Hundipea sadam

A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Töö nr: 1706E Tellija: Veeteede Amet HUNDIPEA SADAMA KAIDE NR 8 JA 9 NING LAINEMURDJA REKONSTRUEERIMISE TÖÖPROJEKTI EKSPERTIIS Aldur Parts Volitatud ehitusinsener 8 Juhatuse liige Tallinn mai 2017 Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 1 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 TELLIJA JA TÖÖVÕTJA ANDMED TELLIJA Veeteede Amet Registrikood 70005414 Valge 4, 11413, Tallinn Tel. +372 6205500 E-post: [email protected] Tellija esindaja: Rando Sirak TÖÖVÕTJA A.Partsi Inseneribüroo OÜ Registrikood 11040623 Õie 17, 11615, Tallinn Tel. +372 5041120 E-post: [email protected] Töövõtja esindaja: Aldur Parts Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 2 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 1. EKSPERTIISI EESMÄRK JA OBJEKT ......................................................................................................... 4 2. EKSPERTIISI DOKUMENDID .................................................................................................................. 5 3. ANDMED KONSTRUKTSIOONIDE KOHTA.............................................................................................. 6 3.1 KAI PROJEKTEERIMISANDMED ....................................................................................................... 6 3.2 KAI KONSTRUKTSIOON ................................................................................................................... 6 4. SULUNDSEINTE ARVUTUSED ................................................................................................................ 7 4.1 SULUNDSEINTE RISTLÕIKE PARAMEETRID ..................................................................................... 7 4.2 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 1-1.............................................................................................. 7 4.3 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 2-2.............................................................................................. 8 4.4 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 3-3.............................................................................................. 9 4.5 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 4-4............................................................................................ 10 4.6 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 5-5............................................................................................ 11 5. KAIDE ÄÄRETALAD ............................................................................................................................. 12 5.1 SILDUMISLIIN S9........................................................................................................................... 12 5.2 SILDUMISLIIN S8........................................................................................................................... 13 5.3 SILDUMISLIINI S9 ARVUTUS VENDRI JÕULE ................................................................................. 13 6. LAINEMURDJA ARVUTUS ................................................................................................................... 15 6.1 TUULE KIIRUS JA VALDAVAD TUULTE SUUNAD ............................................................................ 15 6.2 OLULISE LAINEKÕRGUSE SUURUSE LIGIKAUDNE MÄÄRAMINE ................................................... 16 6.3 LAINEMURDJA BETOONSEINA ARMEERINGU ARVUTUS .............................................................. 18 7. KOKKUVÕTE ....................................................................................................................................... 18 Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 3 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 1. EKSPERTIISI EESMÄRK JA OBJEKT Ekspertiisi eesmärgiks on teostada Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 rekonstrueerimise kandekonstruktsioonide projekti ekspertiis koos põhikonstruktsioonide arvutusega. Ekspertiisi eesmärgiks on anda hinnang kandekonstruktsioonide ohutuse kohta. Kontrollarvutused on teostatud vastavalt Eestis kehtivatele standarditele. Olemasoleva kai konstruktsioonid on amortiseerunud. Projektiga esitatakse kaide S8 ja S9 rekonstrueerimise ja kaid kaitsva lainemurdja konstruktsiooni lahendused. Kai plaan on esitatud joonisel 1. Sildumisliinide andmed projekti põhjal: 1. Sildumisliin S8 ehitatakse pikkusega 59 m, projekteeritud sügavusega 6,0 m ja kai ääretala kõrgusega 1,3 m; 2. Sildumisliin S9 ehitatakse pikkusega 124 m, projekteeritud sügavusega 10 m ja kai ääretala kõrgusega 1,7 m. Sildumisliinid rajatakse sulundseina profiilidest, mis ankurdatakse ankruseina. Vastu ankruseina merepoolsesse külge rajatakse lainemurdja, mille põhikonstruktsiooni moodustavad 5-tonnise kaaluga tetrapodid. Joonis 1. Kai plaan (väljavõte projektist) Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 4 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 2. EKSPERTIISI DOKUMENDID Ekspertiis teostati järgmiste dokumentide alusel 1. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja rekonstrueerimine. Tööprojekt. Kaust 1. Asendiplaanid ja konstruktsioonid. EstKONSULT OÜ. Töö nr B524, juuli 2015. 2. Hundipea sadama lainemurdja kai ehitusgeoloogilise uuringu aruanne. OÜ REI Geotehnika. Töö nr 3676-15, juuni 2015. Ekspertiisi teostamisel on järgitud järgmiseid konstruktsioonide projekteerimise standardeid Koormused: 1. EVS-EN 1990:2002 Eurokoodeks – Ehituskonstruktsioonide projekteerimise alused 2. EVS-EN 1991-1-1:2002 Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused – Osa 1-1: Üldkoormused - Mahukaalud, omakaalud, hoonete kasuskoormused. 3. EVS-EN 1991-1-3:2006 Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused – Osa 1-3: Üldkoormused - Lumekoormus 4. EVS-EN 1991-1-4:2007 Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused – Osa 1-4: Üldkoormused - Tuulekoormus 5. EVS-EN 1991-1-5:2006 Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused – Osa 1-5: Üldkoormused - Temperatuurikoormus Konstruktsioonid 1. EVS-EN 1993-1-1:2005+NA:2006 Eurokoodeks 3. Teraskonstruktsioonide projekteerimine. Osa 1-1: Üldreeglid ja reeglid hoonete projekteerimiseks 2. EVS-EN 1993-1-8:2005+NA:2006 Eurokoodeks 3. Teraskonstruktsioonide projekteerimine. Osa 1-8: Liidete projekteerimine 3. EVS-EN 1993-5:2007+NA:2009 Eurokoodeks 3. Teraskonstruktsioonide projekteerimine. Osa 5: Vaiad 4. EVS-EN 1992-1-1:2005+NA:2007 Eurokoodeks 2: Betoonkonstruktsioonide projekteerimine. Osa 1-1: Üldreeglid ja reeglid hoonetele 5. EVS-EN 1997-1:2005+NA:2006 Eurokoodeks 7: Geotehniline projekteerimine. Osa 1: Üldeeskirjad Kasutatud kirjandus 1. Recommendations of the Committee for Waterfront Structures Harbours and Waterways EAU 2012. Wiley. Ernst & Sohn. 9th edition, 2015. 2. Carl A. Thoresen Port Designer’s Handbook. Third edition. ICE Publishing, Thomas Telford Ltd 2014. 3. Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan. The Overseas Coastal Area Developments Institute of Japan, 2002. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 5 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Kasutatud arvutitarkvara 1. Autodesk Robot Structural Analysis Proessional 2017; 2. Microsoft Office – tabelarvutuste tegemiseks, töö vormistamiseks. 3. Prosheet 2.2 4. Plaxis 2D (Johannes Pello IB OÜ) 3. ANDMED KONSTRUKTSIOONIDE KOHTA 3.1 KAI PROJEKTEERIMISANDMED Kai sildumisliin S9 on projekteeritud arvestades jäämurdja Tarmo parameetreid. Mahutavus 3916 dwt, süvis 6,2 m, pikkus 84,5 ja laius 21,2 m. Parda kõrgus 9,5 m. Sildumiskiirus on ette nähtud 150 mm/s. Kai sildumisliin S8 on projekteeritud arvestades EVA 316 parameetreid. Mahutavus 907 dwt, süvis 3,8 m, pikkus 52,3 ja laius 12,2 m. Parda kõrgus 5 m. Sildumiskiirusena on ette nähtud 300 mm/s. Pollari koormused on 350 kN ja 250 kN vastavalt sildumisliinidele S9 ja S8. Kaile mõjuva kasuskoormusena on arvestatud 3 m ulatuses kai servas 10 kN/m2 ja ülejäänud osas 20 kN/m2. Transpordivahendi teljekoormusena 150 kN. Kohtkoormusena kail on arvestatud 300 kN, mis mõjub pinnal 0,7  0,7 m. Pidurduskoormusena piiretele arvestatakse jõuga 50 kN pinnale 0,5  0,5 m. Tuulekiiruse baasväärtusena on ette kirjutatud 24 m/s, mille tuulerõhu baasväärtuseks on 360 N/m2 3.2 KAI KONSTRUKTSIOON Kai sulundseinad süvistatakse sinisavisse. Sinisavi geoloogiline lasumissügavus on muutuv, mistõttu projektis on arvestatud sulundseinte profiilide erinevate pikkustega. Sulundseintes kasutatav terase klass on S355 GP. Kasutatavad sulundseinaprofiilid on sadama sügavamas osas sildumisliini S9 juures AZ48. Sildumisliini sulundsein rajatakse profiilist AZ 14-700. Sama profiil on kasutusel ka ankurdusseina tajamisel. Sulundprofiilid on ankurdatud ankrutega GEWI  57,5, teras 670/800 (S8) ja GEWI 63 teras 670/800. Osa tugiseinast lainemurdja juures ehitatakse profiili AZ 24-700 kasutades ning ankurdatakse injektsioonankrutega MAI T76S pinnasesse. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 6 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 4. SULUNDSEINTE ARVUTUSED 4.1 SULUNDSEINTE RISTLÕIKE PARAMEETRID Kasutatud sulundseinte ristlõigete parameetrid on arvutatud arvestades ristlõike vähenemist korrosioonist vees 1,75 mm mõlemalt ristlõike poolt ja pritsmete, veetaseme kõikumise tsoonis 3,75 mm mõlemalt ristlõike poolt. Sulundsein lõikes 1-1 rajatakse Arcelor Mittali profiilidest AZ24-700. Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 1,75 mm võrra on A = 16887/1,4 = 12060 mm2/m Wel = 1703692 mm3/m MRd = 605 kNm/m Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 3,75 mm võrra on tegemist 4. klassi ristlõikega normaalpingete jaotusele paindest A = 7868/1,4 = 5620 mm2/m Wel = 805192 mm3/m MRd = 285 kNm/m Sulundsein sildumisliinil S8 ja ankruseinas rajatakse Arcelor Mittali profiilidest AZ14-700. Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 1,75 mm võrra on A = 13729/1,4 = 9806 mm2/m Wel = 956528 mm3/m MRd = 340 kNm/m Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 3,75 mm võrra on tegemist 4. klassi ristlõikega normaalpingete jaotusele paindest A = 5645/1,4 = 4032 mm2/m Weff = 388574 mm3/m MRd = 138 kNm/m Sulundsein sildumisliinil S9 rajatakse Arcelor Mittali profiilidest AZ48. Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 1,75 mm võrra on A = 28954/1,16 = 24960 mm2/m Wel = 3894625 mm3/m MRd = 1382 kNm/m Ristlõike vähenemisel mõlemalt poolt 3,75 mm võrra A = 20652/1,16 = 17803 mm2/m Weff = 2846875 mm3/m MRd = 1010 kNm/m 4.2 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 1-1 Sulundseina kohta on koostatud arvutusmudel programmis Plaxis 2D. Kasutatud on Mohr-Coulomb’i arvutusmudelit, kuna ehitusgeoloogia aruanne ei sisalda andmeid HS või HSS mudeli kasutamiseks. Maksimaalne paindemoment sulundseinas on esitatud joonisel 2. Maksimaalne ankrujõud tekib ebaühtlasel täitmisel ja on 95 kN (ankur ei ole mudelis eelpingestatud) Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 7 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Joonis 2. Paindemomendid sulundseinas Projekti järgi eelpingestatud ankru puhul on sulundseinas suuremad paindemomendid. Need on esitatud joonisel 3. Neljanda ristlõikeklassi puhul suurema korrosioonivaru juures oleme sulundseinas ülekoormamisele väga lähedal. Eelpinge suurust tuleks korrigeerida. Joonis 3. Paindemomendid eelpingestatud ankru puhul Mmax = 143 kNm/m 4.3 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 2-2 Maksimaalne paindemoment sulundseinas on esitatud joonisel 4. Ankruseina paindemomendid on esitatud joonisel 5. Maksimaalne jõud tömbis 346 kN. Arvestades süvendusvaruga 1m suureneb tõmbijõud 369 kN ja maksimaalne paindemoment sulundseinas on 188 kNm/m. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 8 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Joonis 4. Sulundseina maksimaalsed paindemomendid kai S8 juures Joonis 5. Ankruseina paindemomentide epüür 4.4 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 3-3 Maksimaalne paindemoment sulundseinas on esitatud joonisel 6. Ankruseina paindemomendid on esitatud joonisel 7. Maksimaalne jõud tömbis 443 kN. Arvestades süvendusvaruga 1m suureneb tõmbijõud 490 kN ja maksimaalne paindemoment sulundseinas on 542 kNm/m. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 9 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Joonis 6. Sulundseina paindemomentide epüür lõikes 3-3 Joonis 7. Ankruseina paindemomentide epüür 4.5 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 4-4 Maksimaalne paindemoment sulundseinas on esitatud joonisel 8. Ankruseina paindemomendid on esitatud joonisel 9. Maksimaalne jõud tõmbis 429 kN. Arvestades süvendusvaruga 1m suureneb tõmbijõud 500 kN ja maksimaalne paindemoment sulundseinas on 615 kNm/m. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 10 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Joonis 8. Sulundseina paindemomentide epüür lõikes 4-4 Joonis 9. Ankruseina paindemomentide epüür 4.6 SULUNDSEINA ARVUTUS LÕIKES 5-5 Maksimaalne paindemoment sulundseinas on esitatud joonisel 10. Maksimaalne keskmine jõud tõmbis 223 kN. Joonis 10. Sulundseina paindemomentide epüür lõikes 5-5 Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 11 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 5. KAIDE ÄÄRETALAD 5.1 SILDUMISLIIN S9 Pollarile mõjuv normatiivne koormus sildumisliini S9 juures on 350 kN. Arvutuslik koormus on 525 kN. Arvutuslik paindemoment on 525  1,8 = 945 kNm. Pidurduskoormus kai servale 50  1,5 = 75 kN. Paindemoment pidurduskoormusest 75  1,6 = 120 kNm. Paindemoment pinnase külgsurvest (pinnasevee ja mereveetaseme loeme samaks, kuna sulundseinas on drenaažiavad) 30  0,30  1, 5  1, 5/2 + 21  1,5  0,30  1,5/2  1,5/3 = 14 kNm/m Vaatleme betoonkai pikkust 4,8 m, mis töötab korraga nii pollari horisontaalsele jõule, pidurdusjõule ja pinnase horisontaalsele survele. 2  1,65 + 1,5 =4,8 m. Väände arvelt jaguneb ilmselt veel laiemale osale. Moment kokku on 945 + 120 + 4,8  14 = 1132 kNm Armatuur 9  20 As = 2826 mm2. Armatuuri klass B500B. Kasulik kõrgus d1 = 1350 – 55 – 10 = 1285 mm. Armatuur 24  20 As = 7536 mm2, kasulik kõrgus d1 = 1100 – 55 – 10 = 1035 mm tala pikkusele 4800 mm. Betoon C35/45. . fcd = 23,3 N/mm2.  = 1132e6/(23,3  4800  10352) = 0,00925  = 1 – (1 – 2  )0,5 = 0,00929 Vajaliku armatuuri pindala paindemomendi vastuvõtmiseks on As = 0,00929  23,3  4800  1035 / 435 = 2472 mm2 . Armatuuri suurem kogus on vajalik väände vastuvõtmiseks ja sellega pollari jõu jaotamiseks siludmisliini talale. Momentide vastuvõtmiseks vajalik ankurduspikkus on 0,7  27,2  20  2472/7536= 125 mm, mis on väiksem lbmin = 10  = 200 mm. Ankurduspikkus on tagatud. Paindemomendi vastuvõtuks on armatuuri talas piisava varuga. Paindemomenti ülekandmisel sulundseinale töötavad sulundseinast läbi asetatud rauad 2420 As = 7536 mm2, kasulik kõrgus d1 = 500 – 55 – 10 = 435 mm tala pikkusele 4800 mm. Betoon C35/45. . fcd = 23,3 N/mm2.  = 1132e6/(23,3  4800  4352) = 0,0524  = 1 – (1 – 2  )0,5 = 0,0538 Vajaliku armatuuri pindala paindemomendi ülekandmiseks on As = 0,0538  23,3  4800  435 / 435 = 6017 mm2. Projekteeritud armatuuri kogus on aitab tagada paindemomendi ülekandmise sildumisliini talalt sulundseinale. Sulundseina korrosioonist tingitud ristlõike vähenemine on pritsmete tsoonis 3,75 mm 50 aasta kohta. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 12 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Sulundprofiili ristlõige AZ 48. Ristlõike vähenemist 3,75 mm võrra mõlemalt poolt arvesse võttes on geomeetrilised parameetrid järgmised: Pindala A = 20652 mm2 Inertsmoment I = 783488673 mm4. Toodud parameetrid on 1,16 m laiuse seinaosa kohta. Ristlõike vöö paksus pärast roostetamisvaru maha arvamist on 11,5 mm, seina paksus on 8,8 mm. 381,6/8,8 = 43,4 < 72  0,81 = 58,3. Ristlõige on 1. klassi ristõige. Wel = 783488673*2/474,5/1,16= 2846875 mm3/m MRd = 2846875*355/1000000= 1010 kNm/m (määratud elastse vastupanumomendi järgi). Sulundseinas mõjuv paindemoment jõududest, mis on suunatud kaist eemale on 1132 / 4,8 << 1010 kNm/m. 5.2 SILDUMISLIIN S8 Pollarile mõjuv normatiivne koormus sildumisliini S8 juures on 250 kN. Arvutuslik koormus on 375 kN. Arvutuslik paindemoment on 375  1,0 = 375 kNm. Pidurduskoormus kai servale 50  1,5 = 75 kN. Paindemoment pidurduskoormusest 75  0,7 = 53kNm. Paindemoment pinnase külgsurvest (pinnasevesi on dreneeritud) 30  0,30  1,1  1,1/2 + 21  1,1  0,30  1,1/2  1,1/3 = 8 kNm/m Vaatleme betoonkai pikkust 4,8 m, mis töötab korraga nii pollari horisontaalsele jõule, pidurdusjõule ja pinnase horisontaalsele survele. 2  1,0 + 1,5 =3,5 m. Väände arvelt jaguneb ilmselt veel laiemale osale. Moment kokku on 375 + 53 + 3,5  8 = 456 kNm Sulundseina korrosioonist tingitud ristlõike vähenemine on pritsmete tsoonis 3,75 mm 50 aasta kohta. Sulundprofiili ristlõige AZ 14. Ristlõike vähenemist 3,75 mm võrra mõlemalt poolt arvesse võttes on geomeetrilised parameetrid järgmised: A = 5645/1,4 = 4032 mm2/m Weff = 388574 mm3/m MRd = 138 kNm/m Arvutuslik pikkus ääretalal 3,5 m. Vastuvõetav paindemoment vähendatud ristlõike poolt on 3,5  138 = 483 kNm > 456 kNm. 5.3 SILDUMISLIINI S9 ARVUTUS VENDRI JÕULE Projekteeritud laeva Jäämurdja Tarmo veeväljasurve on 3916 dwt. Laeva pikkus on 84,5 m ja laius 21,2 m, süvis on 6,2 m. Projekteeritud sildumiskiirus on 0,15 m/s. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 13 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Energia laeva sildumisel vendrile on Ed = 0,5  3916  0,15  1  2,16  0,8  1= 76 kNm, kus hüdrodünaamilise massi tegur on CH = 1 +   6,22  1,03  84,5 / (4  3916) = 2,16 Projektis valitud vendriks on Trelleborgi toode AN600 E3.0, mille maksimaalne reaktsioon normaaltingimustes on kataloogi järgi R = 583 kN. Arvutusskeemis olen kasutanud lihtsustust ja eeldanud, et koormus vendrilt läheb läbi kai ääretala pinnasele. See on tugevuse kasuks, kuna koostöö sulundseinaga kergendab koormuse ülekandumist pinnasele. Talasse tekkiv paindemoment on ääretala konstruktsiooniga vastu võetud. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 14 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 6. LAINEMURDJA ARVUTUS 6.1 TUULE KIIRUS JA VALDAVAD TUULTE SUUNAD Naissaare hüdrometeoroloogiajaamas 40 aasta jooksul mõõdetud tuulte kohta koostatud tuulte roos on esitatud joonisel 11. Seda saab kasutada Hundipea sadamas esinevate tuulte iseloomustamiseks. Tuuleandmete analüüsi põhjal esineb mõõdukaid tuuli lõuna, edela ja lääne suunast. Tugevaid tuuli esineb rohkem edela, lõuna ja loode suunast. Hundipea sadam on Tallinna lahele avatud suundade NNE ja SSE vahel. Joonis 11. Valdavate tuulte esinemissagedused erinevatest suundadest Projekti seletuskirjas on esitatud tuulekiiruse baasväärtuseks 24 m/s. Tuulekiiruse baasväärtuseks on 10 min kõige tuulisema ilma tuulekiiruse keskmine, mida mõõdetakse 10 m kõrgusel merepinnast. 1 tunni keskmine on väiksem ca 1,12  ehk ca 21 m/s. Sellele kiirusele vastavalt hindan kirjandusele tuginedes olulist lainekõrgust. Tuuleandmete analüüsile tuginedes on tugevate kirde- ja idasuunaliste tuulte esinemise tõenäosus väike. Joonisel 12 on esitatud skeem, mille põhjal on mõõdetud ja arvutatud keskmine takistuste vaba merepikkus kirdesuunalisele tuulele. Tabelis on esitatud arvutus keskmise takistuste vaba veekogu pikkuse määramiseks. Joonis 12. Takistuste vaba veekogu pikkuse arvutused Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 15 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 a cos a L [km] L*cos a 42 0,7431 12,68 9,42 36 0,8090 11 8,90 30 0,8660 8,98 7,78 24 0,9135 7,95 7,26 18 0,9511 7,95 7,56 12 0,9781 6,87 6,72 6 0,9945 6,61 6,57 0 1,0000 6,97 6,97 -6 0,9945 7,18 7,14 -12 0,9781 6,98 6,83 -18 0,9511 6,52 6,20 -24 0,9135 5,76 5,26 -30 0,8660 5,42 4,69 -36 0,8090 5,12 4,14 -42 0,7431 4,92 3,66 SUM 13,5 99,1 F eff = 7,336 km 6.2 OLULISE LAINEKÕRGUSE SUURUSE LIGIKAUDNE MÄÄRAMINE Määramine vastavalt kirjandusallikale Carl A. Thoreseni Port Designer’s Handbook. Third Edition. Thomas Telford Limited 2014. Selles esitatud joonise 2.8 (vt. joonis 13) järgi tuulele kiirusega 21 m/s kestvusega 1 tund vastav oluline lainekõrgus on 1,36 m. Olulise laine periood on 4,2 s. Tuulesuunaline takistusteta vee ulatus on võetud keskmiselt ~7,3 km, mis arvestab kirde suunaga. Põhja suunast varjab sadamat Paljassaare poolsaar. Vt. joonis 12. TTÜ Meresüsteemide Instituudi uuringus Tallinna Vanasadama süvendustööde keskkonnamõjude hindamise aruanne (Tallinn 2006) on Tallinna lahe olulise lainekõrguse kohta öeldud: „Loodetuuled võivad Tallinna lahel põhjustada üpris kõrgeid laineid. Eriti tugevate NNW tormide puhul ületab oluline lainekõrgus Tallinna lahe keskosas igal aastal 2 m ning võib ületada 4 m (Soomere, 2005a). Samuti võivad läänetuuled Tallinna lahel tekitada olulisi laineid. Võrreldes Soome lahe avaosaga ning Tallinna lahega piirnevate aladega on Tallinna lahe lainerežiim pigem mahe. Oluline lainekõrgus ületab 0.5-0.75 m lahes ainult 10 % tõenäosusega ning 1.0-1.5 m 1% tõenäosusega. Keskmine oluline lainekõrgus tuulisel sügis -ja talvehooajal on 50% kõrgem kui muudel aastaaegadel.“ Arvutuslik laine kõrgus normatiivne väärtus on 1,25  1,36 = 1,7 m lainemurdjale vastavalt allikale Recommendations of the Committee for Waterfront Structures Harbours nad Waterways EAU2012 tabelist R136-1 võetud keskmisele varutegurile (1,0+1,5)/2 = 1,25. Arvutuslik laine kõrgus Hudsoni valemi kasutamisel on 1,5  1,7 = 2,55 m. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 16 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Projekti järgi on lainemurdja kõrgus keskmisest veetasemest 4 m. Kuna 4 > 2,55 m, siis laine ületipnemist ei tohiks esineda. (Recommendations of the Committee for Waterfront Structures Harbours nad Waterways EAU2012 12.8.3). Lainemurdja pealmise kihi stabiilsuse kontrollarvutus sõltuvalt ploki kaalust, tihedusest, kujust ja lainemurdja kaldest. Lainemurdja välimine külg on projekteeritud tetrapodidest, mille kaal 5 tonni on esitatud projekti jooniste lõigetel viitejoonel. Arvutused 3 𝜌𝑠 𝐻𝑑𝑒𝑠 2,5∙2,553 𝑊= 𝜌 = 2,5 = 2,44𝑡𝑜𝑛𝑛𝑖. 𝐾𝐷 ( 𝑠 −1)𝑐𝑜𝑡𝛼 8( −1)1,5 𝜌𝑤 1,03 Tetrapodi kaal lainemurdja harjal peaks olema vähemalt 3 𝜌𝑠 𝐻𝑑𝑒𝑠 2,5∙2,553 𝑊= 𝜌 = 2,5 = 3,25𝑡𝑜𝑛𝑛𝑖. 𝐾𝐷 ( 𝑠 −1)𝑐𝑜𝑡𝛼 6( −1)1,5 𝜌𝑤 1,03 Projektis valitud tetrapodi kaal on 5 tonni. Tetrapode paigaldatakse kaks kihti, kusjuures tetrapodide asend kihis on juhuslik. Lainemurdja kalle on 1:1,5. Alumise kihi materjali, graniitkivide kaal peaks olema 3250/10 = 325 kg vähemalt. Projektis on esitatud lõigetel 400 kuni 600 kg. Lainemurdja jalamil peaks alumine kiht olema graniitkividest kaaluga vähemalt 2440/10 = 244 kg. Projektis on valitud 200 kuni 300 kg. Vajalik laius Bmin = 3 (W/ s)1/3 = 3* (3,25 / 2,5)1/3 = 3,2 m. Projektis valitud laius enne seina on ühe tetrapodi mõõt. Arvestades, et tetrapodid toetuvad ka lainemurdja-poolsele raudbetoonist seinale, võib projekti lahenduse lugeda sobivaks. Joonis 13. Diagramm olulise lainekõrguse ligikaudseks hindamiseks. (C.Thoresen) Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 17 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 6.3 LAINEMURDJA BETOONSEINA ARMEERINGU ARVUTUS Betoonseina paksus 400 mm. Kõrgus 1700 mm. Betoonsein toetub raudbetoonist talale mõõtmetega 1250  1900 mm. Tala on ankurdatud lahepoolsesse sulundseina. Betooni tugevusklass C35/45. fcd = 23,3 N/mm2. Armatuuri tugevusklass B500B. Töötava armatuuri läbimõõt on 16 samm 200. Arvutuslik paindekandevõime >120 kNm/m Arvutused paindele näitavad, et valitud ristlõike mõõtmed on piisavad, et vastu võtta juhuslikke tugevaid laine lööke lainemurdja betoonosale. Põikjõu vastuvõttu vähendab töövuuk. Põikjõu vastuvõtmiseks saab arvestada armatuuriga  16 samm 200 mm. Arvutuslik laine kõrgus raudbetoonist seinale on Hdes = 1,8 * 1,36 = 2,45 m * = 0,75 (1 + cos 0)* 1,0 * 2,45 =3,68 m P1 = 0,5(1+ cos 0)(0,613 *1 + 0,35 * 1 * 1)*1,035 *9,81 *2,45 = 24 kN/m 2 1 = 0,6 + 0,5* (4*  * 8,5 /27,6 / sinh (4 *  *8,5/27,6))2 = 0,613 L =9,81 * 4,22 /2/  = 27,6 m Arvutatud kolmnurkkoormusest määratud paindemoment seinas on oluliselt väiksem raudbetoonist seina paindekandevõimest. 7. KOKKUVÕTE Ekspertiisi käigus teostatud kontrollarvutuste põhjal ei ilmnenud asjaolusid, mis viitaksid konstruktsioonide kandevõime ammendumisele. Tähelepanekud seletuskirja osas: 1. Seletuskirjas puuduvad andmed millistele lainetuse ja vendri koormustele on kai projekteeritud. 2. Seletuskirjas on nimetatud korrosioonivaruna maksimaalse paindemomendi piirkonnas 3 mm. Allakirjutanu arvates võiks see olla 3,5 mm, mis vastab standardile EVS-EN 1993-5:2007. 3. Teine täpsustus seletuskirjas esitatu kohta on armatuuri betoonist kaitsekihi suuruseks peaks olema 55 mm, mitte 50 mm ( s.o. betoonkonstruktsioon mere pritsmete tsoonis). Tähelepanekud jooniste osas 1. Joonisel K-02 on injektsioonankru jõuks märgitud 920 kN. Mis on valitud eelpingejõu eesmärk? Kas oleks võimalik kai töötamist tagada ka väiksema eelpingejõuga? Suurest eelpingejõust on sulundseinas suuremad sisejõud, mistõttu tuleks korrigeerida eelpingejõu väärtust, et tagada mõistlik insenerlik varu ja konstruktsiooni ohutus. 2. Teraskonstruktsioonide ühendussõlmi on esitatud vähesel määral. Tõmbide, eriti kaldu asetatud tõmbide sõlmed peaks olema võimalikult täpselt joonistel esitatud. Täpsemalt peaks olema esitatud ka armatuuri lahendus detailis 2, kuna nurgas ääretalade kõrgus järsult muutub. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 18 / 19  A.Partsi Inseneribüroo OÜ MTR: EPE000022 EEK000024 Detaili 4 juures erisihiliste sulundseinte ühendamisel (joonis K-10) võiks kasutada vastavat ühendusprofiili. 3. Nurgatõmbid A81 ja A82 põhjapoolses kai nurgas on seotud otse sulundseina profiiliga AZ14 vööga. Eksperdi arvates võiks kaaluda tömbi kinnitamist läbi sulundseina horisontaaltalale. Tõmbid A81 ja A82 ning laternaruumi vundament on projekti järgi teineteise kohal. Vundamendi taldmiku laius 2,35m ja paksus 0,5 m, alumine kõrgusmärk + 0,3. Torni betoonist aluse mõõtmed on 1,5  1,5 m. Tõmbide kõrgusmärk on joonis K-20 järgi +0,85. Äärmisel juhul on tömbid vahetult taldmiku peal. Plaanil joonisel K-08 on tõmbid esitatud läbi laternavundamendi. 4. Armeerimise plaani ja sõlmede vahel on vastuolud. Detail 2 joonisel K-09 omab erinevusi võrreldes viitega jooniselt K-08. Lõige 10-10 joonisel K-10 on erinev joonisel K-08 viidatud konstruktsioonist. 5. Sildumisliinil S9 võiks profiili AZ48 viia kõrgemale ääretalasse, mis tagaks ääretala ja sulundprofiili parema koostöö horisontaalsetele jõududele. Projekti ekspertiisi käigus on teostatud sulundseina arvutused viies kai lõikes. Eksperdi arvutuste põhjal on projekteeritud põhikonstruktsioonid heal optimaalsel tasemel. Kasutatud lahendused on insenerlikult õigustatud ja mõistlikud. Projekt vajab täiendamist või vastamist projekteerija poolt käesolevas töös esitatud tähelepanekute osas. Hundipea sadama kaide nr 8 ja 9 ning lainemurdja Töö nr Leht/Lehti rekonstrueerimise tööprojekti ekspertiis 1706E 19 / 19 Tere Keiu! Palun registreeri allolev e-mail. Seosta palun lepinguga nr 3-3-51/31. Ette tänades, Rando From: Aldur Parts [mailto:[email protected]] Sent: Thursday, May 25, 2017 1:07 PM To: Rando Sirak <[email protected]> Subject: Hundipea sadam Tere Saadan kandekonstruktsioonide ekspertiisi aruande. Lugupidamisega Aldur Parts A.Partsi Inseneribüroo OÜ 5041120