Особенности режима эксплуатации

- финансовые ограничения со стороны заказчика или организации, эксплуатирующей объект,

результатом проектных проработок обычно являются несколько вариантов конструкции сооружения. Из них на основе технико-экономическогоанализа и обоснования для реализации выбирается один вариант, наиболее приемлемый с точки зрения конструкции и финансовых затрат на строительство.

Таким образом, объекты воднотранспортного строительства существенно отличаются от других строительных объектов. Повторим, это в первую очередь предопределено тем, что они постоянно находятся в воде, которая существенно влияет на их конструктивные особенности, и они сами оказывают влияние на окружающую природную среду. Это обстоятельство учитывается при проектировании и возведении сооружений.

Влияние естественных условий района строительства на выбор конструктивного решения

Итак, природные условия района строительства совместно с другими факторами (эксплуатационные требования и нагрузки, методы производства работ, сроки строительства и др.) оказывают самое непосредственное влияние на обоснование и выбор конструкции сооружения.

Влияние природно-климатических условий учитывается в ходе инженерно-технических расчетов по определению нагрузок и воздействий на конструктивные элементы объектов гидротехнического и воднотранспортного строительства. Поэтому расчетному этапу работы по обоснованию этих элементов предшествует сбор и анализ данных о естественных природных условиях предполагаемого района строительства.

Рассмотрим подробно, какие данные, в каком объеме и из каких источников собирают для этих целей. В первую очередь проектировщиков интересуют топографические и гидрографические данные, метеорологическая характеристика района и его климатические условия, а также гидрологические, геологические, геоморфологические, гидрохимические и гидробиологические характеристики.

Значительный объем этих данных содержится в лоциях морей, в статистически обработанных данных наблюдений метеостанций и постов, различных справочниках и строительных нормативных документах. Например, климатические характеристики содержатся СНиП и справочниках. Дополнительно для сбора и анализа данных могут использоваться данные научно-технических отчетов различных организаций, министерств и ведомств, материалы экспедиций, монографии и научные публикации, а также архивные материалы проектных организаций. Если отсутствуют необходимые источники, содержащие исходные данные для расчетов, силами организации-проектировщика проводятся исследования в районе предполагаемого строительства объекта.

К гидрографическим условиям относятся данные о глубинах в месте возведения сооружения.

Топографические условия характеризуют очертание побережья и изрезанность береговой линии, рельеф дна и берега.

К гидрологическим характеристикам водоема относят уровень воды и динамику его колебания вследствие различных причин. Например, астрономические явления могут вызывать приливно-отливные колебания. В отдельных районах возможно колебание уровня воды вследствие сгонно-нагонных явлений под воздействием ветра или сейшевые колебания (волны).

Сейшевые колебания уровня (сейши) - свободные колебания уровня моря в виде стоячих волн в замкнутых и полузамкнутых водоемах, происходящие по инерции после прекращения воздействия внешних сил.

Причиной возникновения сейш могут быть ветер (сгоны - нагоны, шквалы и т.д.), кратковременные резкие изменения атмосферного давления под водоемом (прохождение барических систем), сейсмические возмущения дна моря, приливные явления, длиннопериодные волны.

Самый простой вид имеет одноузловая сейша - когда уровень воды у одного берега бассейна поднимается, а у другого опускается. Сейши бывают и многоузловые, они могут иметь три, четыре узла и более. Отмечено, что в одном и том же бассейне могут возникать сейши с различным количеством узлов. Основными элементами сейши являются период, высота, длина волны и амплитуда.

Период сейши - время, в течение которого масса воды совершает полное колебание. Амплитуда сейш - максимальное отклонение уровня воды от её положения в состоянии покоя. Высота сейш - разность между наивысшими и наинизшими отметками мейшевых колебаний уровня. Длина волны сейш - расстояние между двумя пучностями.

Сейши наблюдаются как в бухтах, заливах, так и в более обширных морских водоемах. В Средиземном море у берегов Сицилии наблюдались сейши с периодом 10-25 мин., местами 75 мин, и высотой до 2 м, а в Алжирской бухте до 1 м высотой при периоде 1-2 мин. На Черном море отмечены сейши с периодом от 10 мин. до 2 ч, в зависимости от местных условий.

Современные наблюдения дают основания предполагать, что собственные колебания водоема типа сейш могут иметь в целом моря и океаны.

Гидрологические характеристики водотоков (реки и каналы): расход, уровень воды и скорость течения.

К необходимым сведениям о метеоусловиях относятся: данные о направлении и скорости ветра, колебании температуры в течение года, количестве осадков и туманах.

Геологические и геоморфологические условия характеризуются данными о строении дна и берегов, слагающих их породах, изменении их рельефа под воздействием внешних факторов (вдольбереговое течение, ветровые волны, движение наносов).

Качество воды определяют на основе изучения физических, гидрохимических и гидробиологических показателей.

К физическим показателям воды относятся температура, ее изменение по глубине и в течение года, прозрачность, цвет, запах, а также акустические свойства, которые учитывают в расчетах, связанных с распространением ударных волн. Для строительства в районах с тяжелыми климатическими условиями необходимы характеристики льда (структура, механические свойства, условия образования).

Гидрохимические условия характеризуются такими показателями, как соленость воды, наличие в ней примесей, их состав и количество.

К гидробиологическим условиям относят данные о гидробионтах, в частности способных разрушить элементы конструкции. К таким организмам относятся, например, древоточцы.

Гидробионты — морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла, то есть земноводные. Существуют морские и пресноводные гидробионты, а также живущие в естественной или искусственной среде, имеющие промышленное значение и не ставшие таковыми.

Перечень данных, собираемых для анализа и характеристики природных условий района строительства, может меняться в зависимости от типа конкретного сооружения и регламентируется соответствующим нормативным документом. Например для причального сооружения приведен следующий перечень исходных данных:

• топографические (план участка строительства);

• гидрографические (план промеров глубин, сведения о морских свалках грунта);

• гидрологические и метеорологические (ветер, волнение, уровни моря, ледовый режим, заносимость участка акватории, агрессивность среды, данные по климату);

• биологические (наличие древоточцев);

• геологические и гидрогеологические (геологические профили, физико-механические характеристики грунтов основания, сведения о грунтовых водах);