CC BY
39[15] Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. СНиП 11-56-77. — М.: Стройиздат, 1977.
[16] Шестоперов С.В. Контроль качества бетона. - М.: Высшая школа, 1981. - С. 247.
[17] Васильев П.И., Кононов Ю.И. Температурные напряжения в бетонных массивах. Курс лекций. - Л.: издательство лаборатории полиграфических машин Л.П.И. им. М.И. Калинина, 1969. -С. 120.
[18] Арушюнян Н.Х. Некоторые вопросы теории ползучести. - М.: Гостехиздат, 1952. - С. 323.
[19] Калиткин Н.И. Численные методы. - М.: Наука, 1978. - С. 512.
[20] Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. СНиП П-21-75.
- М.: Стройиздат, 1976. •
[21] Перельман В.И. Краткий справочник химика. - М.: Госхимиздат, 1954, - С. 559.
[22] Михеев М.А. Основы теплопередачи. - М.-Л., Росэнергоиздат, 1948. - С. 396.
[23] Феврапев А.В. Расчет температуры фильтрующей плотины в системе ортогональных криволинейных координат на ЭЦВМ. Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Гидротехническое строительство в районах вечной мерзлоты и сурового климата. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. — Л.: Энергия, 1979,— С. 90-95.
FROST RESISTANCE EXAMINATION OF CONCRETE IN THE TANK’S WALLS OF A LOCK CHAMBER IN ECKERSMULEN IN MAIN DANUBE - THE CHANNEL
V. P. Kulikov, R. P. Lobantsev, A.M. Palees
The mathematical model of concrete fracture by frost including the joint solution of the equations warmly and mass transfer in thin-wall pressure-light elements of hydraulic structures is considered. Water pressure magnitude displaced by ice in pores of freezing through concrete is defined, tense and strained state of a structural element's material is defined if there is a pore pressure of moisture. Concrete is considered to be frost-resisting if the estimated value of concrete strain deformation does not exceed its limiting elongation.
An opportunity of concrete fracture by a frost in the tank’s walls of a lock chamber in Eck-ersmulen in Main Danube - the Channel on depth of 30 sm bw fixed by account.
УДК 351.813.227
М. В. Молчанова, ассистент, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
СУЩУСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ГАБАРИТОВ СУДОВОГО ХОДА НА КРИВОЛИНЕЙНОМ УЧАСТКЕ ПУТИ
Приведены методы расчета ширины судового хода, занимаемой судном (составом) на поворотах русла реки; представлена типизация криволинейных участков по условиям судоходства.
Особенностью движения судов (составов) на криволинейных участках пути является то, что они занимают большую, чем на прямолинейном участке полосу движения. Это связано со сносом судна с оси судового хода от действия свального течения, ветрового дрейфа, а также с возможным наличием различного хода навигационных ошибок в процессе судовождения.
Все это вызывает необходимость более точного определения ширины судового хода на криволинейных участках пути, а в конечном итоге соотношения между параметрами судового хода и габаритами эксплуатируемых судов (составов).
В настоящее время основным нормативно-рекомендательным документом для определения габаритов расчетных судов (составов) или определения ширины судового хода является инструкция, разработанная сотрудниками ВГАВТ (ГИИВТ) и НАВТ (НИИВТ), введенная в действие в 1980 году [1].
В этой инструкции даны рекомендации по определению ширины ходовой полосы, занимаемой составами (жестко учаленными или изгибаемыми) или судном при движении на повороте реки (канала). Также в этом документе приведены возможные отклонения судна от оси ходовой полосы, названные навигационными ошибками [2]. По своему происхождению навигационные ошибки схематически разделены на три группы: систематические отклонения, случайные навигационные ошибки и грубые навигационные ошибки или промахи.
К систематическим отклонениям относятся смещения судна от оси судоходной трассы, подчиняющиеся определенным закономерностям. Такими отклонениями являются снос судна под действием свального течения, ветровой дрейф и т.п. К случайным навигационным относятся ошибки, единичное значение которых не подчиняется какой-либо определенной функциональной зависимости. К таким ошибкам можно отнести величины уклонений судна от оси ходовой полосы в результате неустойчивости судна на курсе, наличие определенной степени точности в определении самой оси судового хода, наличие запаздывания в действиях судоводителя и т.п. К грубым навигационным ошибкам или промахам относятся ошибки, целиком зависящие от поведения судоводителя, его халатности или небрежности.
Таким образом, для расчета ширины с использованием данной инструкции необходимы дополнительные сведения о величинах навигационных ошибок.
Для исследования статистических закономерностей случайных навигационных отклонений от оси судового хода бригадой кафедры судовождения ГИИВТ под руководством С.Б. Ольшамовского были проведены систематические измерения при прохождении судов под Нижегородским железнодорожным мостом [2].
Отсутствие свального течения и ветра исключало возможность систематического отклонения, а необходимость строгой и безопасной проводки судна в пролете моста исключала наличие грубых ошибок и промахов.
В этих условиях были определены среднеквадратичные отклонения от оси судового хода, значения которых составили при движении вниз а, = 6,12 м и при движении вверх о2 = 5,14 м.
С учетом случайных ошибок для расчета ширины судового хода на прямом участке была рекомендована следующая формула:
ВП = В, + В2 + 3,9 (о,+ст2) (1)
где Вп - ширина судового хода;
В1 и В2 — ширина расчетных составов низового и верхового направления движения.
Для расчета ширины судового хода на закруглении рекомендуется такая же зависимость, где вместо ширины составов В| и В2 подставляется ширина ходовых полос,
занимаемые этими составами на поворотах с учетом угла дрейфа. Согласно рекомен-
дациям В.Г. Павленко [3] ширина ходовой полосы Вп связана с характеристиками судна и параметрами поворота реки функциональной зависимостью:
В„/Ь = 7(а/Я;С/У1;В/Ь) (2)
где Ь - длина расчетного состава;
Я - радиус кривизны расчетной полосы;
С - скорость течения;
V) - скорость судна относительно воды на прямом курсе.
Однако формула (1.2) так же не учитывает случайные отклонения судна от оси судового хода при движении на криволинейном участке пути.
В более поздних изданиях на основании отработки результатов натурных исследований движения судов С.Б. Олыпамовским рекомендуется следующая схема для определения безопасной ширины судового хода [4].
На прямолинейном участке:
где В( и В2 - ширина встречных составов, м
среднеквадратическое отклонение судов от оси судового хода или случайная навигационная ошибка.
Из приведенных выше зависимостей видно, что на ширину судового хода оказывает влияние величина отклонений, которая в свою очередь зависит от ширины судового хода, т.е. эти две величины взаимосвязаны. При решении совместно уравнений (1.3) и (1.4) была получена зависимость для определения ширины судового хода на прямолинейном участке:
Для криволинейных участков ширину судового хода рекомендуется определять по формуле:
где В„ - ширина полосы судового хода, занимаемая расчетным составом, идущим вниз, м;
В„ - ширина полосы судового хода, занимаемая расчетным составом, идущим вверх, м;
о„ - среднеквадратическое отклонение траектории при движении вниз;
<т„ - среднеквадратическое отклонение траектории при движении вверх.
где К - радиус кривизны судового хода, м
Всх -ширина судового хода на прямолинейном участке,м.
Наряду с приведенными выше методами определения ширины судового хода можно выделить также метод ЦНИИЭВТа. По рекомендациям ЦНИИЭТа [5] ширина судового хода на прямолинейных участках речного русла для двухпутного движения находится из выражения:
(3)
стх = 0,0002 В„2 + 0,042 Всх
(4)
В,
сх
0,654 ± /0,428 - 0,0064(Д, +Ж] 0,0032
(5)
(6)
(7)
(8)
Вп = В| + В2 + 2(Бі + Бг)
(9)
где Вп - ширина судового хода на прямолинейном участке, м; В( - ширина расчетного состава низового направления, м; В2 - ширина расчетного состава верхового направления, м;
Эг - запас с каждого борта состава на рыскливость и дрейф под действием бокового ветра для расчетных судов соответственно низового и верхового направления движения, м.
Этот запас определяется по материалам натурных исследований.
Приближенные значения Б, и 32 для случая, когда границы судового хода четко обозначены навигационными знаками, приведены в табл. 1.1.
Таблица 1
Размеры бортовых запасов
Типы расчетных судов (составов) Ширина расчетного судна (состава), м Запас с каждого борта судна, м
Грузовые и пассажирские суда, толкаемые и буксируемые составы До 10 м 5...7
10-17 7...9
17-28 9...11
Более 28 11...14
Ширину судового хода на криволинейных участках пути при двухпутном движении рекомендуется определять по выражению
В* = В„1 + В«2 (10)
где Вк1 и Вк2 — ширина полосы судового хода, занимаемая расчетными судами (составами) соответственно низового и верхового направлений, определяемые соответственно по выражениям:
В., = Вп1+ДВ1 (11)
= Вй + ЛВ2 (12)
где В„1 - ширина ходовой полосы на прямолинейном участке пути, занимаемая составом, идущим вниз, м;
Вп2 - ширина ходовой полосы на прямолинейном участке пути, занимаемая составом, идущим вверх, м;
ДБ, и ДВ2 - уширение ходовой полосы на криволинейном участке, обусловленное движением состава с углом дрейфа ф, м.
Значения Вщ, ВАВ рекомендуется определять по следующим выражениям:
Вп1 = В, + 28, (13)
В1а = В2 + гБг (I4)
ДВ = КЦ---------В(і — С08ф)
Ял
(15)
где Ь - длина расчетного состава, м;
В - ширина расчетного состава, м;
Кц - коэффициент, равный отношению расстояния от центра тяжести судна до центра поворота к длине судна. При совпадении центра поворота с форштевнем Кц = 0,5.
Ло - относительный радиус кривизны судового хода, определяемый по выражению:
К.
где Уг - скорость течения (потеря или приращение скорости движения состава), м/с;
Л - радиус циркуляции судна в спокойной воде, равный радиусу кривизны судового хода, м; .
Ук - скорость движения судна относительно воды на криволинейном участке пути, м/с;
ф - угол дрейфа при установившейся циркуляции:
гл ^
<р = К----- (17)
2Д
где К - коэффициент управляемости, принимаемый для толкаемых составов равным-50, [5].
Итак, на основании выше изложенного можно сделать вывод, что необходимая ширина судового хода на криволинейных участках пути в первом приближении может быть определена с учетом систематических оценок по приведенным выше зависимостям. В приведенных методах фигурирует лишь один параметр поворотов - радиус кривизны и не учитывается угол поворота или длина пути криволинейного участка, а также случайные навигационные ошибки. Величина систематических отклонений с учетом случайных ошибок зависит от параметров криволинейного участка пути (поворота), судоходной обстановки, режима движения судна и прочих явлений и достоверно могут быть определены путем натурных исследований и статистической обработки результатов исследований. Одним из основных определяющих параметров здесь является кривизна русла (поворота). Ниже приводится классификация поворотов по судоходным условиям.
Полная судоходная характеристика участка пути, кроме основных габаритов (ширины, глубины и радиуса закругления) может быть дана с учетом количества поворотов и их сложности.
Для выработки единого критерия при типизации поворотов были замерены параметры криволинейных участков пути, угол поворота и радиус на реках с различной водностью и габаритами пути. Замеры производились по навигационным картам.
В качестве такого критерия принята безразмерная величина - коэффициент кривизны - р, (или показатель сложности поворота) который представляет собой отношение угла поворота ф к относительному радиусу поворота И’, то есть
я ■ (р
~ ^ (18)
180/?
Я =-^- (19)
ЗЬС 1 ;
где Я - радиус закругления судового хода на данном повороте, м;
Ьс - длина расчетного состава, м.
Классификация поворотов приведена в табл. 1.2.
Значение р = 0 соответствует нулевой кривизне или прямолинейному участку. Практически по условиям управления судном прямолинейными можно считать участки с коэффициентом кривизны р < 0,10.
Лимитирующими по ширине судового хода участками пути на свободных реках являются перекаты.
Ось судового хода на перекате обычно обозначена осевым створом, параметры которого определяются расчетным путем, что обеспечивает достаточно точное обозначение оси судового хода. Кроме того, кромки судового хода обозначаются плаву-
чими знаками. Таким образом, на перекате судоводитель имеет возможность довольно точно определить ось и кромки судового хода, поэтому случайные навигационные ошибки здесь незначительны. Ширина судового хода в этом случае рассчитывается по известной методике в соответствии с «Инструкцией по нормированию габаритов судов и толкаемых составов» [1]:
ВГ=В+ДВ (20)
где В - ширина ходовой полосы, занимаемой судами (составами), м;
ДВ - запас, учитывающий неустановившийся характер движения, а также свал течения и ветра (систематические отклонения), м.
Таблица 2
Классификация поворотов
Тип поворота Радиус закругления R, м Угол поворота ср, 0 Коэффициент кривизны, р Условное название поворота
1 200-700 70-150 >1,30 Колено
2 700-1000 110-180 1,30-0,75 Излучина
3 600-2000 40-120 0,75-0,20 Извилина
4 >2000 <60 <0,20 Слабый изгиб
При двустороннем движении на криволинейных участках ширина судового хода будет складываться из ширины ходовых полос, занимаемых встречными судами и величины отклонения этих полос от оси судового хода вследствие действия систематических и случайных факторов, а также необходимых отклонений при расхождении и обгоне. В свою очередь, ширина ходовой полосы, занимаемой судами и составами на закруглениях водного пути (поворотах), зависит с одной стороны от габаритов судов (составов) и режима их движения, с другой стороны от параметров закруглений: радиуса кривизны и длины дуги или величины угла поворота, которые характеризуют сложность криволинейного участка с точки зрения судовождения.
Из изложенного видно, что на криволинейных участках ширина судового хода является функцией нескольких аргументов, полный учет которых возможен на основании натурных систематических измерений или при помощи построения математической модели движения судна.
Список литературы
[1] Ваганов Г.И. Эксплуатация секционных составов. - М.: Транспорт, 1974. - С. 192.
[2] Инструкция по нормированию габаритов судов и толкаемых составов. - Горький: ГИИВТ, 1980.-С. 38.
[3] Ольшамовский С.Б. Судовождение и правила плавания на внутренних судоходных путях. -М: Транспорт, 1973.-С. 132.
[4] Павленко В.Г., Саленек В.В. 16 лекций по управляемости речных судов. - Новосибирск: НИИВТ, 1970.-С. 166.
[5] Управление судами и составами / Соларев Н.Ф., Белоглазов В.И., Тронин В.А. и др.: Учебник для ВУЗов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М: Транспорт, 1983.-С. 296.
EXISTING METHODS OF CALCULATION OF DIMENSIONS OF A SHIP COUSE ON A CURVILINEAR SITE OF A WAY М. V. Molchanova
Methods of calculation of width of the ship course occupied with a vessel (structure) on turns of a channel of the river are resulted; typification of curvilinear sites on conditions of navigation is submitted.
