Rozdział 2. Sposób ustalania obciążeń budowli…

Rozdział 2

Sposób ustalania obciążeń budowli morskiej

§ 97. Kwalifikacja obciążeń od falowania morskiego

Doboru oddziaływań charakterystycznych falowania morskiego dokonuje się, zaliczając obciążenia dynamiczne od tego falowania do obciążeń zmiennych w całości krótkotrwałych albo do obciążeń wyjątkowych.

§ 98. Okres powtarzalności sztormu projektowego

Okres powtarzalności sztormu projektowego (T) wyrażany w latach, przyjmowany do obliczeń projektowanej budowli morskiej, zależny od jej charakteru i przeznaczenia, nie może być mniejszy od okresów wskazanych w tabeli nr 4. Tabela nr 4 Lp. Charakter i przeznaczenie budowli morskiej (akwatorium) Okres powtarzalności sztormów T (lata) Morskie tamy i obwałowania gęsto zamieszkanych obszarów depresyjnych T = 1000 lat

1) nawodne i lądowe stałe znaki nawigacyjne (stawy) usytuowane na T = 200 lat morzu terytorialnym (na akwenie i na wyspach);

2) budowle morskie o charakterze monumentalnym

1) morskie tamy i obwałowania niezamieszkanych obszarów depresyj- T = 100 lat nych i pseudodepresyjnych;

2) zewnętrzne falochrony portów i przystani morskich;

3) opaski brzegowe chroniące tereny wykorzystywane rolniczo;

4) tunele podmorskie o kluczowym znaczeniu;

5) nawodne i lądowe stałe znaki nawigacyjne (stawy) usytuowane na morskich wodach wewnętrznych (na akwenie i na wyspach);

6) wewnętrzne falochrony portów i przystani morskich;

7) nabrzeża, pirsy, mola i pomosty przystaniowe

1) samodzielne dalby oraz wysepki cumownicze, odbojowe i cumowniczo- T = 50 lat -odbojowe;

2) tunele podmorskie i podwodne mniej uczęszczane;

3) akwatoria i żeglugowe kanały morskie o maksymalnym czasie dostępności dla jednostek pływających

1) akwatoria i żeglugowe kanały o ograniczonym czasie dostępności dla T = 25 lat jednostek pływających;

2) hydrotechniczne budowle stoczniowe

1) tymczasowe budowle morskie; T = 5 lat

2) zejścia na plażę Inne budowle morskie według założeń wskazanych przez projektanta budowli morskiej

§ 99. Czynniki doboru okresu powtarzalności sztormu

Przy doborze okresu powtarzalności sztormu projektowego (T) uwzględnia się:

1) bezpieczeństwo życia ludzi;

2) stopień zagrożenia ekologicznego wywołanego awarią budowli morskiej;

3) charakter, przeznaczenie i miejsce usytuowania budowli morskiej;

4) prawdopodobieństwo wystąpienia wysokiego poziomu morza podczas sztormu.

§ 100. Określanie parametrów sztormu na podstawie falowania

1. Parametry sztormu projektowego określa się na podstawie analizy falowania w rejonie usytuowania projektowanej budowli morskiej, z uwzględnieniem możliwie najdłuższego czasu obserwacji falowania.

2. W przypadku braku notowań obserwacji falowania w miejscu usytuowania projektowanej budowli morskiej w analizie falowania uwzględnia się notowania dla najbliższego i najbardziej podobnego miejsca, w którym zanotowano odpowiednio długą obserwację falowania.

§ 101. Określanie wysokości charakterystycznej fali projektowej

Wysokość charakterystyczną fali projektowej określa się w zależności od rodzaju budowli morskiej jako wysokość:

1) fali znacznej sztormu projektowego, będącą wysokością średnią z 1/3 fal najwyższych;

2) najbardziej prawdopodobnej fali maksymalnej w sztormie projektowym;

3) fali o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia w sztormie projektowym.

§ 102. Dopuszczalne prawdopodobieństwo wystąpienia warunków ekstremalnych

Dla projektowanej budowli morskiej określa się dopuszczalne prawdopodobieństwo (P) (w wartościach bezwzględnych) wystąpienia warunków ekstremalnych o założonym okresie powtarzalności sztormu projektowego (T) w czasie całego okresu użytkowania budowli (L), wyrażonego w latach, obliczonego według wzoru: P = 1 – exp (-L / T).

§ 103. Analiza widmowa budowli morskiej obciążonej sztormem

Dla budowli morskiej o uzasadnionym w założeniach dużym stopniu niezawodności, poza obliczeniami deterministycznymi dla przyjętych fal projektowych, przeprowadza się analizę widmową projektowanej budowli morskiej obciążonej sztormem projektowym.

§ 104. Obciążenia korony i pozostałe obciążenia budowli morskiej

1. Przy wymiarowaniu budowli morskiej jako obciążenia korony tej budowli przyjmuje się obciążenia równomiernie rozłożone od:

1) tłumu ludzi – równe q = 5 kN/m;

2) składowania towarów i ładunków – nie mniejsze niż q = 40 kN/m;

3) taboru samochodowego, o ciężarze z ładunkiem nieprzekraczającym 150 kN – nie mniejsze niż q = 10 kN/m;

4) taboru samochodowego, bez ograniczenia jego wielkości – nie mniejsze niż q = 20 kN/m;

5) wewnątrzzakładowego taboru kolejowego, bez lokomotyw trakcji publicznej, przy rozstawie torów kolejowych a = 4,50 m – nie mniejsze niż q = 20 kN/m;

6) trakcyjnego taboru kolejowego, z lokomotywami trakcji publicznej, przy rozstawie torów kolejowych a = 4,50 m i grubości warstwy podsypki pod torem kolejowym większym od 1,50 m – nie mniejsze niż q = 35 kN/m;

7) roboczego sprzętu budowlanego, poruszającego się w czasie budowy za nabrzeżem lub obrzeżem na wykonanym zasypie – nie mniejsze niż q = 10 kN/m.

2. Przy pozostałych obciążeniach przyjmuje się obciążenia:

1) w postaci sił skupionych oraz obciążenie równomiernie rozłożone od żurawi samojezdnych lub innych urządzeń technicznych, które ustala się z uwzględnieniem rozstawu i wielkości powierzchni łap podpór;

2) od specjalistycznych pojazdów kołowych, służących między innymi do przewozu ciężkiej drobnicy, kontenerów lub elementów jednostek pływających, jako obciążenie równomiernie rozłożone, wyrażone w kN/m, obliczone według wzoru: q = G / F gdzie: G – oznacza, wyrażany w kN, maksymalny ciężar pojazdu z ładunkiem, F – oznacza, wyrażoną w m, powierzchnię obrysu rzutu nadwozia pojazdu;

3) równomiernie rozłożone od składowanych kontenerów, które oblicza się w zależności od: konfiguracji placu składo-wego, liczby warstw składowanych kontenerów oraz przeznaczenia składu i stopnia wykorzystania ładowności składowanych kontenerów.

§ 105. Zastępcze obciążenie poziome od siły ciągnienia statku

1. Poziome obciążenie zastępcze równomiernie rozłożone (C), pochodzące od siły ciągnienia statku (Q) zaczepionej na urządzeniu cumowniczym usytuowanym na środku sekcji dylatacyjnej, ustala się dla budowli morskiej wyposażonej w urządzenia cumownicze wówczas, gdy budowla ta, a zwłaszcza jej nadbudowa, ma dostateczną sztywność poziomą.

2. Wartość obciążenia zastępczego (C), wyrażoną w kN/m, oblicza się według wzoru: C = Q / L gdzie: Q – oznacza, wyrażoną w kN, nośność urządzenia cumowniczego, ustaloną zgodnie z § 193 ust. 4 i 5, L – oznacza, wyrażoną w metrach, długość sekcji lub odcinka dylatacyjnego budowli morskiej.

§ 106. Prędkość podchodzenia dobijających jednostek pływających

1. Przy projektowaniu budowli morskiej, a zwłaszcza samodzielnych urządzeń odbojowych, uwzględnia się prędkość podchodzenia dobijających jednostek pływających (V), wyrażoną w m/s.

2. Przez prędkość podchodzenia (V) rozumie się prędkość przesuwania się kadłuba dobijającej jednostki pływającej w stosunku do budowli morskiej.

3. Dla jednostki pływającej, podchodzącej z pomocą holowników do linii cumowniczej, przyjmuje się prędkości podchodzenia (V) zgodnie z tabelą nr 5, chyba że z analizy nawigacyjnej wynikają inne prędkości podchodzenia. Tabela nr 5 Prędkość podchodzenia (V) w m/s Rodzaj podejścia Lp. Usytuowanie budowli jednostek pływających o wyporności morskiej jednostki pływającej jednostek pływających o wyporności w przedziale do 1500 ton jednostek pływających o wyporności od ponad ponad 6500 ton 1550 do 6500 ton ciężkie (trudne) 0,75 0,55 0,40 korzystne (łatwe) 0,60 0,45 0,30 Budowla morska i jednostka pływająca są narażone na silny wiatr i falowanie ciężkie (trudne) 0,50 0,40 0,25 korzystne (łatwe) 0,35 0,20 Budowla morska i jednostka pływająca są narażone na umiarkowany wiatr i falowanie ciężkie (trudne) 0,25 0,20 0,15 korzystne (łatwe) 0,20 0,15 0,10 Budowla morska i jednostka pływająca są chronione przed działaniem wiatru i falowania

4. Dla jednostki pływającej podchodzącej bez pomocy holowników przyjmuje się prędkość podchodzenia (V), z uwzględnieniem następujących współczynników korekcyjnych dla warunków:

1) korzystnych – 1,0;

2) ciężkich, w tym w lodach – 1,4.

5. Dla jednostek pływających podchodzących do budowli morskiej burtą usytuowaną równolegle do linii cumowniczej prędkość podchodzenia (V), wyrażoną w m/s, przyjmuje się zgodnie z tabelą nr 6, chyba że z analizy nawigacyjnej wynikają inne prędkości podchodzenia. Tabela nr 6 Lp. Wyporność statku t Prędkość podchodzenia (V) w m/s do 2 000 0,30 od 2 001 do 10 000 0,18 od 10 001 do 125 000 0,16 powyżej 125 000 0,14

§ 107. Ciśnienie prędkości wiatru działającego na jednostki pływające

1. W przystaniach i portach morskich wyróżniających się porywami wiatrów i dużą częstotliwością występowania wiatrów sztormowych ze statystycznie określonego kierunku, wyrażone w Pa, charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru (q) działającego na jednostki pływające przekazywane na urządzenia cumownicze oblicza się według wzoru: q = p × V / 2 gdzie: p = 1,23 kg/m– oznacza gęstość powietrza, V – oznacza, wyrażoną w m/s, charakterystyczną prędkość wiatru ustaloną jako średnia dziesięcio-minutowa prędkość wiatru na wysokości 10 m nad poziomem gruntu w terenie otwartym, która może być przekroczona średnio raz w przewidywanym okresie użytkowania budowli morskiej równym 50 lat, o prawdopodobieństwie wystąpienia p = 2 %, określoną na podstawie 50-letniego ciągu obserwacji rzeczywistych prędkości i kierunku wiatrów dla rejonu usytuowania danej budowli morskiej.

2. Za poryw wiatru przyjmuje się prędkość wiatru przewyższającą prędkość średnią dziesięciominutową co najmniej o 5 m/s.

3. W przypadku przewężenia wzniesieniami i budowlami długich dolin sprawdza się możliwość wzrostu prędkości wiatru wskutek efektu dyszy.

§ 108. Parcie hydrostatyczne nabrzeży i obrzeży ze ścianką szczelną

1. Do obliczeń statycznych nabrzeży i obrzeży ze ścianką szczelną, dla których jest zabronione projektowanie systemu odwadniającego, przyjmuje się pełną wartość parcia hydrostatycznego.

2. Przepis ust. 1 stosuje się również w przypadku, gdy nie można zapewnić skuteczności działania systemu odwadniającego.

§ 109. Obciążenia od pokrywy lodowej i śnieżnej

1. Obciążenie od pokrywy lodowej i warstwy pokrywy śniegu na budowli morskiej określa się z uwzględnieniem lokalnych warunków środowiskowych.

2. Obciążenie od pokrywy lodowej nie może być mniejsze niż obciążenie równomiernie rozłożone q = 1,0 kN/m.

3. Obciążenie od warstwy pokrywy śniegu nie może być mniejsze niż obciążenie równomiernie rozłożone q = 0,75 kN/m, przy czym obciążenie to uwzględnia się niezależnie od obciążenia od pokrywy lodowej.

4. Wymagania, o których mowa w ust. 2 i 3, nie dotyczą budowli morskiej usytuowanej na otwartych akwenach, gdzie występują rozbryzgi fal zamarzające na nadbudowie tej budowli, dla której obciążenie równomiernie rozłożone nie może być mniejsze od q = 10 kN/m. Wielkość obliczeniową tego obciążenia ustala się na podstawie obserwacji sąsiednich budowli morskich w celu określenia możliwej grubości pokrywy lodowej.

5. W przypadku uwzględniania obciążenia od pokrywy lodowej i pokrywy śnieżnej nie uwzględnia się jednoczesnego obciążenia ruchomego budowli morskiej pochodzącego od środków transportowych.

§ 110. Obciążenie poziome budowli morskiej od działania lodu

1. Obciążenie poziome od działania lodu na budowlę morską usytuowaną na akwenie określa się na podstawie:

1) grubości pokrywy lodowej (h), mierzonej w miejscu usytuowania projektowanej budowli morskiej, w czasie wieloletnich obserwacji, ze szczególnym uwzględnieniem grubości zwałów lodowych spiętrzonej kry lodowej;

2) analizy przyczyn uszkodzeń, awarii lub katastrof budowlanych budowli morskich usytuowanych na tym samym akwenie.

2. Przy projektowaniu budowli morskiej, dla której brak jest danych z pomiarów i nie występują zdarzenia, o których mowa w ust. 1 pkt 2, do obliczeń obciążenia poziomego od działania lodu przyjmuje się grubość pokrywy lodowej (h) o wartościach nie mniejszych niż na akwenach:

1) otwartych polskiego brzegu Morza Bałtyckiego:

a) przed Krynicą Morską – 0,30 m,

b) przed Świbnem i Gdańskiem – 0,45 m,

c) przed Gdynią wokół Helu – 0,50 m,

d) przed Rozewiem, Łebą, Ustką i Jarosławcem – 0,45 m,

e) przed Darłowem i Kołobrzegiem – 0,40 m,

f) przed Dziwnowem, Międzyzdrojami i Świnoujściem – 0,50 m,

g) na akwenach morza terytorialnego, w odległości od 1 km od brzegu – 0,70 m;

2) osłoniętych polskiego wybrzeża:

a) Nowa Pasłęka, Zalew Wiślany – 0,60 m,

b) Krynica Morska, Zalew Wiślany – 0,65 m,

c) Tolkmicko, Zalew Wiślany – 0,70 m,

d) Świbno, Przekop Wisły – 0,55 m,

e) Gdańsk i Gdynia, porty – 0,50 m,

f) Puck, port i wody przyległe – 0,70 m,

g) Jastarnia, port i wody przyległe – 0,55 m,

h) Hel, port – 0,50 m,

i) Władysławowo, port – 0,35 m,

j) Łeba, Ustka, Darłowo, Kołobrzeg, porty – 0,55 m,

k) Szczecin, port – 0,35 m,

l) Wolin, Dziwna – 0,55 m,

m) Trzebież, Zalew Szczeciński – 0,60 m,

n) Tor Wodny Świnoujście-Szczecin, Zalew Szczeciński – 0,60 m,

o) Podgrodzie, Zalew Szczeciński – 0,65 m,

p) Świnoujście, port – 0,50 m.

3. Obciążenie poziome od działania lodu zwiększa się co najmniej dwukrotnie, w przypadkach gdy:

1) istnieje możliwość spiętrzenia kry lodowej o szerokości co najmniej 10 h, szczególnie w rejonie torów wodnych, gdzie lód jest kruszony i rozpychany przez jednostki pływające;

2) brak jest wyników badań terenowych wskazujących na to, że grubość spiętrzonego lodu może przekraczać dwukrotnie grubość pokrywy lodowej (h), o której mowa w ust. 2.

4. Jeżeli w wyniku pomiarów grubość zwału lodowego o szerokości co najmniej 10 h jest większa niż 2 h, do wzorów na obliczenie obciążenia poziomego od działania lodu wstawia się zmierzoną, rzeczywistą grubość zwału lodowego spiętrzonej kry lodowej.

5. W celu zmniejszenia sił poziomych od zwałów lodowych spiętrzonej kry lodowej przy projektowaniu budowli morskiej uwzględnia się łamacz lodu.

Pełna treść aktu: w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać morskie budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie.