Страница 26: РД 31.31.27-81. Руководство по проектированию морских причальных сооружений (52703)

Для гибкой стенки больверка веревочная кривая вверху должна пересекать первый луч на уровне крепления анкера. В противном случае необходимо произвести расчет во втором приближении, начиная с изменения положения замыкающей в первом веревочном многоугольнике. (Например, веревочная кривая в эпюре Мф проходит через первый луч выше линии крепления анкера, следовательно, стенка перезаглублена и необходимо в эпюре изгибающих моментов провести замыкающую, увеличив пролетный момент и уменьшив момент защемления в основании, далее вновь определить сосредоточенные силы Рф и построить эпюру Мф).

Для стенки больверка из элементов повышенной жесткости относительный прогиб определяется расстоянием (по горизонтали) между веревочной кривой и прямой, проведенной параллельно первому лучу (луч к нижней силе) через точку пересечения веревочной кривой с линией анкера.

6. Прогиб стенки в i-м сечении определяется по формуле

где  - см. рисунок;

Вк - жесткость элементов; для железобетонных элементов определяется в зависимости от трещиностойкости по указаниям пп. 4.6 и 4.7 главы СНиП II-56-77, для металлических элементов - по формуле Вк = ЕI (Е - модуль упругости стали, I - момент инерции элемента).

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

(обязательное)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА ПРИ РАСЧЕТЕ УСТОЙЧИВОСТИ НА СДВИГ ПРИЗМЫ ЗАМЕНЕННОГО ГРУНТА ПЕРЕД БОЛЬВЕРКОМ

Отпор от призмы замененного грунта в основании лицевых стенок больверков определяется в соответствии с указаниями п. 20.6 (16.6) настоящего Руководства.

Схемы к определению величины прогиба конструкции типа «больверк»:

а - гибкая стенка больверка; б - стенка из элементов повышенной жесткости; в - гибкая анкерная стенка

Полное сопротивление сдвигу призмы замененного грунта (см. рисунок, а) определяется по формуле

где  и  - силы сопротивления сдвигу соответственно прямоугольного и треугольного элементов призмы замененного грунта, определяемые по формулам:  и

 - то же, что в п. 20.6 (16.6) настоящего Руководства;

oI - угол внутреннего трения грунта основания;

G1 и G2 - веса соответственно прямоугольного и треугольного элементов призмы замененного грунта, определяемые по формулам:  и ;

mo и  - заложение и угол наклона откоса котлована;

 - объемная масса грунта засыпки;

hn и b - высота и ширима прямоугольного элемента призмы замененного грунта;

coI - сцепление грунта основания.

Схема расчета на сдвиг призмы замененного грунта:

а - схема работы призмы; б - эпюра пассивного давления, в - отметка дна; 2 - шпунт

Допускается сцепление грунта учитывать также по наклонной поверхности, начиная с глубины 1 м от поверхности дна.

В качестве пассивного давления для расчета лицевой стенки больверка принимается меньшее из двух значений: значение полного сопротивления сдвигу призмы замененного грунта или значение отпора по формуле , определенное в предположении бесконечной длины слоя отсыпаемого грунта.

Эпюра пассивного давления, равная полному сопротивлению сдвигу призмы замененного грунта, представлена на рисунке, б.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

(обязательное)

ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ МАССИВА ГРУНТА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО АНКЕРНОЕ КРЕПЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТИПА «БОЛЬВЕРК»

1. Анкерующая способность грунта, расположенного перед анкерными опорами, проверяется в соответствии с указаниями п. 20.28 (16.27) настоящего Руководства.

2. Расчет выполняется из условия устойчивости массива грунта ABCD (см. рисунок), расположенного между лицевой стенкой больверка и анкерной опорой, на плоскости скольжения АВ.

3. Плоскость АВ проводится через нижний конец анкерной опоры (плиты или стенки) и точку на лицевой стенке, определенную графоаналитическим расчетом в предположении свободного опирания низа стенки, т.е. через точку касания замыкающей с веревочной кривой.

4. Со стороны лицевой стенки, по высоте AD, на массив грунта ABCD действует активное давление грунта Еа, со стороны анкерной опоры - активное давление , по плоскости скольжения АВ - реакция грунта Q = G tg (?? - o) под углом o к нормали и сцепление co.

Активное давление Еа в пределах высоты AD принимается из графоаналитического расчета лицевой стенки больверка, в котором была определена реакция Ra [см. п. 20.28 (16.27)].

(Измененная редакция).

5. При однородном грунте засыпки и основания рассматривается один массив грунта (см. рисунок, а). При разнородных грунтах массив делится на более мелкие элементы с таким расчетом, чтобы основание каждого элемента Gi было однородным (см. рисунок, б).

6. Временные нагрузки учитываются на поверхности тех элементов массива грунта, плоскость скольжения в основании которых наклонена к горизонту под углом , большим угла внутреннего трения i грунта основания.

7. Величина горизонтальной составляющей равнодействующей всех сил, действующих на массив грунта ABCD, определяется по формуле

где G1 - вес элемента массива грунта с однородным основанием и временной нагрузкой в соответствии с указаниями п. 6 настоящего приложения;

bi - ширина рассматриваемого элемента массива грунта;

 - угол наклона плоскости скольжения к горизонту;

i и сi - соответственно угол внутреннего трения и сцепление в основании элемента массива грунта.

Схема проверки устойчивости массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление:

а - при однородном грунте; б - при разнородных грунтах.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАССИВНОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА В СЛУЧАЕ ПРИБЛИЖЕНИЯ АНКЕРНЫХ ОПОР К ЛИЦЕВОЙ СТЕНКЕ

1. Отпор грунта перед анкерной стенкой или плитой, приближенной к лицевой, определяется суммированием двух составляющих:

а) сопротивления отпора массива грунта, заключенного между анкерной стенкой и плоскостью обрушения грунта на лицевую стенку (ординаты отпора i);

б) сопротивления отпора, вызванного грунтовой пригрузкой на призме выпирания (ординаты отпора i).

2. Плоскости выпирания проводятся следующим образом (см. рисунок).

плоскость 1 - через точку 1 пересечения плоскости обрушения с поверхностью грунта;

плоскость 2 - через точку 2 пересечения оси анкерной стенки с границей различных грунтов;

плоскость 3 - через точку 3 пересечения плоскости обрушения с расчетным горизонтом воды;

плоскость 4 - произвольно.

3. Ординаты эпюры отпора определяются по формулам:

от массива грунта i (п. 1а настоящего приложения):

на отметке 0                    

- » -             1                    

- » -             2                    

- » -             2                    

- » -             3                    

- » -             4                    

от пригрузки на призме выпирания i (п. 1б настоящего приложения)

на отметке 2                    

- » -             2                    

- » -             3                    

- » -             4                    

4. Окончательная (суммарная) эпюра отпора - ABCDEKL. Эпюра отпора при нормальном удалении стенки - ABMNP [см. рисунок и пп. 13.36 (8.25), 20.4 (16.4) и 20.24 (16.24) настоящего Руководства].

К прил. 11. Настоящее приложение составлено по исследованиям Ленморниипроекта.

Схема определения пассивного давления грунта на анкерную опору, приближенную к лицевой стенке.

(Измененная редакция).

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

(рекомендуемое)

МЕЖСЕЗОННЫЙ (ГОДОВОЙ) ПЕРЕПАД ТЕМПЕРАТУР

Для продольных рам секций причалов эстакадного типа значения межсезонного перепада температуры для некоторых морских бассейнов допускается принимать равными:

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

(рекомендуемое)

СХЕМА-РАСЧЕТ ЭСТАКАД РАМНОЙ КОНСТРУКЦИИ НАБЕРЕЖНАЯ-ЭСТАКАДА НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОПОРАХ

1. Составление расчетной схемы эстакады

Пространственная система набережной-эстакады расчленяется на плоские расчетные системы - поперечные и продольные рамы.

Стойками рам являются поперечные и продольные ряды свай. Ширина расчетного сечения ригеля и подсчета жесткостей принимается следующим образом: для крайних продольных рам (рис. 1) - от конца консоли ростверка до середины примыкающего пролета, для средних продольных рам - в пределах примыкающих полупролетов, для поперечных рам - равной действительной, конструктивной.

Примечание. Все пояснения по расчетам привязаны к одной схеме конструкции свайной набережной-эстакады. Расчеты по другим схемам ведутся аналогично.

Разработку схемы начинают с расстановки свай, сбора нагрузок на них и определения их несущей способности.

Предварительное определение глубины забивки свай дает возможность оценить правильное назначение шага свай в эстакаде. Окончательная глубина забивки свай определяется после уточнения нагрузок на опоры из расчета рамных систем.

Нагрузки на сваи определяются как реакции простых однопролетных балок и балок с консолью, на которые разбивается ригель поперечной рамы.

Опорами однопролетных балок являются сваи. Ширина балок принимается равной шагу поперечных рам. За нагрузки для определения реакций принимаются собственный вес сваи, собственный вес ригеля, эксплуатационная равномерно распределенная нагрузка и крановая нагрузка.

Нагрузка на сваю получается от суммирования реакций соседних однопролетных балок на данную сваю. От действия полученной нагрузки определяется необходимая глубина погружения, обеспечивающая несущую способность сваи. Расчет выполняется по указаниям главы СНиП II-17-77 и п. 21.26 (17.25) настоящего Руководства.

Рис. 1. Составление расчетной схемы:

а - поперечный разрез секции набережной-эстакады; b1, b2, b3 - ширина условных ригелей соответственно 1, 2, 3 продольных рам; б - разбивка ригеля на однопролетные балки для предварительного определения нагрузок на сваи

Размеры сечения свай определяются расчетом на внецентренное сжатие с учетом влияния прогиба элемента на его прочность. При этом расчетные длины l0 следует определять в соответствии с указаниями п. 21.28 (17.27) и прил. 14 к настоящему Руководству.

(Измененная редакция).

Определение расчетных длин стоек рам. Длина стоек рам определяется из расчета условной заделки свай в грунте от действия горизонтальных нагрузок. Величина горизонтальной нагрузки, приходящейся на сваю, определяется по методу упругого центра [см. рис. 2 и п. 21.16 (17.16) настоящего Руководства].

Для определения максимальных горизонтальных нагрузок на сваи рассматривается ряд загружений: удар судна, швартовная нагрузка, навал судна, давление грунта с тыловой стороны.

Под действием этих нагрузок происходят смещение и поворот секции. Внешние нагрузки уравновешиваются реакциями свайного основания [см. п. 21.10 (17.10) настоящего Руководства].

Максимальные горизонтальные нагрузки получают крайние ряды секций.

Реакции в опорах от единичных смещений определяются по табл. 1.

Таблица 1

Примечание. В результате введения условной жесткости далее в расчетах рамы смещения  получаются в миллиметрах (см. табл. 9 и 32).

(Измененная редакция).

Примечание. В данном примере рассмотрены одиночные вертикальные опоры, имеющие в продольном и поперечном направлениях одинаковые моменты инерции, что позволило написать равенство реакций Hxi = Hyi. При наличии в сооружении козловых опор реакции в продольном и поперечном направления определяются отдельно в соответствии с указаниями п. 21.11 (17.11) настоящего Руководства.

Суммарная жесткость поперечного ряда определяется по формуле

где n - количество свай в поперечном ряду (также количество продольных рядов).

Рис. 2. Схема к определению горизонтальных нагрузок на сваи по методу упругого центра:

О - упругий центр свайного основания

Суммарная жесткость продольных рядов определяется по формуле:

для 1-го ряда

для n-го ряда

где т - количество свай в продольном ряду (также количество поперечных рядов).

Жесткость свайного основания:

в поперечном направлении

в продольном направлении

Положение упругого центра определяется по формулам:

где xi и y0 - расстояния от осей координат до свай. В данном примере ось x принята по краю секции, а ось у - по линии кордона (см. рис. 2).

Как правило, секции набережных симметричны относительно центральной оси, нормальной кордону, т.е. y0 совпадает с центральной осью.