Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Основы проектирования гидротехнических сооружений, лесных бирж и рейдов приплава

Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,

5.1. Виды и конструкция оградительных сооружений

Оградительные гидротехнические сооружения возводятся для предотвращения воздействия на акватории портов, лесных рейдов, береговых лесных складов волн, льда и наносов. В зависимости от расположения в плане оградительные сооружения подразделяются на молы и волноломы.

Молы одним концом примыкают к берегу, на них часто размещают причалы и погрузочно-разгрузочные машины. Молы бывают откосного типа, возводимые из каменной наброски или бетонных массивов, вертикального типа в виде стенок из каменной кладки или бетонных массивов, а также комбинированного типа, являющегося сочетанием первых двух.

Оградительные волноломы устанавливаются непосредственно в водном пространстве. В конструктивном отношении они могут представлять собой (рис. 5.1) гравитационную стенку вертикального (а) или откосного (б) профилей, конструкцию из цилиндрических оболочек (в), сквозной (г), плавучий (д), пневматический и гидравлический волноломы (е) [6 и др.].

Устройство оградительных сооружений на акваториях лесосплавных предприятий рекомендуется в случаях, когда высота волн на акватории превышает 0,5 м.

На выбор типа оградительного сооружения влияет множество факторов, основными из которых является волновой режим, наличие местных строительных материалов и др.

На морях, крупных водохранилищах и озерах возводят капитальные оградительные сооружения полного профиля (вертикальные и откосные). Размеры их рассчитываются в основном на воздействие ветровых волн.

При выборе конструкции оградительного сооружения проводится технико-экономическое сравнение возможных вариантов, которые разрабатываются с учетом следующих указаний:

– оградительные сооружения полного профиля (вертикальные или откосные) возводят при глубине воды в месте строительства сооружения не более 1/3 расчетной длины волны;

– глубина заложения сооружений вертикального типа должна быть не менее двух hВ (hВ – высота расчетной волны), а в случае устройства высокой постели (высотой более hВ) – не менее 2,5hВ;

– при возведении оградительного сооружения на слабых грунтах (илы, текуче-пластичные глины и др.), а также в случае многократного отражения воды от внутренней грани сооружения следует строить волноломы и молы откосного типа;

– при строительстве сооружений на водохранилищах до их заполнения целесообразно возводить земляные дамбы с укрепленными откосами и гребнем или сооружения вертикального профиля с высокой постелью;

– сооружения неполного профиля (сквозные и плавучие волноломы), а также пневматические и гидравлические волноломы применяются в случае, когда не требуется защита акваторий от наносов.

При проектировании оградительных сооружений необходимо, чтобы они обеспечивали защиту акватории порта и лесного склада (рейда) от волнения и заносимости, возможность свободного маневрирования судов и плотов на акватории, а также их свободный вход и выход. Расчетная ширина входа на защищенную акваторию должна быть не менее длины расчетного судна или тройной ширины плота.

Рис. 5.1. Типы оградительных сооружений

На лесных прибрежных рейдах следует применять волноломы удобные для перемещения, хранения в зимний период, эксплуатации в условиях изменяющегося уровня воды, простые в изготовлении и эксплуатации, дающие наибольший волногасящий эффект при наименьших усилиях в связях конструкции и имеющие наименьшую строительную стоимость.

Энергия волны неравномерно распределяется по глубине и сосредоточена, в основном, в верхних слоях водоема. Такое явление особенно характерно для водоемов с большими глубинами, где обычно располагаются сооружения для защиты лесных рейдов.

В связи с этим, в лесосплавной практике применяют волноломы неполного профиля упрощенной конструкции. К ним относятся: стационарный волнолом с пористой стенкой, наплавной ряжевый волнолом ячеистой конструкции и волноломы из пучков бревен или хлыстов.

Свайный стационарный волнолом с пористой стенкой состоит из параллельных рядов свай, забитых один от другого на расстоянии 2 м. Сваи в ряду забиваются на расстоянии 1,25 м друг от друга.

Пространство между свайными рядами заполняют плотно уложенными еловыми ветками, образующими пористую стенку. Сваи каждого ряда соединяют поверху продольной насадкой из бревен диаметром 20 см, а ряды свай соединяют парными поперечными насадками из пластин. Эту конструкцию волнолома применяют в местах, защищенных от ледохода, с глубинами менее 2 м, при высоте волны до 1 м и отношении длины волны к ее высоте, равной 8.

Наплавной ряжевый волнолом ячеистой конструкции состоит из отдельных секций длиной 26 м, шириной 8–8,5 м, установленных в шахматном порядке или одну линию, перпендикулярную господствующему направлению ветра. Секция волнолома представляет собой ряжевую конструкцию из бревен с размерами клеток 2×2 м (рис. 5.2). Между ребрами стенок оставляют зазор в 5–10 см. Такая конструкция
волнолома обеспечивает свободный допуск воды в тело сооружения, в результате чего оно не отражает волну, а гасит.  

Рис. 5.2. Плавучий волнолом
ряжевого типа ячеистой конструкции

Волнолом закрепляют в русле при помощи тросов или цепей, заделанных на вертикальных анкерах волнолома, за донные опоры (якори, ряжи) или кусты свай.

В некоторых конструкциях ряжевых волноломов для усиления волногасящего эффекта пространство клеток заполняют еловыми ветками.

Волнолом из пучков бревен состоит из нескольких звеньев, установленных в один, два или три параллельных ряда. Каждое звено представляет собой ряд из 7–8 крупных пучков, установленных торец к торцу и соединенных лежнем из одного или двух тросов. Прогиб лежня при установке звена рекомендуется применять равным 0,08 длины звена.

Каждый пучок обвязывают двумя обвязками из тросов диаметром 13 мм или тремя обвязками из проволки диаметром 8 мм. Торцевые пучки каждого звена изготовляют с торцевыми щитами для предохранения их от размолевания. Оба щита соединяют между собой при помощи стяжек.

Лежень присоединяют к тросовым обвязкам пучков при помощи пластинчатых сжимов. Концы лежня каждого звена соединяют с шеймами якорей.

При установке звеньев в два или три параллельных ряда каждые два противоположных пучка соединяют двумя цепями за тросовые обвязки. Расстояние между рядами пучков в плане равно двойной ширине пучков. Во избежание пересечения шейм якорей с пучками звенья рекомендуется составлять из разного количества
пучков и смещать их относительно друг друга в плане. На рейдах, куда поступают хлысты, пучки для волнолома изготавливают из хлыстов. Они отличаются более высокой прочностью.

Условия применения волноломов различных конструкций приводятся в табл. 5.1 и 5.2.  

Таблица 5.1

Условия применения волноломов на морях водохранилищах и крупных озерах

Таблица 5.2

Условия применения волноломов на озерах, водохранилищах
и устьевых участках рек