Σχεδίαση προστασίας μετώπου παραβολής από τον κινδυνο υποσκαφής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη σχεδίαση προστασίας μετώπου παραβολής έναντι της διαβρωτικής δράσης των φλεβών νερού που δημιουργούνται από τη λειτουργία της κύριας και της εγκάρσιας προπέλας (bow thruster). Πιο συγκεκριμένα μελετάται η προστασία για κατακόρυφο μέτωπο παραβολής διαμορφωμένο με caisson και η προστασία για μέτωπο παραβολής που διαμορφώνεται με δάπεδο κυκλοφορίας που εδράζεται σε πασσάλους. Αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια παρουσίαση των δύο διαφορετικών μετώπων παραβολής και στη συνέχεια αναπτύσσεται το πώς δημιουργούνται οι φλέβες νερού από τις προπέλες και πως επιδρούν διαφορετικά στο κάθε μέτωπο παραβολής. Παρουσιάζονται και διάφοροι μέθοδοι υπολογισμού των μέγιστων ταχυτήτων που καταπονούν τον πυθμένα και το πρανές συναρμογής για την περίπτωση ενός μετώπου παραβολής που διαμορφώνεται με δάπεδο κυκλοφορίας που εδράζεται σε πασσάλους και επιπλέον μέθοδοι υπολογισμού της μέγιστης ταχύτητας που καταπονεί τον πυθμένα για την περίπτωση μετώπου παραβολής διαμορφωμένο με caisson. Ακολουθούμε την σειρά αυτή για να κατανοηθούν οι μηχανισμοί αστοχίας έτσι ώστε να πάρουμε και τα κατάλληλα μέτρα προστασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα διάφορα είδη προστασίας που έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται όπως συμβατική (rock armoured) και διαβαθμισμένη λιθορριπή (rip rap), αμμόσακοι και άλλα. Με βάση τα χαρακτηριστικά των διαφόρων ειδών προστασίας και την καταπόνηση που θέλουμε η προστασία να αντέξει επιλέγουμε και το είδος της προστασίας που θα τοποθετήσουμε. Παρουσιάζονται και κανόνες διαβάθμισης για τα μεγέθη των πετρών της προστασίας καθώς και οι λόγοι που επιβάλλουν αυτούς τους κανόνες που είναι η ανάγκη οι πέτρες μας να μην παρασυρθούν από τη ροή του νερού και να μην αρχίσουν να επιπλέουν λόγω άνωσης. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η διαδικασία σχεδίασης της προστασίας και οι υπολογισμοί για ένα συγκεκριμένο πρόβλημα και επιλέγονται με βάση τα αποτελέσματα των υπολογισμών το είδος της προστασίας που θα χρησιμοποιήσουμε, τα μεγέθη των στρώσεων της προστασίας, η έκταση της προστασίας. Στο τέταρτο κεφάλαιο υπάρχουν τα σχέδια της προστασίας που έχουμε υπολογίσει στο τρίτο κεφάλαιο και στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τρόποι εγκατάστασης για διαφορετικά είδη προστασίας τόσο όταν τοποθετούνται στον πυθμένα όσο και όταν τοποθετούνται στο πρανές συναρμογής του μετώπου παραβολής που διαμορφώνεται με δάπεδο κυκλοφορίας που εδράζεται σε πασσά'λους

The present thesis refers to the design of protection of a quay wall against the corrosive action of currents created by the main propeller and the bow thruster as well. More specifically we study the armour of a vertical quay wall constructed by caissons and the armour of a pile quay wall. Initially, in the first chapter we make a display of these two different types of quay wall and then we refer in how currents are created from the main propeller and the bow thruster and how they act with a different way to each quay wall. We display and some calculative methods of maximum current velocities that worn out our sea bed and the embankment in case of a pile quay wall and we display some others calculative methods of maximum current velocities that worn out our sea bed in case of a vertical quay wall. We follow this order so that we can understand the flub mechanisms and take the proper precautions. In the second chapter we present several types of protection that have been developed and used as rock armour, rip rap, gabions and others. We choose the type of protection according to the characteristics we want and the suffering that we want our protection to withstand. We display grading rules for the sizes of rocks that we will use and the reasons that assert these rules which are the needs that our rocks must not be carried away by the water flow and also not to float. In the third chapter the design procedure of our protection is presented and the calculations of a specific problem. Based on these calculations we choose the type of protection, the dimensions of the layers and the lengthening of the protection. In the fourth chapter we display the patterns of the protection we have calculated in the third chapter and in the fifth and final chapter we present ways of installing different types of protection when they are placed on the sea bed and on the embankment.