Руководство по проектированию морских причальных сооружений

в точке

                         [120 (59)]

в точке А

                         [121 (60)]

в точке Б

           [122 (61)]

Здесь

                                         [123(62)]

                             [124 (63)]

l_аг и l_ак - коэффициенты активного давления соответственно грунта засыпки и камня разгрузочной противофильтрационной призмы.

Остальные обозначения принимаются по рис. 28 (18).

Рис. 28 (18). Расчетная схема определения дополнительного давления при наличии каменной разгрузочной призмы:

1 - отметка дна, 2 - отметка расчетного уровня воды, 3 - отметка кордона.

(Измененная редакция).

19.6 (14.5). При расчете сооружения на устойчивость по основанию и швам кладки горизонтальную составляющую швартовного усилия, нормальную к линии кордона, следует переносить в основание надстройки, учитывая возникающий при этом момент от пары сил.

Силу и момент от пары сил следует распределять равномерно по всей длине секции, учитывая, что на 1 пог. м причала действуют:

сила

                                                     [125 (64)]

момент от пары сил

                                                    [126 (65)]

Здесь  - поперечная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая по главе СНиП 2.0604-82 и Руководству к СНиП 2.06.04-82;

L - длина секции;

z - плечо пары сил, равное расстоянию, на которое пере носится сила [рис. 29 (19)].

(Измененная редакция).

19.7 (14.6). При расчете устойчивости надстройки на сдвиг (скольжение) равнодействующая горизонтальных составляющие нагрузок определяется по формуле

                                          [127 (66)]

где  - продольная горизонтальная составляющая швартовного усилия, определяемая в соответствии с главой СНиП 2.06.04-82;

 - то же, что в п. 19.6(14.5);

E_aL - горизонтальная составляющая активного давления грунта с учетом временных нагрузок на секцию длиной L.

Рис. 29 (19). Поперечный разрез и фасад секции причальной набережной из правильной кладки обыкновенных массивов.

19.8 (14.7). Расчет устойчивости сооружения и отдельных его частей по швам кладки, определение толщины постели и контактных нормальных напряжений в основании и швах следует выполнять в соответствии с указаниями пп. 14.5 (9.3) - 14.11 (9.9) и 19.2 (14.1) - 19.7 (14.6).

Примечания: 1. Коэффициент трения бетона по бетону допускается принимать для надводной части сооружения f = 0,60, для подводной - f = 0,50.

2. Следует выполнять поверочный расчет сооружения по первой группе предельных состояний на устойчивость по схеме плоского сдвига при максимальном уровне воды.

3. При определении нормальных краевых напряжений в шве основания верхнего курса массивов швартовную нагрузку учитывать не следует.

Рис. 30 (20). Схема расчета прочности консольного свеса массива:

1 - отметка кордона, 2 - консольный свес; 3 - расчетный уровень воды

19.9 (14.8). При расчете несущей способности и прочности консольного свеса верхнего курса массивов рекомендуется принимать плечо консоли l_к = a +0,33b [b - ширина нижележащего опорного массива, рис. 30 (20)]. Прочность консольного свеса массива должна рассчитываться по ослабленному ключевыми отверстиями сечению с учетом распорного давления от собственного веса грунта. Распорное давление от собственного веса грунта при расчете консольного свеса на изгиб следует учитывать в случаях, когда марочная прочность бетона по расчету превышает 300 кгс/см². Сила распорного давления принимается приложенной с эксцентриситетом в соответствии с трапецеидальной эпюрой распора. Расчет выполняется на внецентренное сжатие с относительно малым эксцентриситетом в соответствии с указаниями главы СНиП II-56-57 и пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11) настоящего Руководства.

(Измененная редакция).

19.10 (14.9). Расчет лицевой плиты железобетонной надстройки на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями главы СНиП II-56-77, Руководства к СНиП 2.03.01-84 и пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11) настоящего Руководства.

(Измененная редакция).

20 (16). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ТИПА «БОЛЬВЕРК» С АНКЕРОВКОЙ НА ОДНОМ УРОВНЕ 20.1 (16.1). Настоящие указания распространяются на расчет обычных больверков - гибких и повышенной жесткости.

Специальные виды заанкеренных больверков (с экранирующими элементами, с передней грунтовой пригрузкой, с передним экраном, больверков-оторочек и др.) следует проектировать с учетом основных требований настоящего Руководства по соответствующим ведомственным нормативно-техническим документам на указанные виды причальных сооружений (см. прил. 1).

Примечание. Критерий жесткости и соответствующие ему расчетные схемы устанавливаются в соответствии с пп. 20.8 (16.8) - 20.11 (16.11) настоящего Руководства.

Подробные указания по расчету и конструированию специальных типов больверков приводятся в отдельных нормативно-технических документах (РТМ 31.3016-78, РД 31.31.11-74, РД 31.31.02-79, разработанных Ленморниипроектом, и РТМ 31.3003-75, разработанном Союзморниипроектом; см. прил. 1 к настоящему Руководству).

20.2 (16.2). Расчет причальных сооружений, указанных в п. 20.1 (16.1), должен выполняться в соответствии с требованиями п. 13.3 (8.3) а, в, г, д, з (первая группа предельных состояний); к, л, м (вторая группа предельных состояний).

Расчет основных типов больверков с анкеровкой на одном уровне, применяемых при строительстве причалов в портах ММФ, следует выполнять с учетом перемещений и деформаций элементов, в том числе смещения анкерной системы, по указаниям РТМ 31.3016-78 «Указания по проектированию больверков с учетом перемещений и деформаций элементов».

Расчет обычных больверков допускается производить без учета деформаций и перемещений по указаниям  «Инструкция по проектированию морских причальных сооружений» и настоящего Руководства.

20.3 (16.3). За расчетную плоскость восприятия активного давления лицевой стенкой больверков следует принимать:

для стенок из металлического шпунта корытного и зетового профилей - плоскость, проходящую через нейтральную ось поперечного сечения стенки;

для стенок из металлического шпунта двутаврового профиля и плоского (призматического) железобетонного шпунта - плоскость, проходящую по тыловой полке или грани;

для стенок кольцевых сечений - плоскость, проходящую на расстоянии 0,25D от тыловой грани оболочки в сторону кордона (D - внешний диаметр кольцевого сечения);

для стенок из тавровых сечений - плоскость, проходящую на расстоянии х_пл от тыловой поверхности ребер - см. п. 15.5 (10.5) и формулу [102 (55)].

20.4 (16.4). Лицевые и анкерные стенки и плиты больверков рассчитываются на суммарную нагрузку от активного и пассивного давлений, от собственного веса грунта с учетом эксплуатационных нагрузок на территории причала и швартовных воздействий.

Эпюры активного и пассивного давлений строятся в соответствии с указаниями пп. 13.30 (8.20) - 13.37 (8.27). При этом в призма распора угол трения d материала засыпки и грунта основания по расчетной плоскости лицевой стенки больверка, анкерной стенки и анкерной плиты допускается принимать равным 0,5j.

Угол трения грунта по расчетной плоскости в призме выпора следует принимать:

для лицевой стенки больверка, рассчитываемой по методу предельного равновесия сыпучей среды В.В. Соколовского и С.С. Голушкевича [см. п. 13.35 (8.25)], d = j (но не более 30°), при расчете по классической теории d = 0,75j;

для анкерной стенки d ==0,333j;

для анкерной плиты d = 0.

Примечание. Угол трения грунта по анкерной плите в призме выпора допускается принимать d = 0,333j.

(Измененная редакция).

20.5. При наличии в основании шпунтовых стенок слабых медленно уплотняющихся глинистых грунтов и илов [см. п. 13.39 (8.29)] в расчетах необходимо учитывать состояние, в котором они находятся к моменту загружения причала (нестабилизированное, частично консолидированное, стабилизированное). При этом следует рассматривать условия залегания указанных грунтов, методы производства работ и темпы возведения, период времени от засыпки пазухи до начала эксплуатации и загрузки причала.

Следует учитывать, что ускоренные темпы засыпки и загрузки могут вызвать в рассматриваемом грунте проявление полного перового давления (j_I = 0, t = c_I).

Учитывая опыт проектирования и строительства, допускается при определении активного и пассивного давлений на лицевую стенку по указаниям п. 20.4 (16.4) принимать сдвиговые показатели j_I и c_I по инженерно-геологическим отчетам для нестабилизированного состояния грунта.

При частичной замене в основании сооружения слабых глинистых грунтов и илов и при отсыпке по их поверхности фильтрующего слоя грунта (наиболее эффективен «ковер» из однородного среднезернистого песка толщиной приблизительно 1 м), а также в случае естественного залегания слабого глинистого грунта в примыкании к фильтрующему слою возможен расчет во времени под нагрузкой частичной консолидации грунта к моменту начала эксплуатации причала. Для таких же условий при проектировании на перспективную глубину у причала возможен расчет на стабилизированное (полностью консолидированное) состояние грунта.

20.6 (16.6). При замене грунта в основании лицевой стенки больверка значение пассивного сопротивления отсыпанной призмы следует определять из двух расчетов: устойчивости на сдвиг призмы замененного грунта перед стенкой по плоскости контакта с грунтом основания (см. прил. 9) и определения отпора грунта по формулам пассивного давления в предположении слоя замененного грунта бесконечной длины [см. п. 13.35 (8.25) настоящего Руководства].

Для расчета больверка принимается наименьшее из полученных значений.

Эпюру пассивного сопротивления рекомендуется принимать в форме треугольника с вершиной на уровне дна причального сооружения. При этом угол трения d материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой рекомендуется принимать в зависимости от материала засыпки и способа производства работ равным нулю или 0,333j_з (где j_з - угол внутреннего трения грунта засыпки).

(Измененная редакция).

20.7 (16.7). Статический расчет заанкеренных стенок больверков для первой и второй групп предельных состояний [см. пп. 13.7 (8.4) и 13.13 (8.5)] следует выполнять графоаналитическим методом применительно к нагрузкам на 1 пог. м стенки с построением силового и веревочного многоугольников.

Расчетом определяют глубину погружения и усилия, действующие на 1 пог. м лицевой стенки: изгибающий момент М, поперечную силу Q и анкерную реакцию R_a.

20.8 (16.8). Расчетные схемы для заанкеренных стенок из железобетонных элементов следует принимать в зависимости от значения отношения d_с/t (где d_с - высота приведенного к прямоугольнику железобетонного элемента стенки; t - глубина погружения стенки, рассчитанная в предположении ее полного защемления)

При d_с/t £ 0,06 стенку следует рассматривать как гибкую и рассчитывать как полностью защемленную или частично защемленную (рис. 31, а).

При d_с/t > 0,06 стенку следует считать повышенной жесткости и рассчитывать как свободно опертую (рис. 31, б).

Примечание. Больверки из металлического шпунта рассчитываются по схемам гибких стенок.

20.9 (16.9). Высота приведенного сечения железобетонных элементов бетона марки М300 определяется по формуле

                                                 [128 (67)]

где J - момент инерции железобетонного элемента стенки;

b - размер элемента стенки в направлении линии кордона (для свай-оболочек b = D, где D - внешний диаметр сваи-оболочки; для тавровых шпунтов b = b_n, где b_n - ширина полки);

D - проектный зазор между железобетонными элементами лицевой стенки больверка.

Рис. 31. Схемы расчета лицевых стенок заанкеренных больверков:

а - гибких стенок; б - стенок повышенной жесткости; 1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды; 3 - отметка дна

Примечания: 1. Для прямоугольного железобетонного шпунта приведенная высота сечения равна действительной, т.е. d_с = h.

2. В случае применения железобетонных элементов лицевых стенок из бетона марки выше М300 в числитель формулы [128 (67)] следует ввести множитель n_E, равный отношению начального модуля упругости бетона элемента конструкции к модулю упругости бетона марки М300. Тогда

                                                              [129 (68)]

К пп. 20.8 (16.8) и 20.9 (16.9). Критерий жесткости стенки, а также расчетная схема установлены на основе исследований для набережных в порту Вентспилс и др.

20.10 (16.10). При статическом расчете гибких стенок больверков с полным защемлением по первой и второй группам предельных состояний замыкающая веревочного многоугольника в графоаналитическом расчете проводится через точку пересечения линии анкера с первым лучом плана сил из условия равенства изгибающих моментов в пролете и в заделке, т.е. М_п = М_з.

Примечание. Если в основании сооружения грунты имеют физико-механические характеристики, резко отличающиеся от характеристик грунтов засыпки, рекомендуется уточнять усилия, действующие в лицевой стенке, путем построения упругой кривой (линии прогибов). Расчет и построение упругой кривой производится по указаниям прил. 8.

Рекомендации о проведении замыкающей веревочного многоугольника из условия равенства изгибающих моментов в пролете и заделке основаны на отечественной практике проектирования. Однако построение упругой кривой показывает, что защемление стенки во многих случаях обеспечивается выше и определяется условием M_n » (1,1 ÷ 1,2) М_з.

20.11 (16.11). При статическом расчете стенок больверков повышенной жесткости для определения усилий замыкающая веревочного многоугольника в графоаналитическом расчете проводится через точку пересечения линии анкера с первым лучом, как касательная к точке перегиба кривой в грунте основания.

Расчет также может быть выполнен аналитическим методом.

При расчете лицевой стенки больверка из элементов повышенной жесткости по схеме Блюма - Ломейера экспериментальные данные показали, что заделка в грунте основания в значительной мере не реализуется. Переуглубление стенки против свободного опирания приводит к образованию изгибающего момента в грунте основания, не соответствующего схеме расчета при полном защемлении гибких стенок. В связи с этим принята схема расчета со свободным опиранием в грунте основания, дающая минимально необходимую глубину погружения, исходя из условия устойчивости, и меньшее значение изгибающего момента в пролете по сравнению с переуглубленной стенкой.

20.12 (16.12). Расчетную глубину погружения при полном защемлении из условия работы сооружения на устойчивость следует определять по формуле

                                                  [130 (69)]

где t - глубина погружения лицевой стенки из графоаналитического расчета, принимаемая от дна до пересечения замыкающей с веревочным многоугольником в нижней его точке;

Dt - дополнительная глубина погружения лицевой стенки, обеспечивающая ее защемление, определяемая по формуле

                     [131 (70)]

где  - равнодействующая обратного отпора по силовому многоугольнику из графоаналитического расчета;

, , с, l_a - то же, что в п. 13.30(8.20);

l_p и l_pc - то же, что в п. 13.35 (8.25).

Примечание. При определении Dt по формуле [131 (70)] значения l_p, l_pc, l_a и l_aс следует принимать в соответствии с методом определения давления грунта, принятым в основном расчете лицевой стенки (метод В.В. Соколовского и С.С. Голушкевича или метод Кулона).

20.13 (16.13). Расчетную глубину погружения t_p лицевой стенки при частичном защемлении или свободном опирании следует проверять из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера по формуле

                                         [132 (71)]

где n_c, n, k_н - то же, что в п. 13.16 (8.8);

m_д - принимается по табл. 17 (7);

М_пов - момент активных сил, поворачивающих (сдвигающих) лицевую стенку относительно точки крепления анкера;

т - то же, что в п. 13.22 (8.14);

М_уд - момент пассивных сил и наданкерных активных сил, удерживающих стенку от поворота относительно точки крепления анкера.

Рис. 32. Схема расчета устойчивости лицевой стенки больверка на поворот вокруг точки крепления анкера:

1 - наданкерные активные силы; 2 - активные силы, 3 - пассивные силы; 4 - отметка дна, 5 - расчетный уровень воды, 6 - отметка кордона

Примечание. Величины и положения равнодействующих активных и пассивных сил следует определять по раздельным, а не суммарным эпюрам давления (рис. 32).

При несоблюдении условия [132 (71)] дополнительную глубину погружения лицевой стенки больверка в первом приближении допускается определять по формуле