РД 31.31.55-93. (Только для проектирования на территории России) Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений

d - глубина воды перед сооружением.

13.27. Массу отдельного элемента крепления откосов, соответствующую состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, следует определять по СНиП 2.06.04-82*.

13.28. Толщину плит крепления рекомендуется определять по формуле

, (13.2)

где j - угол наклона плит к горизонту;

К - коэффициент, принимаемый для сплошных плит равным 0,14, для щелевых - 0,07;

r - удельный вес воды;

r_m1 - удельный вес материала плиты;

l - длина плиты в направлении, нормальном к урезу воды.

13.29. Площадь щелей в щелевых плитах следует принимать от 10 до 20% от площади плиты, а ширину щелей - b₁ равной 0,10-0,15 м для рядового камня массой 15-1000 кг.

При необходимости применения под плитами камня других фракций ширина щелей в них должна удовлетворять условию

b₁£0,7D_min, (13.3)

где D_min - диаметр камня, определяемый по формуле

, (13,4)

где m_min - минимальный вес камня;

r_m2 - удельный вес камня.

13.30. При расчете плит крепления откосов на воздействие ледовых нагрузок значения этих нагрузок следует определять в соответствии с указаниями СНиП 2.06.04-82*. Расчеты плит по прочности и трещиностойкости должны выполняться при наиневыгоднейшем контакте плиты с поверхностью основания как балки на двух опорах.

Примечание.

Размеры плит рекомендуется корректировать по результатам модельных исследований.

13.31. Расчеты общей устойчивости берегоукрепительных сооружений следует выполнять в соответствии с указаниями раздела 6 настоящей Инструкции.

13.32. При расчете берегоукрепления в виде наброски из несортированного камня без планировки откосов необходимо определить профиль переформирования наброски, т.е. определить ширину размыва наброски поверху b, глубину ее размыва d₁.

13.33. Ширину размыва наброски поверху b (черт. 13.2) рекомендуется определять по формуле

, (13.5)

где h_cal - превышение отметки территории над расчетным уровнем;

D_mt - средний диаметр камня, приведенный к диаметру шара, определяемый по формуле (13.4) при D_min=D_mt и m_min=m_mt, где m_mt - средневзвешенная масса камня в наброске.

Расчетную ширину размыва b_cal определяют по формуле

b_cal1=K₁b, (13.6)

где К₁ - коэффициент, определяемый по табл. 13.2 в зависимости от отношения

Таблица 13.2

0,15

0,22

0,29

0,36

K₁

1,0

1,1

1,2

1,3

Промежуточные значения К₁ определяются линейной интерполяцией.

Черт. 13.2. Схема к расчету наброски из несортированного камня бед планировки откосов

1 - первоначальный профиль; 2 - фактический профиль размыва; 3 - расчетный профиль размыва

13.34. Глубину размыва наброски d₁ рекомендуется определять по формуле

, (13.7)

Пологость откоса сtgj от расчетного уровня воды до глубины d₁ рекомендуется определять в зависимости от ширины переформирования наброски на уровне дна b_cal,2, определяемого по формуле

b_cal,2,=К₂ b_cal,1, (13.8)

где К₂ - коэффициент, определяемый по табл. 13.3 в зависимости от глубины перед сооружением d.

Таблица 13.3

d

2h_1%

3h_1%

4h_1%

5h_1%

6h_1%

(7-8)h_1%

К₂

1,20

0,80

0,60

0,35

0,25

0,23

Промежуточные значения определяются линейной интерполяцией.

14. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 14.1. Проектирование портовых сооружений в сейсмических районах следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-7-81, СНиП 2.06.01-86 и указаний настоящего раздела.

14.2. При проектировании причальных сооружений следует предусматривать мероприятия, способствующие повышению их сейсмостойкости. Для гравитационных сооружений необходимо предусматривать устройства, препятствующие сдвигу сооружения по основанию ("зуб", упор и т.д.).

В сооружениях массивовой кладки следует использовать фасонные в поперечном сечении сооружения блоки или монолитную железобетонную обвязочную балку (шпонку) в верхнем курсе массивов.

В сооружениях эстакадного типа рекомендуется предусматривать пластические поглотители энергии колебаний (устройства типа диагональных связей между сваями эстакады), гасители колебаний или сейсмоизоляцию плиты верхнего строения.

14.3. Для засыпки за стенку рекомендуется применять однородный песчано-гравийный грунт или камень. Не рекомендуется устройство засыпок путем намыва. Следует предусматривать послойную засыпку грунта за стенку при обязательном уплотнении каждого отсыпанного слоя.

14.4. При замене слабого грунта в основании больверка необходимо, чтобы грунт замены располагался на плотные подстилающие или закрепленные грунты.

14.5. В заанкеренных подпорных стенках с целью повышения сейсмостойкости анкерной плиты (анкерной стенки) перед ее лицевой гранью рекомендуется устраивать плотное грунтовое ядро из крупнообломочных или песчаных грунтов.

14.6. Конструкции сопряжения анкерных тяг с сооружениями и анкерными опорами должны исключать возникновение изгибающих моментов в анкерах. Крепление концов анкерных тяг рекомендуется выполнять шарнирными.

14.7. В пределах секции сооружения длина тяг и марка стали должны быть идентичны.

При возведении сооружения рекомендуется обеспечить одинаковое предварительное напряжение анкерных тяг.

На анкерных тягах рекомендуется постановка специальных элементов, обеспечивающих выравнивание усилий в анкерах в процессе эксплуатации сооружения.

14.8. Сборные элементы верхнего строения и балочные элементы крановых путей должны иметь жесткие соединения, исключающие возможность сдвига в любом направлении. Узлы соединения должны тщательно омоноличиваться (черт. 14.1).

14.9. Во избежание увеличения сейсмических нагрузок на сооружения рекомендуется располагать склады, производственные корпуса и другие объекты порта в тыловой части причала на расстоянии не менее 2,5Н, где Н - высота причала.

14.10. Крановые пути за стенками рекомендуется устраивать на свайных фундаментах с передачей нагрузок на глубинные слои основания.

14.11. Антисейсмические швы в протяженных сооружениях целесообразно совмещать с температурно-осадочными швами. Ширину антисейсмических швов в сооружениях эстакадного типа следует назначать по результатам расчета и принимать не менее 40 мм.

Антисейсмические швы в плитах покрытий верхнего строения должны закрываться компенсаторами или нательниками из оцинкованной стали, алюминия или пластмассы, не препятствующих их взаимному перемещению.

Швы между секциями заполняются упругими прокладками, не препятствующими горизонтальным смещениям секций. В качестве прокладок следует применять ленты из пенопласта, губчатой резины и других упругих материалов.

Черт. 14.1. Омоноличивание сборных плит покрытия

1- шпонка; 2 - каркас; 3 - бетон марки М400 на легком заполнителе; 4 - полки плит покрытия; 5 - цементно-бетонное покрытие

Черт. 14.2. Конструкция связи между секциями причала

1 - стержень; 2 - труба; 3 - бетон омоноличивания; 4 - анкерующая арматура; 5 - сборный ригель

Целесообразность соединения секций эстакад между собой специальными связями, препятствующими относительному сдвигу секций в направлении, перпендикулярном продольной оси сооружения, устанавливается по результатам сопоставления расчетов на основные сочетания нагрузок с учетом сил навала судов и на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических сил. При этом конструкция связей должна исключать возможность их хрупкого разрушения при сейсмических колебаниях.

Рекомендуемая конструкция связей между секциями показана на черт. 14.2.

14.12. В конструкциях свайных набережных и оторочек, эстакада и тыловое сопряжение должны соединяться между собой свободно опертыми и скользящими по одной из опор перекидными плитами, обеспечивающими раздельную работу эстакады и тылового сопряжения.

14.13. В качестве опор сооружений эстакадного типа рекомендуется применять сваи из стальных труб либо предварительно напряженных центрифугированных железобетонных оболочек. При проектировании предварительно напряженных железобетонных свай-оболочек и ригелей необходимо, чтобы предельный изгибающий момент из условия прочности превышал не менее чем на 25% изгибающий момент из условия трещиностойкости.

14.14. Сваи необходимо погружать до глубины залегания грунтов, структура которых не нарушается при сейсмическом воздействии.

14.15. Верхние концы свай должны быть жестко заделаны в ригель при ригельной конструкции верхнего строения и в плиту при плитной конструкции.

Для придания большей жесткости омоноличивания стыкам ригелей со сваями необходимо применять безусадочный цемент, предусматривать мероприятия, препятствующие усадке бетона омоноличивания.

Узлы соединения железобетонных ригелей с железобетонными сваями-оболочками должны быть усилены применением сборных сеток, спиралей или замкнутых хомутов с учетом знакопеременных нагрузок.

14.16. Горизонтальную жесткость сооружений эстакадного типа в поперечном и продольном направлениях при необходимости следует увеличивать применением наклонных свай, либо введением диагональных связей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

14.17. Расчеты причальных сооружений, возводимых в районах с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более, должны включать: оценку сейсмичности площадки строительства, формирование динамической расчетной схемы сооружения (приложение 9 рекомендуемое);

определение сейсмических нагрузок, действующих на сооружение при сейсмическом воздействии;

определение усилий в конструктивных элементах сооружения от сейсмических нагрузок при его колебаниях по главным формам, а для распорного сооружения - и от сейсмического давления грунта;

проверки прочности элементов конструкции и устойчивости сооружения на особое сочетание нагрузок в соответствии с перечнем предельных состояний первой группы (рекомендуемое приложение 10).

14.18. Сейсмичность площадки строительства следует устанавливать в соответствии с районированием по СНиП II-7-81, а также в зависимости от структуры и физико-механических свойств грунтов основания сооружения.

При этом к грунтам основания в расчетной схеме следует относить:

для сооружений распорного типа - грунты, расположенные ниже границы динамической расчетной схемы, для свайных пирсов и набережных грунты, расположенные ниже уровня действия максимальных изгибающих моментов в сваях в грунте.

14.19. Расчеты причальных сооружений следует выполнять на горизонтальное сейсмическое воздействие перпендикулярно продольной оси сооружения, а для эстакад - еще и совпадающее с продольной осью.

14.20. Расчетами определяются сейсмические нагрузки от масс сооружения, обусловленные его инерционностью, при этом необходимо учитывать массы конструктивных элементов сооружения, массы полезных грузов на причале, присоединенные массы воды и приведенные к уровню ростверка массы свай, а также для распорных сооружений массы грунта, окружающего конструкцию, с учетом его водонасыщенности.

14.21. Расчетная сейсмическая нагрузка, действующая на К-ю массу (или к-ю степень свободы) по динамической расчетной схеме, сформированной в соответствии с приложением 9, и соответствующая i-му тону собственных колебаний сооружения, определяется по формуле

S_ki=K₁K₂K_ym_KgAb_ih_Ki, (14.1)

где K₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения сооружения, K₁=0,25;

K₂ - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности сооружения, для морских причальных сооружений K₂=1,0;

K_y - коэффициент диссипации для причальных сооружений распорного типа при сейсмичности 7 и 8 баллов равен 0,7; при сейсмичности 9 баллов равен 0,65; для причальных сооружений эстакадного типа равен 1,2 при любой сейсмичности, а для сооружений с энергопоглотителями определяется дополнительными экспериментальными исследованиями;

m_K - коэффициент инерции для "к"-й массы (или "к"-й степени свободы) равен: расчетной массе М_к для перемещения V_К или моменту инерции масс q_к для углов поворота a_К т и т×м²;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

А - коэффициент сейсмичности, равен 0,1; 0,2; 0,4 при расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов соответственно;

b_i - коэффициент динамичности, соответствующий 1-му тону собственных колебаний, принимается согласно СНиП II-7-81;

h_Ki. - коэффициент, зависящий от формы деформации сооружения при его собственных колебаниях по i-му тону.

Примечание.

При определении расчетного веса (или массы М_к и момента инерции масс q_к), сосредоточенного в "к"-й точке расчетной схемы, а также эксплуатационной нагрузки следует принимать коэффициент надежности g₁=1, при этом расчетную эксплуатационную нагрузку следует учитывать с коэффициентом сочетания 0,8.

14.22. Для причальных сооружений коэффициент формы следует определять по формуле

, (14.2)

где Х_Ki - относительное обобщенное перемещение сооружения в направлении k-й степени свободы (смещение V или угол поворота a) при его собственных колебаниях по i-му тону;

k - текущий номер степени свободы динамической расчетной схемы (k=1,2,...n);

n₃ - число степеней свободы, совпадающих с направлением сейсмического воздействия (число степеней свободы, характеризующих перемещения);

n - общее число степеней свободы динамической расчетной схемы, включая и перемещения, и углы поворота.

14.23. Для сооружений распорного типа следует учитывать не менее пяти форм собственных колебаний, для сооружений эстакадного типа - не менее 2r форм, где r - количество секций в цепочке расчетной схемы причала.

14.24. В динамических задачах при определении периодов и форм собственных колебаний, сейсмических нагрузок и усилий от них в элементах сооружений следует использовать программы автоматизированных расчетов: для сооружений, динамические расчетные схемы которых составлены по МКЭ (см. рекомендуемое приложение 9), предлагается программа ЛИРА (ППП АПЖБК); для сооружений эстакадного типа с динамической расчетной схемой в виде цепочки жестких дисков - программа PIRS.

14.25. Сейсмические боковое давление грунта на стену следует определять в соответствии с теорией предельного равновесия.

При этом интенсивность горизонтальных составляющих активного и пассивного боковых давлений грунта следует определять по формулам