Rак - горизонтальная нагрузка, равная анкерной реакции из графоаналитического расчета лицевой стенки больверка, принимаемая с длины, равной шагу свайных козловых опор;
p и c - углы наклона к вертикали соответственно растянутой и сжатой свай козловых анкерных опор (см. рис. 39);
Рcвi -вес рассчитываемой сваи в конструкции.
Расчетные значения усилий в сваях для первой группы предельных состояний определяются при расчете несущей способности свай по грунту основания по указаниям п. 21.26 (17.25), при расчете свай на прочность - по п. 13.16 (8.8) и формуле [4 (2)], для второй группы предельных состояний они равны значениям, определенным по формулам [149] и [150], т.е. NcII = Nc и NpII = Np.
Рис. 39. Схема к определению усилий в сваях козловой опоры
(Измененная редакция).
20.27 (16.26). Расстояние между лицевой стенкой и анкерными плитами и стенками [рис.40 (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 2t [t - то же, что в п. 20.22 (16.22)].
Расстояние между лицевой стенкой и анкерными опорами следует определять из расчета по первой группе предельных состояний по формуле
[151 (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 ;
iI -угол внутреннего трения грунта основания и засыпки, соответствующий i-му слою грунта.
20.28 (16.27). Если по общим компоновочным требованиям (из-за стесненности территории) или технико-экономическим соображениям возможно и целесообразно приблизить анкерные стенки и плиты к лицевой стенке с нарушением условия [151 (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 по первой группе предельных состояний проверить анкерующую способность массива грунта. Устойчивость массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление, определяется из условия
[152 (89)]
где nc, n, kн - то же, что в п. 13.16 (8.8);
mд - дополнительный коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 17 (7), поз. 6;
Ra - то же, что в п. 20.7 (16.7);
т - то же, что в п. 13.22 (8.14);
Rмасс - горизонтальная составляющая равнодействующих сил, воздействующих на массив грунта, расположенный между лицевой стенкой и анкерной опорой.
Примечание. Определение положения поверхности скольжения и величины Rмасс приведено в прил. 10.
Рис. 40 (24). Схема для определения расстояния La между лицевой стенкой и анкерными опорами:
1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды; 3 - отметка дна.
(Измененная редакция).
20.29 (16.28). При невыполнении условия [152 (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.
20.30 (16.29). В случае сокращения расстояния между анкерными опорами и лицевой стенкой по сравнению с требованиями формулы [151 (88)], уменьшенную величину пассивного давления на анкерные стенки и плиты допускается определять по указаниям прил. 11.
(Измененная редакция).
20.31. Козловые анкерные опоры рекомендуется располагать непосредственно за линией естественного откоса (рис. 41).
В случае нарушения данного указания и большего приближения опор к лицевой стенке несущую способность участков свай, располагаемых выше естественного откоса, следует принимать в размере, не превышающем 50 % от определенного для того же грунта в условиях естественного залегания.
Рис. 41. Схема расположения козловой анкерной опоры:
1 - отметка кордона; 2 - расчетный уровень воды; 3 - отметка дна; ?? - угол внутреннего трения грунта
(Измененная редакция).
20.32 (16.30). Проверку общей устойчивости причальных сооружений типа заанкеренного больверка на глубинный сдвиг следует выполнять 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 скольжения (сдвига), имеются эксплуатационные нагрузки, более чем в 3 раза превосходящие нагрузки прикордонной зоны.
20.33 (16.31). Расчет конструктивных элементов больверков (лицевой стенки, анкерных тяг, деталей крепления анкерной системы и анкерных опор) по первой и второй группам предельных состояний следует выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП II-23-81 «Стальные конструкции», СНиП II-56-77 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений», СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», Руководств к СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», настоящего раздела и пп. 13.15 (8.7) - 13.19 (8.11) настоящего Руководства.
(Измененная редакция).
21 (17). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ЭСТАКАДНОГО ТИПА
21.1 (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. 21.2 (17.2) - 21.9 (17.9)];
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 II-17-77 «Свайные фундаменты» и п. 21.25 (17.25);
д) конструктивный расчет элементов сооружения (по прочности, трещиностойкости и деформациям) в соответствии с требованиями глав СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП, СНиП II-23-81, а также пп. 13.15 (8.7) - 13.19 (8.11) настоящего Руководства;
е) расчет общей устойчивости сооружения и устойчивости подпричального откоса при выбранной конструктивной схеме сооружения и расчетном сочетании нагрузок в соответствии с требованиями главы СНиП II-16-76 «Основания гидротехнических сооружений» с учетом указаний пп. 13.20 (8.12) - 13.24 (8.16) настоящего Руководства. При этом дополнительные коэффициенты условий работы mд, вводимые в расчет, принимаются по табл. 17 (7).
Примечания: 1. Для более точного расчета произвольных статически неопределимых стержневых систем, а также сокращения времени и повышения качества проектирования следует использовать автоматизированный расчет пространственных рамных систем, проводимый на ЭВМ по соответствующим утвержденным программам. В частности, допускается использование программы PAL, разработанной Черноморниипроектом.
2. Статические расчеты рамных систем рекомендуется выполнять в матричной форме с учетом жестких массивов, образуемых элементами, сходящимися в узлах, и упругости грунта в основании сооружений, характеризуемой коэффициентом постели.
3. Верхнее строение для расчета принимается бесконечно жестким в горизонтальной плоскости и упругим в вертикальной.
(Измененная редакция).
21.2 (17.2). Пространственную конструкцию сооружения при отсутствии программ автоматизированных расчетов на ЭВМ 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 - кессонная, плитная - безбалочная) и степени омоноличивания узлов и элементов сооружения.
Примечание. В качестве основной несущей системы следует принимать поперечные рамы при поперечно-ригельной схеме ростверка и продольные рамы при продольно-ригельной схеме.
21.3 (17.3). При членении поперечно-ригельной конструкции па поперечные и продольные рамы для продольных рам в расчет вводятся «условные ригели», а для поперечных рам - конструктивные ригели. В «условный ригель» [(А, В, С, рис. 42 (25)], входящий в состав омоноличенного ростверка, включают:
для прикордонной или тыловой рамы - полосу ростверка от конца до середины пролета, примыкающего соответственно к прикордонному или тыловому ряду опор;
для средних продольных рам - полосу ростверка в пределах левого и правого примыкающих полупролетов.
Примечание. Приводимые в п. 21.3 (17.3) и далее указания применительно к поперечно-ригельным системам соответственно могут быть использованы также при расчете продольно-ригельных систем.
21.4 (17.4). При установлении расчетных схем плоских систем в качестве осей элементов следует принимать линии, соединяющие геометрические центры тяжести сечений элементов. Расчетная высота стоек рам определяется в соответствии с указаниями п. 21.16 (17.16).
21.5 (17.5). Вертикальные нагрузки на поперечные рамы (основные несущие системы) определяются по максимальным опорным реакциям продольных систем с учетом собственного веса элементов поперечной рамы.
Примечание. В случае применения продольно-ригельных ростверков сначала рассчитываются поперечные плоские системы, опорные реакции которых принимаются как нагрузки на ригели продольных рам.
21.6 (17.6). Горизонтальные нагрузки на продольные и поперечные рамы определяются как алгебраические суммы соответствующих нагрузок на опоры каждой рамы. Горизонтальные нагрузки, действующие на расчетную секцию, распределяются между опорами рам в предположении абсолютной жесткости верхнего строения ростверка в горизонтальной плоскости. При этом кручение опор вокруг собственной оси не учитывается [см. пп. 21.10 (17.10) - 21.15 (17.15)].
Рис. 42 (25). Поперечно-ригельная конструкция:
А, В, С - «условные ригели» продольных рам, 1 - 5 - сборные плиты ростверка; 6 - ригель поперечной рамы
21.7 (17.7). Исходные усилия (изгибающие моменты М, перерезывающие силы Q и продольные силы N - реакции опор R) при конструктивном расчете элементов определяются суммированием соответствующих усилий, полученных из расчета плоских систем на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Усилия, действующие на «условный ригель», распределяются между составляющими его элементами пропорционально их жесткости.
Примечание. Для элементов, у которых в состав расчетных сочетаний входят временные подвижные и равномерно распределенные нагрузки, расчетные суммарные эпюры M, Q и R строятся по линиям влияния.
21.8 (17.8). Значения изгибающих моментов М и перерезывающих сил Q для опорных сечений стоек определяются как геометрические суммы соответствующих значений М и Q, полученных при расчете продольных и поперечных рам. Значение продольной силы N определяется из расчета поперечной рамы.
К пп. 21.2 (17.2) - 21.8 (17.8). Разбивка пространственной рамы сооружения на плоские системы должна учитывать характер работы элементов пространственной рамы и всей системы в целом, зависящей от степени монолитизации элементов между собой.
Излагаемые в пунктах рекомендации относятся к поперечно-ригельным системам, наиболее распространенным в конструкциях сооружений на опорах из свай-оболочек. Однако указанные рекомендации с соответствующими изменениями могут быть применены и в расчете продольно-ригельных конструкций.
За основную несущую систему поперечно-ригельной конструкции принимается поперечная рама, являющаяся основой жесткости конструкции и имеющая монолитно-жесткое соединение ригеля и опор.
Учитывая, что при жесткой системе связи любые нагрузки на любом из элементов верхнего строения должны будут вызывать появление моментов и в опорах, в расчет продольных рам вводятся «условные ригели», составляющие в сумме полную ширину ростверка.
В конструкции продольные элементы верхнего строения могут быть жестко омоноличены друг с другом (по длине) или не имеет связи. Наличие или отсутствие такой связи не влияет на выбор системы членения.
Продольные рамы рассчитываются на вертикальные нагрузки, непосредственно расположенные на «условном ригеле». При этом, если в «условный ригель» входит только часть сборного элемента верхнего строения (например, часть железнодорожной балки), принимается соответствующая часть нагрузки. Расчет рамы ведется, как обычно, на каждый вид нагрузок (постоянная, временная) отдельно, а затем проводится суммирование полученных усилии в соответствии с физической возможностью одновременного их действия.
Вертикальные нагрузки, действующие на ригель поперечных рам, определяются как реакции ригелей продольных рам. Горизонтальные нагрузки на поперечные и продольные рамы являются частью соответствующих горизонтальных нагрузок (вдоль и поперек кордона), действующих на секцию.
Анализ результатов расчетов сооружений на сваях-оболочках диаметром более 1 м с глубиной 9,75; 11,5 м и более для I категории нагрузок показывает, что сжимающее усилие Nc в свае от действия горизонтальной нагрузки при расчете продольной рамы не превышает 5 % от общей величины силы, что находится в пределах точности инженерного расчета. Для упрощения возможно допускать определение Nc только по расчету основной (поперечной) рамы сооружения.
21.9 (17.9). Усилия М, Q, N в элементах рамных конструкций причалов эстакадного типа, вызванные межсезонным перепадом температур и влажностными воздействиями, следует определять с учетом деформации ползучести либо с применением временного длительного модуля деформации в соответствии с главой СНиП II-56-77.
Примечания. 1. Расчет конструкции на температурно-влажностные воздействия допускается не выполнять в стадии эксплуатации для подземных сооружений, а также для тонкостенных элементов сооружении, в которых практически обеспечена свобода перемещения.
