для первой экранирующей стенки разностью давлений между стенками с учетом дополнительного давления от веса грунта за второй экранирующей стенкой, передаваемого на экранирующую стенку по законам распределения напряжений в линейно деформируемой среде;
для второй экранирующей стенки аналогично активному давлению, определяемому по п. 8.39.
8.41. Экранирующую стенку больверка следует рассчитывать как статически неопределимую балку.
За расчетную схему экранирующей стенки больверка принимается балка шириной 1 м по фронту причала жесткостью Вэ,i опертая в точке крепления анкера на упругоподатливую опору и размещенная ниже уровня условной свободной поверхности (уровень УСП) в упругом основании, характеризуемом коэффициентом постели.
Положение уровня УСП определяется от точки крепления анкера величиной hэ,i (черт. 8.2), рассчитываемой по формуле
hэ,i=1,5(lл-аitg??i)-0,5(hл+dmin),(8.3)
где lл - условный пролет лицевой стенки больверка, м, определяемый по формуле (8.4);
аi - расстояние от расчетной плоскости лицевой стенки больверка до расчетной плоскости соответствующей экранирующей стенки, м;
??i - угол внутреннего трения грунта в слое, расположенном на расстоянии lл от уровня крепления анкера, град;
hл - высота от уровня крепления анкера до дна, м;
dmin - минимально допустимая глубина погружения элементов экранирующей стенки больверка, м. (см. п. 8.31)
Условный пролет лицевой стенки больверка рекомендуется определять по формуле
lл=hл+0,67 dл,(8.4)
где dл - глубина погружения лицевой стенки больверка, м.
Черт. 8.2. Схема к определению положения уровня УСП.
8.42. Перемещение лицевой стенки больверка на уровне крепления анкера следует определять по формуле
(8.5)
где la - длина анкера (расстояние от расчетной плоскости лицевой стенки больверка до анкерной опоры), м, определяемая по п. 8.54;
Ry - расчетное сопротивление материала анкера, кПа, принимаемое по СНиП II-23-81*;
Еа- модуль упругости материала анкера, кПа;
U - перемещение анкерной опоры, м, определяемое расчетом по программе BOMAJN.
В случаях, когда лицевая стенка анкеруется за экранирующую, а экранирующая за анкерную опору, при определении перемещения экранирующей стенки длина анкера la принимается равной расстоянию от расчетной плоскости экранирующей стенки до анкерной опоры.
Примечания:
1. Для оптимального распределения усилий в элементах больверка рекомендуется варьировать, величиной перемещения стенок больверка на уровне крепления анкера, которая обеспечивается либо технологией строительства, либо конструктивными устройствами.
2. Горизонтальное перемещение козловой опоры на уровне крепления анкера принимается равным нулю.
8.43. Статический расчет лицевой и экранирующей стенок больверка рекомендуется выполнять по программе BOMAJN или PORT.
При учете нагрузок от фильтрационного и волнового давлений воды статический расчет лицевой стенки больверка по программе ВOMAJN следует выполнять на заданную нагрузку.
Примечание.
Допускается для приближенных расчетов больверка использовать метод Блюма-Ломейера или Якоби.
8.44. Статический расчет лицевой стенки заанкеренного больверка (в т.ч. экранированного) при учете нагрузок от фильтрационного и волнового давлений воды следует проводить в два этапа:
на первом этапе расчет проводится на действие активного давления от веса грунта и эксплуатационных нагрузок на территории причала;
на втором - с дополнительной нагрузкой от фильтрационного и волнового давлений воды.
Расчетный максимальный изгибающий момент Мл в элементе лицевой стенки больверка определяется по формуле
Мл=Мmax+(М2-М1)(вл+ал)(8.6)
где Mmax - максимальный изгибающий момент в элементе лицевой стенки больверка, кНм, полученной на первом этапе расчета;
M2, M1 - максимальный изгибающий момент (на 1 м стенки по длине сооружения), кН??м/м, полученный соответственно от фильтрационного и волнового давления;
вл - ширина элемента по длине сооружения, м;
ал - расстояние (проектный зазор) между элементами, м.
Расчетная анкерная реакция на 1 м стенки по длине сооружения определяется статическим расчетом на втором этапе.
Примечание.
Для металлического шпунта расчет максимального изгибающего момента ведется на 1 м по длине стенки.
8.45. Расчет стенок больверка на нагрузки от навала судна при подходе к сооружению следует проводить в соответствии с требованиями обязательного приложения 6, от ледовых нагрузок - раздела 12 настоящей Инструкции.
Усилия (изгибающие моменты) в элементах стенок больверка от навала судна и ледовых нагрузок суммируются с усилиями, полученными статическим расчетом по п.8.43.
8.46. Анкерные стенки и плиты следует рассчитывать; при определении устойчивости (высоты) на суммарную нагрузку от активного и пассивного давлений грунта с учетом эксплуатационных нагрузок на территории причала за анкерной опорой и анкерного усилия Rа;
при определении прочности на реактивное давление грунта перед опорой, вызванное действием анкерного усилия Rg;
на усилия от швартовных воздействий, определяемых по п. 8.47.
Величина анкерного усилия Rg на 1 м стенки по длине сооружения равна расчетной анкерной реакции, полученной статическим расчетом по п. 8.43 с учетом коэффициента Ка учитывающего перераспределение эпюры активного давления грунта, неравномерность натяжения анкеров, зависание грунта на анкерах.
Коэффициент Ка принимается равным 1,5.
Примечания:
1. В первом приближении величина анкерного усилия Rа принимается по аналогам.
2. Усилия от швартовных воздействий учитываются только при расчетах стенок тумбовых массивов.
8.47. Усилие от расчетной швартовной нагрузки с учетом высоты ее приложения по отношению к уровню крепления анкера определяется по формуле
(8.7)
где Sg - поперечная проекция расчетной швартовном нагрузки, кН, определяемая в соответствии с требованиями СНиП 2.06.04-82;
lТ - длина тумбового массива, м;
hs - высота от уровня крепления анкера по линии приложения нагрузки Sg, м;
lл - условный пролет лицевой стенки больверка, м, определяемый статическим расчетом лицевой стенки больверка.
Усилие от швартовной нагрузки суммируется с анкерным усилием Rа.
8.48. Анкерную стенку следует рассчитывать обычными методами строительной механики по программе ANMAJN, BOMAJN или PORT.
8.49. Анкерную плиту следует рассчитывать как двухконсольную балку с опорой в месте крепления анкера.
Усилия, действующие в элементах железобетонных анкерных плит таврового или ребристого сечений, в поперечном направлении определяются:
в плите между ребрами - как в балке на двух опорах с консолями;
в полке - как в консольной балке, защемленной в месте примыкания полки к ребру.
Расчет анкерной плиты следует выполнять по программе PLMAJN или PORT.
8.50. Анкерные козловые опоры следует рассчитывать: на вертикальную нагрузку от веса шапочной балки, веса грунта над ней, а для сжатой сваи дополнительно от эксплуатационных нагрузок на территории причала; на горизонтальную нагрузку, равную анкерному усилию (п. 8.46).
Вертикальные нагрузки принимаются по длине, равной шагу свайных козловых опор.
8.51. Продольные сжимающие усилия Nс и растягивающие Np в сваях козловых опор определяются графически (черт. 8.3) или по формулам:
(8.8)
(8.9)
где F - расчетная вертикальная нагрузка, кН;
??p, ??c - углы наклона к вертикали соответственно растянутой и сжатой свай козловых опор, град;
Ra - анкерное усилие, кН/м (см. п. 8.46);
sк - шаг свайных козловых опор, м;
Gc - вес сваи в конструкции, кН, определяемый при коэффициенте надежности по нагрузке ??f=1,05 для сжатой сваи и ??f=0,95 для растянутой сваи козловых опор.
8.52. Расчет несущей способности и глубины погружения свай козловых опор следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.
Черт. 8.3. Схема к определению усилий в сваях козловых опор
8.53. Расстояние от расчетной плоскости лицевой (экранирующей) стенки больверка до анкерной опоры (длину анкера la) следует принимать из условия пересечения на поверхности территории плоскости обрушения, проведенной от расчетной плоскости из точки на уровне условного пролета стенки, с плоскостью выпора, проведенной от подошвы анкерной плиты, а для анкерной стенки - из точки, отстоящей вверх от подошвы на расстоянии 2??d (??d - дополнительная глубина на защемление). Длина анкера la определяется по программе BOMAJN.
8.54. Если по компоновочным требованиям (из-за стесненности территории) или технико-экономическим соображениям возможно или целесообразно приблизить анкерную стенку или плиту к лицевой (экранирующей) стенке или если в поверхностных слоях основания между лицевой (экранирующей) стенкой и анкерными устройствами залегают грунты значительно слабее по прочностным свойствам, чем грунты засыпки, следует проверить устойчивость массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление сооружения, в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 7.
8.55. Козловые анкерные опоры рекомендуется располагать непосредственно за линией естественного откоса.
В случаях приближения опор к лицевой (экранирующей) стенке, несущую способность участков свай, расположенных выше естественного откоса, следует принимать в величине, не превышающей 50% от определенного для того же грунта в условиях естественного залегания.
8.56. Анкерные тяги рассчитываются на растяжение из условия прочности
,(8.10)
где ??lc, ??п - то же, что в п. 4.3;
Rат - растягивающее усилие в анкерной тяге, кН, определяемое по п. 8.57;
An - площадь сечения тяги нетто, м2;
??с - коэффициент условий работы, принимаемый равным единице;
Ry - расчетное сопротивление материала анкерной тяги растяжению, кПа, принимаемое по СНиП II-23-81*.
В местах резьбовых соединений расчетное поперечное сечение тяги принимается по внутреннему диаметру резьбы.
8.57. Растягивающее усилие в анкерной тяге определяется по формуле
,(8.11)
где Rа - анкерное усилие, кН/м, (см. п. 8.46);
Sa - шаг анкеров, м;
?? - угол наклона анкерной тяги к горизонтали, град. В случаях, когда в экранированном больверке лицевая стенка анкеруется за экранирующую, а экранирующая за анкерную опору, усилие в переднем анкере определяется по формуле
,(8.12)
где Кa - коэффициент, принимаемый по п. 8.46;
Rл - усилие в переднем анкере на 1 м стенки по длине сооружения, кН/м, равное расчетной анкерной реакции лицевой стенки больверка, полученной статическим расчетом по п. 8.43;
Sп - шаг передних анкеров, м;
??п - угол наклона передней анкерной тяги к горизонтали, град.
При расчете анкерных тяг тумбовых массивов необходимо учитывать усилия от швартовных воздействий по п. 8.47.
8.58. Распределительный пояс следует рассчитывать по схемам многопролетных неразрезных балок с учетом пластических деформаций материала.
Рекомендуется усилия для подбора сечения распределительного пояса определять по формулам:
М=±0,085 Ral2(8.13)
Q=0,5Ral,(8.14)
где Ra - анкерное усилие, кН/м (см. п. 8.46);
l - расчетный пролет многопролетной балки, м, равный шагу анкеров.
Сечение распределительного пояса следует определять расчетом на прочность при изгибе согласно требованиям СНиП II-23-81*.
8.59. Болты крепления распределительного пояса и подкладки под гайки рассчитываются на усилия, определяемые в предположении равномерного распределения нагрузки, равной Ral между болтами.
8.60. Расчет конструктивных элементов больверка по прочности следует выполнять по формуле (4.1) при коэффициенте условий работы ??c=1,15, кроме расчета прочности анкерных тяг.
Расчет прочности анкерных тяг следует выполнять по п. 8.56.
8.61. Расчет лицевой стенки безанкерного больверка по деформациям следует проводить по программе BOMAJN или PORT.
Перемещение стенки больверка необходимо определять при расчетных характеристиках грунтов и нагрузках, применяемых в расчетах по второй группе предельных состояний.
Перемещение от эксплуатационных нагрузок не должно превышать, если нет других ограничений, допустимых перемещений, регламентируемых "Правилами технической эксплуатации портовых сооружений и акваторий".
8.62. Расчет по деформациям анкерных опор следует выполнять при расчетных характеристиках грунтов и нагрузках, применяемых в расчетах по первой группе предельных состояний.
8.63. Расчет по деформациям анкерных тяг и распределительных поясов допускается не проводить.
8.64. Расчеты железобетонных элементов лицевой, экранирующих стенок больверка, анкерных опор по образованию и раскрытию трещин следует выполнять на усилия, полученные статическим расчетом соответственно по п.п. 8.43, 8.48, 8.50 и 8.52 при расчетных нагрузках и характеристиках грунтов, коэффициенты надежности которых по нагрузке и грунту равны единице. При этом усилия от навала судна или ледовых нагрузок не учитываются.
8.65. При расчете лицевой стенки заанкеренного больверка, экранирующих стенок экранированного больверка рекомендуется увеличить глубину их погружения против минимально допустимой из условия устойчивости (п. 8.31) в случаях, если это целесообразно для выравнивания изгибающих моментов в пролете и защемлении или требуется для повышения несущей способности экранирующей стенки на вертикальные нагрузки.
8.66. При расчете лицевой стенки экранированного больверка рекомендуется уменьшать глубину ее погружения против минимально допустимой из условия устойчивости в случаях, если при ее расчете по п. 8.43 полученная эпюра изгибающих моментов два или более раза меняет знак ниже уровня дна, до величины, определяемой уровнем второго пересечения эпюры изгибающих моментов оси ординат.
При этом глубина погружения элементов лицевой стенки больверка должна быть не менее, полученной из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера (п. 8.37).
8.67. При расчете больверка с двумя экранирующими стенками рекомендуется уменьшать глубину погружения элементов второй экранирующей стенки против минимально допустимой из условия устойчивости в случаях, если при расчете по п. 8.43 полученная эпюра изгибающих моментов два или более раз меняет знак ниже уровня УСП, до величины, определяемой уровнем второго пересечения эпюры изгибающих моментов оси координат.
