بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مقدمه
موجشكنها سازههايي هستند كه جهت ايجاد آرامش در بندر گاه، براي تامين ورود مطمئن كشتيها به آبراهه ها و بنادر، كاهش انرژي ناشي از امواج و حفاظت از سواحل در مقابل امواج احداث ميشوند.موجشكنها از ديدگاههاي مختلف از جمله شكل هندسي، مصالح بكار برده شده و موقعيت قرارگيري به انواع مختلف دسته بندي ميشوند. از ميان انواع موجشكن ها به لحاظ شكل هندسي و مصالح به كار برده شده، موجشكنهاي توده سنگي 1 از متداولترين انواع آنها ميباشند.
تا حدود 50 سال گذشته، موجشكنهاي توده سنگي در آبهاي كم عمق ساخته ميشدند. با افزايش تبادل كالا، لزوم گسترش بنادر و وسعت آنها و افزايش ابعاد شناورها باعث گرديده موجشكنها در اعماق بيشتر ومكانهاي خيلي باز ساخته شوند و اين منجر به افزايش ارتفاع امواج و مطرح شدن مسايل طراحي و اجرايي شده است و در اين راستا انواع موجشكنها از نظر سازه و پايداري مورد توجه قرار گرفته اند.
اسلاید 2 :
طراحان با احداث سازه هاي موج شكن در آب عميق تر و مكان هاي مستقر در معرض امواج بلندتر، دريافتند كه بايد حجم سنگ مورد نياز را تا رسيدن به نيمرخ پايدار افزايش دهند. استفاده از سنگ هاي بزرگ در سطح بيروني سازه، حجم مورد نياز را تا حد زيادي كاهش مي داد. پيشرفت هاي حاصله در تكنولوژي بتن در اوايل قرن نوزدهم ميلادي، باعث جايگزيني قطعات منشوري شكل بتني بجاي سنگ هاي بزرگ شد. اما با توجه به لزوم احداث موجشكن ها در مكانهاي مستقر در معرض امواج سهمگين تر، ساخت و جابجايي قطعات بتني مورد نيازغيرعملي شد. سرانجام كاربرد قطعات بتني داراي اشكال نامنظم با پايه هاي چندگانه رواج يافتند. پايداري اين قطعات در مقابل حمله موج علاوه بر وزن، در اثر درگيري 2 (جفت شدگي) قطعات مجاور حاصل مي شود. طي دهه هاي اخير، طراحي و ساخت موجشكن هاي شكل پذير در بسياري از نقاط دنيا افزايش يافته است . اين سازه ها تحت اصابت امواج دريا تغييرشكل داده و پس از تغييرشكل بر اساس شرايط محيطي و سازهاي به پايداري استاتيكي و يا ديناميكي ميرسند. در طراحي اين سازه ها اين عقيده كه مواد (مصالح) لايه محافظ سازه بايد از نظر ايستايي در برابر حملات امواج پايدار باشد ، نقض ميشود و به سازه اجازه داده ميشود كه تغيير شكل را تا رسيدن به يك فرم مؤثرتر ادامه دهد.
اسلاید 3 :
در اجراي اين گونه سازه ها به دليل مجاز بودن تغييرشكل سازه، ميتوان از محدودة وسيع تري از مصالح معادن سنگ استفاده كرد و با توجه به فلسفة عملكرد آنها در مواجهه با امواج دريا از مصالح با تناژ كمتر نيز بهره برد. وجود سكو در سازة شكل پذير منجربه كاهش بيشتر انرژي موج نسبت به ساير سازه هاي شكل پذير مي شود. از مزيتهاي ديگر اين نوع موج شكن ها نسبت به ساير انواع موج شكن هاي توده سنگي، ميتوان به كاهش بالاروي موج در بالاي سطح ايستابي، كاهش سرريزي موج از روي سازه، اجراي آسان اين سازه ها با توجه به امكانات محدود، ماشين آلات سبكتر و تجربيات پيمانكاران محلي و همچنين به دليل مجاز بودن تغييرشكل اين نوع سازه ها، امكان استفاده بهينه از معادن سنگي در محدودة وسيعتري از مصالح، اشاره كرد.
اسلاید 4 :
انواع موج شکن
موج شكن ها را مي توان از نظر شكل هندسي، مصالح بكار برده شده و موقعيت قرارگيري به انواع مختلف دسته بندي نمود. موج شكن ها از نظر موقعيت قرارگيري به دو دسته كلي متصل به ساحل و جدا از ساحل تقسيم بندي ميگردند. از طرف ديگر در حالت كلي ميتوان موج شكن ها را از نظر نوع ساختمان به صورت زير نيز تقسيم بندي نمود:
- سازه هاي توده سنگي كه معمولا داراي وجوه شيبدار مي باشند.
- سازه هاي با وجه قائم كه عمدتاً سازه هاي صندوق هاي هستند.
- سازه هاي مركب كه تركيبي از دو نوع بالا مي باشند.
- موج شكن هاي شناور
- موج شكن هاي خاص
هرچند اغلب موج شكن ها و سازه هاي حفاظت داراي ارتفاعي بيشتر از بالاترين تراز آب هستند ، ولي در بعضي شرايط ممكن است ارتفاع سازه پايين تر از تراز آب باشد و تاج سازه زير آب قرار گيرد. به موج شكن هاي اخير كه عمدتاً براي حفاظت ساحل بكار ميروند موج شكن مستغرق يا ريف مي گويند.
اسلاید 5 :
از ميان انواع موج شكن ها به لحاظ شكل هندسي و مصالح بكار برده شده ، موج شكن هاي توده سنگي از متداول ترين انواع آنها مي باشند. اين موج شكن ها خود داراي انواع مختلف مي باشند كه در ادامه معرفي مي شوند.
ايستايي و پايداري يك موج شكن توده سنگي به عوامل متعددي از جمله شكل ظاهري سنگ هاي لايه محافظ يا آرمور و وزن مخصوص آن ها ، نحوه اجراي لايه هاي بستر و لايه هاي خود موج شكن ، وضعيت هندسي سازه ، زاويه شيب ، ارتفاع تاج بستگي دارد.
موج شکن های توده سنگی
همانگونه كه اشاره شد ، موج شكن هاي توده سنگي رايج ترين نوع موج شكن هاي اجرا شده در سراسر دنيا هستند. اين موج شكن ها با استفاده از سنگ معدن و يا بدون قطعات بتني ساخته مي شوند. موج شكن هاي توده سنگي جاذب بسيار خوبي براي امواج مي باشند و با توجه به شكل هندسي و ساختار آنها ، داراي پايداري و طول عمر بسيار زياد مي باشند.
اسلاید 6 :
مزایای موج شکن توده سنگی
- مصالح سنگي معمولا از معادن محلي قابل حصول هستند.
- اجراي اين نوع سازه ها با تجهيزات نسبتا ساده ميسر مي باشد.
- خرابي اين نوع سازه بصورت تدريجي بوده و در مراحل مختلف قابل تعمير مي باشد
- سازه انعطاف پذيري لازم در مقابل شرايط امواج بيش از مقادير موج طراحي را دارد.
- سازه در مقابل نشست هاي مختلف به دليل دارا بودن خاصيت انعطاف پذيري خيلي حساس نمي باشد.
انواع موج شکن توده سنگی
موج شكن هاي توده سنگي سنتي
موج شكن هاي توده سنگي با سازه تاج
موج شكن هاي شكل پذير
موج شكن هاي سكویی
اسلاید 7 :
موج شکن های توده سنگی سنتی
موج شكن هاي توده سنگي به صورتي كه امروزه وجود دارند ، طي 250 سال گذشته شكل گرفته اند. البته شواهدي دال بر ساخت اين موج شكن ها براي حفاظت از سواحل مصر در 2000 سال قبل از ميلاد مسيح وجود دارد. موج شكن هاي توده سنگي در اوايل قرن هجدهم ميلادي بطور ساده با ريختن سنگ به داخل دريا ساخته مي شدند ، بطوري كه سنگ ها در اثر برخورد امواج دوباره آرايش گرفته و نيمرخ اوليه به يكنيمرخ پايدار تبديل مي شد. بعدا براي صرفه جويي و استفاده بهينه از مصالح ، موج شكن ها بصورت لايه بندي طراحي و اجرا شدند.
موج شكن هاي توده سنگي سنتي يا معمولي رايجترين انواع موج شكن ها هستند كه معمولاً از سه قسمت اصلي تشكيل شدهاند:
1) هسته (core )
2) لایه میانی یا لایه فیلتر ( filter )
3) لایه حفاظ یا لایه آرمور (armor layer )
اسلاید 8 :
1) هسته ( core )
اين قسمت موج شكن از مصالح مناسب و نسبتا ريز دانه خروجي معدن ساخته مي شود. هسته علاوه بر نقش پركنندگي و ايجاد شيب لازم ، به عنوان پي براي لايه آرمور محسوب مي شود و معمولاً از بستر دريا تا بالاتراز تراز ايستابي اجرا مي شود. سپس روي هسته لايه مياني يا فيلتر قرار ميگيرد.
2) لایه میانی یا لایه فیلتر ( filter )
سنگ هاي مياني يا لايه فيلتر با استفاده از مصالح با قطر اسمي متوسط بين قطر اسمي متوسط سنگ هاي لايه آرمور و سنگ هاي تشكيل دهنده هسته ، جهت جلوگيري از فرار مصالح هسته و ممانعت از نشست مصالح لايه آرمور به داخل هسته اجرا مي شود. با توجه به ابعاد مصالح هسته و آرمور ، ممكن است بيش ازيك لايه مياني نياز باشد.
اسلاید 9 :
3) لایه حفاظ یا لایه آرمور (armor layer )
اصلي ترين لايه موج شكن كه در برابر بارهاي وارده از طرف امواج دريا مقاومت مي كند، لايه آرمور مي باشد.براي اجراي اين قسمت از موج شكن از بزرگترين و سنگين ترين مصالح استفاده مي شود. در صورت عدم دسترسي به سنگ مناسب و با ابعاد لازم ، از قطعات پيش ساخته بتني در لايه آرمور استفاده مي گردد. شيب وجه جلويي موج شكن يكي از پارامترهاي تعيين كننده در برآورد وزن واحد لايه آرمور مي باشد. لايه آرمور پوشيده شده از قطعات بتني معمولاً گرانتر از قطعات سنگي مي باشد ، ولي در شرايطي كه سنگ هاي به اندازه كافي بزرگ ، در دسترس نباشند ، يك گزينه مناسب به حساب مي آيند. بزرگترين اندازه سنگي كه معمولاً از 1:1. معادن امكان استخراج دارد ، در حدود 20 تا 30 تن مي باشد. شيب وجه جلويي سازه معمولا در دامنه 5 تا 1:4 ، با توجه به در دسترس بودن سنگ و شرايط خاك محل ، انتخاب مي شود. در صورت استفاده از آرمور بتني مي توان در اكثر حالات از يك شيب تند و تيز استفاده نمود. بر اساس شكل قطعات بتني و در نتيجه ميزان قفل شدگي آنها ، شيب سازه معمولاً در دامنه 1:1 تا 1:2 انتخاب مي گردد.
اسلاید 10 :
به طور خلاصه قابل ذكر است كه چند قاعده كلي در طراحي اين سازه ها اين است كه هر لاية موج شكن بايدطوري طراحي شود تا مصالح ريزدانه لاية مجاور در اثر شسته شدن از ميان فضاهاي خالي فرار نكنند ولايه هاي خارجي (در شكل نهايي و نيز در حين احداث) بايد در مقابل حمله امواج مقاومت كنند. همچنين لايه ها بايد با قابليت ساخت با وسايل موجود طراحي شوند. انتخاب مصالح ساختماني تا حد زيادي به عامل قابليت دسترسي به آن در حجم مورد نياز بستگي دارد.
ساده ترين نوع موج شکن ، شامل يك نوع سنگ مي باشد. مزيت اين نوع سازه ها بالا بودن نفوذپذيري آنها است كه منجر به نفوذ بالاي موج در سازه و در نتيجه زوال انرژي زياد مي گردد. عيب اصلي استفاده از اين موج شكن ها اين است كه با توجه به يك دست بودن مصالح بكار رفته دراين موج شكن ها و نياز به سنگ هاي بزرگ براي حفظ پايداري لايه خارجي در برابر امواج و از طرف ديگر باتوجه به استخراج حجم بالاي سنگ هاي ريز دانه در برابر حجم پايين سنگهاي بزرگ از معادن سنگ ، اجراي اين نوع موج شكنها گران ميگردد.
