Примечание. В случае расчета сооружения на нагрузки с учетом волнового воздействия следует руководствоваться указаниями п. 16.17, б.
16.16. Значения изгибающего момента и поперечной силы в опорном сечении (в точке крепления анкерной тяги) лицевой стенки, действующие на один элемент, определяются по формулам:
(76)
(77)
где Mоп - изгибающий момент на уровне крепления анкера, определяемый из графоаналитического расчета произведением полюсного расстояния ?? на ординату хоп веревочного многоугольника на уровне крепления анкера в масштабе длин;
Qоп - поперечная сила на уровне крепления анкера, определяемая из графоаналитического расчета разностью между анкерной реакцией Rа и наданкерной частью активного давления грунта и временной нагрузки;
b и ?? - то же, что в п. 16.9 настоящей Инструкции.
16.17. При определении основного сочетания нагрузок для расчета больверков необходимо учитывать следующее:
а) нагрузки от ветрового статического навала пришвартованного судна и от навала судна при подходе к сооружению используются при расчете местной прочности надстройки, ее связей с лицевой стенкой, отбойных устройств и их креплений;
б) в случае учета волнового воздействия (см. п. 8.18 настоящей Инструкции) расчет лицевой стенки следует проводить в два этапа. На первом (основном) этапе расчет лицевой стенки выполняется графоаналитическим методом на нагрузку от давления грунта с учетом временных вертикальных нагрузок, на втором - с дополнительной нагрузкой от волнового воздействия. В процессе расчета на втором этапе первоначально следует замыкающую пересекать с веревочной кривой на глубине, значение которой получено на первом этапе расчета.
В зависимости от результата расчета возможно увеличение глубины забивки или усиление поперечного сечения лицевой стенки на основании сравнения технико-экономических показателей.
Для подбора сечения лицевой стенки расчетное значение изгибающего момента в пролете на первом этапе расчета следует определять по формуле (74), на втором - по формуле
(78)
где mв = 0,9 - коэффициент условий работы, учитывающий волновое воздействие;
Mмакс и Ммакс2 - максимальные изгибающие моменты в пролете лицевой стенки, полученные соответственно на первом и втором этапах расчета;
тс - то же, что в п. 16.15 настоящей Инструкции;
b и ?? - то же, что в п. 16.9 настоящей Инструкции.
Сечение стенки выбирается по наибольшему из полученных значений.
Расчет анкерной системы выполняется на анкерное усилие, полученное на втором этапе расчета лицевой стенки больверка.
16.18. Значение горизонтальной составляющей усилия в анкерной тяге и элементах ее крепления следует определять по формуле
(79)
где mв - то же, что в п. 16.17, б, при определении усилия в анкере на втором этапе расчета;
mа - коэффициент, учитывающий перераспределение давления на стенку, а также неравномерность натяжения анкерных тяг;
Rа - -то же, что в п. 16.7 настоящей Инструкции;
la - шаг анкерных тяг.
Значение коэффициента mа следует принимать равным:
для стенок с предварительным натяжением анкеров - 1,30;
для стенок и плит без предварительного натяжения анкеров - 1,50;
для расчета прочности распределительного пояса и деталей его крепления - 1,25.
16.19. Величину предварительного натяжения Рн анкеров в больверках с лицевой стенкой из железобетонных элементов повышенной жесткости следует принимать по наименьшему значению, полученному из решения формул:
(80)
1,10 Pнh ?? 0,75 Mp,(81)
где h - то же, что в п. 16.15 настоящей Инструкции;
Ec и Ea - соответственно модули упругости материала лицевой стенки и анкерной тяги;
Ic - момент инерции расчетного сечения лицевой стенки на ширине, равной шагу анкеров;
- усилие в анкере при полном расчетном загружении сооружения;
La и Fa - длина и площадь сечения анкерной тяги;
Мp - изгибающий момент в лицевой стенке, приведенный к ширине, равной шагу анкеров.
16.20. Анкерные опоры в виде гибких стенок следует рассчитывать графоаналитическим методом с учетом указаний пп. 16.4, 16.21-16.23.
Примечание. Временную эксплуатационную нагрузку следует располагать за плоскостью обрушения, проведенной из верхней точки анкерной стенки.
16.21. Усилия в анкерных стенках следует определять из графоаналитического расчета на действие нагрузок от суммарной эпюры давления грунта и анкерной реакции Ra (где Ra определяется по п. 16.7 - см. рис. 22).
Примечание. Против тумбового массива анкерное усилие Ra следует суммировать с распределенным на длине Lт тумбового массива усилием Ешв от нормальной составляющей швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкерной тяги. Усилие Ешв определяется по формуле (обозначения показаны на рис. 21)
(82)
16.22. Полная высота анкерной стенки (рис. 22) определяется из условия ее устойчивости по формуле
hс = t1 + tс + ??t,(83)
где t1 - наданкерная высота анкерной стенки;
tс - глубина погружения из графоаналитического расчета от анкера до пересечения замыкающей с веревочным многоугольником при действии на стенку анкерной реакции, определяемой из условия mдRа;
Рис. 21. Схема к расчету усилий в анкерных тягах
Рис. 22. Расчетная схема анкерной стенки:
а - суммарная эпюра давления; б - веревочный многоугольник; в - силовой многоугольник;1 - отметка кордона; 2 - анкер
mд - по табл. 7, поз. 7, настоящей Инструкции;
Ra - то же, что в п. 16.7 настоящей Инструкции;
??l - дополнительная глубина на защемление, определяемая по формуле
(84)
где - то же, что в п. 16.12 настоящей Инструкции;
nt = 0,8 - коэффициент безопасности.
Остальные обозначения приняты в соответствии с пп. 8.20 и 8.25 настоящей Инструкции.
Примечание. О методе расчета давления грунта см. примечание к п. 16.12 настоящей Инструкции.
16.23. Усилия, действующие на один элемент анкерной стенки, при расчете ее прочности и трещиностойкости определяются по формулам (74), (76) и (77) при коэффициенте mс = 1.
16.24. При заглублении гребня анкерной плиты на глубину, равную ее высоте, отпор и распор грунта принимаются в пределах от подошвы плиты до поверхности территории (рис. 23, а).
При больших заглублениях анкерной плиты грунтовые нагрузки, действующие непосредственно на анкерную плиту, учитываются лишь в пределах ее высоты.
Рис. 23. Расчетные схемы анкерных плит
a - для определения устойчивости, б - для определения усилий в железобетонных ребристых плитах,1 - отметка кордона
В качестве основного варианта расположения анкерной плиты следует принимать заглубление ее гребня на величину, равную высоте плиты, из условия
(85)
где nc, n, kн - то же, что в п. 8.8 настоящей Инструкции;
mд - по табл. 7 настоящей Инструкции;
Rа - то же, что в п. 16.7 настоящей Инструкции;
m - то же, что в п. 8.14 настоящей Инструкции;
Еp - равнодействующая пассивного давления в пределах отметки территории и подошвы анкерной плиты от собственного веса грунта засыпки;
Еа - равнодействующая активного давления в пределах отметки территории и подошвы анкерной плиты от собственного веса грунта засыпки и временной нагрузки, расположенной со стороны призмы распора.
Примечания. 1 Временную эксплуатационную нагрузку в расчете следует располагать на территории причала за плоскостью обрушения, проходящей через верхнюю точку анкерной плиты.
2. При расчете анкерных плит тумбовых массивов анкерная реакция Rан, получаемая графоаналитическим расчетом, суммируется с равномерно распределенным усилием от горизонтальной составляющей швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкерной тяги (см. примечания к п. 17.21 настоящей Инструкции)
16.25. Усилия, действующие в элементах железобетонных ребристых анкерных плит (рис. 23, 6), определяются:
а) в плите - как в балке на двух опорах с консолями от равномерно распределенной нагрузки на , т.е.
(86)
б) в ребре - как в консольной балке, защемленной в уровне крепления анкерной тяги [в середине высоты анкерной плиты при расчете ее по формуле (85), а при расчете ее на грунтовые нагрузки в пределах высоты плиты - по центру тяжести суммарной эпюры расчетного давления грунта], от равномерно распределенной нагрузки на 1 пог. м консоли, т.е.
(87)
В формулах (86) и (87):
lп - длина анкерной плиты;
?? - проектный зазор между анкерными плитами;
Ra - то же, что в п. 16.7 настоящей Инструкции;
hп - высота анкерной плиты.
16.26. Расстояние между лицевой стенкой и анкерными плитами и стенками (рис. 24) следует принимать из условия пересечения на поверхности территории плоскости обрушения, проведенной от расчетной плоскости лицевой стенки из точки на уровне касания замыкающей к веревочному многоугольнику сил, с плоскостью выпора, проведенной от подошвы анкерной плиты, а для анкерной стенки - из точки, отстоящей вверх от подошвы на 2??t (??t - то же, что в п. 16.22 настоящей Инструкции).
Расстояние между лицевой стенкой и анкерными опорами следует определять по формуле
(88)
где - сумма расстояний от отметки кордона до точки касания замыкающей к веревочному многоугольнику из графоаналитического расчета лицевой стенки;
- сумма расстояний от отметки кордона до подошвы анкерной плиты, а в анкерных стенках - выше подошвы на 2??t;
??i - угол внутреннего трения грунта основания и засыпки, соответствующий i-му слою грунта.
16.27. Если по общим компоновочным требованиям (из-за стесненности территории) или технико-экономическим соображениям возможно и целесообразно приблизить анкерные опоры к лицевой стенке с нарушением условия (88) или если в поверхностных слоях основания между лицевой стенкой и анкерными устройствами залегают грунты значительно слабее по прочностным свойствам, чем грунты засыпки, следует расчетом проверить анкерующую способность массива грунта.
Рис. 24. Схема для определения расстояния Lа между лицевой стенкой и анкерными опорами:
Устойчивость массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление, определяется из условия
(89)
где nc, n, kн - то же, что в п. 8.8. настоящей Инструкции;
mд - дополнительный коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 7 настоящей Инструкции;
Rа - то же, что в п. 16.7 настоящей Инструкции;
т - то же, что в п. 8.14 настоящей Инструкции;
Rмасс - горизонтальная составляющая равнодействующей сил, действующих на массив грунта, расположенный между лицевой стенкой и анкерной опорой.
Примечание. Определение положения поверхности скольжения н величины Rмасс приведены в прил. 8
16.28. При невыполнении условия (89) для сооружений с анкерными стенками (в зависимости от технико-экономической целесообразности) следует увеличить расстояние между лицевой и анкерной стенками или заглубить подошву анкерной стенки.
16.29. В случае сокращения расстояния между анкерными опорами и лицевой стенкой по сравнению с требованиями формулы (88) уменьшенную величину пассивного давления на анкерные опоры допускается определять по указаниям прил. 9.
16.30. Проверку общей устойчивости причальных сооружений, типа заанкерованного больверка, на глубинный сдвиг следует выполнять только в тех случаях, когда:
в основании причального сооружения непосредственно под подошвой и глубже имеются прослойки слабого грунта, вдоль которого может произойти скольжение (сдвиг) и в результате - нарушение устойчивости сооружения;
в тыловой части причального сооружения, включенной в зону, ограниченную возможной поверхностью сдвига (скольжения), имеются эксплуатационные нагрузки, более чем в три раза превосходящие нагрузки прикордонной зоны.
16.31. Расчет конструктивных элементов больверков (лицевой стенки, анкерных тяг, деталей крепления анкерной системы и анкерных опор) следует выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП на стальные конструкции, на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, на бетонные и железобетонные конструкции, разд. 16 и пп. 8.7-8.11 настоящей Инструкции.
17. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЭСТАКАДНОГО ТИПА
17.1. Проектирование причальных сооружений на сваях и сваях-оболочках из железобетона и металла должно включать следующие этапы:
а) определение нагрузок, действующих на секцию сооружения, и их сочетаний с учетом взаимодействия секций;
б) выбор конструктивной схемы сооружения и предварительных основных размеров его элементов, который должен осуществляться на основании технико-экономического сравнения вариантов конструктивных схем причала в целом;
в) расчет основной пространственной конструкции сооружения и определение усилий в ее элементах (см. пп. 17.2-17.9 настоящей Инструкции);
г) расчет свай, свай-оболочек и свайных ростверков в целом по несущей способности (устойчивости) и по деформациям (перемещениям, углам поворота, прогибам) в соответствии с требованиями главы СНиП на свайные фундаменты и п. 17.25 настоящей Инструкции;
д) конструктивный расчет элементов сооружения (по прочности, трещиностойкости и деформациям) в соответствии с требованиями глав СНиП на бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений, на бетонные и железобетонные конструкции, на стальные конструкции, а также пп. 7.3, б, 8.7-8.11 настоящей Инструкции;
ж) расчет общей устойчивости сооружения и устойчивости подпричального откоса при выбранной конструктивной схеме сооружения и расчетном сочетании нагрузок следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП на основания гидротехнических сооружений и специального нормативного документа с учетом указаний пп. 8.12-8.16 настоящей Инструкции. При этом коэффициенты mд, вводимые в расчет, принимаются по табл. 7.
Примечание. Для более точного расчета произвольных статически неопределимых стержневых систем, а также сокращения времени и повышения качества проектирования следует использовать автоматизированный расчет пространственных систем.
17.2. Пространственную конструкцию сооружения при отсутствии программ автоматизированных расчетов допускается расчленять на отдельные плоские системы, выбирая из них основную несущую систему. Способ членения пространственной системы конструкции и выбор основной несущей системы зависят от конструктивной схемы ростверка (продольно-ригельная, поперечно-ригельная, смешанная-кесонная, плитная-безбалочная) и степени омоноличивания узлов и элементов сооружения.
