نشریه شماره ۶۳۷

نشريه شماره ۶۳۷ بخش هشتم از آيين نامه سازه‌های ساحلی (بازنگری نشریات شماره ۳۰۰) را شامل می‌شود.

انواع سازه‌ای تاسیسات پهلوگیری

انواع سازه‌ای تاسيسات پهلوگيری در نشریه شماره ۶۳۷ با در نظر داشتن مشخصات و ويژگی‌های سازه‌ای و ارزيابی هر يك از موارد زير تعيين می‌شود.

شرايط طبیعی
شرايط كاربردی
شرايط عمليات اجرایی و ساخت
هزينه‌های ساخت و نگهداری
به كارگيری انواع سازه در يك بندر

تاسيسات پهلوگيری معمولاً از لحاظ مشخصات سازه‌ای در نشریه شماره ۶۳۷ به دسته‌های زير طبقه بندی می‌شود.

اسكله ديواری
اسكله سپری
اسكله سپری با سكوی كمكي
اسكله ديواری سلولی
اسکله دیواری

اسكله ديواری وزنی به انواع اسكله‌های صندوقه‌ای ( كيسونی)، اسكله‌ی بلوکیها L شكل، اسكله‌های بلوکی بتنی مكعب مستطيل، اسكله‌های بلوکی بتنی سلولی و اسكله‌های بتنی پيش ساخته تقسيم‌بندی شده و الزامات بيان شده در مورد تمامی انواع نامبرده شده اسكله ديواری وزنی كاربرد دارد.

دیوار ساحلی

نيروهای خارجی و بارهای وارده به ديوار ساحلی وزنی در نشریه شماره ۶۳۷ به شرح زیر است.

سربار
بار مرده ناشی از وزن ديوار
فشار خاك و فشار آب باقيمانده
طراحی تكيه‌گاه ميل مهار

نوع سازه تكيه‌گاه ميل مهار بايد با در نظر گرفتن هزينه ساخت، مدت زمان ساخت، روش ساخت و ارتفاع تراز زمين قبل از اجرای عمليات، انتخاب شود. اصولاً محل تكيه‌گاه ميل‌ مهار بايد با فاصله مناسبی از سپر باشد تا پايداری سازه‌ای اسكله با توجه به خصوصيات تكيه‌گاه ميل مهار، تضمين شود.

تكيه گاه محل بايد با در نظر گرفتن نوع سازه تكيه‌گاه تعيين شود، زيرا پايداری خود تكيه‌گاه تحت تاثير محل آن قرار دارد و به محلی كه در آن پايداری حاصل می‌شود با توجه به نوع سازه‌ای آن متغير است. حمل ديوار بتنی تكيه‌گاه بايد به صورتی تعيين شود كه سطح گوه گسیختگی محرك كه از محل تقاطع بستر دريا و سپر شروع می‌شود، با سطح گوه گسیختگی مقاوم ديوار بتنی تكيه‌گاه كه از پايين تكيه‌گاه كشيده می‌شود پايين تر از سطح زمين با يكديگر تقاطع پيدا نكند. اصولا ً تكيه‌گاه ميل مهار بايد با در نظر گرفتن خصوصيات سازه‌ای اسكله سپری و تكيه‌گاه به روش مناسبی طراحی شود تا پايداری تكيه‌گاه تامين شود.

تیر پیشانی

تير پيشانی بايد به گونه‌ای طراحی شود كه در برابر فشار خاك پشت ديوار، نيروهای کششی ناشی از شناور و نيروهای پهلوگيری شناور ايمن باشد. تير پيشانی را می‌توان به عنوان تير طره‌دار كه در بالای سپر گيردار شده و تحت بارگذاری فشار خاك قرار دارد طراحی كرد. البته لازم است موارد زير مد نظر قرار گيرد. نيروهای کششی ناشی از مهار شناور و فشار محرك خاك پشت ديوار، برای قسمت‌هایی است كه مهاربند روی آن نصب می‌شود.

نيروهای ناشی از پهلوگيری شناور و فشار مقاوم خاك پشت ديوار برای قسمت‌هایی است كه ضربه‌گير روی آن نصب می‌شود. تنها موردی كه بايد در شرايط فوق‌العاده لحاظ شود فشار محرك خاك در هنگام زلزله است. اتصال بين سپر و ميل مهار و اتصال بين سپر و تير اتصال آن بايد به گونه‌ای طراحی شود كه نيرویي افقی وارد بر سپر به طور مساوی و ايمن از طريق تير اتصال به هر ميل مهار منتقل شود.

ميل مهار

اتصال بين ميل مهار و تكيه‌گاه بايد كشش ميل مهار به دست آمده را به صورت ايمن و برابر به تكيه‌گاه منتقل كند. معمولاً يك تير پيوسته به موازات پيشاني اسكله بر بالای شمع‌های تكيه‌گاه متصل می‌شود و ميل‌ها به مهار اين تير وصل می‌شود . اين تير را می‌توان به عنوان يك تير پيوسته تحت بارگذاری كشش ميل‌مهار و عكس‌العمل شمع‌ها طراحی كرد.

اسکله دیواری سپری با سکوی کمکی

مقررات موجود در نشریه شماره ۶۳۷ برای طراحی اسكله دیواری با سكوی کمکی كه از یك عرشه، یك دیوار به صورت سپری در جلوی سكو و شمع‌های سكو تشكیل شده است، استفاده می‌شود. اسكله دیواری سپری با سكوی کمکی معمولاً شامل عرشه، دیوار سپری در جلوی سكو برای نگه داشتن زمین و شمع‌های سكو است. در نشریه شماره ۶۳۷ مقرراتی برای طراحی این نوع اسكله ارائه شده است. عرشه سكوی کمکی اغلب به صورت یك سازه L شكل و از بتن مسلح درجا ایجاد شده و در زیر مصالح خاكی مدفون می‌شود، اما گاهی اوقات نیز به شكل یك قوطی است كه برای كاهش وزن عرشه و نیروهای لرزه‌ای وارد بر آن به این صورت ساخته می‌شود.

اصول طراحی اسکله دیواری سپری

در طراحی اسكله دیواری با سكوی کمکی باید سپر و عرشه و شمع‌های سكو به طور جداگانه طراحی شود. در طراحی اسكله با سكوی کمکی باید پایداری كلی سازه در برابر لغزش، واژگونی و لغزش دایروی بررسی شود.

طراحی اسکله دیواری با سپر فولادی

پیشنهاد می‌شود كه فضای خالی داخل سلول برای رسیدن به چگالی كافی با شن یا ماسه با كیفیت خوب پر شود. استفاده از خاك رسی به عنوان مصالح پركننده توصیه نمی‌شود. وقتی خاك رسی داخل سلول باقی بماند، بررسی جداگانه به دلیل احتمال تغییر شكل بسیار زیاد سلول، لازم است.

نیروهای خارجی وارد بر اسكله دیواری سلولی ساخته شده با سپر فولادی

توجه به نیروهای خارجی زیر در طراحی اسكله دیواری سلولی ساخته شده با سپر فولادی ضروری است.

نیروهای خارجی اعمال شده بر روی دیوار سلولی

فشار خاك (فشار خاك پشت دیوار، فشار خاك جلوی دیوار، فشار خاك مصالح پركننده)
فشار آب باقیمانده
نیروی لرزه‌ای و فشار آب دینامیكی موثر روی دیوار
وزن دیوار
سربار

نیروهای خارجی اعمال شده بر روی تیر پیشانی

نیروهای افقی ( مولفه افقی فشار خاك، فشار آب باقیمانده، نیروهای لرزه‌ای موثر روی تیر پیشانی، خاك بالای تیر پیشانی و سربار)
نیروهای قائم (وزن تیر پیشانی و خاك بالای آن و سربار، مولفه قائم فشار خاك)

اسکله دیواری سلولی صفحه فولادی

اسكله دیواری سلولی صفحه فولادی نوع درجا، سازه‌ای بدون مقطع مدفون شده است و اغلب بر روی شالوده مقاومی از خاك زیرین با ظرفیت باربری زیاد یا بر روی خاك بهسازی شده‌ای كه ظرفیت باربری كافی دارد، ساخته می‌شود. اسكله دیواری سلولی صفحه فولادی نوع مدفون نوع دیگری است كه بخشی از سلول‌های صفحه فولادی آن برای افزایش پایداری سازه در خاك ماسه‌ای زیرین مدفون شده است. طراحی اسكله دیواری سلولی فولادی نوع درجا در نشریه شماره ۶۳۷ معمولاً بر اساس مراحل نشان داده شده صورت می‌گیرد.

در حالت كلی، كنترل تغییر شكل دیوار فقط برای طراحی در شرایط عادی لازم است و كنترل پایداری دیوار در برابر واژگونی، فقط برای طراحی لرزه‌ای ضروری است.
برای مصالح پركننده سلول و مصالح خاكریز پشتی آن باید از ماسه با كیفیت مناسب كه خوب متراكم شده یا مصالحی كه روانگرا نمی‌شود (مانند شن) استفاده کرد تا از خطر وقوع روانگرایی هنگام وقوع زلزله جلوگیری به عمل آید.

طراحی اسکله و عرشه موازی ساحل

طراحی اسكله شمع و عرشه موازی ساحل با شمع‌های قائم،معمولاً باید طبق مراحل صورت گیرد. در طراحی كلی در ابتدا یك سطح مقطع از اسكله شمع و عرشه موازی ساحل برای تحمل نیروهای غیرلرزه‌ای طراحی می‌شود(سطح مقطع در برابر نیروی زلزله ارزیابی می‌شود).

اگر عملكرد مقاومت در برابر زلزله برای سطح مقطع رضایت بخش باشد، طراحی وارد مرحله جزئیات می‌شود و در غیر این صورت باید سطح مقطع اصلاح و مجدداً كنترل شود. به عبارت دیگر، در نخستین گام از مراحل طراحی، شمع‌های لوله‌ای فولادی برای نیروهای غیرلرزه‌ای و بر اساس روش تنش مجاز طراحی شده و در مرحله دوم از روش طراحی ظرفیت باربری نیروهای لرزه‌ای استفاده و در این مرحله فرض می‌شود تغییر شكل شمع‌های لوله‌ای فولادی در طول یك زلزله برای جذب انرژی لرزه‌ای، وارد مرحله پلاستیك می‌شود.

اصولاً شرط عملكرد باید به این مفهوم باشد كه، تنش تولید شده در شمع لوله‌ای فولادی باید كمتر از تنش مجاز در برابر نیروهای غیرلرزه‌ای باشد و اینكه نشست، سطح خرابی و غیره در محدوده مقادیر مجاز تعریف شده بر اساس اهمیت است یا دیگر معیارهای مرتبط با نیروی زلزله، قابل قبول باشد. ظرفیت باربری شمع و پایداری كلی سازه را نیز می‌توان به عنوان معیار شرط عملكرد استفاده نمود.

اسکله دیواری نوع جاذب موج

اسكله دیواری جاذب موج باید به صورتی طراحی شود كه توانایی لازم برای جذب انرژی موج را داشته باشد و در محل‌های راهبردی برای ایجاد آرامش در لنگرگاه نصب شود. امواج موجود در یك لنگرگاه، تركیبی از امواج وارد شده از بین شكاف موج شكن‌ها، موج عبور كرده از روی موج شكن، موج شكل گرفته توسط باد در داخل لنگرگاه و موج منعكس شده در داخل لنگرگاه است. با استفاده از اسكله دیواری جاذب موج، ضریب انعكاس موج از مقادیر معمول ۰/۷ تا ۰/۱ در اسكله دیواری صلب به مقادیر ۰/۳ تا ۰/۶ كاهش می‌یابد. برای ایجاد آرامش در لنگرگاه، لازم است كه محور اسكله و شكاف موج شكن‌ها در محل مناسبی طراحی شود، ضمن اینكه فرونشاندن امواج منعكس شده به وسیله سازه مستهلك كننده انرژی، عامل موثری در ایجاد آرامش در لنگرگاه خواهد بود.

اسكله دیواری جاذب موج به دو نوع بلوكی و صندوقه‌ای (كیسونی) تقسیم بندی می‌شود و نوع مناسب اسكله، باید بر اساس اندازه و ابعاد اسكله و شرایط موج طراحی تعیین شود. اسكله دیواری نوع بلوكی جاذب موج از چیدن لایه‌هایی از بلوك بتنی با اشكال پیچیده تشكیل شده كه بین آنهاست. فضای خالی وجود دارد و از این نوع معمولاً برای ساخت اسكله‌های نسبتاً كوچك استفاده می‌شود. شكل بلوك بنا بر نیاز طراحی، متغیر بوده و عرض اسكله طبق محاسبات تعادل اسكله وزنی تعیین می‌شود.

اسكله دیواری جاذب موج صندوقه‌ای به دو شكل اسكله با دیواره شكافدار و صندوقه با دیواره سوراخ‌دار موجود است. و این نوع معمولاً برای ساخت اسكله‌های بزرگ به كار می‌رود. مقدار جذب انرژی موثر را می‌توان با بهینه كردن مقدار شكاف و روزنه در دیواره جلویی اسكله و پهنای محفظه آب و غیره برای شرایط موج داده شده، انجام داد.

بارانداز

بارانداز باید بین پیشانی اسكله و انبارهای سرپوشیده یا محوطه باز انبارها قرار گیرد تا ایمنی و عملكرد روان بارگیری و تخلیه موقت محموله، عملیات حمل محموله، ورود و خروج محموله و تردد وسائط نقلیه حمل كالا را تضمین كند. بارانداز باید سطح كافی داشته باشد تا حمل و نقل روان و ایمن كالا را تضمین كند. عرض بارانداز باید با در نظر گرفتن اندازه و كاربرد اسكله، سازه و كاربرد محوطه مسقف و انبار پشت اسكله به طور مناسب طراحی شود تا حمل و نقل روان و ایمن كالاها تضمین شود.

معمولاً برای اسكله كالای عمومی، پیش‌بینی فضا برای جرثقیل، فضای انبار موقت، فضای تخلیه و بارگیری و راه دسترسی باید لحاظ شود. اگر محوطه مسقف در پشت اسكله قرار داشته باشد و از لیفتراك استفاده شود، مطلوب خواهد بود كه عرض بارانداز بین ۱۵ تا ۲۰ متر باشد. اگر در مجاورت اسكله یك راه یا محوطه انبار باز قرار داشته باشد و از آنجا كامیون برای بارگیری و تخلیه مستقیم كشتی وارد بارانداز شود، عرضی برابر ۱۰ تا ۱۵ متر مناسب خواهد بود. شیب بارانداز باید به طور مناسب و با در نظر گرفتن شدت باران و كاربرد سطح پشت آن طراحی شود تا حمل و نقل بار به صورت روان انجام شود.