PHỤ LỤC D TÍNH TOÁN ÁP LỰC SÓNG PHỤ LỤC D TÍNH TOÁN ÁP LỰC SÓNG D-1 Phân bố áp lực sóng mái nghiêng Đối với mái dốc gia cố bê tông lắp ghép đổ chỗ có 1,5 ≤ cotgϕ ≤ 5, biểu đồ áp lực sóng thể hình D-1 Trong biểu đồ này, áp lực sóng tính toán lớn pd (KPa) xác định theo công thức: pd = ks kt ptcl ρg Hs Trong đó: (D-1) ks − Hệ số xác định theo công thức: k s = 0,85 + 4,8  Hs H  + cot gϕ  0,028 − 1,15 s  Ls Ls   (D-2) kt − Hệ số lấy theo bảng E-1; Ptcl − Trị số lớn áp lực sóng tương đối mặt dốc điểm (Hình D-1) lấy theo bảng D-2 Hình D-1 Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn tác dụng lên mái dốc gia cố Bảng D -1 Hệ số kt Độ thoải sóng Ls/Hs 10 15 20 25 35 Hệ số kt 1,15 1,3 1,35 1,48 Bảng D-2 Hệ số Ptcl Chiều cao sóng Hs/m 0,5 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 ≥4 Trị số lớn áp lực sóng tương đối Ptcl 3,7 2,8 2,3 2,1 1,9 1,8 1,75 1,7 - Tung độ Z2(m) điểm (điểm đặt áp lực sóng tính toán lớn P d) xác định theo công thức: Z2 = A + [ ] 1 − cot g ϕ + ( A + B) cot g ϕ (D-3) Trong đó: A B đại lượng tính m, xác định theo công thức sau: L  + cot g 2ϕ  A = H s  0,47 + 0,023 s  Hs  cot g 2ϕ  (D-4)  H  B = H s 0,95 − ( 0,84 cot gϕ − 0,25) s  Ls   (D-5) - Tung độ Z3 (m) ứng với chiều cao sóng leo lên mái dốc xác định theo phụ lục B Trên đoạn mái dốc nằm cao thấp điểm (xem hình D-1) phải lấy tung độ P (KPa) biểu đồ áp lực sóng khoảng cách sau: P = 0,4pd L1 = 0,0125L ϕ ( m)  L = 0,0265L ϕ ( m) P = 0,1pd L1 = 0,0325L ϕ ( m)  L = 0,0075L ϕ (m) Trong đó: Lϕ = Ls cot gϕ cot g 2ϕ − (D-6) D.2 Áp lực sóng âm ( phản áp lực sóng) Khi sóng rút, trị số tức thời của áp lực nước lên bảo vệ mái có hướng đẩy ngược từ lên theo phương vuông góc với mặt tấm- gọi áp lực âm - Tung độ pc biểu đồ phản áp lực sóng gia cố đê mái dốc phải xác định theo công thức: pC= kS kt pcrcl ρgHs (D-7) Trong đó: pcrcl - Phản áp lực tương đối sóng, lấy theo đồ thị hình D-2 Đối với công trình cấp I cấp II chiều cao sóng có tần suất bảo đảm HSP> 1,5m, có đủ luận phép xác định tải trọng sóng lên mái dốc có gia cố phương pháp có xét đến tính không điều hoà sóng gió Khi có bậc có thay đổi độ nghiêng đoạn mái dốc công trình tải trọng sóng lên kết cấu gia cố mái phải xác định theo kết nghiên cứu mô hình Hình D-2 Đồ thị để xác định phản áp lực sóng D.3 Tải trọng sóng lên loại công trình bảo vệ đê biển D3.1 Đối với tường ngầm cản sóng Giá trị lớn hình chiếu theo phương ngang Pz (KN/m) hình chiếu theo phương thẳng đứng Pz Pc(KN/m) hợp lực tải trọng sóng tác động tường ngầm cản sóng chịu chân sóng, phải tính toán theo biểu đồ áp lực sóng theo hướng ngang theo hướng đứng (hình D-3) Trong biểu đồ này, giá trị P (KPa) phải xác định có xét đến độ dốc i đáy theo công thức sau: Hình D-3 Các biểu đồ áp lực sóng lên đoạn tường ngầm cản sóng a) Trường hợp độ dốc đáy i ≤ 0,04 - Tại độ sâu a1: p1 = ζg (a1 - a4) Khi a1 < a2 (D-8) p1 = p2 Khi a1 > a2 (D-9) - Tại độ sâu a2: L h − a1   p2 = ζgH s  0,015 s + 0,03  − ζga4 h h   (D-10) - Tại độ sâu a3 = h P3 = KWP2 (D-11) b) Trường hợp độ dốc đáy i > 0,04 - Tại độ sâu a1: p1 xác định theo công thức (D-8) (D-9) - Tại độ sâu a2: p2 = ζg (a2- a4) (D-12) - Tại độ sâu a3 = h P3 = P2 (D-13) Trong đó: a1 - Độ sâu từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán, m ; a2 - Độ sâu từ mực nước tính toán đến chân sóng (m), lấy theo bảng (D-3); KW - Hệ số, lấy theo bảng (D-4); a4 - Độ sâu từ mặt nước sau đê chắn sóng ngập đến mặt nước tính toán(m), xác định theo công thức: a4 = - kth (a1- a5) - a1 (D-14) kth - Hệ số, lấy theo bảng (D-3); a5 - Độ sâu từ lưng sóng trước đê chắn sóng ngập nước đến mực nước tính toán (m), lấy theo bảng (D-3); ζ - Hệ số sóng vỡ Bảng D-3 Hệ số Kth Chiều cao tương ứng sóng Hs/h 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Độ hạ thấp tương đối chân sóng a2/h 0,14 0,17 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 Độ vượt cao tương đối lưng sóng aS/h -0,13 -0,16 -0,20 -0,24 -0,28 -0,32 -0,37 Hệ số kth 0,76 0,73 0,69 0,66 0,63 0,60 0,57 Bảng D-4 Hệ số KW Độ thoải sóng Ls/Hs Hệ số KW 10 15 20 25 30 35 0,73 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 D.3.2 Đối với tường cản sóng xa bờ Giá trị lớn hình chiếu theo phương ngang P z (KN/m) hình chiếu theo phương đứng Pz (KN/m) hợp lực tải trọng sóng vỡ tác động lên tường cản sóng thành đứng (khi đất lấp phía bờ) phải xác định biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang theo phương đứng (hình D-4) số giá trị p (KPa) ηC (m) phải xác định tuỳ thuộc vào vị trí công trình: a) Khi công trình nằm độ sâu mà sóng bị đổ lần cuối (Hình D-4a) dùng công thức: p =pu = ξgH SD( 0,033 LS/h +0,75) ηc = − pi ξg (D-15) (D-16) b) Khi công trình nằm vùng mép nước ( Hình D.4b) dùng công thức: p = pi = (1-0,3ai/au)pu ηc = − pi ξg (D-17) (D-18) c) Khi công trình nằm bờ, cao mép nước phạm vi sóng leo(hình D.4c) dùng công thức p = pi = 0,7(1-a1/ar)pn ηc = pi ξg (D-19) (D-20) Trong đó: ηc - Độ cao lưng sóng so với mặt nước tính toán vị trí tường chắn sóng, m; HSb - Chiều cao sóng vị trí sóng đổ lần cuối, m; au - Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến mép nước, m; - Khoảng cách từ vị trí sóng đổ lần cuối đến công trình, m; al - Khoảng cách từ mép nước đến công trình, m; ar - Khoảng cách từ mép nước đến ranh giới leo bờ sóng vỡ (khi công trình) xác định theo công thức: ar = RS l % cotgϕ (D-21) Ghi chú: Nếu độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z ≥-0,3 HS trị số áp lực sóng xác định theo công thức D-15, D-17, D-19 phải nhân với hệ số k Zd lấy theo bảng D-5 Bảng D-5 Hệ số kZd Độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z1, m Hệ số kZd - 0,3Hs 0,0 +0,3Hs +0,65Hs 0,95 0,85 0,8 0,5 Hình D-4 Các biểu đồ áp lực sóng lên tường cản sóng thành đứng D.3.3 Đối với tường đứng liền bờ Giá trị lớn hình chiếu theo phương ngang P Z (KN/m) hình chiếu theo phương thẳng đứng PZ (KN/m) tải trọng sóng vỡ tác động lên tường chắn sóng thẳng đứng (có đất lấp phía bờ) sóng rút, tính toán qua biểu đồ áp lực sóng theo phương ngang theo phương thẳng đứng (Hình D-5) giá trị p r (KPa) xác định theo công thức: pr = ζ g(∆z1 - 0,75HSb) (D-22) Trong đó: ∆z1 - Độ hạ thấp mặt nước so với mực nước tính toán phía trước tường thẳng đứng sóng rút (m) Tuỳ vào khoảng cách a từ mép nước đến công trình mà ∆z1 lấy sau: Zr = Khi a1 ≥ 3HSb Zr = 0,25 HSb Khi a1 < 3HSb Hình D-5 Các biểu đồ áp lực sóng lên tường chắn sóng thẳng đứng sóng rút D.3.4 Đối với mỏ hàn Giá trị lớn hình chiếu theo phương ngang P x,ext,Px,int (KN) hình chiếu theo phương đứng PZ (KN) hợp lực tải trọng sóng đoạn mỏ hàn tính toán qua biểu đồ áp lực sóng theo hướng ngang hướng đứng (Hình D-6) Trong biểu đồ này, giá trị áp lực sóng mặt P ext (KPa) mặt khuất Pint (KPa) mỏ hàn độ cao tương ứng lưng sóng ηext (m) ηint (m) phải xác định theo công thức: Pext = kaζgHS(1+cos2α) (D-23) ηext = Pext/ ζgηint = Pint/ζg (D-24) Trong đó: kα − Hệ số, lấy theo bảng D-6 tuỳ thuộc góc tới α đầu sóng tiến đến đập có chiều rộng b chiều dài đoạn mỏ hàn l Bảng D-6 Hệ số Kα Mặt bên mỏ hàn Hệ số kα l/Ls cotgα ≤ 0,03 0,05 0,1 ≥ 0,2 Mặt - 1,0 0,75 0,65 0,6 Mặt khuất 1,0 0,75 0,65 0,6 0,2 0,45 0,45 0,45 0,45 0,5 0,18 0,22 0,30 0,35 1,0 0 0 Hình D-6 Các biểu đồ áp lực sóng tác động lên mỏ hàn ... − Trị số lớn áp lực sóng tương đối mặt d c điểm (Hình D- 1) lấy theo bảng D- 2 Hình D- 1 Biều đồ áp lực sóng tính toán lớn tác d ng lên mái d c gia cố Bảng D -1 Hệ số kt Độ thoải sóng Ls/Hs 10 15... (D- 15) (D- 16) b) Khi công trình nằm vùng mép nước ( Hình D. 4b) d ng công thức: p = pi = (1-0,3ai/au)pu ηc = − pi ξg (D- 17) (D- 18) c) Khi công trình nằm bờ, cao mép nước phạm vi sóng leo(hình D. 4c)... cotgϕ (D- 21) Ghi chú: Nếu độ cao từ đỉnh công trình đến mực nước tính toán Z ≥-0,3 HS trị số áp lực sóng xác định theo công thức D- 15, D- 17, D- 19 phải nhân với hệ số k Zd lấy theo bảng D- 5 Bảng D- 5