TIÊu chuẩn ngành 22 tcn 222-95

CÁC THÔNG SỐ CỦA SÓNG Ở VÙNG NƯỚC NÔNG

17. Chiều cao sóng có suất bảo đảm i% ở vùng nước nông với độ dốc đáy ≥ 0,002 phải xác định theo công thức:

h_i = k_t. k_r. k_l k_i (123)

Trong đó:

k_t – hệ số biến hình;

k_r – hệ số khúc xạ;

k_l – hệ số tổng hợp các tổn thất;

k_i – hệ số, xác định theo Hình 2.

Các hệ số k_t, k_r, k_l phải xác định theo mục 18.

Chiều dài sóng truyền từ vùng nước sâu vào vùng nước nông phải xác định theo Hình 4 ứng với các giá trị đã biết của các đại lượng không thứ nguyên d/và h_1%/g, trong đó chu kỳ sóng được lấy bằng chu kỳ sóng ở vùng nước sâu.

Độ cao của đỉnh sóng trên mực nước tính toán _c phải xác định theo Hình 3 ứng với các đại lượng không thứ nguyên d/và h_i/ gđã biết.

Đồ thị để xác định giá trị ở vùng nước nông và giá trị ở vùng sóng đổ

18. Hệ số biến hình phải xác định theo đường cong 1 trên Hình 5. Hệ số khúc xạ phải xác định theo công thức:

k_r = (124)

Trong đó:

a_d – khoảng cách giữa các tia sóng cạnh nhau ở vùng nước sâu, m;

a – khoảng cách giữa chính các tia sóng đó nhưng theo đường thẳng vẽ qua một điểm cho trước ở vùng nước nông, m.

Trên mặt bằng khúc xạ, các tia sóng ở vùng nước sâu phải lấy theo hướng lan truyền sóng đã cho trước, còn ở vùng nước nông thì phải kéo dài các tia đó phù hợp với sơ đồ và các đồ thị trên Hình 6.

Hệ số tổng hợp các tổn thất k_l phải xác định theo Bảng 5 ứng với các giá trị đã biết của đại lượng d/và độ dốc đáy i; khi độ dốc đáy i ≥ 0,03 thì phải lấy k_l = 1.

(đường cong 1) và đại lượng (đường cong 2, 3 và 4)

19. Chiều cao trung bình và chu kỳ trung bình của sóng ở vùng nước nông với độ dốc đáy ≤ 0,001 phải xác định theo Hình 1. Theo giá trị của đại lượng không thứ nguyên gL/và gd/ta tìm được các trị số g/và g/V_w, rồi từ các trị số này sẽ tính được và .

Chiều cao sóng có suất bảo đảm i% trong hệ sóng phải xác định bằng cách nhân chiều cao trung bình với số k_l lấy theo đồ thị Hình 2. Căn cứ vào giá trị của hai đại lượng không thứ nguyên gL/và gd/xác định được các giá trị của hệ số k_i, rồi chọn để lấy trị số nhỏ nhất trong số các giá trị k_t tìm được.

Chiều dài trung bình của sóng ứng với trị số đã biết của chu kỳ trung bình của sóng phải xác định theo mục 13.

Độ cao của đỉnh sóng so với mực nước tính toán phải xác định theo Hình 3.

Ghi chú: Các thông số của sóng truyền từ vùng nước nông có độ dốc đáy i ≤ 0,001 vào vùng có i ≥ 0,002 phải xác định theo các mục 17 và 18, trong đó lấy trị số chiều cao trung bình ban đầu .

CÁC THÔNG SỐ CỦA SÓNG Ở VÙNG SÓNG ĐỔ

20. Chiều cao sóng ở vùng sóng đổ h_sur,1% (m: phải xác định đối với các độ dốc đáy i cho trước theo các đường cong 2, 3 và 4 trên Hình 5 cách xác định là căn cứ vào giá trị đã biết của đại lượng không thứ nguyên d/để tìm ra trị số h_sur,1%/g, từ đó sẽ tính ra h_sur,1%.

Chiều dài sóng ở vùng sóng đổ (m) phải xác định theo đường cong bao trên cùng ở Hình 4, còn độ cao đỉnh sóng trên mực nước tính toán _c,sur phải xác định theo đường cong bao trên cùng ở Hình 3.

21. Độ sâu lâm giới d_cr (m) tại vị trí sóng đổ lần thứ nhất phải xác định đối với các độ dốc đáy i cho trước theo các đường cong 2, 3 và 4 trên Hình 5 bằng phương pháp gần đúng dần. Căn cứ vào dãy các giá trị cho trước của độ sâu d, theo các mục 17 và 18 sẽ xác định được các giá trị h_i/g, rồi theo các đường cong 2, 3 và 4 trên Hình 5 sẽ xác định được các giá trị tương ứng d_cr/, chọn trong số đó để lấy trị số d_cr có giá trị trùng với một trong số các độ sâu d cho trước.

22. Độ sâu lâm giới ứng với vị trí sóng đổ lần cuối d_cr,u khi độ dốc đáy không đổi phải xác định theo công thức:

d_cr,u = d_cr (125)

Trong đó:

k_u – hệ số, lấy theo Bảng 6

Bảng 6

Độ dốc đáy i	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	0,035	0,04	0,045	0,05
Hệ số ku	0,75	0,63	0,56	0,5	0,45	0,42	0,4	0,37	0,35

n – số lần sóng đổ (kể cả lần thứ nhất), lấy từ dãy số n = 2, 3 và 4 với điều kiện thỏa mãn bất phương trình:

≥ 0,43 và < 0,43



Hình 6. Sơ đồ và đồ thị để dựng mặt bằng khúc xạ



Hình 7. Đồ thị để xác định các giá trị của hệ số k_dif

Khi xác định độ sâu ở vị trí sóng đổ lần cuối d_cr,u hệ số k_u hoặc tích số các hệ số không được lấy nhỏ hơn 0,35.

Khi độ dốc đáy i > 0,05 phải lấy d_cr = d_cr,u

Ghi chú: Khi đáy có độ dốc thay đổi cho phép lấy d_cr,u theo kết quả tính toán liên tiếp các độ sâu lâm giới đối với các đoạn có độ dốc không đổi.

CÁC THÔNG SỐ CỦA SÓNG TRONG KHU NƯỚC ĐƯỢC CHE CHẮN

23. Chiều cao sóng nhiễu xạ h_dif (m) trong khu nước được che chắn phải xác định theo công thức:

h_dif = k_difh_i (126)

Trong đó:

k_dif – hệ số nhiễu xạ sóng, xác định theo các mục 24, 25 và 26;

h_i – chiều cao sóng khởi điểm có suất bảo đảm i%.

Chiều dài tính toán của sóng được lấy bằng chiều dài sóng khởi điểm ở cửa vào của khu nước.

24. Hệ số nhiễu xạ sóng k_dif đối với khu nước được che chắn bằng một đập đinh đơn độc (với giá trị cho trước của góc , độ; khoảng cách tương đối từ đầu đập đến điểm cho trên mặt cắt tính toán r/và giá trị của góc , đo) phải lấy theo sơ đồ và các đồ thị trên Hình 7 theo hướng các mũi tên trên đường đứt nét.

25. Hệ số nhiễu xạ k_dif,c trong khu nước được che chắn bằng hai đập đinh phải xác định theo công thức:

k_dif,c = k_dif,s_c

Trong đó:

_c – hệ số, lấy theo Hình 8 ứng với các giá trị d_c và k_dif,cp cho trước.

Đại lượng d_c được xác định theo công thức:

d_c = (128)

Trong đó:

l₁ và l₂­ – khoảng cách từ biên khuất sóng (BKS) đến biên nhiễu xạ (BNX) lấy theo sơ đồ và các đồ thị trên Hình 9 ứng với các mũi tên trên đường đứt nét.

b – chiều rộng cửa vào cảng, lấy bằng hình chiếu của khoảng cách giữa đầu của hai đập đinh lên đầu sóng khởi điểm.

Giá trị của hệ số k_dif,cp được xác định giống như đối với hệ số k_dif,s theo mục 24 đối với giao điểm giữa tia chính với đầu sóng tại mặt cắt tính toán.



Hình 8. Đồ thị để xác định các giá trị của hệ số _c

Vị trí của tia chính trên sơ đồ Hình 9a phải lấy theo các điểm nằm cách biên khuất sóng (BKS) của đập đinh có góc  nhỏ hơn (đập 1 trên hình 9a) với các khoảng cách x (m) xác định theo công thức:

 = (129)

Trong đó: l_a1 và l_a2 – các hệ số, lấy theo sơ đồ và các đồ thị trên Hình 9.

26. Hệ số nhiễu xạ sóng k_dif,b trong khu nước được che chắn bằng mat áo chắn sóng phải xác định theo công thức:

k_dif,b = (130)

Trong đó:

k_dif,s1 và k_dif,s2 – các hệ số nhiễu xạ sóng, xác định tương ứng cho hai đầu đê chắn sóng, theo mục 24.

27. Chiều cao sóng nhiễu xạ có xét đến sự phản xạ của sóng từ công trình và các vật cản h_dif,a (m) tại một điểm đã cho trong khu nước được che chắn phải xác định theo công thức:

h_dif,s = (131)

trong đó:

k_ref = k_dif,sk_rk_pk_ref,ie (132)

k_dif,s – hệ số khúc xạ tại mặt cắt của bề mặt phản xạ, xác định theo các mục 24, 25 và 26;

k_r và k_p – hệ số, xác định theo Điều 2.14;

_r – góc giữa đầu sóng và bề mặt phản xạ, độ;

r/- khoảng cách tương đối từ bề mặt phản xạ đến điểm tính toán theo tia sóng phản xạ; trong đó hướng của tia sóng phản xạ phải xác định từ điều kiện bằng nhau giữa góc tới và góc phản xạ;

k_ref,i – hệ số phản xạ, lấy theo Bảng 7; khi góc nghiêng giữa bề mặt phản xạ và đường nằm ngang lớn hơn 45^o thì phải lấy hệ số phản xạ k_ref,i = 1.

Bảng 7

Độ thoải của sóng /hdif	Giá trị của hệ số kref,i khi góc nghiêng của bề mặt phản xạ là i bằng
	1	0,5	0,25
10	0,5	0,02	0,0
15	0,8	0,15	0,0
20	1	0,5	0,0
30	1	0,7	0,05
40	1	0,9	0,18

Ghi chú: Khi khu nước được bảo vệ có độ sâu thay đổi thì chiều cao sóng được phép hiệu chỉnh theo các mục 17 và 18 khi có đủ luận cứ.



Hình 9. Sơ đồ và đồ thị để xác định giá trị các đại lượng l và l_a

PHỤ LỤC 2

(Tra cứu)

THUẬT NGỮ VÀ CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU

1. THUẬT NGỮ

 Sóng trọng trường do gió – sóng do gió gây ra, trong đó lực trọng trường đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành sóng.

 Các thông số (chủ yếu) của sóng – chiều cao, chiều dài và chu kỳ sóng.

 Sóng không điều hòa – sóng có các thông số biến thiên một cách ngẫu nhiên.

 Sóng điều hòa – sóng có chiều cao và chu kỳ là hằng số tại thời điểm đang xét.

 Sóng tịnh tiến (di động) – sóng mà hình dạng mặt sóng di động trong mặt bằng.

 Sóng đứng – sóng mà hình dạng mặt sóng không di động trong mặt bằng.

 Hệ sóng – một dãy sóng kế tiếp nhau có cùng nguồn gốc phát sinh.

 Mặt cắt sóng – giao tuyến giữa bề mặt sóng với mặt phẳng thẳng đứng theo hướng tia sóng (Hình 1).

 Mặt sóng trung bình – mặt phẳng cắt qua đường ghi dao động sóng sao cho các phần bên trên và bên dưới mặt phẳng này có được diện tích như nhau. Đối với sóng điều hòa thì mặt phẳng này nằm ở cao độ giữa đỉnh và chắn sóng.



Hình 1. Mặt cắt và các thành phần của sóng

 Lưng sóng – phần sóng nằm bên trên mặt sóng trung bình.

 Đỉnh sóng – điểm cao nhất của lưng sóng.

 Bụng sóng – phần sóng nằm bên dưới mặt sóng trung bình.

 Chân sóng – điểm thấp nhất của bụng sóng.

 Chiều cao sóng – độ chênh cao giữa đỉnh sóng và chân sóng cạnh đó trên một mặt cắt sóng.

 Chiều dài sóng – khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng cạnh nhau trong một mặt cắt sóng.

 Chu kỳ sóng – khoảng thời gian để hai đỉnh sóng cạnh nhau đi qua một đường thẳng đứng cho trước.

 Đầu sóng – đường kẻ trên mặt bằng của một mặt nước có sóng, đi qua các đỉnh của lưng sóng.

 Tia sóng – đường vuông góc với đầu sóng tại một điểm đã cho.

 Tốc độ sóng – tốc độ di động của lưng sóng theo hướng truyền sóng.

 Bão tính toán – bão xảy ra một lần trong một dãy năm cho trước (25, 50 và 100 năm) với tốc độ gió, hướng gió, đà gió và thời gian tác động gió sao cho tại điểm tính toán sẽ có sóng với các thông số lớn nhất trong dãy năm đó.

 Tốc độ gió tính toán (khi xác định các thông số sóng) – tốc độ gió ở độ cao 10m trên mặt nước.

 Mực nước tính toán – mực nước quy định có xét đến các dao động theo mùa và theo năm, nước dâng do gió, thủy triều lên xuống.

 Đa gió – chiều dài của khu nước chịu tác động của gió, đo theo hướng gió đến điểm tính toán.

 Áp lực sóng – phần (thành phần áp lực thủy động, do sóng tạo ra trên bề mặt tự do của chất lỏng. Áp lực sóng được xác định như hiệu số giữa các giá trị áp lực thủy động tại một điểm đã cho khi có sóng và khi không có sóng.

2. CÁC KÝ HIỆU CHỦ YẾU

V_w – tốc độ gió;

_c– độ cao của đỉnh sóng trên mực nước tính toán;

_t – độ cao từ mực nước tính toán đến chân sóng;

h – chiều cao sóng;

 - chiều dài sóng;

k – chỉ số sóng;

T – chu kỳ sóng;

 - tần số sóng;

c – tốc độ sóng;

h\ - độ dốc của sóng;

\h – độ thoải của sóng;

h_i, _i, T_i – tương ứng là chiều cao, chiều dài và chu kỳ sóng có suất bảo đảm i% trong một hệ sóng;

- các trị số trung bình của chiều cao, chiều dài và chu kỳ sóng;

d – độ sâu nước khi có mực nước tính toán;

d_cr – độ sâu lâm giới, tại đó xảy ra sóng đổ lần thứ nhất;

d_cr,u – độ sâu nước, tại đó xảy ra sóng đổ lần cuối, m;

Q – lực do sóng tác động lên một công trình, một vật cản, đơn vị đo là kN (0,1T);

P – tải trọng tuyến tính (tải trọng phân bố tuyến tính trên một đơn vị chiều dài công trình hoặc vật cản) đơn vị đo là kN/m (0,1 T/m);

p – áp lực sóng, đơn vị đo là kPa (0,1 T/m²);

 - khối lượng riêng của nước;

g – gia tốc trọng trường;

 - góc nghiêng của mái dốc (hoặc của đáy) so với đường nằm ngang;

i – độ dốc của đáy;

L – đà gió;

t – thời gian tác động của gió.
PHỤ LỤC 3

(Khuyến nghị)

XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN CỦA TÀU

Khi thực hiện các tính toán về tải trọng do tàu có thể dùng các công thức gần đúng sau đây để xác định các đặc trưng tính toán của tàu.

Diện tích cản gió theo hướng ngang của tàu A_q (m²) có thể xác định theo công thức sau đây tùy thuộc vào loại tàu và chiều dài lớn nhất L_t,max của tàu tính toán:

A_q = _q (133)

Trong đó: _q – hệ số xác định theo Bảng 1.

Loại tàu	Hệ số q khi chiều dài lớn nhất Lt,max (m) của tàu bằng
	≤ 50	100	150	200	250	≥ 300
Tàu chở khách + hàng
Tàu chở hàng khô					-	-
Tàu dầu, tàu chở quặng
Tàu đánh cá						-

Đối với các tàu có hàng hóa xếp trên mặt boong (tàu chở gỗ, tàu chở côngtơnơ v.v…) thì phải tính thêm diện tích cản gió của khối hàng xếp cao hơn thành tàu.