Страница 19: РД 31.31.27-81. Руководство по проектированию морских причальных сооружений (52703)

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 хпл 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  материала засыпки и грунта основания по расчетной плоскости лицевой стенки больверка, анкерной стенки и анкерной плиты допускается принимать равным 0,5.

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)],  =  (но не более 30°), при расчете по классической теории  = 0,75;

для анкерной стенки  ==0,333;

для анкерной плиты  = 0.

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

(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 (I = 0,  = cI).

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 I и cI 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  материала отсыпки по плоскости восприятия отпора лицевой стенкой рекомендуется принимать в зависимости от материала засыпки и способа производства работ равным нулю или 0,333з (где 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 Ra.

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

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

При 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 = bn, где bn - ширина полки);

 - 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. ??с = h.

2. В случае применения железобетонных элементов лицевых стенок из бетона марки выше М300 в числитель формулы [128 (67)] следует ввести множитель nE, 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. Мп = Мз.

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 Mn ?? (1,1 ÷ 1,2) Мз.

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;

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

                     [131 (70)]

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

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

p и pc - то же, что в п. 13.35 (8.25).

Примечание. При определении t по формуле [131 (70)] значения ??p, ??pc, a и ??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 tp лицевой стенки при частичном защемлении или свободном опирании следует проверять из условия устойчивости на поворот вокруг точки крепления анкера по формуле

                                         [132 (71)]

где nc, n, kн - то же, что в п. 13.16 (8.8);

mд - принимается по табл. 17 (7);

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

т - то же, что в п. 13.22 (8.14);

Муд - 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

                                            [133 (72)]

где Мдоп - дополнительный удерживающий момент, необходимый для обеспечения устойчивости лицевой стенки от возможного поворота, определяемый по формуле

                                       [134 (73)]

 и  - ординаты соответственно пассивного и активного давлений на глубине , определяемые по формулам [34 (10)] и [49 (24)];

 - плечо, равное расстоянию от точки крепления анкера до сечения на глубине ;

 - глубина погружения лицевой стенки, полученная графоаналитическим расчетом по схеме свободного опирания или частичного защемления, на которой условие [132 (71)] не выполнено.

20.14 (16.14). В тех случаях, когда расчетная глубина погружения лицевой стенки tр из условия [132 (71)] превышает более чем на 30 % глубину погружения t0, полученную графоаналитическим расчетом лицевой стенки больверка по схеме свободного опирания [см. п. 20.11 (16.11)], следует откорректировать значения изгибающего момента М и анкерной реакции Ra в лицевой стенке.

В тех случаях, когда глубина tр  2t0, допускается корректировать значения изгибающего момента в лицевой стенке и анкерной реакции Ra умножением их на коэффициенты приведения, назначаемые по табл. 22 (8).

Таблица 22 (8)

20.15 (16.15). Значение изгибающего момента в пролете лицевой стенки, действующего на один элемент,

                                 [135 (74)]

где Мmax - максимальный изгибающий момент в пролете лицевой стенки из графоаналитического расчета, определяемый произведением полюсного расстояния  силового многоугольника в масштабе сил на максимальную ординату xmax веревочного многоугольника в пролете в масштабе длин (Mmах =  xmах, рис. 33) с учетом указаний и требований пп. 13.7 (8.4) и 13.13 (8.5);

mc - коэффициент, учитывающий перераспределение давления грунта на стенку больверка за счет ее деформации и перемещения. Значения коэффициента mc допускается принимать по табл. 23 (9) в зависимости от отношения с/l и грунта засыпки, где с - высота приведенного сечения [см. п. 20.9 (16.9)] и l - условный пролет лицевой стенки;

Таблица 23 (9)

Мн - дополнительный изгибающий момент в лицевой стенке от ветрового навала пришвартованного судна или навала судна при подходе к сооружению на уровне максимальной ординаты веревочного многоугольника в пролете, вводимый в расчет специальных видов заанкерованных больверков [см. п. 20.1 (16.1)];

b и  - то же, что в п. 20.9 (16.9) (для металлического шпунта b +  = 1);

l - условный пролет, определяемый по формуле

                                               [136 (75)]

где h - высота от уровня крепления анкерной тяги до дна;

t0 - глубина погружения, полученная из графоаналитического расчета, от линии дна до точки касания с веревочной кривой в грунте основания.