Коэффициент интерференции волн (kинт = hинт/hисх) перед набережной-эстакадой с пористым тыловым сопряжением может быть принят равным l,20 - 1,35 (hинт и hисх - высоты соответственно интерферированной и исходной волн).
Донные скорости перед сооружением (от действия волн) допускается определять по формуле (12) СНиП II-57-85, заменив в числителе цифру «2» значением коэффициента интерференции kинт.
2. Для частных условий проектирования (см. рисунок) при ширине ростверка эстакады 15 - 17 м и возвышении низа плиты ростверка над расчетным уровнем на 1 - 1,2 м при параметрах расчетных волн h1% = (0,8 ÷ 2,5) м и = (40 ÷ 105) м (h1% - высота волны 1 %-ной обеспеченности в системе; - средняя длина волны) могут быть рекомендованы следующие конструктивные решения и эмпирические расчетные формулы: для определения нижней границы плитного крепления, выполненного на откосе из камня массой 15 - 100 кг,
(1)
для определения толщины щелевых плит крепления откоса с учетом коэффициента условий работы mд = 1,2
(2)
где В - размер плиты в направлении, перпендикулярном урезу воды.
Примечания: 1. Формулы (1) и (2) справедливы при заложении откоса плит mо = (1,8 ÷ 2,0) и B = (2,0 ÷ 3,4) м.
2. Толщина глухих (не щелевых) плит принимается вдвое большей по сравнению с толщиной tщ, определенной по формуле (2).
Общая ширина каменной призмы, отсыпаемой за решетчатой стенкой, включая контрфильтр, на отметке расчетного уровня воды должна быть принята равной 6 - 8 м; ширина призмы из сортированного камня массой 100 - 300 кг на этом же уровне - 3 - 4,5 м.
Степень перфорации решетчатой стенки - 25 %.
При разработке конструкции стыка ростверка и тылового сопряжения необходимо учитывать возникающее в этом месте волновое давление, определяемое по формуле
(3)
где н - удельная масса воды, т/м3.
Толщина плит покрытия тылового сопряжения из условия их устойчивости определяется по формулам:
(4)
(5)
где tn-1 и tn-2 - соответственно толщина плит 1 и 2;
mд - коэффициент условий работы, равный 1, 2;
- объемная масса материала плиты, т/м3;
k - коэффициент, принимаемый в зависимости от размера плиты В:
|
при значении В, м |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
|
коэффициент k |
0,92 |
0,88 |
0,84 |
080 |
0,76 |
0,73 |
Схема поперечного разреза набережной-эстакады:
1 - упорная призма; 2 - отметка минимального уровня воды; 3 - отметка расчетного уровня воды; 4 - покрытие территории; 5 - плита 1 (П-1); 6 - плита 2 (П-2); 7 - призма из сортированного камня; 8 - контрфорсный блок (решетчатая стенка); 9 - наброска камня массой 15 - 100 кг; 10 - щебеночный контрфильтр; 11 - щелевые плиты; 12 - фигурный массив (упор).
При размерах ростверка и возвышении низа его над расчетным уровнем, отличных от указанных вше, конструктивные решения волногасительной стенки и крепления откоса следует определять по результатам модельных исследований.
3. Меньшие значения в настоящем приложении рекомендуется принимать при крутых волнах , большие - при пологих волнах .
Рекомендации, изложенные в настоящем приложении, подлежат применению при сопоставительном проектировании, выборе варианта конструкции причала. При наличии надежных аналогов волногасительная система для нового объекта может выполняться на основе этих аналогов на всех стадиях проектирования. При отсутствии надежных аналогов, за пределами начальной стадии проектирования следует волногасительную систему уточнять на основе модельных исследований.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
(обязательное)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОГО И ПАССИВНОГО ДАВЛЕНИЙ НА НАКЛОННУЮ ШЕРОХОВАТУЮ СТЕНКУ С НАКЛОННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ГРУНТА ПЕРЕД СТЕНКОЙ
Интенсивность треугольной эпюры x горизонтальной составляющей давления от собственного веса грунта на уровне низа стенки (см. рисунок) и интенсивность прямоугольной эпюры xq от равномерной нагрузки на засыпке (н - объемная масса грунта; qн - интенсивность нагрузки на засыпке, тс/м2) определяются по формулам:
Коэффициенты горизонтальной составляющей бокового давления x и ??xq, зависящие от углов , ??, , ??, рассчитывают по формулам:
где
- угол наклона задней грани стенки к вертикали (при наклоне от грунта он положителен, при наклоне на грунт - отрицателен);
- угол трения грунта о наклонную грань стенки;
- угол наклона поверхности засыпки к горизонтали, принимаемый для поднимающихся откосов положительным и для падающих - отрицательным;
Схема к определению горизонтальной составляющей интенсивности давлений на стенку.
В приведенных выражениях верхние знаки соответствуют активному давлению, а нижние - пассивному.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
(рекомендуемое)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗГРУЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ КОНТРФОРСОВ НА АКТИВНОЕ ДАВЛЕНИЕ ЛИЦЕВОЙ ПЛИТЫ
Учет разгружающего влияния контрфорсов за счет трения грунта по их боковым граням на лицевую плиту разработан в Союзморниипроекте с учетом выполненных исследований Черноморниипроекта.
Сопоставительные расчеты, произведенные в Союзморниипроекте, показали, что для наиболее характерных углов внутреннего трения засыпки [з = (30 ÷ 40)°] величина разгружающего влияния составляет для принятых конструктивных решении стенок порядка 20 - 30 %.
Ниже приводится расчет, выполненный Союзморниипроектом.
Схема расчета
Рассчитывается конструкция, приведенная в типовом проекте «Сборные железобетонные набережные уголкового типа с контрфорсами для глубин 11,5 м и 8,25 м» (Черноморниипроект, 1963).
В проекте приняты: шаг контрфорсов S = 4,0 м, толщина = 0,2 м. Толщина контрфорсов составляет двадцатую часть шага . При таком соотношении невозможно экранирование давления на лицевую плиту контрфорсами. Поэтому давление на лицевую плиту определялось без учета экранирования контрфорсами, но с учетом потерь от сил трения сползающего клина обрушения по боковым граням контрфорсов.
На лицевую плиту передается давление призмы обрушения АВС (см. рис. 6, а). Сползая под углом обрушения = 45° - 0,5, призма часть силы теряет на трение по боковой поверхности контрфорса (в треугольнике ABD, рис, 6, а).
Для определения силы трения принята следующая схема расчета. Проводятся вертикальные сечения, по которым строятся нормальные эпюры распора на боковую грань контрфорса. Затем из точек пересечения вертикальных сечений с верхней линией контрфорса проводят сечения под углом обрушения. По этим сечениям происходит сползание грунта и по ним направлены силы трения. В точках пересечения вертикальных и наклонных сечений определяем ординаты нормальных давлений на контрфорс. По этим ординатам вдоль наклонных линий подсчитаем силы нормальных давлений. Умножая последние на коэффициент трения f = tg 0,5, получаем силы трения по соответствующим наклонным сечениям. Умножив эти силы на sin , получим горизонтальные составляющие этих сил, приложенные к лицевой плите.
Разделив горизонтальные составляющие на половину расстояний между контрфорсами в свету, получим интенсивность сил трения на лицевую плиту.
Давление на контрфорс по вертикальным сечениям
Давление от временной нагрузки передается на нижележащие слои под углом внутреннего трения грунта к вертикали.
Давление грунта с учетом временной нагрузки передается на стенку по плоскости, наклоненной к вертикали под углом обрушения .
Высота выклинивания временной нагрузки на вертикальной плоскости, воспринимающей активное давление, определяется по формуле hi = ai/tg , где аi - расстояние от вертикальной плоскости до нагрузки.
Сечение 1 - 1 (рис. 1 и 6)
Определяем выклинивание крановой нагрузки на вертикаль 1 - 1:
Активное давление между контрфорсами возрастает до глубины
где - угол обрушения, равный 45° - 0,5;
Ниже ?? - 0,79 м активное давление имеет постоянную величину.
На глубине h1 (Ñ + 0,98 м) давление от крановой нагрузки передается на ширину
Давление от крановой нагрузки на отметке + 0,98 м имеет величину
Рис. 1. Сечение 1 - 1.
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечении 1 - 1 определяются по формуле
Сечение 2 - 2 (рис. 2 и 6)
Наклон грани контрфорса tg = 1,2/1,7 = 0,706.
Пересечение сечения 2 - 2 с гранью контрфорса на глубине
Выклинивание крановой нагрузки на вертикаль 2 - 2
Выклинивание на вертикаль 2 - 2 равномерно распределенной нагрузки
Ширина распределения давления от крана на отметке + 1,69 м
Рис. 2. Сечение 2 - 2
Давление от крана на отметке + 1,69 м
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечении 2 - 2 определяются по формуле
Сечение 3 - 3, слева (рис. 3 и 6)
Выклинивание на вертикаль 3 - 3 крановой нагрузки определяется по формуле
Выклинивание на вертикаль 3 - 3 равномерно распределенной нагрузки определяется по формуле
Ширина распределения давления от крана на отметке + 0,8 м
Давление от крана на отметке + 0,8 м
Рис. 3. Сечение 3 - 3.
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечении 3 - 3, слева, определяются по формуле
Сечение 3 - 3, справа (рис. 3 и 6)
Выклинивание нагрузок от крана и складирования грузов определено в расчете сечения 3 - 3, слева.
Ширина распределения давления от крана на отметке - 1,5 м
Давление от крана на отметке - 1,5 м
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечение 3 - 3, справа, определяются по формуле
Сечение 4 - 4 (рис. 4 и 6)
Наклон грани контрфорса в сечении 4 - 4 tg = 6,8/8,6 = 0,7906.
Рис. 4. Сечение 4 - 4.
Отметка пересечения сечения 4 - 4 с гранью контрфорса
Ширина распределения давления от крана на отметке - 2,42 м
Давление от крана на отметке - 2,42 м
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечении 4 - 4 определяются по формуле
Сечение 5 - 5 (рис. 5 и 6)
Сечение 5 - 5 проведено через точку пересечения грани контрфорса с плоскостью обрушения призмы распора лицевой стенки. Наклон грани контрфорса tg = 6,8/8,6 = 0,7907.
Рис. 5. Сечение 5 - 5.
Продолжение линии наклона грани контрфорса пересекает лицевую стенку на высоте h1 = 1,5/0,7907 = 1,9 м.
Расстояние от дна до точки пересечения контрфорса с сечением 5 - 5 определяется из равенства
h2 = 6,68 м, отметка пересечения - 4,47 м.
Ширина распределения давления от крана на отметке - 4,47 м
Давление от крана на отметке - 4,47 м
Ординаты эпюры распора на контрфорс в сечении 5 - 5:
Эпюры распорного давления на контрфорс по вертикальным сечениям представлены на рис. 6, б.
Соответственно этим эпюрам нанесены ординаты давления на наклонные сечения а - а, б - б, в - в, г - г, д - д, представленные на рис. 6, а.
По эпюрам давления на наклонные сечения определяются силы Р нормального давления на контрфорс.
Силы трения Т, возникающие от сползания грунта по наклонным сечениям, определяются по формуле T = Pf, где коэффициент трения f = tg 0,5??. Для = 30° f = 0,268.
Горизонтальные составляющие сил трения Тx = Т sin , где = 45° - 0,5??. Для = 30° sin ?? = 0,5.
Интенсивность сил трения на 1 пог. м лицевой плиты
Определение сил Р и tx дано в таблице.
Эпюра трения по ординатам tx представлена на рис. 6, в.
Ординаты эпюры распора на лицевую плиту без учета разгружающего влияния контрфорсов определяются по формуле
|
Наклонная плоскость |
Силы Р нормального давления на контрфорс, тс/м (см. рис. 6, а) |
Ординаты эпюры сил трения tx = 0,0705P, тс/м2 |
Отметка расположения ординаты эпюры сил трения |
|
a - a |
0,5 (2,25 + 2,56) 1,75 = 4,21 |
0,30 |
+ 0,17 |
|
б - б |
0,5 (3,22 + 2,88) 1,75 + 0,5 (2,19 + 3,22) 1,25 = 8,72 |
0,61 |
- 1,30 |
|
в - в |
0,5 (3,60 + 2,88) 1,75 + 0,5 (3,82 + 3,60) 1,25 = 10,31 |
0,73 |
- 4,10 |
|
г - г |
0,5 (3,60 + 2,88) 1,75 + 0,5 (4,49 + 3,60) 1,25 + 0,5 (3,99 + 4,49) 1,45 = 16,87 |
1,19 |
- 6,28 |
|
д - д |
0,5 (3,60 + 2,88) 1,75 + 0,5 (4,77 + 3,60) 1,25 + 0,5 (4,94 + 4,77) 1,45 + 0,5 (4,43 + 4,94) 3,25 = 33,17 |
2,34 |
- 11,15 |
Рис. 6. Определение активного давления на лицевую плиту с учетом трения призмы обрушения о боковые поверхности контрфорсов (размеры и отметка даны в метрах, ординаты эпюр давлении - в тс/м2).
Эпюра распора представлена на рис. 6, в.
По рис. 6, а площадь эпюры трения, равной 13,48 тс, составляет 27 % от площади эпюры распора, равной 50,13 тс. Нижняя ордината эпюры трения (2,34 тс/м2) составляет 41 % от нижней ординаты эпюры распора (5,70 тс/м2).
В Руководстве даны рекомендации по снижению давления грунта на лицевую стенку за счет сопротивления сил трения сползающего клина грунта по боковым поверхностям контрфорсов с некоторой осторожностью в связи с тем, что неизвестна конфигурация контрфорсов, сечение которых может быть уменьшено по сравнению с представленным в примере расчета.
(Измененная редакция).
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
(рекомендуемое)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГИБОВ КОНСТРУКЦИИ ТИПА «БОЛЬВЕРК»
Определение прогибов забивных стенок производится в следующей последовательности (см. рисунок).
1. Строится суммарная эпюра активного и пассивного давлений грунта с учетом временных нагрузок по указаниям пп. 13.30 (8.20), 13.34 (8.24), 13.35 (8.25) и 13.37 (8.27).
2. Распределенная нагрузка суммарной эпюры активного и пассивного давлений заменяется сосредоточенными силами Рi.
3. Строятся силовой и веревочный многоугольники от сил Рi.
4. Эпюра веревочного многоугольника изгибающих моментов заменяется сосредоточенными силами Рфi.
5. Строятся силовой и веревочный многоугольники от сил Рфi. При этом построение веревочного многоугольника рекомендуется производить снизу вверх с проведением первого луча (к нижней силе) вертикально.
