ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА
(ГОССТРОЙ СССР)

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК
ОТ СУДОВ НА ПРИЧАЛЬНЫЕ
СООРУЖЕНИЯ

СН 144-60

МОСКВА – 1961

СОДЕРЖАНИЕ

Настоящие «Технические условия определения нагрузок от судов на причальные сооружения» разработаны Центральным научно-исследовательским институтом морского флота «ЦНИИМФ» и Ленинградским отделением Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института морского транспорта «Ленморниипроект» Министерства морского флота и Государственными институтами проектирования на речном транспорте «Гипроречтранс» и «Ленгипроречтранс» Министерства речного флота РСФСР.

С введением в действие с 1 апреля 1960 г. настоящих технических условий отменяется ГОСТ 3439-46 «Нагрузки на гидротехнические сооружения. Нагрузки от судов».

ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

W - водоизмещение судна в грузу в т;

F - боковая парусность судна порожнем в м²;

L - габаритная длина судна в м;

l_в - длина прямолинейной вставки корпуса судна в м (для морского судна);

l_в - длина прямолинейной части бортового обноса в м (для речного судна);

L_п - длина причального сооружения в м;

L_э - длина экранирующих препятствий, расположенных в пределах длины судна, в м;

F_э - площадь экранирующих судно поверхностей в м²;

v - расчетная скорость ветра в м/сек;

v_п - скорость подхода судна к сооружению в м/сек;

q - скоростной напор ветра в кг/м²;

р_с - нагрузка от ветрового навала судна, стоящего у причального сооружения, в т/пог. м;

р_п - нагрузка от ветрового навала судна на один пал в т;

Q - полное усилие от натяжения швартовов, передающееся на сооружение, в т;

Q_m - то же, передающееся на тумбу, в т;

N - составляющая усилия от натяжения швартовов, перпендикулярная к линии кордона, в т;

N_m - то же, передающаяся на тумбу, в т;

Т_m - то же, продольная составляющая в т;

V_m - то же, вертикальная составляющая в т;

N_у - нагрузка от удара судна, подходящего к сооружению, нормальная к лицевой грани сооружения, в т;

Т_у - то же, продольная составляющая в т.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Технические условия распространяются на определение нагрузок на причальные сооружения от судов морского и речного транспортного и технического флота, а также морских судов рыбопромыслового флота.

Примечания. 1. Настоящие технические условия не распространяются на определение нагрузок от судов военного флота.

2. Нагрузки от судов на стенки судоходных шлюзов определяются по нормам и техническим условиям проектирования этих сооружений.

3. Нагрузки на сооружения, предназначенные для проведения швартовых испытаний, определяются специальным расчетом.

4. Нагрузки от судов, вызванные воздействием течения, волнения и тягуна, определяются в зависимости от местных условий специальным расчетом.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. При проектировании причальных сооружений следует учитывать следующие нагрузки от судов:

а) нагрузки от навала судов, стоящих у причалов;

б) нагрузки от натяжения швартовов;

в) нагрузки от удара судов при подходе их к сооружению.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Примечания. 1. Нагрузки от ветрового навала и от натяжения швартовов морских судов, в зависимости от характера ветрового воздействия, делятся на обычные и штормовые.

Обычные нагрузки соответствуют значению скорости ветра, при котором подаются первые штормовые предупреждения.

Штормовые нагрузки соответствуют расчетной (штормовой) скорости ветра для рассматриваемого района.

Значения расчетных скоростей ветра приведены в п. 6.

2. При расчете сооружений учитываются обычные и штормовые нагрузки от натяжения швартовов и штормовые нагрузки от навала морских судов.

3. Нагрузки от судов на причальные сооружения входят в основные сочетания нагрузок.

(Новая редакция, Изм. № 1).

4. Нагрузки от судов учитываются как статические. Коэффициент динамичности принимается равным 1.

5. Нагрузки от судов на причальные сооружения определяются в зависимости от типа судна и его расчетных характеристик.

При наличии длинного причального фронта, допускающего установку нескольких судов, следует проверить возможности подхода к данному сооружению судна с наибольшими значениями расчетных характеристик, предусмотренного судооборотом порта или расстановкой судов на судоремонтном заводе.

Примечания. 1. Настоящими техническими условиями определяются нормативные величины нагрузок от судов.

2. Коэффициент перегрузки для нагрузок от судов на причальные сооружения принимается равным 1,2.

3. При расчетах конструкций причальных сооружений по методу разрушающих усилий расчетная нагрузка от судов принимается равной нормативной.

II. РАСЧЕТНЫЕ СКОРОСТИ ВЕТРА

6. Расчетные скорости ветра для определения нагрузок от морских судов принимаются в зависимости от географического района расположения причального сооружения:

а) в береговой полосе океанов и морей, за исключением районов, указанных в п. б:

для обычного давления ветра - 20 м/сек;

для штормового - 34 м/сек;

б) в береговой полосе Черного моря, протяженностью от г. Анапы до г. Туапсе, а также Баренцева, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского и Берингова морей и их заливов, на островах указанных морей, в береговой полосе залива Шелехова, на полуострове Камчатка, острове Сахалин, Курильских и Командорских островах:

для обычного давления ветра - 24 м/сек;

для штормового    «           «      - 40 м/сек.

При вычислении скоростного напора ветра значения расчетных скоростей ветра вводятся с понижающим коэффициентом К, учитывающим неравномерность ветрового давления и зависящим от длины судна:

для судов длиной до 30 м включительно К = 1

«       «           «       от 31 до 50 м     «         К = 0,9

«       «           «        «  51 м 70 м       «         К = 0,8

«       «           «        «  71 м и выше             К = 0,75.

Примечание. При наличии данных гидрометеорологических наблюдений расчетное (штормовое) значение скорости следует принимать но фактическим данным с применением понижающего коэффициента К, но не менее значения скоростей, приведенных в пп. 6 а и 6 б. При этом следует учитывать ориентацию причалов по отношению к направлению ветра наибольшей скорости.

7. Расчетные скорости ветра для определения нагрузок от речных судов принимаются по максимальному значению наблюденных скоростей за навигационный период, но не менее 22 м/сек.

III. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДОВ

8. Морские суда подразделяются на следующие основные типы: сухогрузные, пассажирские, наливные (танкеры), рыбопромысловые, специальные суда технического флота.

В качестве расчетных характеристик морских судов принимаются:

а) боковая парусность судна порожнем F;

б) длина прямолинейной вставки корпуса судна l_в;

в) водоизмещение судна в грузу W;

г) габаритная длина судна L.

Боковая парусность F может быть принята, в зависимости от длины судна L, равной:

а) для сухогрузных судов - 0,13L²;

б) для пассажирских судов - 0,12L²;

в) для танкеров - 0,1L²;

г) для рыбопромысловых судов - 0,11L².

Длина прямолинейной вставки для пассажирских, грузовых и рыбопромысловых судов определяется в соответствии с проектом судна, а при отсутствии данных может быть приближенно принята равной 0,4L

а) для сухогрузных судов - 0,65L;

б) для пассажирских судов - 0,5L;

в) для танкеров - 0,65L;

г) для рыбопромысловых судов - 0,65L.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Примечание. Для специальных судов технического флота, а также специальных рыбопромысловых судов значения парусности и длины прямолинейной вставки следует принимать по данным проекта судна.

Для этих судов сохраняются понижающие коэффициенты скорости ветра, учитывающие влияние длины судна, по п. б.

9. Речные суда подразделяются на следующие основные типы: пассажирские и грузопассажирские, грузовые самоходные, грузовые несамоходные, технические, вспомогательные.

В качестве расчетных характеристик речных судов принимаются:

водоизмещение судна в грузу W;

боковая парусность судна порожнем F;

длина прямолинейной части бортового обноса l_в.

Расчетные характеристики основных типов речных судов приведены в приложении I. Для типов судов, не указанных в приложении I, расчетные характеристики принимаются по данным проекта судна.

IV. НАГРУЗКИ ОТ ВЕТРОВОГО НАВАЛА СУДОВ, СТОЯЩИХ У ПРИЧАЛЬНОГО СООРУЖЕНИЯ

10. Нагрузки от ветрового навала судов, стоящих у сооружения р_с в т/пог. м, определяются в зависимости от боковой парусности, длины прямолинейной вставки и скоростного напора ветра по формуле

                                                              (1)

где F - боковая парусность судна в м²;

l_в - длина прямолинейной вставки корпуса морских судов или длина прямолинейной части бортового обноса речных судов в м,

q = v²/16 - скоростной напор ветра в кг/м²;

v - скорость ветра в м/сек (с применением понижающих коэффициентов для морских судов согласно п. 6);

k_э - коэффициент, учитывающий эксцентричность ветрового давления по отношению к середине прямолинейной вставки, принимаемый равным 1,1.

Примечание. Аэродинамический коэффициент при вычислении скоростного напора ветра принят равным 1.

11. Нагрузка от ветрового навала судна учитывается при расчете причальных сооружений в виде равномерно распределенной нагрузки для сплошных стенок или в виде сосредоточенных сил для отдельных пал. Направление действия нагрузки от навала принимается нормальным к лицевой поверхности сооружения или отбойных устройств.

Приложение нагрузки от ветрового навала судна по высоте сооружения должно приниматься:

а) для морских судов - наиболее невыгодное для работы конструкции с учетом колебаний уровня воды у сооружения и расположения отбойных устройств;

б) для речных судов - наиболее невыгодное для работы конструкций в интервале колебания расчетных навигационных уровней воды перед сооружением с учетом высоты сухого борта расчетного судна (рис. 1).

Рис. 1. Схема приложения нагрузки от ветрового навала и удара речного судна по высоте причального сооружения

1 - возможный интервал приложения нагрузки от ветрового навала и от удара судна по высоте сооружения; 2 - причальное сооружение

Примечание. Высоту сухового борта следует принимать: а - для нагрузки от ветрового навала - у судна порожнем; б - для нагрузки от удара судна - у судна в грузу.

12. Значения ветрового навала судна на 1 пог. м причального сооружения, вычисленные согласно пп. 10, 11 для разных типов и размеров речных судов, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения ветрового навала от речных судов на 1 пог. м причального сооружения в т

Примечание. При определении нагрузок от ветрового навала технических и вспомогательных судов последние относятся к одной из приведенных в таблице категорий судов по размерам надстройки и способу передвижения.

Таблица 1 (Исключено Изм. № 1).

В тех случаях, когда исходные расчетные данные судов не соответствуют принятым в табл. 2, значения нагрузок от ветрового навала должны быть вычислены по пп. 10, 11, причем парусность судна должна быть принята по данным проекта, а расчетная скорость ветра для речных судов - по п. 7.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

13. При длине причального сооружения меньше длины прямолинейной вставки корпуса морских судов или прямолинейной части бортового обноса речных судов нагрузка от ветрового навала на сооружение определяется по формуле

                                                             (2)

где l_п - длина причального сооружения в м.

14. При швартовке судна к отдельно стоящим палам ветровой навал на один пал р_п в т определяется по формуле

                                                         (3)

где п - количество пал, приходящихся на прямолинейную вставку корпуса морского судна или прямолинейную часть бортового обноса речного судна (l_в);

k_п - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между отдельными палами.

15. При причальном фронте, образованном сооружением, имеющим длину, меньшую половины длины прямолинейной вставки корпуса морских судов или прямолинейной части бортового обноса речных судов, нагрузки от навала между сооружением р_с и палами р_п распределяются пропорционально их жесткости по формулам

                                                          (4)

                                                          (5)

где с_с и с_п - коэффициенты упругой податливости соответственно сооружения и отдельных пал, равные каждый сумме коэффициентов податливости отдельных элементов этих сооружений;

с₀ - общий коэффициент упругой податливости сооружения и пал при их совместной работе, принимаемый равным

                                                            (6)

п - количество пал.

V. НАГРУЗКИ ОТ НАТЯЖЕНИЯ ШВАРТОВОВ

16. Швартовная нагрузка учитывается в виде силы, приложенной к швартовным устройствам - тумбам и рымам.

Для швартовных устройств в виде тумб швартовная нагрузка считается приложенной к голове тумбы в расстоянии 0,3 м от фундаментной плиты тумбы.

Морские суда

17. Для морских транспортных и рыбопромысловых судов усилия от натяжения швартовов, передаваемые на сооружение, вызываются суммарной силой ветрового воздействия на судно, направленной перпендикулярно линии кордона.

Эта нормальная составляющая усилий от натяжения швартовов N в т определяется по формуле

                                                          (7)

где q - скоростной напор ветра, принимается по п. 10;

F - боковая парусность судна, принимается по п. 8;

F_э - площади экранирующих судно поверхностей (набережные, склады, высокие берега, специальные устройства), определяемые по формуле

F_э = (h_п + α_эH_э)L;                                                        (8)

h_п - возвышение кордона набережной над наивысшим уровнем воды;

α_э - коэффициент, учитывающий степень экранирующего действия препятствия, принимаемый равным

                                                           (9)

Н_э - среднее значение высоты экранирующих препятствий;

l₀ - среднее расстояние экранирующих препятствий от кордона, которое учитывается полностью при l₀ ³ H_э; при l₀ < H_э - принимается l₀ = Н_э;

L - длина судна; если длина причала L_п < L, то в расчет вместо L вводится L_п;

L_э - длина или сумма длин экранирующих препятствий, расположенных в пределах длины судна.

Примечание. При определении влияния экранирующих поверхностей следует учитывать их капитальность и возможную реконструкцию.

18. Нормальная к кордону составляющая усилия N_m в т, передающаяся на тумбу от натяжения швартовов, определяется по формуле

N_m = N/n,                                                             (10)

где п - количество работающих тумб, принимаемое по табл. 3 в зависимости от длины судна.

Таблица 3

19. При определении полного (расчетного) усилия от натяжения швартовов морских судов, передаваемого на тумбу, Q_m в т должны учитываться угол α между направлением горизонтальной проекции швартовного усилия и линией кордона и угол β между направлением швартовного усилия и горизонтальной плоскостью (рис. 2).

Рис. 2. Схема разложения полного усилия от натяжения швартовов Q_m, передаваемого на тумбу, на составляющие Т_m, N_m и V_m

1 - ось причальной тумбы; 2 - причальная тумба; 3 - линия кордона набережной; 4 - Q_m - направление швартова; 5 - проекция швартова на горизонтальную плоскость CDEF; 6 - вертикальная плоскость ABCD; 7 - горизонтальная плоскость CDEF

Полное усилие Q_m определяется по формуле

                                                      (11)

Полные усилия от натяжения швартовов, передаваемые на тумбу, и мощности тумб, вычисленные для различных типов морских судов в зависимости от их длины, приведены в табл. 4.

Примечания. 1. При отсутствии данных об условиях швартовки для прикордонных тумб принимаются: α = 30°, β = 30°.

2. Продольная составляющая усилия от натяжения швартовов Т_m, действующая вдоль линии кордона, определяется по формуле

T_m = Q_mcosβ cosα.                                                                               (12)

3. Вертикальная составляющая усилия от натяжения швартовой V_m, определяется по формуле

V_m = Q_msinβ.                                                                                    (13)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Таблица 4

Расчетные усилия от натяжения швартовов и мощность тумб для морских судов

Примечания. 1. Данные, приведенные в числителе, соответствуют нагрузкам для географических районов, перечисленных в п. 6а, а данные в знаменателе - для географических районов, перечисленных в п. 6б.

2. При вычислении усилий от натяжения швартовов в таблице учтено только экранирование судна причалом при возвышении кордона в 1,5 м над наивысшим уровнем воды и углах наклона швартовов α = 30° и β = 15°. При наличии других экранирующих поверхностей и углов наклона усилия должны быть пересчитаны.

3. Мощность швартовных тумб определена по имеющимся типовым проектам.

4. (Исключено, Изм. № 1).

20. Подбор соответствующей типовой швартовной тумбы производится по величине полного усилия от натяжения швартовов Q_m.

Примечания. 1. Расчет причальных сооружений производится по усилию Q_m.

2. Расчет тумбовых узлов производится по мощности устанавливаемых тумб.

21. Количество тумб на причале определяется проектом, исходя из наиболее целесообразного расстояния между тумбами в 20 - 30 м.

Примечание. В случае, если устанавливаемое количество тумб меньше числа п, принятого по п. 18, мощность тумбы соответственно пересчитывается. При числе тумб больше п мощность тумбы пересчету не подлежит.

Речные суда

22. Для речных судов усилия от натяжения швартовов, передаваемые на сооружения, вызываются, помимо ветрового воздействия на судно, также рывками при качке, натяжением швартовов при торможении судна в момент подхода, подтягиванием судна вдоль причала и другими факторами.

23. Для речных судов расчетные усилия от натяжения швартовов, передаваемые на тумбу Q_m в т, должны приниматься в зависимости от типа и водоизмещения судна в грузу по табл. 5.

24. Направление действия расчетного швартовного усилия для речных судов принимается под следующими углами (см. рис. 2 и п. 19):

а) α принимается для грузовых судов от 0 до 30°, для пассажирских судов - от 0 до 45°;

б) β принимается от -30° (направление швартовного троса вниз) до +30° (направление швартовного троса вверх),

Таблица 5

Расчетные усилия от натяжения швартовов для речных судов

Примечания. 1. Принятые по таблице расчетные усилия от натяжения швартовов соответствуют мощностям тумб по типовым проектам.

2. Швартовные нагрузки от технических и вспомогательных судов принимаются при наличии сплошной надстройки на судне - по табл. 5 а, при отсутствии сплошной надстройки - по табл. 5 б.

Значения усилий от натяжения швартовов определяются по формулам:

а) составляющая, перпендикулярная линии кордона:

N_m = Q_mcosβ sinα;                                                      (11')

б) составляющая, параллельная линии кордона:

T_m = Q_mcosβ cosα;                                                     (12')

в) вертикальная составляющая:

V_m = Q_msinβ.                                                            (13')

В формулах (11'), (12') и (13') швартовная нагрузка Q_m принимается по табл. 5.

Примечание. При наличии специального обоснования значение угла α может быть принято большим, чем указано выше.

25. Расчет сооружений ведется при невыгоднейших сочетаниях составляющих швартовных нагрузок с другими действующими на сооружение нагрузками. Угол β, принятый при выборе расчетного значения вертикальной составляющей швартовной нагрузки, должен соответствовать уровню воды перед сооружением, принятому при определении других нагрузок.

VI. НАГРУЗКИ ОТ УДАРА СУДОВ ПРИ ПОДХОДЕ ИХ К СООРУЖЕНИЮ

26. Нагрузка от удара судна при подходе его к сооружению определяется в зависимости от массы судна, скорости в момент подхода к сооружению, угла подхода, от упругой податливости сооружения, отбойных приспособлений и корпуса судна.

27. Энергия, передаваемая корпусом судна при ударе причальному сооружению и отбойным устройством, определяется по формуле

                                                          (14)

где W - расчетное водоизмещение судна (в грузу или порожнем) в г;

v_п - скорость подхода судна, нормальная к лицевой поверхности сооружения, определяемая по п. 31, в м/сек;

k - коэффициент, учитывающий поглощение и рассеивание кинетической энергии подходящего судна, а также влияние массы сооружения и присоединенной массы воды, определяемый по таблице 5а или иными обоснованными методами.

Таблица 5а

Коэффициент k

Примечание. Для промежуточных значений скоростей подхода значения k определяются интерполяцией.

(Новая редакция, Изм. № 1).

28. Для определения силы удара судна о сооружение предварительно назначается тип отбойных устройств и схема их расположения.

По деформативным характеристикам отбойных устройств (график нагрузка-деформация), определяемым по паспортным данным или опытным путем, и деформативным характеристикам сооружения, определяемым по правилам строительной механики, строится кривая (рис. 3 - график 1) зависимости между нагрузкой и суммарной деформацией отбойных устройств и сооружения. На основе графика 1 строится интегральный график 2 зависимости между энергией Е' и суммарной деформацией (значения Е' на графике 2 равны площадям, заключенным между кривой и осью деформаций графика 1).

График зависимости ударной нагрузки (1) и энергии (2) от суммарной деформации отбойных устройств и сооружений

По энергии, определенной по формуле (14), при помощи графика находится соответствующая суммарная деформация, значение которой позволяет при помощи графика 1 определить величину ударной нагрузки.

(Новая редакция, Изм. № 1).

29. (Исключен, Изм. № 1).

30. При определении числа отбойных устройств, воспринимающих ударную нагрузку, следует учитывать угол между диаметральной плоскостью судна и линией кордона, который при отсутствии специальных обоснований следует принимать не более: а) при подходе лагом - 3°; б) при подходе под углом - 20°.

Примечание. Для морских судов предельная величина этого угла, а также способ подхода судов к сооружению (лагом или под углом) регламентируется обязательным постановлением по каждому порту. Подход судов водоизмещением в грузу более 30000 т осуществляется, как правило, лагом.

(Новая редакция, Изм. № 1).

31. Скорости подхода судов v_п, нормальные к лицевой поверхности сооружения, при отсутствии дополнительных требований об их ограничении, рекомендуется принимать по табл. 6, независимо от способа подхода.

Таблица 6

Скорости подхода судов v_п

Примечания: 1. При наличии волнения с высотой волны 1,5 м и более или течения с нормальной к линии кордона скоростью 0,3 м/сек и более, не учитываемых специальным расчетом, значения скоростей подхода в поз. 2 и 3 таблицы необходимо увеличивать на 50 %.

2. Для промежуточных значений водоизмещений судов значения v_п определяются интерполяцией.

(Новая редакция, Изм. № 1).

32. Направление действия ударной нагрузки N_y принимается нормальным к лицевой грани сооружения.

Нагрузка от удара судна распределяется по длине и высоте сооружения в зависимости от конструкций и жесткости сооружения и отбойных приспособлений.

Место приложения усилия от удара по высоте сооружения принимается, исходя из условий наиболее невыгодной работы конструкции, в соответствии с п. 11 и рис. 1.

33. Значение силы удара судна о сооружение N_y, принимаемое в расчетах, не должно превышать допускаемого давления N_д в т на корпус судна.

Для этого должны быть соблюдены условия:

а) для морских судов без ледовых подкреплений

N_д £ 50 + 1,3(L - 70);                                                     (17)

б) для морских судов с ледовыми подкреплениями

N_д £ 50 + 2,7(L - 70);                                                     (18)

в) для речных судов

N_д = L - 20.                                                               (19)

Примечание. В случае, если сила удара, определенная в соответствии с пп. 26, 27, превышает допускаемую величину, необходимо ограничить скорость подхода судна к сооружению или изменить конструкцию отбойных устройств, увеличив их податливость.

34. При расчетах сооружений следует учитывать силу Т_у, направленную по касательной к сооружению, определяемую по формуле:

Т_у = N_yf_m,                                                               (20)

где N_y - ударная нагрузка по п. 27;

f_m - коэффициент трения судна об отбойные устройства.

Для деревянных отбойных устройств в продольном и вертикальном направлениях принимается f_m = 0,4; для резиновых элементов: в продольном направлении f_m = 0,6, в вертикальном направлении f_m = 0,4.

ПРИЛОЖЕНИЕ I

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ РЕЧНЫХ СУДОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ II (Исключено, Изм. № 1).