Давалгаа таслуурын төсөл тооцоо /breakwater designing/

Давалгаа таслуурын төсөл тооцоо

Нэгдүгээр хэсэг

Усны барилгын блогоо далайн эргийн инженерчлэл, усны барилгын сэдвүүдээр өргөтгөж байгаадаа таатай байна. Дээрээс нь энэхүү энгийн давалгаа таслагч барилга нь усан зогсоолын үндэс болохоор Хөвсгөл болон Увс нуурнууддаа усан зогсоол барихыг билэгдээд усны өдрийн босгон дээр оруулж байна. 

Английн Англесэй арлын баруун хойт хэсэгт байрлах Ариун толгой (Holyhead) хэмээх давалгаа таслагч. Эх үүсвэр http://www.dailypost.co.uk

Далайн эрэг орчмын давалгааны эрчийг сулруулах, эрэг орчмын хагшаасны зөөгдөлтийг багасгах зорилгоор давалгаа таслуурыг далайн эргээр барьж ашигладаг байна. Давалгаа таслуур нь далайн эргийн усны барилга юм.

Усан онцгоцны зогсоол, далайн боомт нь далайн усны түвшнийг тогтворжуулах, болзошгүй аюулаас хамгаалахын тулд давалгаа таслагчаар хамгаалагдан бэхлэгдсэн байдаг. Энэ давалгаа таслагчийн төсөл тооцоог хэрхэн хийх талаар авч үзье ээ.

Давалгаа таслуурын бүтэц

Үндсэндээ хоёр төрлийн давалгаа таслуур байна. Барилгын бие хэсэг усанд оршиж байгаагаар нь ил () болон далд (submerged) давалгаа таслагч гэж ангилна. Үүнээс гадна хөвдөг давалгаа таслагч байх ба бид энэ тухай авч үзэхгүй. Ил давалгаа таслагч нь хоёр янзын бүтээцтэй байж болно. Үүнд Хашлан блокттой давалгаа таслагч (caisson breakwater) болон хаялган блоктой даалгаа таслагч гэж байна. Хашлан блок нь төмөр бетон хана байх ба хөрс чулуулгаар дүүргэгдсэн байна. Харин хаялган давалгаа таслагч (rubble mound breakwater) нь чулуу эсвэл зориулалтын блокуудыг овоолон байрлуулах зарчмаар баригдана. Доорхи зурганд хашлантай давалгаа таслагчийг нэр томъёо болон чухал шаардлагатай хэмжээсүүд, даралтын эпьюрийн хамт харуулав. 

Ердийн давалгаа таслагчийн схем, даралтын эпьюр

Төсөл тооцооны аргачлал

Давалгаа таслагчийн өндөр h+hc, өнгийх өндөр hc, суурийн өндөр өргөн хажуу налуу, хамгаалалтын үеийн зузаан материал гэх мэт нь тухайн хэсгийн давалгааны шинж чанар, хүчнээс хамааралтай. Давалгаа таслагч барих хэсэгт давалгааны физик шинж чанарыг маш сайтар судалсан байх ёстой. Тооцоог хоёр төрлийн давалгаатай байх үеэр хийх боломжтой. Жигд давалгаатай болон жигд бус давалгаатай үеийн аль нэгнээр нь тооцоо хийнэ гэсэн үг юм. Давалгааны мэдээг задлан шинжилж давалгааны тооцоот өндөр Ht (significant wave height), давалгааны урт L (wave lenght), давалгааны үе (wave period) зэргийг тодорхойлно. Тухайлбал давалгааны тооцоот өндөрийг H_t=H_1/3=5H_max/9.

Далайн давалгааны төрлүүд

Үүнээс гадна давалгааний тоо k=2pi/L гэдгийг тодорхойлно. Мөн хэвтээ чиглэлд давалгаа таслагчруу долгиолох давалгааны голлох чиглэлийн өнцөг төттө-г тодорхойлсон байна. Давалгаа таслагчийг барих гэж буй гадаргуугын дундаж хэвгийг мөн тодорхойлно.

Давалгаа таслагийн нийт өндөрийг далайн тайван түвшин дээр өнгийх өндөрийг (crown height) нэмж олно. Өнгийх өндөрийг дараах шаардлагыг хангаж байхуйцаар сонгож авч болно. h_c=0.6H_t=0.6H_1/3 .

Давалгаа таслагчийн өндөрийг тодорхойлсоны дараа урт өргөний тохиромжтой харьцаагаар өргөнг тодорхойлж суурийн өргөн өндөрийг сонгож авна. Энэ сонгож авсан утгуудаа тогтворшилтын тооцоо хийж баталгаажуулах ба давалгаа таслагчид үйлчлэх хүчиийг тодорхойлох нь маш чухал ажил юм. Давалгааны улмаас давалгаа таслагчийн хананд учирах диамник даралтыг тооцож хүчийг олох аналитик томъёог Года (Yoshimi Goda) гэдэг хүн 1986 онд боловсруулжээ. Годагийн томъёонд дээрх зурагт үзүүлсэн даралт P₁-P₄ ийг олж хэвтээ ба босоо бүрдүүлэгч хүчнүүдийг дараах байдлаар олно.

Дээрх даралтын утгууд нь гидростатикийн даралтыг хассаны дараа гарч ирсэн болно. Даралтын томъёонд байх альфануудыг

гэж тодорхойлно.

Давалгаа таслагчийн доороос өргөх даралтыг

гэж олно.

Даралтуудыг олсоны дараа тэдгээрийн нийлбэрээр нэгж өргөнд үйлчлэх хүчний хэмжээг

гэж олоод гулсалтын тогтворшилтийг

гэсэн шалгуураар шалгана. Энд байх зөвшөөрөгдөх гулсалтын итгэлцүүр бөгөөд 0.6 гэж авч үзэж болно. Нөхцөл хангагдахгүй байвал суурийн өргөнг өөрөөр хэлбэл В-г нэмэх цаашлаад өндрийг нэмэх, хамгаалах үеийг зузаатгах арга хэмжээг авна.

Үргэлжлэлд бодит давалгаа таслагч дээр програм бичиж тооцоо хийнэ.