Диссертация (1141536), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Наибольшие нагрузки платформаиспытывала при дроблении льда на сжатие, в то время как другие формы разрушения давализначительно меньшие нагрузки;- на участке Tarsiut P-45 (1984-85 гг.) в течение всей зимы на платформу воздействовалитолько однолетние дрейфующие ледовые поля, пиковые нагрузки не превышали 150 МН;- на участке Amauligak I-65 (1985-86 гг.) в конце февраля – начале марте северные ветрапринесли в акваторию многолетние льды, которые время от времени оказывали воздействие наплатформу. Таким образом, впервые в истории были зафиксированы силовые воздействия состороны многолетнего льда на морское сооружение.
Пиковые ледовые нагрузки для ледовогосезона 1985-86 гг. приведены в таблице 2.2;- нагрузки во время действия многолетнего льда оказались гораздо выше, чем отоднолетнего. Причиной того была большая толщина льда, повышенный динамический эффектнагрузки и большая прочность самого льда.43Таблица 2.2 - Пиковые ледовые воздействия на Моликпак в 1985-86 гг. [74]№Дата117/02/1986207/03/1986312/04/1986412/05/1986525/06/1986Тип льда /форма разрушенияОднолетний лед /дробление,разрушением на изгибМноголетний лед/ дроблениеМноголетнее ледовое поле 2х1км / дроблениеОднолетняя льдина свключениями многолетнего льда/ дроблениеТеплый однолетний лед /дроблениеТолщина /скорость0.6 ±0.1 м;0.03-0.06 м/с5–6 м;0.05 м/с3.5 ± 1 м;0.06 м/сПиковаянагрузкаДавлениельда60 MН1.7 МПа300 MН1.3 МПа400 MН1.5 МПа2.7±0.8 м;0.1 м/с250 MН1.4 МПа2.1±0.4 м;0.1 м/с115 MН0.8 МПаПри воздействии льда на наклонный профиль (1986-1989 гг.)С 1986 по 1989, когда платформа Моликпак эксплуатировалась на участках Amauligak F24, Isserk I-15, ледовые условия характеризовались только лишь однолетним льдом с толщинойровного дрейфующего льда до 1.8 м в конце зимнего сезона.Специфика разрушения льда о наклонную поверхность (на изгиб) и небольшая глубинаакватории привели к образованию ледовых навалов перед платформой в начале ледовогосезона, что в итоге изменило картину воздействия дрейфующего льда на платформу.
С учетомналичия ледовых навалов лед разрушался на подходе к сооружению, не оказывая на негопрямого воздействия.В течение рассматриваемых двух зимних сезонов 1986-89 гг. не было отмеченозначительных статических и динамических нагрузок. Максимальные нагрузки на Моликпак научастке Amauligak F-24 не превысили 80 МН, и на участке Isserk I-1 не превысили 30 МН(причем в 85% зарегистрированной нагрузки ее величина не превышала 10 МН).При воздействии ледового поля на узкие сооружения в большей степени выражаетсядинамический эффект ледовой нагрузки и наблюдаются более высокое ледовое давление.Примером тому могут служить измерения ледовых воздействий на маяк Нордстремсгрунд(Швеция) в рамках проектов LOLEIF и STRICE [75] (рисунок 2.2). На рисунке 2.2г ярковыражен динамический характер ледового воздействия на узкое податливое сооружение приразрушении льда на сжатие дроблением.
Видно, что при среднем ледовом давлении 0.9-1.7МПа, пиковое давление на отдельную панель (панель 8) поднималось до 2.5 МПа.44а)б)г)в)-6-7-8-среднееДавление, МПа2.52.01.51.00.5012345 Время, сРисунок 2.2 - Маяк Нордстремсгрунд (D=7.2м): а) измерительные панели (общий вид); б)измерительные панели в плане; в) общий вид маяка; г) динамический характер ледовогодавления [75]Таким образом, результаты натурных измерений ледовых воздействий на широкие иузкие гидротехнические сооружения показали следующее:1) Очевидно существование масштабного эффекта ледовой нагрузки.
Как видно нарисунках 2.3 и 2.4, и что также подтверждается исследованиям многих специалистов, в томчисле К.Н.Шхинеком и S.Loset [31], давление ледового поля на опору сооружения зависит отплощади контакта (рисунок 2.4), от диаметра опоры сооружения (рисунок 2.3), от толщиныльда и от соотношения диаметра опоры к толщине льда. При этом при увеличении любого изэтих параметров, ледовое давление падает.2) Ледовые воздействия от дрейфующего льда на гидротехнические сооружения имеютдинамический характер.
В особенности, динамический эффект проявляется при воздействиильда на узкие, относительно податливые сооружения.3) Нагрузки от многолетних ледовых полей могут быть гораздо более высокими, чем отполей однолетнего льда. Предположительно по причине большей толщины льда, большейпрочности льда и динамического эффекта от воздействия многолетнего льда, которыйнаблюдался во время его воздействия на платформу Моликпак в 1986 г.4) При определенных условиях, когда ледовое поле воздействует на наклоннуюконструкцию опоры сооружения, могут образовываться ледовые навалы.
В случае их45образования ледовые нагрузки значительно уменьшаются, так как исключается прямой контактледового поля с сооружением. При этом образование навалов может вызывать другого роданегативные последствия, которые тоже стоит учитывать.p, МПаопоры мостовконич. сооруж.платформыкессонымаякиграница статическогодавления43210D, м010 110 2010Рисунок 2.3 - График зависимости ледового давления от ширины сооружения на базе натурныхизмерений ледовых нагрузок, собранных М.Бьеркасом с 1970 г.: 1-давление на сооруженияшириной 90-160м; 2-давление на конические сооружения шириной до 4м; 3-давление навертикальные сооружения шириной 2-8.5м; 4-давление на опоры мостов и платформ от теплогольда; 5-давление на опоры морских сооружений в умеренных широтах; 6-воздействие льда наподатливые сооружения с сильным динамическим эффектом [7]Рисунок 2.4 - Результаты измерений ледовых давлений на морские сооруженияв море Бофорта Сандерсеном [34]462.3.
Анализ методики определения ледовых нагрузок по СП 38.13330.2012 «Нагрузки ивоздействия на гидротехнические сооружения»Уровень знаний, опыта и практических навыков в области проектирования истроительства гидротехнических сооружений в морях с ледовой обстановкой растет.
В 2010-мгоду вышел международный стандарт ISO 19906 [19], который собрал в себе исследовательскийопыт проектирования ледостойких гидротехнических сооружений последних лет.Претерпевает изменения и СНиП «Нагрузки и воздействия на гидротехническиесооружения» (ныне СП 38.13330.2012) [1] в области определения ледовых нагрузок. Запоследние годы друг за другом выходили следующие редакции:1)СНиП II-57-75 (1975 г.);2)СНиП 2.06.04-82 (1982 г.);3)СНиП 2.06.04-82* (1996 г.);4)СП 38.13330.2012 (2012 г.).Тем не менее, для оценки ледовых воздействий на гидротехнические сооружения всеверных арктических морях заинтересованные компании и проектные институты на практикепочти всегда создают специальные технические условия (СТУ), дополняющие положения СП38.13330.2012 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения».С целью выявления положений стандарта СП 38.13330.2012, которые можно было быусовершенствовать, был проведен анализ стандарта на фоне положений отдельных СТУ поопределению ледовых нагрузок и международной практики в области оценки ледовыхвоздействий.
Были рассмотрены следующие положения:- основные общие расчетные положения, которые не отражены в СП 38.13330.2012;- эволюция расчетных положений СП 38.13330.2012 в области определения прочностиледового поля на сжатие;- определение глобальной ледовой нагрузки от ровного ледового поля на вертикальныеодно- и многоопорные сооружения;- определение локальной ледовой нагрузки.Краткие результаты анализа также представлены в статье [76].Общие положения определения ледовых нагрузок, которые не отражены в СП38.13330.20121. В целях проведения прочностных расчетов по первому и второму предельномусостоянию необходимо определять ледовые нагрузки разного уровня:- нормальные (ожидаемые в течение зимнего сезона) ледовые нагрузки;47- экстремальные ледовые нагрузки;- аномальные ледовые нагрузки.К примеру, в ISO19906 для данных уровней нагрузок предлагается задавать периодповторяемости нагрузок, соответственно, 1 раз в 10, 100, 10000 лет.
В СП 38.13330.2012 нетразделения ледовых нагрузок на уровни с заданием их обеспеченности и периодаповторяемости, что не соответствует современной общепринятой практике.2. Нормативные значения ледовых нагрузок определяются:-детерминистически(когдавеличиныпараметров,задаютсясопределеннойобеспеченностью);- вероятностно (при помощи метода Монте-Карло).В СП 38.13330.2012 про второй способ не упоминается. По первому способуобеспеченностьпеременныхпараметров,определяющихледовуюнагрузку,задаетсязавышенной, о чем более подробно говорится в Главе 6.3.Исходные данные для расчета нагрузок малой повторяемости следует определятьпутем статистической обработки многолетних данных натурных наблюдений, представленныхв виде средних значений, гистограмм, законов изменения переменных ледовых параметров идр.При отсутствии длительных рядов наблюдений ледовых параметров (например, толщиныльда), их можно определять при помощи численного моделирования (как в [26]) или расчетнымпутем на основе данных многолетних гидрометеорологических наблюдений (расчетным путемимеется в виду детерминистически при помощи известных эмпирических формул).4.Оценка ледовой нагрузки должна проводиться для различных наиболее опасныхледовых сценариев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
