***2
مقدمه
موجشکن ها سازه هایی هستند که جهت ایجاد آرامش در بندر گاه، برای تامین ورود مطمئن کشتیها به آبراهه ها و بنادر، کاهش انرژی ناشی از امواج و حفاظت از سواحل در مقابل امواج احداث میشوند.موجشکنها از دیدگاههای مختلف از جمله شکل هندسی، مصالح بکار برده شده و موقعیت قرارگیری به انواع مختلف دسته بندی میشوند. از میان انواع موجشکن ها به لحاظ شکل هندسی و مصالح به کار برده شده، موجشکنهای توده سنگی 1 از متداولترین انواع آنها میباشند.
تا حدود 50 سال گذشته، موجشکنهای توده سنگی در آبهای کم عمق ساخته میشدند. با افزایش تبادل کالا، لزوم گسترش بنادر و وسعت آنها و افزایش ابعاد شناورها باعث گردیده موجشکنها در اعماق بیشتر ومکانهای خیلی باز ساخته شوند و این منجر به افزایش ارتفاع امواج و مطرح شدن مسایل طراحی و اجرایی شده است و در این راستا انواع موجشکنها از نظر سازه و پایداری مورد توجه قرار گرفته اند.
***3
طراحان با احداث سازه های موج شکن در آب عمیق تر و مکان های مستقر در معرض امواج بلندتر، دریافتند که باید حجم سنگ مورد نیاز را تا رسیدن به نیمرخ پایدار افزایش دهند. استفاده از سنگ های بزرگ در سطح بیرونی سازه، حجم مورد نیاز را تا حد زیادی کاهش می داد. پیشرفت های حاصله در تکنولوژی بتن در اوایل قرن نوزدهم میلادی، باعث جایگزینی قطعات منشوری شکل بتنی بجای سنگ های بزرگ شد. اما با توجه به لزوم احداث موجشکن ها در مکانهای مستقر در معرض امواج سهمگین تر، ساخت و جابجایی قطعات بتنی مورد نیازغیرعملی شد. سرانجام کاربرد قطعات بتنی دارای اشکال نامنظم با پایه های چندگانه رواج یافتند. پایداری این قطعات در مقابل حمله موج علاوه بر وزن، در اثر درگیری 2 (جفت شدگی) قطعات مجاور حاصل می شود. طی دهه های اخیر، طراحی و ساخت موجشکن های شکل پذیر در بسیاری از نقاط دنیا افزایش یافته است . این سازه ها تحت اصابت امواج دریا تغییرشکل داده و پس از تغییرشکل بر اساس شرایط محیطی و سازهای به پایداری استاتیکی و یا دینامیکی میرسند. در طراحی این سازه ها این عقیده که مواد (مصالح) لایه محافظ سازه باید از نظر ایستایی در برابر حملات امواج پایدار باشد ، نقض میشود و به سازه اجازه داده میشود که تغییر شکل را تا رسیدن به یک فرم مؤثرتر ادامه دهد.
***4
در اجرای این گونه سازه ها به دلیل مجاز بودن تغییرشکل سازه، میتوان از محدوده وسیع تری از مصالح معادن سنگ استفاده کرد و با توجه به فلسفه عملکرد آنها در مواجهه با امواج دریا از مصالح با تناژ کمتر نیز بهره برد. وجود سکو در سازه شکل پذیر منجربه کاهش بیشتر انرژی موج نسبت به سایر سازه های شکل پذیر می شود. از مزیتهای دیگر این نوع موج شکن ها نسبت به سایر انواع موج شکن های توده سنگی، میتوان به کاهش بالاروی موج در بالای سطح ایستابی، کاهش سرریزی موج از روی سازه، اجرای آسان این سازه ها با توجه به امکانات محدود، ماشین آلات سبکتر و تجربیات پیمانکاران محلی و همچنین به دلیل مجاز بودن تغییرشکل این نوع سازه ها، امکان استفاده بهینه از معادن سنگی در محدوده وسیعتری از مصالح، اشاره کرد.
***6
انواع موج شکن
موج شکن ها را می توان از نظر شکل هندسی، مصالح بکار برده شده و موقعیت قرارگیری به انواع مختلف دسته بندی نمود. موج شکن ها از نظر موقعیت قرارگیری به دو دسته کلی متصل به ساحل و جدا از ساحل تقسیم بندی میگردند. از طرف دیگر در حالت کلی میتوان موج شکن ها را از نظر نوع ساختمان به صورت زیر نیز تقسیم بندی نمود:
سازه های توده سنگی که معمولا دارای وجوه شیبدار می باشند.
• سازه های با وجه قائم که عمدتاً سازه های صندوق های هستند.
• سازه های مرکب که ترکیبی از دو نوع بالا می باشند.
• موج شکن های شناور
• موج شکن های خاص
هرچند اغلب موج شکن ها و سازه های حفاظت دارای ارتفاعی بیشتر از بالاترین تراز آب هستند ، ولی در بعضی شرایط ممکن است ارتفاع سازه پایین تر از تراز آب باشد و تاج سازه زیر آب قرار گیرد. به موج شکن های اخیر که عمدتاً برای حفاظت ساحل بکار میروند موج شکن مستغرق یا ریف می گویند
***13
از میان انواع موج شکن ها به لحاظ شکل هندسی و مصالح بکار برده شده ، موج شکن های توده سنگی از متداول ترین انواع آنها می باشند. این موج شکن ها خود دارای انواع مختلف می باشند که در ادامه معرفی می شوند.
ایستایی و پایداری یک موج شکن توده سنگی به عوامل متعددی از جمله شکل ظاهری سنگ های لایه محافظ یا آرمور و وزن مخصوص آن ها ، نحوه اجرای لایه های بستر و لایه های خود موج شکن ، وضعیت هندسی سازه ، زاویه شیب ، ارتفاع تاج بستگی دارد.
موج شکن های توده سنگی
همانگونه که اشاره شد ، موج شکن های توده سنگی رایج ترین نوع موج شکن های اجرا شده در سراسر دنیا هستند. این موج شکن ها با استفاده از سنگ معدن و یا بدون قطعات بتنی ساخته می شوند. موج شکن های توده سنگی جاذب بسیار خوبی برای امواج می باشند و با توجه به شکل هندسی و ساختار آنها ، دارای پایداری و طول عمر بسیار زیاد می باشند.
***14
مزایای موج شکن توده سنگی
مصالح سنگی معمولا از معادن محلی قابل حصول هستند.
• اجرای این نوع سازه ها با تجهیزات نسبتا ساده میسر می باشد.
• خرابی این نوع سازه بصورت تدریجی بوده و در مراحل مختلف قابل تعمیر می باشد
• سازه انعطاف پذیری لازم در مقابل شرایط امواج بیش از مقادیر موج طراحی را دارد.
• سازه در مقابل نشست های مختلف به دلیل دارا بودن خاصیت انعطاف پذیری خیلی حساس نمی باشد.
انواع موج شکن توده سنگی
موج شکن های توده سنگی سنتی
موج شکن های توده سنگی با سازه تاج
موج شکن های شکل پذیر
موج شکن های سکویی
***15
موج شکن های توده سنگی سنتی
موج شکن های توده سنگی به صورتی که امروزه وجود دارند ، طی 250 سال گذشته شکل گرفته اند. البته شواهدی دال بر ساخت این موج شکن ها برای حفاظت از سواحل مصر در 2000 سال قبل از میلاد مسیح وجود دارد. موج شکن های توده سنگی در اوایل قرن هجدهم میلادی بطور ساده با ریختن سنگ به داخل دریا ساخته می شدند ، بطوری که سنگ ها در اثر برخورد امواج دوباره آرایش گرفته و نیمرخ اولیه به یکنیمرخ پایدار تبدیل می شد. بعدا برای صرفه جویی و استفاده بهینه از مصالح ، موج شکن ها بصورت لایه بندی طراحی و اجرا شدند.
موج شکن های توده سنگی سنتی یا معمولی رایجترین انواع موج شکن ها هستند که معمولاً از سه قسمت اصلی تشکیل شدهاند:
1) هسته (core )
2) لایه میانی یا لایه فیلتر ( filter )
3) لایه حفاظ یا لایه آرمور (armor layer )