МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПУСТИМЫХ ВЕТРО-ВОЛНОВЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ПОРТОВ
РД 31.33.03-88
Москва-В/0”Мортехинформреклама”
1989
МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА СССР
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПУСТИМЫХ ВЕТРО-ВОЛНОВЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ПОРТОВ
РД 31.33.03-88
Москва В/О ’’Мортехинформреклама” 1989
Безопасная стоянка судна обеспечивается при таких значениях скорости ветра, когда выполняется условие
N, < Np : п3> (2.4)
где Np — разрывная прочность каната, определяемая по рис. 2.3, кН;
пз - статический коэффициент запаса прочности каната, определяемый по табл. 2.1.
|
О 50 fOO 150 200 250 300 350
Длина окружности каната, мм
Рис. 2.3. График для определения разрывных усилий в швартовах: 1 - стальной жесткий, конструкции ав 1 о.с; 2 -стальной гибкий, конструкции а-в 7 о.с.; 3 - капроновый; 4 - нейлоновый; 5 - териленовый; 6 - полипропиленовый; 7 - полиэтиленовый; 8 - куралоновый; 9 - манильский; 10 - сизальский; 11 - пеньковый |
10
Таблица 2.1
Характеристики различных типов швартовов |
Тип швартова |
к |
ш |
3,п1спз AWx |
Стальной жесткий, конструкции ал 1 о.с. |
22,5 |
1,00 |
43 |
0,010 |
Стальной гибкий, конструкции жл 7 о.с. |
14,0 |
0,80 |
43 |
0,006 |
Капроновый |
1,5 |
Мб |
5,0 |
0352 |
Нейлоновый |
2,3 |
1М |
5,0 |
0326 |
Терилеяовый |
4,2 |
1,64 |
53 |
0,156 |
Полипропиленовый |
4,6 |
1,73 |
5,0 |
0,163 |
Полиэтиленовый |
6,7 |
1,97 |
5,0 |
0,168 |
Куралоновый |
3,4 |
1,35 |
5,0 |
0,122 |
Манильский |
27,4 |
2,24 |
4,0 |
0,123 |
Си зал ьский |
28,3 |
2,16 |
4Д |
0,112 |
Пеньковый |
32 Д) |
2,21 |
4,0 |
0,111 |
|
Схема расположения швартовных канатов в каждой группе должна приниматься такой, чтобы свести к минимуму неравномерность нагружения отдельных швартовов.
С целью увеличения допускаемых для стоянки судна значений скорости ветра v и для улучшения работы отдельных, наиболее нагруженных канатов допускается увеличить число швартовов путем применения сдвоенных концов и дополнительных штормовых швартовов.
Не рекомендуется рассматривать в расчетах схемы швартовки с применением более чем строенных концов.
2.2.2. Расчет на ЭВМ допустимой скорости ветра выполняется по программе WIND. Программа позволяет рассчитать усилия в швартовах, их продольные и поперечные составляющие, деформации швартовов, перемещения судна в зависимости от скорости ветра заданного направления с учетом предусмотренных СНиП 2.06.04-82* отклонений по направлению в секторе ±30°. Блок-схема и текст программы приведены в приложении 2. Необходимые для расчета исходные данные и последовательность их ввода приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
N* Содержание информации Обоэначе- Примечание
ПФК кие
Количество швартовов Ширина судна, м Длина судна, м
№
ПФК |
Содержание информации |
Обозначе
ние |
Примечание |
4 |
Боковая площадь парусности |
|
Определяется в соответствии с |
|
с учетом экранирования |
SSP |
указаниями Руководства П58-76/ВНИИГ |
5 |
Разрывное усилие швартовов |
SNK |
Определяется по рис. 2.3 в зависимости от вида швартовов и длины окружности |
6 |
Максимально допустимое |
|
Определяется по табл. 2.1 в |
|
удлинение швартовов |
DLM |
зависимости от вида швартовов |
7 |
Характеристика швартовов к |
SK |
Величины SK и SM харктериэуют деформации швартовов в нелинейной области и определяются |
8 |
Характеристика швартовов m |
SM |
по табл. 2.1 в зависимости от вида швартовов |
9 |
Направление ветра отиоситель- |
Направление отсчета ветрового |
|
но линии кордона причала а0. град |
ALFA0 |
угла показано на рис. 2.4 |
10 |
Абсцисса центра парусности, м |
А0 |
Принимается положительной при |
|
смещении центра парусности в нос относительно центра тяжести. В противном случае отрицательна |
11 Максимально допустимое продольное перемещение судна, м DLXM
12 Максимально допустимое поперечное перемещение
Одномерный массив с границами индексов 1 и N^. Подвижная система координат показана на рис. 2.4
судна, м DLYM
13 Абсциссы клюэовых точек
в подвижной системе координат {0)7, м SKSI
14 Ординаты клюэовых точек
в подвижной системе координат {От?, м ЕТА
Одномерный массив с границами индексов 1 и N^. Вертикальный угол - угол между линией швартова и ее проекцией на горизонтальную плоскость
15 Горизонтальные углы заведения швартовов, град ALFA
16 Вертикальные углы заведения
швартовов, град GAMMA
12
№
ПФК |
Содержание информации |
Обозначе
ние |
Примечание |
17 |
Начальные длины швартовов, м |
SL0 |
Одномерный массив с границами 1 и |
18 |
Название судна |
АУ |
|
19 |
Тип швартовов |
T1PSHV |
Указать: стальные, синтетические либо растительные |
20 |
Состояние загрузки |
SOST |
Указать: порожнем, в грузу либо в балласте |
аз
О
Рис. 2.4. Обозначение исходных данных для выполнения счета по программе
Результаты расчета выводятся на печать в табличной форме (пример 2; приложение 3). В заголовке выводится название судна, состояние загрузки, тип швартовов, расчетное направление ветра. Затем печатается последовательность таблиц, характеризующих положение судна относительно причала, усилия и деформации швартовов в зависимости от скорости ветра заданного направления в пределах сектора ±30° от расчетного. В заголовке каждой таблицы распечатываются значение поперечного и продольного смещения судна относительно причала и угол поворота диаметральной плоскости судна вокруг вертикальной оси /3, а также соответствующие им скорость и направление ветра. Каждая таб-
13
лица содержит координаты клюзовых точек, исходные характеристики швартовов, их относительные деформации DL, усилия в швартовах N1 и их продольные NX и поперечные NY составляющие в килоньютонах.
В случае, когда перемещение судна еще не достигло предельно допустимых значений, а нагрузки в швартовах уже превышают допустимые, информация об этом также выводится на печать.
Допустимая скорость ветра определяется, исходя из условия (2.4) с учетом нагрузки в каждом швартове.
2.2.3. Предельные для безопасной стоянки ошвартованных судов значения средних высот волн h (м) при среднем периоде г (с) у причалов определяются по рис. 2.5 в зависимости от водоизмещения судна, его загрузки и допустимых по паспортным данным величин деформации отбойных устройств До (м).
Полученные по рис. 2.5 высоты волн в зависимости от ориентации причала относительно фронта волн увеличиваются в раз. Коэффициент определяется по табл. 2.3, где L - длина судна; X - средняя длина волн.
h |
|
Рис. 2.5. График для определения предельных значений элементов волн в зависимости от допустимой величины деформации отбойных устройств |
Таблица 2.3 |
Угол между фронтом волн и диаметральной плоскостью |
Значения |
Кф в |
зависимости от |
соотношения |
(L:\) |
судна ф, град |
1,0 |
2,0 |
43 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
0 |
1,0 |
1.0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
30 |
13 |
\л |
13 |
13 |
13 |
2,0 |
60 |
1,3 |
У* |
1,7 |
2,0 |
23 |
2,3 |
90 |
1,5 |
13 |
2,0 |
2,2 |
23 |
23 |
|
Значения средних длин волн, воздействующих на судно, принимаются в зависимости от их среднего периода и глубины акватории в соответствии с действующими нормами СНиП 2.06.04-82* или по материалам изысканий.
Полученные для различных периодов значения высот волн следует принимать не больше величин, соответствующих их предельной крутизне в условиях данной акватории (рис. 2.6).
|
Средний период волн, с
Рис. 2.6. График для определения предельных по крутизне элементов волн |
Для причальных сооружений 1 и И классов капитальности допустимые высоты волн устанавливаются путем моделирования.
2.2.4. Расчет на ЭВМ допустимой высоты волн 3%-ной обеспеченности в системе при отстое ошвартованных судов осуществляется по программе WAVE (текст программы помещен в приложении 2) в зависимости от основных размерений судов и состояния их загрузки, от глубины у причала, от жесткости швартовов и отбоев.
Необходимые для расчета исходные данные набиваются на перфокартах в виде десятичных констант с фиксированной точкой в свободном формате. Порядок ввода этих данных и информация о способах их получения приведены в табл. 2.4.
15
Рекомендации по определению допустимых ветро-волновых условий при проектировании морских портов. РД 31.33.03-88. - М.: В/О "Мортехинформреклама”, 1989. - 82 с.
Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта "Союзморниипроект”
Одесский филиал **Черноморниипроект”
Директор - канд.технлаук В.А.Яценко
Руководитель группы стан
Руководитель темы, заведующий лабораторией МКПА-
канд.техндаук А.П .Тюрин
Ответственные исполнители
науч.сотр. СЛЛОрасов
мл.науч.сотр. Р.А.Подмогил*ная
Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта "Союзморниипроект”, (распоряжение №31 от 21.07.88)
Г о су дарственный проектно-изыскательский и
научно-исследовательский институт морского транспорта "СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ ” 21.07.88 №31
О введении в действие РД 31.33.03-88
Черноморниипроектом разработаны Рекомендации по определению допустимых высот волн и оценке защищенности портовых акваторий, определению безопасных ветро-волновых условий производства погрузочно-разгрузочных работ на ошвартованных судах и простоев судов по метеоусловиям.
Даны методические указания по математическому моделированию и решениям с использованием ЭВМ.
ПРЕДЛАГАЮ:
1. Ввести в действие с 01.01.89
РД 31.33.03-88 "Рекомендации по определению допустимых ветро-волновых условий при проектировании морских портов*!
2. Черноморниипроекту
2.1. Обеспечить методическое руководство по внедрению РД 3133.03-88 в практику проектирования морских портов.
2.2. Обеспечить издание и рассылку РД всем заинтересованным организациям и филиалам института.
3. Считать аннулированным с 01.01 Я9 РД 31.33.03-81.
Главный инженер
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПУСТИМЫХ ВЕТРО-ВОЛНОВЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ПОРТОВ
РД 31.33.03-88 Взамен РД 3133.03-81
Срок введения в действие установлен с 01.01.89
Настоящие рекомендации распространяются на учет факторов гидрометеорологического режима при проектировании морских портов и устанавливают методики:
определения безопасных ветро-волновых условий для выполнения швартовных операций, стоянки ошвартованных судов и при производстве погрузочно-разгрузочных работ;
расчета режимных характеристик гидрометеопомех;
оценки стояночного времени судов с учетом гидрометеопомех;
обоснования защищенности портовых акваторий.
Действие рекомендаций не распространяется на определение волновых условий у плавучих причалов и устройств, состоящих из швартовных бочек или буев, а также у других причальных сооружений, для которых не применимы схемы взаимодействия судна с причалом, предусмотренные СНиП 2.06.04-82* и Руководством П 58-76/ВНИИГ. Для таких сооружений определение необходимых характеристик производится особым расчетом или моделированием.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Безопасные условия взаимодействия судов с причальными сооружениями при швартовке, стоянке ошвартованных судов и выполнении грузовых операций устанавливаются по указаниям раздела 2 настоящих рекомендаций в зависимости от технических характеристик судов и причальных сооружений, перегрузочных устройств и технологических схем грузовых операций, предельных величин нагрузок, допускаемых при силовом взаимодействии судна с причалом, характеристик буксиров-кантовщиков, обеспечивающих швартовные операции.
Безопасные условия для различных групп судов и причалов представляются в виде ограничений скорости сближения судна с сооружением, скоростей ветра, высот и периодов волн на акватории для осуществления перечисленных выше операций.
1.2. Допустимые высоты волн и скорости ветра при отстое судов и производстве грузовых операций для предварительных расчетов опре-4
деляются согласно п. 2.2.1, 2.2.3, 2.3.1 и 2.3,4. Более точные характеристики этих факторов рассчитываются по программам WIND (п. 2.2.2, 2.3.3) и WAVE (п. 2.2.4 и 2.3.5), составленным на язке PL/-1 версии F, для ЭВМ класса ЕС с номером 1022 и выше. Тексты программ и их блок-схемы помещены в приложении 2 (рекомендуемом).
1.3. Инженерная методика по расчету стояночного времени судов содержится в п. 3.2. Способ получения режимных характеристик гидрометеопомех помещен в п. 3.1.
Для расчета стояночного времени все перегрузочные комплексы (ПК) порта условно разбиваются на независимые группы, специализированные на обработке определенных типов судов и видов грузов. ПК внутри каждой группы должны быть взаимозаменяемыми. Количество групп и входящих в них ПК может быть любым (1,2...).
1.4. Предлагаемая методика оценки стояночного времени может быть использована в тех случаях, когда интервалы времени между поступлением судов, длительность помех и интервалы времени, свободные от помех, распределены по экспоненциальному закону или по законам, близким к экспоненциальному.
Для групп с количеством ПК более одного необходимо также, чтобы вероятность помех была < 0,30 и загрузка каждого комплекса составляла величину < 0,75. Упомянутые в этом абзаце условия не ограничивают область применения методики, если группа состоит из одного ПК.
В случаях, когда хотя бы одно из перечисленных требований не выполняется, оценка стояночного времени судов определяется методом статистического моделирования на ЭВМ согласно п. 3.3 по программе FLOPP, составленной на языке PL/-1 версии F (см. приложение 2).
1.5. Исходной информацией для оптимизации защищенности портов на основе оценки стоянок флота являются:
транспортно-экономические характеристики порта;
данные о режиме ветра и волнения в районе расположения порта;
прочие характеристики (расчетные высоты волн, конструктивные особенности и сметная стоимость защитных сооружений и причалов, а также сметная стоимость перегрузочного оборудования).
1.6. Частично транспортно-экономические характеристики выдаются в техническом задании на проектирование, остальные определяются с учетом перспективы развития порта в соответствии с ’’Нормами технологического проектирования морских портов” (РД 31.31.37-78).
$
1.7. Информация о режиме ветра и волнения представляется в виде режимных функций, построенных в соответствии с Руководством П 58-76/ВНИИГ по данным срочных наблюдений на гидрометеорологических станциях и постах.
1.8. Конструкции причальных, берегозащитных и оградительных сооружений выбираются в соответствии со СИиП 2.06.01-86 ’’Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования”, сметная стоимость этих сооружений и перегрузочного оборудования рассчитывается согласно СНиП 1У-5-82 ’’Сметные нормы и правила”. Нагрузки на гидротехнические сооружения от волн, льда и судов определяются по рекомендациям СНиП 2.06.04-82* ’’Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)”.
1.9. Вопрос защиты акватории от волнения решается комплексно, при этом расчет габаритов подходного канала, входа в порт, входного рейда и операционной акватории, защита акватории от заносимое™ и льда выполняются в соответствии с ’’Нормами технологического проектирования морских каналов” (ВНТП 02-79/ММФ), ’’Указаниями по компоновке морских портов” и ’’Основными положениями по проектированию морских портов с замерзающей акваторией”(РД 31.31.21-81).
1.10. Все рассматриваемые варианты компоновки оградительных сооружений должны создавать волновой режим, соответствующий условиям необходимой защищенности (п. 4.1), которые заключаются в недопустимости возникновения на внутренней акватории волн, опасных для внутрипортовых сооружений и отстоя ошвартованных судов, а также в незатопляемости территории причалов.
1.11. В порту допустимо возникновение простойных ситуаций, причиной которых является прерывание погрузочно-разгрузочных работ из-за неблагоприятного'волнения, если при этом выполняются условия п. 1.10. Обоснование частоты появления таких ситуаций (достаточной защищенности порта) выполняется с учетом стоянок флота согласно п.4.2.
2. БЕЗОПАСНЫЕ УСЛОВИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУДОВ С ПРИЧАЛЬНЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ ПРИ ШВАРТОВКЕ, СТОЯНКЕ ОШВАРТОВАННЫХ СУДОВ, ВЫПОЛНЕНИИ ИМИ ГРУЗОВЫХ ОПЕРАЦИЙ
2.1. Швартовные операции
2.1.1. При подходе судна к причалу навал на сооружение должен осуществляться таким образом, чтобы возникающие нагрузки не превы-
сили значений, определяемых прочностью причала, борта судна и характеристиками отбойных устройств.
С этой целью для всех рассматриваемых групп судов и причалов устанавливаются допустимые скорости подхода судна к сооружению vдоп » К0Т0Рые не должны быть превышены при эксплуатации (м/с):
%оп = V 2fW (•'°). (2-0
где Е - допустимая энергия навала судна на сооружение, соответствующая наименьшей из нагрузок, допускаемых для причала, борта судна или отбойного устройства, кДж;
v - коэффициент энергии навала, определяемый в соответствии с указаниями Руководства П 58-76/ВНИИГ;
D — водоизмещение судна на момент швартовки, т.
Величины допускаемых нагрузок для причального сооружения устанавливаются проектом, для отбойного устройства - определяются по его паспортным характеристикам и в соответствии с Руководством по проектированию отбойных устройств из цилиндрических амортизаторов, для борта судна - согласно указаниям Руководства П 58-76/ВНИИГ.
Увеличение удоп (СНиП 2.06.04-82*) при проектировании и расчете причальных сооружений является желательным, если это возможно по конструктивным и экономическим соображениям. Уменьшение ее по сравнению с нормативной требует специального обоснования и допустимо лишь для временных причальных сооружений, отдельных швартовок судов с водоизмещением, превышающим расчетное, и пр. В этом случае необходимо оценить возрастание вероятности превышения расчетной энергии навала на причал и сопоставить его с повторением таких случаев за срок службы сооружения в соответствии с рекомендациями Руководства П 58-76/ВНИИГ.
2.1.2. Предельные для безопасного выполнения швартовных операций скорости ветра на акватории допускается определять по графику рис. 2.1 в зависимости от полного водоизмещения швартуемого судна, а необходимую силу тяги (упора) или мощность буксиров-кан-товщиков, обеспечивающих швартовные операции, - по рис. 2.2.
Если характеристики буксирного обеспечения не соответствуют настоящим рекомендациям, величины скорости ветра, определяемые по рис. 2.1, необходимо умножить на квадрат отношения действительной силы тяги (упора) буксиров-кантовщиков к рекомендуемой по рис. 2.2,а. 7
сГ
i
о
! | |
Полное водоизмещение судна, тыс. т
Рис. 2.1. График для определения скоростей ветра, предельных для выполнения швартовных операций (для судов, швартующихся в полном грузу, полученные значения умножаются на коэффициент, равный 1,0 для грузо-пассажирских судов; 1,2 - для сухогрузных общего назначения; 1,25 - для балкеров и 1,3 - для танкеров) |
5)
|
Водоизмещение судна, тыс. т
Рис. 2.2. Графики для определения необходимой силы тяги (упора) буксиров-кантовшиков (а) н их мощности (б): 1 -винтовые буксиры; 2 - буксиры с крыльчатыми движителями |
2.1.3. Предельную для выполнения швартовных операций высоту волн 3%-ной обеспеченности в системе рекомендуется принять < 1,25 м. Допускается уточнение этой величины при соответствующем обосновании.
2.2. Стоянка ошвартованного судна
2.2.1. Схема закрепления судна у причала швартовными канатами должна обеспечивать такую работу системы швартовов, при которой возникающие в них усилия не превысят допускаемых величин. Количество и прочностные характеристики швартовных канатов должны соответствовать Правилам Регистра СССР.
С этой целью для рассматриваемых групп судов и причалов устанавливаются значения скорости ветра и схемы раскладки швартовов на тумбы причала, при которых стоянка будет безопасной:
для носовой и кормовой групп прижимных швартовных канатов
(2.2)
для продольных и шпрингов
N,--■
- длина швартовного конца, в котором действует усилие Nj, м;
С. - длины швартовных концов в данной группе, м (j =
= 1.2.....,пг);
пг - число швартовных концов в группе;
- угол между проекцией швартова на горизонтальную плоскость и линией действия поперечной или продольной составляющих нагрузки от ветра Rx или Ry соответственно, град;
0j - угол между линией действия силы Nj и ее проек
цией на горизонтальную плоскость, град;
Rx,Ry - соответственно поперечная и продольная составляющие нагрузки (кН) от действия ветра,определяемые по указаниям СНиП 2.06.04-82*с учетом экранирующего действия сооружений для различных значений скорости ветра v, м/с.