mái hrsh, m, do sĩng tầu (Hình 32) phải được tính theo cơng thức:
  43. v2adm 0,5h 0,05ctg sh g hrsh = sl (86) 1 0,05ctg trong đĩ sl: hệ số, với các mái được gia cố bằng các bản liền khối lấy sl = 1,4; gia cố bằng đá lát sl = 1,0; và gia cố bằng đá đổ, sl = 0,8. 5.2.3. Trị số lớn nhất của tải trọng do sĩng tầu lên vật gia cố mái kênh (tính theo một mét rộng) P (kN/m), phải được xác định từ các biểu đồ áp lực sĩng (Hình 32), đồng thời các trị số áp lực p (kPa), cần được xác định tùy thuộc vào z theo các cơng thức sau: a) Khi sĩng leo trên mái được gia cố bằng các tấm bản (Hình 31a): z = z1 = -hrsh; p1 = 0 (87) z = z2 = 0; p2 = 1,34 ghsh (88) 2 z = z3 = 1,5hsh 1 ctg ; p3 = 0,5 ghsh (89)
  44. CHÚ DẪN: a) Khi sĩng leo lên mái; b) Khi sĩng rút; c) Khi bụng sĩng gặp tường thẳng đứng Hình 32 – Biểu đồ áp lực của sĩng tầu lên vật gia cố mái kênh b) Khi sĩng rút khỏi mái được gia cố bằng các tấm bản (Hình 32b): z = z1 = zf; p1 = 0 (90) z = z2 = 0,5 hsh; p2 = - g (0,5hsh - zf) (91) z = z3 = dinf; p3 = p2 (92) c) Khi bụng sĩng gặp tường thẳng đứng (Hình 32c): z = z1 = zf; p1 = 0 (93) z = z2 = 0,5hsh; p2 = - g (0,5hsh - zf) (94) z = z3 = dsh; p3 = p2 (95) z = z4 = dsh + dh; p4 = 0 (96) trong đĩ: dinf: chiều sâu mép dưới của gia cố mái, tính bằng mét; dh: chiều sâu chơn cừ, tính bằng mét; zf: độ giảm mực nước, sau vật gia cố mái kênh do thấm, tính bằng mét và được lấy bằng: 0,25hsh với các gia cố cĩ độ dài theo mái dốc nhỏ hơn 4 m kể từ mức nước tính tốn và cĩ khối đỡ khơng thấm nước; 0,2hsh như trên, nhưng cĩ độ dài lớn hơn 4 m và cĩ khối đỡ kiểu lăng trụ đá; 0,1hsh đối với các tường cừ thẳng đứng. 6. Tải trọng do tàu (vật thể nổi) lên cơng trình thủy lợi 6.1. Một số quy định chung Khi tính tốn cơng trình thủy lợi theo tải trọng do tầu (vật thể nổi), cần phải xác định: - Tải trọng do giĩ, dịng chảy và sĩng lên vật thể nổi theo các điều 6.2.1 đến điều 6.2.3; - Tải trọng tỳ lên bến tầu của tầu thuyền được neo tỳ vào bến dưới tác dụng của giĩ, dịng chẩy và sĩng theo điều 6.3.1; - Tải trọng va hích vào bến tầu của tầu thuyền theo các điều 6.4.1, điều 6.4.2, điều 6.4.3; - Tải trọng kéo của cáp neo khi tầu chịu tác dụng giĩ và dịng chẩy theo các điều 6.5.1 và điều 6.5.2. 6.2. Tải trọng do giĩ, dịng chảy và sĩng lên vật thể nổi 6.2.1. Thành phần lực ngang Wq và lực dọc Wn (kN), do tác động của giĩ lên vật thể nổi phải được xác định theo cơng thức: - Đối với các tầu hoặc bến nổi cĩ các tầu khác neo buộc vào chúng: -5 2 Wq = 73,6 x 10 Aq v q  (97) -5 2 Wn = 49,0 x 10 An v n  (98) - Đối với các ụ nổi:
  45. -5 2 Wq = 79,5 x 10 Aq v q; (99) -5 2 Wn = 79,0 x 10 An v n; (100) Trong đĩ: Aq và An: lần lượt là phần diện tích hứng giĩ bên hơng và chính diện (phần trên mặt nước) của vật thể nổi, m2; vq và vn: lần lượt là thành phần vận tốc ngang và dọc của giĩ cĩ tần suất 2 % trong thời kỳ thơng tầu, m/s; : hệ số, được lấy theo Bảng 26 với ah là kích thước nằm ngang lớn nhất của hình chiếu ngang hoặc dọc của phần vật thể nổi trên mặt nước. CHÚ THÍCH: Khi xác định diện tích hứng giĩ cần tính đến diện tích các vật chắn nằm ở phía trước theo hướng giĩ. Bảng 26 – Giá trị hệ số  theo kích thước lớn nhất của hình chiếu vật thể nổi Kích thước lớn nhất của hình chiếu ≤ 25 50 100 200 và lớn hơn vật thể nổi, ah, m Hệ số  1 0,8 0,65 0,5 6.2.2. Thành phần lực ngang Qw và lực dọc Nw (kN), do tác động của dịng chảy lên vật thể nổi cần được tính theo các cơng thức: 2 Qw = 0,59. Al v t; (101) 2 Nw = 0,59. At v l; (102) Trong đĩ: 2 Al và At: lần lượt là phần diện tích cản nước bên và chính diện (dưới nước) của vật thể nổi, m ; vt và vl : thành phần ngang và dọc của vận tốc dịng chảy cĩ tần suất 2 % trong thời kỳ thơng tầu, m/s. 6.2.3. Giá trị lớn nhất của thành phần ngang Q và dọc N (kN), của các lực nằm ngang do tác động của sĩng lên vật thể nổi phải được xác định theo cơng thức: Q = ỉ l gh Al; (103) N = ỉ gh At; (104) Trong đĩ: ỉ: hệ số được lấy theo Hình 33 với ds là độ mớn nước của vật thể nổi, m; l: hệ số, được lấy theo Bảng 27 với al là kích thước nằm ngang lớn nhất của hình chiếu dọc của phần vật thể chìm dưới nước, m; h: chiều cao các con sĩng cĩ tần suất 5 % trong hệ thống, m; Al và At: như đã được giải thích ở điều 6.2.2.
  46. Hình 33 – Đồ thị hệ số  Bảng 27 – Giá trị hệ số l ≤ 0,5 1 2 3 4 al/  Hệ số l 1 0,73 0,5 0,42 0,4 CHÚ THÍCH: Chu kỳ thay đổi tải trọng sĩng phải được lấy bằng chu kỳ trung bình của sĩng. 6.2.4. Khi tính tốn các cơng trình thủy lợi theo tác dụng của các tải trọng được truyền từ vật thể nổi lên các cọc neo, chân bến và mố neo (đã biết số lượng, kích cỡ, chiều dài các dây giằng, trị số lực kéo trong các dây giằng ở trạng thái khởi đầu, khối lượng các tải trọng treo và vị trí giữ chúng) cần phải xác định: - Các tải trọng thẳng đứng và nằm ngang lên cơng trình và lên các mố neo; - Các ứng lực lớn nhất trong các thanh/ dây giằng; - Chuyển dịch của các vật thể nổi. CHÚ THÍCH: Ở các vùng biển cĩ thủy triều lên xuống, ứng lực trong các phần tử chống giữ phải được tính với mức nước cao nhất và thấp nhất. 6.2.5. Tải trọng lên các mố neo, nội lực trong các thanh/dây giằng cũng như các chuyển dịch của vật thể nổi cần được xác định cĩ tính đến tác dụng động lực của sĩng, đồng thời quan hệ giữa các chu kỳ dao động cưỡng bức và tự do của vật thể nổi phải được lấy từ điều kiện khơng cho phép cĩ hiện tượng cộng hưởng. 6.3. Tải trọng tỳ lên cơng trình của các tàu thuyền neo Cường độ tải trọng tỳ lên cơng trình của tầu thuyền neo, q (kN/m), do tác dụng của giĩ, dịng chảy và các con sĩng cĩ chiều cao lớn hơn các trị số cho phép ở Bảng 28 phải được xác định theo cơng thức: Q q = 1,1tot (105) ld trong đĩ: Qtot: lực nằm ngang trong tổng tác dụng của giĩ, dịng chảy và sĩng (kN), được xác định theo điều 6.2.1; điều 6.2.2; điều 6.2.3 và điều 6.2.5.
  47. ld: chiều dài đoạn tiếp xúc của tầu với cơng trình, m, được lấy theo tương quan giữa chiều dài bến L, m, và chiều dài phần mạn tầu thẳng l, m: khi L ≥ l lấy ld = l; khi L < l lấy ld = L. CHÚ THÍCH: với các mặt bến được tạo thành từ các trụ hoặc cột néo, tải trọng do tầu thuyền neo cần được coi là chỉ phân bố tại các trụ hoặc cột néo nằm trong phạm vi phần mạn tầu thẳng (phẳng). Bảng 28 – Chiều cao sĩng cho phép tần suất 5 % Gĩc chạm giữa Chiều cao sĩng cho phép h5 %, m, cĩ xét đến lượng chốn nước tính bến tầu và tầu, tốn D, (Nghìn tấn) độ ≤ 2 5 10 20 40 100 ≥ 200 ≤ 45 0,6 0,7 0,9 1,1 1,2 1,5 90 0,9 1,2 1,5 1,8 2 2,5 6.4. Tải trọng va hích lên cơng trình của tàu thuyền 6.4.1. Động năng va hích Eq (kJ), lên bến neo của tầu thuyền cần phải được tính theo cơng thức: Dv2 Eq =  (106) 2 Trong đĩ: D: lượng chốn nước tính tốn của tầu, tấn; v: thành phần vận tốc thẳng gĩc với bề mặt cơng trình khi tầu va hích (m/s), và được lấy theo Bảng 29;  - hệ số, được lấy theo Bảng 30, đồng thời, với các tầu néo khơng cĩ tải hoặc chỉ cĩ tải trọng dằn, hệ số tra Bảng  cần được giảm đi 15 %. CHÚ THÍCH: khi xác định động năng va hích do các tầu biển cĩ lượng chốn nước tới 5000T neo ở vùng nước khơng được bảo vệ, thành phần thẳng gĩc của vận tốc va hích lấy được từ Bảng 29 phải được nhân lên 1,5 lần. Bảng 29 – Thành phần pháp tuyến của vận tốc va do tàu Thành phần pháp tuyến của vận tốc va do tàu v (m/s) theo lượng chốn nước Loại tàu tính tốn D (Nghìn tấn) ≤ 2 5 10 20 40 100 ≥ 200 Biển 0,22 0,15 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08 Sơng 0,20 0,15 0,10 - - - - Bảng 30 – Hệ số  với loại tầu Kết cấu bến tầu Hệ số  với loại tầu biển sơng Tường bến bằng các khối thơng thường hoặc định hình, bằng các khối rất lớn, bằng các tấm vỏ đường kính lớn; tường bến dạng chữ L; bến 0,5 0,3 kiểu kè, tường bến kiểu cọc dỡ cĩ ván cừ ở mặt trước Tường bến kiểu cầu, tường bến kiểu cọc dỡ cĩ ván cừ ở mặt sau 0,55 0,4 Bến cầu nhỏ, bến dạng dàn dọc 0,65 0,45 Dàn cọc đầu bến hoặc dàn cọc gãy khúc 1,6 -
  48. 6.4.2. Lực ngang nằm ngang Fq, kN, do va hích của tầu thuyền, ứng với trị số năng lượng va hích đã cĩ Eq (kJ), cần được xác định từ các đồ thị ở Hình 34 theo hướng mũi tên ở đường nét đứt. Hình 34 – Sơ đồ lập đồ thị quan hệ các biến dạng của đệm chống va (và của bến tầu) ft a) Do năng lượng Etot; b) Do tải trọng Fq Tổng năng lượng biến dạng Etot (kJ), phải bao gồm năng lượng biến dạng của vật bị va ép (các đệm chống va) Ee (kJ), và năng lượng biến dạng của bến tàu Ei (kJ); khi Ee ≥ 10E cho phép bỏ qua Ei. Năng lượng biến dạng của bến tầu Ei (kJ), phải được tính theo cơng thức: 2 1 Fq Ei = . (107) 2 ki Trong đĩ: ki: hệ số độ cứng của bến tầu theo hướng ngang nằm ngang, kN/m; Lực dọc Fn (kN), do tầu thuyền va hích vào cơng trình phải được xác định theo cơng thức: Fn =  Fq (108) Với : hệ số ma sát, được lấy theo chất liệu bề mặt vật bị va ép (các đệm chống va): bề mặt bê tơng hoặc cao su:  = 0,5; bề mặt gỗ:  = 0,4; 6.4.3. Trị số cho phép của thành phần vận tốc thẳng gĩc khi tầu va vào bề mặt cơng trình Vadm (m/s), cần được xác định theo cơng thức: 2Eq Vadm = (109) D Trong đĩ: Eq: năng lượng va hích (kJ), được lấy theo các đồ thị ở Hình 34 ứng với lực cho phép nhỏ nhất Fq tác dụng lên bến tàu (hoặc lên mạn tầu); , D: đã được giải thích ở điều 6.4.1. 6.5. Tải trọng lên cơng trình do lực kéo của cáp neo 6.5.1. Tải trọng do lực kéo của cáp neo phải được xác định cĩ tính đến sự phân bố theo các cọc neo (hoặc vịng neo) của thành phần lực ngang trong hợp lực Qtot (kN), do giĩ và dịng chảy tác dụng lên một con tầu tính tốn. Trị số Qtot này được xác định theo điều 6.2.1 và điều 6.2.2.
  49. Lực S (kN), tại mức bề mặt bến, do một cọc neo (hoặc vịng neo) chịu (Hình 35), khơng phụ thuộc số lượng tầu neo vào nĩ, cũng như thành phần lực chiếu lên phương ngang Sq, phương dọc Sn và phương thẳng đứng Sv (kN), của lực S này phải được tính theo các cơng thức: Q S = tot ; (110) nsin cos  Qtot Sq = ; (111) n Sn = S cos cos (112) Sv = S sin (113) Trong đĩ: n: số cọc neo làm việc, được lấy theo Bảng 31. , : các gĩc nghiêng của cáp neo, độ, được lấy theo Bảng 32. Hình 35 - Sơ đồ phân bố ứng lực lên cọc Bảng 31 – Khoảng cách lớn nhất giữa các cột neo và số lượng các cột neo Chiều dài lớn nhất của tầu lmax (m) ≤ 50 150 250 ≥ 300 Khoảng cách lớn nhất giữa các cột neo ls (m) 20 25 30 30 Số lượng các cột neo làm việc n 2 4 6 8 Trị số lực kéo của cáp neo S (kN), đối với các tầu sơng phải được lấy theo Bảng 33. Với các tầu biển cĩ lượng chốn nước tính tốn lớn hơn 50 nghìn tấn, lực truyền lên các cọc neo biên thơng qua các cáp neo dọc ở múi và đuơi tầu phải được lấy bằng thành phần hướng dọc của hợp lực Ntot (kN), do tác dụng của giĩ và dịng chảy lên tầu neo được xác định theo các yêu cầu ở điều 6.2.1 và điều 6.2.2. 6.5.2. Với các cảng biển chuyên dụng được cấu thành từ mặt bằng kỹ thuật và các dàn cọc riêng biệt, trị số của hợp lực Qtot, Ntot do tác dụng của giĩ và dịng chảy tính được từ các điều 6.2.1 và điều 6.2.2 phải được phân phối cho các nhĩm cáp neo theo cách dưới đây: a) Lên các cáp ghi, cáp dọc mũi và đuơi tầu: 0,8 Qtot, kN; b) Lên các cáp giữ khác: 0,6 Qtot, kN. Nếu mỗi nhĩm cáp được buộc vào một vài cột neo thì phân phối lực giữa chúng được phép lấy bằng nhau. Trị số gĩc và  (Hình 35) và số mố neo làm việc phải được xác lập theo phân bố của các cột neo. Bảng 32 – Gĩc nghiên của cáp neo tàu
  50. Gĩc nghiêng của cáp neo (độ) Vị trí cột neo ở bến Loại tầu  tầu Tầu cĩ tải Tầu khơng cĩ tải Tầu biển - ở mặt trên bến 30 20 40 - ở mặt lưng bến 40 10 20 Tầu chở khách và chở - ở mặt trước bến 45 0 0 khách cùng hàng hĩa Tầu sơng chở hàng - ở mặt trước bến 30 0 0 CHÚ THÍCH: Với các cột neo ở trên các mĩng độc lập, giá trị gĩc  cần được lấy bằng 30o. Bảng 33 – Lực kéo của cáp neo Lực kéo của cáp neo S (kN) Lượng chốn nước Tầu chở khách, hàng và khách, tính tốn của tầu khi Tầu chở hàng và đội tầu kỹ đội tầu kỹ thuật cĩ tầng trên cĩ tải D (nghìn tấn) thuật khơng cĩ tầng trên liền liền ≤ 0,1 50 30 0,11 đến 0,5 100 50 0,51 đến 1 145 100 1,1 đến 2 195 125 2,1 đến 3 245 145 3,1 đến 5 - 195 5,1 đến 10 - 245 > 10 - 295 Phụ lục A (Quy định) Các yếu tố sĩng ở vùng ngồi khơi (trước cơng trình ngăn chắn) và ở vùng gần bờ (sau cơng trình ngăn chắn)1 A.1. Một số quy định chung A.1.1. Khi xác định các yếu tố sĩng ở vùng ngồi khơi và ở vùng gần bờ sau cơng trình ngăn chắn phải tính đến các yếu tố tạo sĩng sau đây: tốc độ giĩ (trị số và hướng), thời gian tác dụng liên tục của giĩ trên mặt nước, kích thước và hình dạng của vùng nước chịu tác động của giĩ, địa hình đáy và chiều sâu của vùng nước cĩ tính đến các dao động mực nước. A.1.2. Mực nước tính tốn và các đặc trưng của giĩ cần được xác định theo các kết quả xử lý thống kê các chuỗi số liệu quan trắc nhiều năm (khơng ít hơn 25 năm), đồng thời khi xác định mức nước tính tốn phải tính đến dao động mức nước thủy triều, mức nước dềnh – rút, dao động mùa và năm của mực nước. Bảng A1 – Tần suất tính tốn ứng với các cấp cơng trình Cơng trình thủy lợi Tần suất tính tốn của chiều cao sĩng trong 1 Theo tài liệu CHu 2-06-04-89 đây là phụ lục bắt buộc khi áp dụng tiêu chuẩn
  51. hệ thống (%) Cơng trình cĩ mặt ngồi thẳng đứng 1 Hệ cản dịng và cơng trình cản dịng cấp: I 1 II 5 III, IV 13 Cơng trình gia cố bờ, cấp I, II 1 III, IV 5 Cơng trình ngăn chắn cĩ mái nghiêng được gia cố bằng: - Các bản bê tơng 1 - Đá đổ, các khối thơng thường hoặc theo định 2 hình CHÚ THÍCH: 1) Khi xác định tải trọng lên cơng trình cần sử dụng chiều cao sĩng cĩ tần suất đã cho trong hệ thống hi và chiều dài trung bình của sĩng  ; đối với hệ vật cản dịng cần phải xác định tác động lớn nhất của sĩng khi thay đổi chiều dài của con sĩng tính tốn trong phạm vi 0,8 đến 1,4  . 2) Tần suất tính tốn của chiều cao sĩng trong hệ thống cần được lấy bằng: - Khi xác định mức độ bảo vệ của các vùng nước cảng 5 %; - Khi xác định sĩng leo 1 %. 3) Khi ấn định cao trình của các hệ vật cản dịng xây dựng xa bờ được phép lấy tần suất tính tốn của chiều cao sĩng trong hệ thống là 0,1 % khi cĩ luận chứng thích đáng. A.1.3. Khi tính tốn các yếu tố sĩng cần phân vùng nước thành các vùng nhỏ dưới đây theo độ sâu: - Vùng nước sâu, cĩ chiều sâu d > 0,5  d, ở vùng này đáy khơng ảnh hưởng đến các đặc trưng cơ bản của sĩng; - Vùng nước nơng, cĩ chiều sâu 0,5  d ≥ d > dcr, nơi đây đáy ảnh hưởng tới sự phát triển của sĩng cũng như các đặc trưng cơ bản của chúng; - Vùng sĩng vỡ, cĩ chiều sâu từ dcr đến dcr,u sĩng bắt đầu bị vỡ rồi tan ở vùng này; - Vùng mép nước, cĩ chiều sâu nhỏ hơn dcr,u nơi đây dịng chảy do sĩng tan đều đặn leo lên mái bờ. A.1.4. Khi xác định ổn định và độ bền của các cơng trình thủy lợi cũng như độ bền, độ ổn định của các bộ phận cơng trình, tần suất tính tốn của chiều cao sĩng trong hệ thống cần được lấy theo Bảng A.1. A.2. Các mực nước tính tốn A.2.1. Mức nước tính tốn lớn nhất cần được lấy theo các yêu cầu của SNip về thiết kế cơng trình. Khi xác định tải trọng và tác động lên cơng trình thủy lợi, tần suất các mực nước tính tốn khơng được lớn hơn: 1 % mực nước lớn nhất năm (1 lần trong 100 năm) đối với các cơng trình cấp I;
  52. 5 % mực nước lớn nhất năm (1 lần trong 20 năm) đối với các cơng trình cấp II và III; và 10 % mực nước lớn nhất năm (1 lần trong 10 năm) đối với các cơng trình cấp IV. CHÚ THÍCH: Đối với các cơng trình gia cố bờ trong vùng biển khơng cĩ thủy triều, tần suất của các mực nước tính tốn cần được lấy bằng: - Tính theo mức nước cao nhất năm: đối với các tường chắn trọng lực (tường chắn sĩng) cấp II – 1 %, cấp III – 25 %; đối với các bãi biển nhân tạo khơng cĩ cơng trình (cấp IV) – 1 %. - Tính theo mức nước trung bình năm: đối với các tường chắn (tường chắn sĩng) cấp IV, các kè chữ T và đê ngầm phá sĩng cấp IV – 50 %; đối với các bãi biển nhân tạo cĩ cơng trình bảo vệ (các kè chữ T, đê ngầm phá sĩng – cấp IV) – 50 %. A.2.2. Độ cao nước dâng do giĩ hset, m, cần được lấy theo số liệu quan trắc thực tế; khi khơng cĩ số liệu (khơng xét đến hình dạng đường bờ và khi chiều sâu đáy khơng đổi d) được phép dùng cơng thức: 2 Vw L hset = kw cos w (114) g(d 0,5 hset ) Trong đĩ: w: gĩc giữa trục dọc của khu chứa nước và hướng giĩ, độ; Vw: vận tốc tính tốn của giĩ, được xác định theo điều A.3.3; L: đà sĩng, tính bằng mét; kw: hệ số, được lấy theo Bảng A2. Bảng A2: Giá trị hệ số Kw theo vận tốc giĩ Vw, m/s 20 30 40 50 6 Kw. 10 2,1 3 3,9 4,8 A.3. Các đặc trưng tính tốn của giĩ A.3.1. Khi xác định các yếu tố của sĩng do giĩ và nước dâng do giĩ, phải lấy tần suất bão tính tốn đối với cơng trình cấp I, II là 2 % (1 lần trong 50 năm), đối với cấp III, IV là 4 % (1 lần trong 25 năm). Đối với cơng trình cấp I và II cho phép lấy tần suất bão tính tốn là 1 % (1 lần trong 100 năm) khi cĩ luận chứng thích đáng. A.3.2. Tổ hợp của tần suất của vận tốc giĩ với tần suất của mực nước đối với cơng trình cấp I, II, kể cả trường hợp hồ chứa ở mực nước dâng bình thường (MNDBT), phải được lấy theo điều A.2.1 và điều A.3.1, và cần được chính xác hĩa theo các số liệu quan trắc thực tế. A.3.3. Vận tốc giĩ tính tốn lại độ cao 10 m trên mặt thống của vùng nước Vw, m/s, phải được xác định theo cơng thức: Vw = kfl kl Vl (115) Trong đĩ Vl: vận tốc giĩ tại độ cao 10 mét trên mặt đất (mặt nước) ứng với thời đoạn trung bình 10 phút, và tần suất của nĩ được lấy theo điều A.3.1; Kfl: hệ số tính chuyển các số liệu vận tốc giĩ được đo bằng phong kế, được tính theo cơng thức kfl = 0,675 + 4,5/Vl nhưng khơng lớn hơn 1; kl: hệ số quy đổi vận tốc giĩ về điều kiện mặt thống của các vùng nước (kể cả các vùng nước đang được thiết kế) cĩ chiều dài đặc trưng dưới 20 km; kl được lấy;
  53. + bằng 1 khi đo ghi vận tốc giĩ V trên mặt nước, trên các vùng cát bằng phẳng (bãi cát, cồn cát, ) hoặc các vùng tuyết phủ; + theo Bảng A3 khi đĩ ghi vận tốc giĩ trên các địa hình dạng A, B hoặc C như được quy định trong các yêu cầu của SNiP về tải trọng giĩ. A.3.4. Khi sơ bộ xác định các yếu tốc sĩng, với vận tốc giĩ tính tốn Vw, m/s, đã biết, cho phép xác định trị số trung bình của đà sĩng, m, theo cơng thức: V L = kvis (116) Vw Trong đĩ: 11 Kvis: hệ số, được lấy bằng 5 x 10 ; V: hệ số nhớt động học của khơng khí, được lấy bằng 10-5 m2/s. Trị số giới hạn của đà sĩng Lu, m, được lấy theo Bảng A4 (4) ứng với vận tốc giĩ tính tốn Vw, m/s, đã biết. Bảng A3 – Giá trị hệ số kl theo vận tốc giĩ với loại địa hình Giá trị hệ số kl với loại địa hình Vận tốc giĩ Vl, m/s A B C 10 1,1 1,3 1,47 15 1,1 1,28 1,44 20 1,09 1,26 1,42 25 1,09 1,25 1,39 30 1,09 1,24 1,38 35 1,09 1,22 1,36 40 1,08 1,21 1,34 Bảng A4 – Trị số giới hạn của đà sĩng theo vận tốc giĩ Vận tốc giĩ Vl, m/s 20 25 30 40 50 -3 Trị số đà sĩng giới hạn Lu. 10 , m 1600 1200 600 200 100 A.3.5. Khi đà sĩng 100 km, việc xác định vận tốc giĩ tính tốn cần xét đến sự phân bố giĩ theo khơng gian Phụ lục B.
  54. Hình A1 – Các đồ thị xác định các yếu tố sĩng do giĩ ở vùng nước sâu và nơng
  55. A.4. Các yếu tố sĩng ở vùng nước sâu A.4.1. Chiều cao trung bình h d, m, và chu kỳ trung bình T , s, của sĩng ở vùng nước sâu cần được xác định từ đường cong trên cùng ở Hình A1. Từ các trị số cảu hai đại lượng khơng thứ 2 2 nguyên gt/Vw; gL/Vw và đường cong trên cùng xác định được hai cặp giá trị g h d/Vw và gT /Vw, sau đĩ dùng cặp cĩ giá trị nhỏ hơn để xác định chiều cao trung bình và chu kỳ trung bình của sĩng. Chiều dài trung bình của sĩng d , m, với T đã biết, phải được tính theo cơng thức: gT 2  = (117) d 2 CHÚ THÍCH: Khi vận tốc giĩ biến đổi dọc theo đà sĩng, cho phép lấy hd từ các kết quả tính liên tiếp chiều cao sĩng ở từng đoạn cĩ vận tốc giĩ khơng đổi. A.4.2. Khi hình dạng đường bờ phức tạp, cần xác định chiều cao trung bình hd , m, của sĩng theo cơng thức: 2 2 2 2 2 2 2 hd = 0,125h1 21(h2 h 2 ) 13(h3 h 3 ) 3,5(h4 h 4 ) (118) Trong đĩ: h n, m (với n = 1, ± 2, ± 3, ± 4): các chiều cao trung bình của các con sĩng, và chúng cần được xác định theo Hình A1, từ vận tốc giĩ tính tốn và hình chiếu của các tia Ln, m, lên hướng tia chính trùng với hướng giĩ. Các tia này được tính từ điểm tính tốn đến điểm giao với đoạn đường bờ nằm trong gĩc ± 22,5o hai bên tia chính; Khi phía trước tuyến tính tốn cĩ nhiều vật cản dạng đảo, cù lao nằm trong các gĩc nhỏ hơn 22,5o và trong gĩc tổng cộng lớn hơn 22,5o thì cần phải xác định chiều cao trung bình của các con sĩng h n, m, trong phần hình quạt n đĩ theo cơng thức: kn ln = 2 2 (118*) h n  nihni vnjhnj i 1 j 1 Trong đĩ: ni, vnj: lần lượt là gĩc chứa vật cản thứ i và gĩc của khoảng trống thứ j giữa các vật cản cạnh o nhau; và các trị số này được quy về xét theo gĩc 22,5 (i = 1, 2, 3, kn; j = 1, 2, 3, , ln) trong phạm vị hình quạt thứ n được ấn định trong khoảng ±11,25o hai bên hướng của tia đĩ; h ni, h nj: chiều cao trung bình, m, của các con sĩng, cần được xác định từ Hình A1 theo vận tốc giĩ tính tốn và đà sĩng L bằng các hình chiếu của các tia Lnt và Lnj, m, lên hướng giĩ. Các tia Lni và Lnj tương ứng bằng các khoảng cách từ điểm tính tốn đến điểm gặp vật cản thứ i và tới điểm gặp đoạn bờ đối diện (bờ giĩ thổi đi) nằm trong khoảng trống thứ j. Chu kỳ trung bình của sĩng được xác định theo đại lượng khơng thứ nguyên gT / Vw tính được 2 từ Hình A1 với đại lượng khơng thứ nguyên g h d/Vw đã biết. Chiều dài trung bình của sĩng phải được xác định theo cơng thức (117); CHÚ THÍCH: hình dạng đường bờ được coi là phức tạp nếu trị số Lmax/Lmin ≥ 2 với Lmax và Lmin là tia dài nhất và tia ngắn nhất tính từ điểm tính tốn nằm trong hình quạt ± 45o hai bên hướng giĩ đến điểm gặp đoạn bờ đối diện (bờ giĩ thổi đi). A.4.3. Chiều cao sĩng cĩ tần suất i% trong hệ thống hd,i, m, cần được xác định bằng cách nhân chiều cao trung bình của sĩng với hệ số ki ở đồ thị Hình A2 tìm được từ đại lượng khơng thứ
  56. 2 2 nguyên gL/ Vw . Khi hình dạng đường bờ phức tạp, trị số gL / Vw cần được lấy theo đại lượng 2 ghd/Vw và đường cong trên cùng ở Hình A1. Hình A2 – Các đồ thị hệ số ki Các yếu tố của sĩng cĩ tần suất theo chế độ 1 %; 2 % và 4 % cần được lấy theo các hàm phân phối được xác định từ các số liệu thực đo, hoặc tham khảo theo các kết quả xử lý từ bản đồ khí tượng Phụ lục B khi thiếu hoặc khơng cĩ số liệu thực đo. A.4.4. Độ vượt cao của đỉnh sĩng so với mực nước tính tốn c, m, phải được xác định theo đại a lượng khơng thứ nguyên c/hi (Hình A3) ứng với trị số hi/ g T đã biết và lấy d / d = 0,5.
  57. Hình A3 – Các đồ thị xác định c/hi tại vùng nước nơng và nc,sur / hi tại vùng sĩng vỡ A.5. Các yếu tố sĩng ở vùng nước nơng A.5.1. Chiều cao sĩng tần suất i%, hi, m, của sĩng ở vùng nước nơng cĩ độ dốc đáy ≥ 0,002 phải được xác định theo cơng thức: hi = kt kr kl ki hd (119) trong đĩ: kt: hệ số biến dạng; kr: hệ số khúc xạ; kl: hệ số tổn thất tổng quát; Các hệ số kt, kr, kl cần được xác định theo điều A.5.2. Chiều dài các con sĩng tiến từ vùng nước sâu vào vùng nước nơng cần được xác định theo Hình A4 với các trị số khơng thứ nguyên d/d và h1 %/g T đã biết, đồng thời chu kỳ sĩng được lấy bằng chu kỳ sĩng ở vùng nước sâu. Độ vượt cao của định sĩng c, m, so với mức nước tính tốn phải được xác định theo Hình A3 2 với các trị số khơng thứ nguyên d/d và hi/g T đã biết.
  58. A.5.2. Hệ số biến dạng cần phải lấy theo đồ thị 1 của Hình A5. Hệ số khúc xạ phải được xác định theo cơng thức: ad kr = (120) a trong đĩ: ad: khoảng cách giữa các tia sĩng kề nhau ở vùng nước sâu, m; a: khoảng cách cũng giữa các tia sĩng đĩ tại tuyến đi qua điểm đã cho ở vùng nước nơng, m. Hình A.4 – Các đồ thị xác định  /ở dvùng nước nơng và  /ởsur vùngd sĩng xơ
  59. Hình A5 - Các đồ thị xác định 1-hệ số kt; 2, 3, 4- trị số dcr/ d Các tia sĩng trên mặt bằng khúc xạ ở vùng nước sâu cần được lấy theo hướng truyền sĩng đã cho; cịn ở vùng nước nơng cần kéo dài chúng theo sơ đồ và các đồ thị ở Hình A6. Hệ số tổn thất tổng quát kt phải được xác định theo các giá trị d/ d đã biết và theo độ dốc đáy i (Bảng A5); khi độ dốc đáy ≥ 0,03 hệ số tổn thất tổng quát được lấy bằng 1. CHÚ THÍCH: được phép lấy hệ số kr theo các kết quả xác định các hệ số khúc xạ ứng với các tia sĩng xuất phát từ điểm tính tốn theo các hướng cách đều tia chính 22,5o một.
  60. Hình A6 – Sơ đồ và các đồ thị để lập bình đồ khúc xạ Bảng A5 – Giá trị hệ số kl theo độ dốc đáy Giá trị hệ số kl theo độ dốc đáy Độ sâu tương đối d/ d 0,025 0,02 đến 0,002 0,01 0,82 0,66 0,02 0,85 0,72 0,03 0,87 0,76 0,04 0,89 0,78 0,06 0,90 0,81 0,08 0,92 0,84 0,1 0,93 0,86 0,2 0,96 0,92 0,3 0,98 0,95 0,4 0,99 0,98 ≥ 0,5 1,0 1 A.5.3. Chiều cao trung bình và chu kỳ trung bình của sĩng ở vùng nước nơng cĩ độ dốc đáy nhỏ hơn ≤ 0,001 cần được xác định theo các đồ thị ở Hình A1. Từ các đại lượng khơng thứ nguyên 2 2 2 gL/Vw và gd / Vw xác định được các giá trị gh /Vw và gT /Vw rồi từ đĩ chọn xác định h và T .
  61. Chiều cao sĩng với tần suất i% trong hệ thống cần được xác định bằng cách nhân chiều cao trung bình của sĩng với hệ số ki tính được từ đồ thị Hình A2. Từ các đại lượng khơng thứ nguyên 2 2 gd/Vw và gL /Vw xác định được các giá trị ki rồi từ đĩ lấy trị số ki nhỏ nhất. Chiều dài trung bình của sĩng khi đã biết chu kỳ trung bình cần được xác định theo điều A.4.1. Độ vượt cao của đỉnh sĩng trên mực nước tính tốn phải được xác định theo Hình A3. CHÚ THÍCH: Các yếu tố của sĩng di chuyển từ vùng nước nơng cĩ độ dốc đáy ≤ 0,001 vào vùng cĩ độ dốc đáy ≥ 0,002 cần được xác định theo điều A.5.1 và điều A.5.2, đồng thời được lấy chiều cao trung bình xuất phát h hd . A.6. Các yếu tố sĩng ở vùng sĩng sĩng xơ A.6.1. Chiều cao sĩng ở vùng sĩng xơ hsur 1 %, m, cần được xác định từ các độ dốc đáy i đã biết theo các đồ thị 2, 3 và 4 ở Hình A5; đồng thời, từ trị số khơng thứ nguyên d/d xác định được trị 2 số hsur 1 %/gT và rồi tương ứng được hsur 1 %. Chiều dài sĩng ở vùng sĩng xơ sur , m, phải được xác định theo đường cong trên cùng ở Hình A4, cịn độ vượt cao của đỉnh con sĩng này c, sur, m, so với mực nước tính tốn được xác định theo đường cong trên cùng ở Hình A.3. A.6.2. Chiều sâu phân giới dcr, m, nơi diễn ra sĩng đổ đầu tiên, phải được xác định theo các đồ thị 2, 3 và 4 ở Hình A5 bằng phương pháp đúng dần như dưới đây với các độ dốc i đã biết. Từ hàng loạt các trị số chiều sâu d cho trước, theo các điều A.5.1 và điều A.5.2 xác định được các 2 trị số hi/ g T từ các đồ thị 2, 3 và 4 ở Hình A5 và rồi các trị số dcr/ d tương ứng; chọn dcr trùng về trị số với một trong các trị số d đã cho. A.6.3. Chiều sâu phân giới ứng với sĩng đổ cuối cùng dcr, u, khi độ dốc đáy khơng đổi, cần được xác định theo cơng thức: n-1 dcr,u = ku dcr (121) trong đĩ: ku: hệ số, được lấy theo Bảng A6; n-2 n-1 n: số lần sĩng đổ (kể cả lần đầu), n = 2, 3 và 4 nếu thỏa mãn bất đẳng thức ku ≥ 0,43 và ku 0,05 cần lấy trị số độ sâu phân giới dcr = dcr, u. CHÚ THÍCH: Khi độ dốc đáy thay đổi, cho phép lấy dcr, u theo các kết quả xác định liên tiếp các chiều sâu phân giới ở từng đoạn cĩ độ dốc đáy khơng đổi. Bảng A6 – Hệ số ku theo độ dốc đáy Độ dốc đáy i 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 Hệ số ku 0,75 0,63 0,56 0,50 0,45 0,42 0,4 0,37 0,35
  62. Hình A7 – Các đồ thị xác định hệ số kdif,s A.7. Các yếu tố sĩng ở vùng nước sau cơng trình cản chắn A.7.1. Chiều cao của sĩng nhiễu hdif, m, ở vùng nước sau cơng trình cản chắn cần được xác định theo cơng thức: hdif = kdif hi (122) trong đĩ: kdif: hệ số nhiễu sĩng, được xác định theo điều A.7.2, điều A.7.3 và điều A.7.4. hi: chiều cao sĩng xuất phát tần suất i%. Chiều dài sĩng xuất phát  tại vị trí đi vào vùng nước sau cơng trình cản chắn được lấy làm chiều dài tính tốn. A.7.2. Đối với vùng nước sau một đê chắn sĩng đơn lẻ (khi đã biết gĩc , độ, khoảng cách tương đối từ đầu đê đến điểm ở tuyến tính tốn r/ và gĩc , độ), hệ số nhiễu của sĩng kdif,s phải được lấy từ sơ đồ và các đồ thị ở Hình A7 theo đường nét đứt cĩ mũi tên. A.7.3. Hệ số nhiễu của sĩng kdif, c ở vùng nước sau các đê chắn sĩng hội tụ được xác định theo cơng thức: Kdif, c = kdif, s c (123) Trong đĩ c: hệ số, được lấy theo Hình A8 với các trị số dc và kdif, cp đã biết.
  63. Hình A8 – Các đồ thị hệ số c Trị số dc được xác định theo cơng thức: l1 l2 b dc = (124) 2b trong đĩ: l1 và l2: khoảng cách từ ranh giới khuất sĩng (RKS) tới ranh giới nhiễu sĩng (RNS) được lấy từ sơ đồ và các đồ thị ở Hình A9, theo đường nét đứt cĩ mũi tên. b: chiều rộng lối vào cảng, m, được lấy bằng hình chiếu của khoảng cách giữa các đầu chắn sĩng lên front sĩng xuất phát (lên đường đỉnh các sĩng xuất phát). Hệ số kdif, cp được xác định tương tự như kdif, s theo điều A.7.2 ứng với giao điểm của tia chính với front sĩng tại tuyến tính tốn. Vị trí của tia chính trên sơ đồ ở Hình A9a cần được xác định theo các điểm nằm cách ranh giới khuất sĩng (RKS) của con đê cĩ gĩc i, độ, bé hơn một khoảng x, m, với: l l l (l b) x = 1 a2 a1 2 (125) la1 la2 trong đĩ: la1 và la2: các trị số được lấy theo sơ đồ và các đồ thị ở Hình A9.
  64. Hình A9 – Sơ đồ (a) và các đồ thị (b) để xác định l và la A.7.4. Với các vùng nước sau đê phá sĩng, hệ số nhiễu của sĩng kdif, b phải được xác định theo cơng thức: 2 2 kdif, b = kdif ,s1 kdif ,s2 (126) trong đĩ kdif, s1 và kdif, s2: các hệ số nhiễu của sĩng, và đối với phần đầu của đê phá sĩng, chúng được xác định theo điều A.7.2. A.7.5. Chiều cao sĩng nhiễu cĩ xét tới phản xạ sĩng từ cơng trình cản chắn hdif, r, m, tại một điểm trong vùng nước sau cơng trình này cần được xác định theo cơng thức: hdif, r = (kdif + kref) hi. (127) với
  65. -0,08r/  cos kref = kdif,s kr kp kref,i e r (128) trong đĩ: kdif,s: hệ số nhiễu tại tuyến mặt phản xạ, được xác định theo điều A.7.2, điều A.7.3 và điều A.7.4; kr và kp: các hệ số, được xác định theo điều 4.4.1; r: gĩc giữa front sĩng với mặt phản xạ, độ; r/ : khoảng cách tương đối từ mặt phản xạ đến điểm tính tốn tính theo tia sĩng phản xạ, đồng thời, hướng của tia sĩng phản xạ phải được lấy với điều kiện gĩc tới bằng gĩc phản xạ; kref,i: hệ số phản xạ, được lấy theo Bảng A7; khi gĩc nghiêng của mặt phản xạ so với mặt nằm o ngang lớn hơn 45 thì phải lấy kref,i = 1; CHÚ THÍCH: Cho phép hiệu chỉnh chiều cao sĩng trong vùng nước sau cơng trình cản chắn, cĩ chiều sâu thay đổi, theo điều A.5.1 và điều A.5.2 nếu cĩ luận chứng thích đáng. Bảng A7 – Giá trị kref theo độ dốc của mặt phản xạ Giá trị kref,i khi độ dốc của mặt phản xạ i Độ thoải của sĩng  /hdif 1,0 0,5 0,25 10 0,5 0,02 0,0 15 0,8 0,15 0,0 20 1 0,5 0,0 30 1 0,7 0,05 40 1 0,9 0,18 Phụ lục B (tham khảo) Xác định các đặc trưng khơng gian của giĩ theo số liệu bản đồ khí tượng Cần xét đến sự phân bố khơng gian của vận tốc giĩ bằng cách lập các trường giĩ theo các số liệu bản đồ khí tượng. Được phép xác định các vận tốc giĩ tính tốn theo đồ thị (xem Hình B1) đối với vĩ độ địa lý cho trước, theo khoảng cách giữa các đường đẳng áp a, m.mile và bán kính cong của các đường đẳng áp r, (m/mile); 1 mile 1609m. Hướng giĩ cần được lấy lệch 15o so với đường đẳng áp, về phía áp suất thấp.
  66. CHÚ DẪN: a) ≥ 50oN; b) = 35oN đến 49oN Hình B1 – Các đồ thị để xác định vận tốc tính tốn của giĩ Vu, m/s, theo các số liệu của bản đồ khí tượng với các đường đẳng áp của áp thấp cách đều 0,5 kPa; Thư mục tài liệu tham khảo [1] Tải trọng và tác động của sĩng do giĩ và tầu lên cơng trình thủy lợi CHu 2-06-04-82*, Ủy Ban Xây dựng Nhà nước Liên Xơ, 1989.