РД 31.31.55-93 стр.1 РД 31.31.55-93

 

 

РД 31.31.55-93

 

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МОРСКИХ ПРИЧАЛЬНЫХ

И БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

 

 

Требования настоящей Инструкции распространяются на проектирование причальных и берегоукрепительных сооружений морских портов и судоремонтных заводов.

Инструкция содержит общие требования по проектированию стационарных причальных и берегоукрепительных сооружений, специальные требования по проектированию гравитационных сооружений уголкового профиля и из массивовой кладки, причалов типа "больверк" с анкеровкой на одном уровне, экранированный больверк, эстакад, палов, причальных сооружений для особых условий (Арктика), на слабых грунтах и в сейсмических районах.

 

 

Содержание

 

1. Общие положения

2. Выбор конструкции сооружения

3. Общие конструктивные требования

4. Общие положения расчета причальных сооружений

5. Нагрузки и воздействия

Общие положения

Определение бокового давления грунта на стенку

6. Расчет общей устойчивости

Основные положения расчета

Расчет общей устойчивости по методу предельных значений сдвигающих и удерживающих сил

Определение расположения поверхностей скольжения при глубинном сдвиге

7. Проектирование причальных сооружений гравитационного типа

Основные конструктивные требования

Общие положения расчета

Расчет причальных сооружений из массивовой кладки

Расчет уголковых причальных сооружений контрфорсного типа

Расчет причальных сооружений уголкового типа с внешней анкеровкой

8. Проектирование причальных сооружений типа больверк

Основные конструктивные требования

Основные положения расчета

Особенности расчета причальных сооружений на слабых грунтах

9. Проектирование причальных сооружений эстакадного типа

Основные конструктивные требования

Основные положения по расчету

10. Проектирование отбойного пала

Основные конструктивные требования

Основные положения расчета

11. Проектирование конструкций из цилиндрических ячеек и узких засыпных пирсов

Расчет конструкций из цилиндрических ячеек

Расчет узких засыпных пирсов

12. Особенности проектирования причальных сооружений для условий арктики

Основные конструктивные требования

Основные положения расчета

Расчет причальных сооружений типа больверк на ледовую нагрузку

Расчет конструкций из цилиндрических ячеек

Расчет узких засыпных пирсов

Расчет откосных сооружений

Расчет ледяных сооружений 

13. Проектирование берегоукрепительных сооружений

Основные конструктивные требования

Указания по расчету

14. Особенности проектирования портовых сооружений в сейсмических районах

Основные конструктивные требования

Перечень основных общесоюзных и ведомственных нормативно-технических документов, использованных в настоящей инструкции

Приложение 2 Дренажные устройства

Приложение 3 Нагрузка от навала судна при подходе к сооружению

Приложение 4 Расчет размеров массивов для причальных сооружений из кладки массивов равной массы

Приложение 5 Огрузка постели причального сооружения из обыкновенных массивов

Приложение 6 Расчет стенок больверка на нагрузки от навала судна при подходе к сооружению

Приложение 7 Проверка устойчивости массива грунта, обеспечивающего анкерное крепление сооружения типа больверк

Приложение 8 Определение прочностных характеристик льда

Приложение 9 Динамические расчетные схемы морских причальных сооружений

Приложение 10 Сопоставительные формулы расчета прочности и устойчивости сооружений при основном и особом сочетаниях нагрузок

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. При проектировании морских причальных и берегоукрепительных сооружений надлежит с учетом указаний Инструкции соблюдать требования, предусмотренные СНиП 2.06.01-86 и требования других соответствующих нормативных документов, приведенных в справочном приложении 1.

1.2. Проектирование причальных и берегоукрепительных сооружений, возводимых в сейсмических районах, в зонах распространения просадочных, набухающих, торфяных грунтов, на подрабатываемых и подверженных оползням и карстам территориях и в других особых условиях, должно производиться с учетом дополнительных требований соответствующих нормативных документов, а при отсутствии таковых — на основе специально проводимых исследований.

1.3. Порядок выдачи заданий на проектирование, стадийность, объем, содержание и оформление проектной документации должны соответствовать указаниям СНиП 1.02.01-85.

1.4. При разработке проекта причального или берегоукрепительного сооружения необходимо иметь исходные данные, определяемые в соответствии с генеральным планом и технологической частью проекта, с учетом создания необходимой ширины территории и площади акватории порта, удобных водных, железнодорожных и автодорожных подходов, минимальных объемов земляных работ по созданию территории и акватории портов, оптимального баланса объемов выемки и насыпи, перспективы развития порта (причального фронта) в увязке с планировкой городской застройки.

1.5. Технологическая часть проекта определяет следующие исходные данные:

длину причалов;

отметку дна у причала;

отметку кордона причала;

категорию эксплуатационных нагрузок;

типы и размерения расчетных судов;

специальные требования к причалу;

состав и размещение инженерных сетей и перегрузочного оборудования.

1.6. Исходными данными являются также следующие сведения о естественных условиях и застройке участка строительства:

а) топографические (план участка строительства с горизонталями и привязкой существующих зданий и сооружений);

б) гидрографические (план промеров глубин акватории с построением изобат, сведения о морских свалках грунта и кладбищах судов);

в) гидро- и метеорологические (режимные характеристики ветра, волнения, течения и уровней воды, сведения о ледовом режиме, заносимости или размыве в районе расположения проектируемого сооружения и примыкающих водных бассейнов, степень агрессивности среды, климатические данные);

г) биологические, характеризующие отсутствие или наличие древоточцев различных видов, степень интенсивности их деятельности сохранность и гниение древесины на различных уровнях, наличие биологических объектов, подлежащих охране;

д) геологические и гидрогеологические (геологические профили, физико-механические характеристики грунтов основания и засыпки, сведения о грунтовых водах и их агрессивности);

е) данные о сейсмичности (с учетом микрорайонирования), а также о карстовых, оползневых и просадочных явлениях на участке строительства.

1.7. Данные об условиях производства работ должны включать следующие сведения:

а) производственные возможности строительной организации (производственные базы, их расположение и характеристика, краны и иное строительное оборудование, трудовые ресурсы);

б) размещение предприятий, изготовляющих сборные железобетонные элементы, их производственная мощность, степень загрузки, технологические возможности;

в) транспортные связи района строительства с базами, заводами-поставщиками, пунктами заготовки местных строительных материалов;

г) местные строительные материалы (номенклатура, количественная и качественная характеристики, условия разработки и транспортировки).

1.8. Морские причальные сооружения подразделяются на постоянные и временные.

Постоянные сооружения предназначены для длительной эксплуатации.

К временным относятся сооружения со сроком службы не более 5 лет: причалы для сезонных или временных погрузо-разгрузочных операций, временные убежища для стоянки судов, а также сооружения, используемые в период строительства или ремонта постоянных сооружений.

1.9. Причальные сооружения подразделяются в зависимости от:

а) расположения по отношению к берегу на набережные, пирсы (узкие и широкие), рейдовые (островные и плавучие);

б) возможности перемещения — на стационарные и передвижные;

в) конструктивных особенностей и принципа работы — на гравитационные, тонкие стенки типа "больверк", эстакады, мостового типа, смешанного типа, плавучие причалы;

г) применяемых строительных материалов — на бетонные, железобетонные, стальные, деревянные и смешанные;

д) восприятия бокового давления грунта — на распорные и безраспорные;

е) назначения (специализации) — на причалы: грузовые (для генеральных тарно-штучных, лесных, навалочных и насыпных грузов, для контейнеров, тяжеловесов, лихтеров и наливных грузов);

пассажирские;

паромных переправ;

судоремонтные;

отстойные;

портофлота.

1.10. Класс портовых сооружений следует назначать в соответствии с требованиями СНиП 2.06.01-86.

1.11. В составе комплексного объекта строительства могут устанавливаться разные классы для отдельных сооружений в зависимости от их значения в общем комплексе. При этом к повышенному классу следует относить сооружения, прекращение работы которых в случае ремонта или аварии существенно нарушает работу комплексного объекта или связанного с ним территориального промышленного предприятия.

1.12. В качестве строительных материалов для строительства причальных сооружений применяются бетон, железобетон, сталь, полимерные синтетические материалы, дерево и камень в соответствии с требованиями, установленными разделами настоящей Инструкции.

1.13. Для бетонных и железобетонных конструкций морских причальных сооружений и покрытий территорий следует применять тяжелый гидротехнический бетон согласно ГОСТ 26633-85 и указаниями СНиП 2.03.01-84. Требования к бетону, которые должны быть приведены в проекте, в зависимости от конструкции сооружения и условий службы бетона назначаются в соответствии с указаниями СНиП 3.07.02-87, пособия к нему и указаниями настоящей Инструкции и характеризуются классами по прочности, марками по водонепроницаемости и морозостойкости.

Допускается также применение легких бетонов в соответствии с указаниями СНиП 2.06.08-87.

1.14. Для основных несущих бетонных и железобетонных конструкций морских причальных сооружений, эксплуатируемых в условиях агрессивного воздействия внешней среды, рекомендуются тяжелые бетоны повышенной плотности с прочностью, установленной СНиП 2.06.08-87 до класса В45.

1.15. Класс бетона по прочности определяется расчетом, а также требованиями долговечности.

В зависимости от конструктивных особенностей и условий работы в сооружении для бетонных и железобетонных конструкций рекомендуются классы бетона, приведенные в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1.

 

Конструкция или элемент

Рекомендуемый класс бетона по прочности при сжатии

1. Сваи и сваи-оболочки, сборные элементы верхнего строения, плиты уголковых стенок из предварительно-напряженного железобетона

В 22,5 — В 45

2. То же, из ненапряженного железобетона

В 15 — В 30

3. Бетонные и железобетонные элементы и конструкции, подверженные истиранию (дорожные покрытия, защитные пояса, оболочки, козырьки и т.д.)

В 22,5 — В 45

4 Массивы бетонные, бетонные и армированные элементы надводных строений (подпорные стенки, оголовки)

В 10 — В 22,5

5. Бетон для заполнения анкерных стаканов арматурных пучков, железобетонных анкеров, торцевых прокладок, распределительных поясов

В 30 — В 45

6 Бетон омоноличивания рабочих стыков и узлов

Равен классу бетона омоноличиваемых элементов

 

Примечание. По требованиям расчета прочности и трещиностойкости. а также водонепроницаемости и морозостойкости по поз. 2 и 4 могут применяться классы бетона выше приведенных в табл. 1.1.

 

1.16. Выбор класса бетона для конструктивных элементов следует производить путем технико-экономического сопоставления вариантов сечений, отличающихся классом бетона и габаритами.

1.17. В зависимости от района строительства причального сооружения требования к бетону по долговечности устанавливаются по климатическим условиям, которые определяются в соответствии с требованиями СНиП 3.07.02-87 и пособия к нему.

1.18. Материалы, принимаемые для изготовления гидротехнического бетона (цементы, поверхностно-активные органические добавки, песок, щебень, гравий, вода для затвердения бетона и промывки заполнителей), должны отвечать требованиям ГОСТ 10268-80, ГОСТ 22266-76, ГОСТ 23732-79, а также в зависимости от района строительства, агрессивности среды и зоны расположения конструкции — требованиям СНиП 3.07.02-87, пособия к нему и СНиП 2.03.11-85.

В случае применения напрягающего цемента он должен удовлетворять требованиям
ТУ 21-20-18-80 "Цемент напрягающий, Технические условия" Ассоциации стройматериалов.

1.19. Арматура для железобетонных конструкций в причальных сооружениях должна удовлетворять требованиям СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.03.11-85, действующих ГОСТ и настоящей Инструкции.

1.20. Для ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций следует преимущественно применять:

а) горячекатаную арматурную сталь класса A-III;

б) горячекатаную арматурную сталь класса A-II в тех случаях, когда арматурная сталь класса A-III не может быть использована эффективно по условиям трещинообразования.

Допускается также применять:

а) горячекатаную арматурную сталь класса A-I — в основном для поперечной арматуры линейных элементов, для конструктивной и монтажной арматуры;

б) обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-I диаметром 5 мм — в качестве поперечной арматуры в сварных и вязаных арматурных изделиях;

в) горячекатаную арматурную сталь классов A-IV и A-V — только для продольной рабочей арматуры вязаных каркасов и сеток обычных и предварительно напряженных конструкций.

Ненапрягаемую арматуру из горячекатаной стали классов A-I, A-II и A-III, как правило, следует применять в виде сварных каркасов и сеток.

1.21. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных элементов следует преимущественно применять горячекатаную арматурную сталь класса A-IV:

Допускается также применять:

а) горячекатаную арматурную сталь класса A-V;

б) арматурную сталь класса А-III, упрочненную вытяжкой с контролем напряжений и удлинений;

в) арматурную сталь повышенной коррозионной стойкости классов Aт-V и Ат-VI по ГОСТ 10884-81;

г) арматурные пучки из проволоки классов В-II и Вр-II диаметром не менее 5 мм.

Применение ненапрягаемой продольной рабочей арматуры классов А-IV и A-V совместно с напрягаемой арматурой тех же классов производится в случаях:

а) когда в сборно-монолитных неразрезных конструкциях с предварительно напряженными элементами обычная арматура классов А-I, А-II и А-III не может воспринять значительные изгибающие моменты в опорных сечениях, не имеющих предварительного напряжения;

б) когда необходимо создать наиболее эффективное распределение материала по сечению железобетонных элементов конструкции.

Для железобетонных элементов, находящихся в агрессивной среде, следует применять арматуру класса A-IV марки Ст20ХГ2Ц.

1.22. При выборе вида и марок арматурной стали, которая устанавливается по расчету, должны учитываться температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения согласно требованиям СНиП 2.03.04-84 и СНиП 2.05.03-84.

1.23. Для закладных деталей и соединительных накладок применяется, как правило, прокатная углеродистая сталь обыкновенного качества; марка стали устанавливается в зависимости от характера нагрузок на закладную деталь и температурных воздействий согласно СНиП 2.03.01-84.

1.24. Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций следует применять только горячекатаную арматурную сталь класса Ас-II марки 10 ГТ и класса А-I марок Ст3сп и Ст3пс. В случае монтажа конструкций при температуре минус 40°С и ниже, не допускается применять сталь марки Ст3пс.

1.25. Сталь, применяемая для металлических конструкций причальных сооружений, должна удовлетворять требованиям СНиП II-23-81*, соответствующих ГОСТ и настоящей Инструкции.

1.26. Для несущих стальных конструкций причальных сооружений следует применять прокатную сталь марок Ст3Гсп, Ст3сп и Ст3пс по ГОСТ 380-88 и марки 16Д по ГОСТ 6713-75.

В особо тяжелых условиях службы, в районах с температурой ниже минус 40°С, следует применять низколегированную сталь по ГОСТ 19281.73* и ГОСТ 19282-73 с ударной вязкостью не менее 29 Дж/см2.

1.27. Для изготовления анкерных тяг и деталей их соединений следует применять сталь марок Ст3сп и Ст3Гпс для сварных конструкций согласно ГОСТ 380-88, марки 09Г2С ГОСТ 19281-73*, а также ГОСТ 2590-88.

Допускается для изготовления анкерных тяг применение стали Ст3пс при условии их транспортировки и монтажа при температуре не ниже минус 20°С, а также сталей других марок с характеристиками на холодный изгиб, относительное удлинение и свариваемость не ниже, чем для сталей, указанных в настоящем пункте.

1.28. Для металлических стенок больверков следует применять шпунт из углеродистой стали марки Ст3сп для сварных конструкций согласно ГОСТ 380-88, низколегированной стали марки 15ХСНД ГОСТ 19281-73* и марки 16ХГ-ТУ 14-2-879-89 "Прокат стальной горячекатаный шпунтовых свай типа Ларсен. Технические условия" Министерства металлургии СССР.

Допускается применение шпунтов, прокатанных из других видов сталей с обеспечением требуемых механических характеристик и химического состава при соответствующем технико-экономическом обосновании.

1.29. Для металлических свай следует применять трубы стальные электросварные прямошовные согласно ГОСТ 10704-76 и ГОСТ 10706-76.

1.30. Стальные оболочки диаметром 15 и 20 м изготовляются по ВСН 311-81/Минмонтажспецстрой СССР.

1.31. Для верхних строений конструкций мостового типа следует применять углеродистую сталь марки 16Д и низколегированную — марки 15ХСНД согласно ГОСТ 6713-75*.

Допускается для верхних строений конструкций мостового типа применение проката из сталей марок с механическими характеристиками и химическим составом, соответствующими маркам стали, указанным в настоящем пункте.

1.32. Для болтов крепления связных балок и швартовных тумб следует применять сталь марки Ст3сп согласно требованиям ГОСТ 2590-88 и ГОСТ 380-88.

1.33. Для конструктивных элементов, не подлежащих расчету, рекомендуется применять сталь марки Ст3кп согласно ГОСТ 380-88.

1.34. Отливки для стальных конструкций рекомендуется проектировать из углеродистой стали, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 977-88 и серого чугуна, удовлетворяющего требованиям
ГОСТ 1412-85.

1.35. Сварные соединения стальных конструкций следует выполнять из сварочных материалов в соответствии с указаниями СНиП II-23-81*.

1.36. Камень для устройства разгрузочных призм, постелей под причальными сооружениями и образования подпричальных откосов должен удовлетворять требованиям ВСН-5-84/Минморфлот.

1.37. Щебень и гравий для устройства обратных фильтров, укрепления дна перед стенкой и т.п. должны удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8268-82 и ГОСТ 10260-82, а также требованиям специальных нормативных документов и условию неразмокаемости.

1.38. Для обратной засыпки пазух причальных стенок следует применять скальный грунт, природный песчаный грунт, содержащий по весу более 90% фракций крупнее 0,1 мм, в том числе не ниже 50% фракций крупностью 0,25 мм и более.

Допускается применять, другие песчаные грунты, включая пылеватые пески, если содержание глинистых частиц с размером фракций менее 0,1 мм не превышает 5%.

Не допускается применять для засыпки грунты, содержащие растворимые в воде сернокислые соли и органические частицы в количестве более 5% сухой минеральной части грунта. Для использования в качестве обратной засыпки заиленных пылеватых песков следует отмывать мелкую фракцию с помощью средств гидромеханизации.

Возможность применения для засыпки глинистых грунтов или доменных шлаков должна быть обоснована опытом эксплуатации в местных условиях или специальными исследованиями.

1.39. Для изготовления деревянных конструкций причальных сооружений (отбойных рам, свай, брусьев, кранцев, палов и др.) применяются пиломатериалы и круглый лес хвойных пород, преимущественно сосновых, отвечающие требованиям ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 8486-86*. Кроме указанных материалов, можно использовать также клееную древесину.

Для несущих конструкций и отбойных устройств следует применять лес первого и второго сортов, для нерасчетных и неответственных элементов — второго и третьего сортов.

1.40. В проектах необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие долговечность конструкций причальных сооружений, их ремонтопригодность и стойкость при агрессивных воздействиях:

а) многократного попеременного замораживания и оттаивания, а также увлажнения и высыхания, вызывающих интенсивное разрушение бетона в зоне переменного уровня воды;

б) химического действия морской воды и других агрессивных минерализованных или пресных вод, атмосферы, насыщенных влагой химических грузов и блуждающих токов, вызывающих коррозию бетона и стали;

в) истирания и механического повреждения конструкций в результате воздействия швартующихся судов, волн, движущихся наносов, льда и иных плавающих предметов;

г) разрушения лесоматериалов в результате гниения или действия древоточцев.

1.41. В качестве термо- и гидроизоляционных материалов и материалов для защиты от коррозии конструкции рекомендуется применять:

а) для бетонных и железобетонных конструкций — защитные материалы в соответствии с требованиями СНиП 3.07.02-87 и пособия к нему; в районах с тяжелыми гидрометеорологическими условиями необходимо предусматривать дополнительно теплоизоляцию свай с помощью битумно-шлаковой смеси, заключенной в металлические кожухи и вводить при изготовлении свай добавки, повышающие морозостойкость бетона;

б) для металлических конструкций и их элементов, подверженных агрессивному воздействию среды, — водоустойчивые антикоррозионные покрытия — битумные, наклеечные покрытия и мастики на бумажной и тканевой основе, лакокрасочные покрытия, а также катодная или протекторная защита по указаниям СНиП 2.03.11-85 и Рекомендаций по антикоррозионной защите морских портовых сооружений, предназначенных для перегрузки химических грузов; для металлических закладных частей железобетонных конструкций — защитные покрытия в соответствии с указаниями
СНиП 3.07.02-87 и пособия к нему; в случаях интенсивной коррозии в зоне переменного уровня воды стальной шпунт может быть защищен железобетонной надстройкой, а стальные трубчатые сваи, не находящиеся в грунтовой засыпке, — железобетонными обоймами;

в) для деревянных конструкций и элементов, поверженных гниению и разрушению древоточцами — пропитку водным раствором аммиаката меди (по технологии ЦНИИМФа) или креозотирование;

г) для облицовочной деревоплиты — пропитку синтетической, фенол-формальдегидной смолой согласно указаниям СНиП 3.07.02-87 и пособия к нему.

1.42. Долговечность конструкций при различных сочетаниях неблагоприятных воздействий, перечисленных в п. 1.40, обеспечивается путем:

а) выбора рационального конструктивного решения;

б) зонального распределения строительных материалов в составе конструкции (например, дерево в подводной зоне и железобетон в зоне переменного уровня воды и выше);

в) выбора строительных материалов применительно к специфике агрессивных воздействий, характерных для района строительства;

г) выбора материалов, обеспечивающих получение параметров бетона, соответствующих условиям его службы;

д) изготовления железобетонных элементов конструкций с применением специальных способов повышения качества бетона (вибропрессования, вибропроката, центрифугирования и т.д.), а также выдерживания бетона в благоприятных условиях твердения;

е) применения специальных мер защиты — облицовки, покрытий; пропитки, катодной или протекторной защиты металла.

1.43. Причальные сооружения следует оборудовать отбойными и швартовными устройствами, которые должны гарантировать безаварийную эксплуатацию судов, причальных сооружений и устройств на них. Если нагрузки от крупнотоннажных судов нецелесообразно передавать на причальные сооружения, отбойные и швартовные приспособления должны располагаться на отдельно стоящих палах.

1.44. В рабочих чертежах на строительство сооружений должны быть даны ссылки на действующие нормативные документы, которыми следует руководствоваться при производстве и приемке работ. В случае необходимости приведены дополнительные указания, учитывающие специфические особенности строительства конструкций, а для конструкций, по которым нормативные документы на производство и приемку работ еще не разработаны, даны основные требования к изготовлению элементов и монтажу конструкций, а также допуски отклонений от проекта в размерах и положении отдельных элементов сооружения.

 

2. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ СООРУЖЕНИЯ

 

2.1. Выбор типа конструкции причального сооружения следует производить с учетом естественных условий района строительства, назначения причалам технологических требований, размеров территории и акватории порта, возможных способов производства работ, геологических условий, требований по охране окружающей среды и др.

2.2. Конструкцию сооружения следует выбирать, исходя из технико-экономической целесообразности ее применения в конкретных условиях строительства на основе сопоставления вариантов.

2.3. Экономическую целесообразность сравниваемых вариантов следует определять на основе сопоставления стоимостей возведения сооружения, а в случаях, когда сроки строительства по вариантам резко различны, учитывать экономический эффект, получаемый в результате более раннего ввода в эксплуатацию проектируемого объекта.

2.4. При выборе варианта конструкции следует учитывать:

а) расход основных строительных материалов (металла, цемента, лесоматериалов);

б) наличие местных строительных материалов;

в) трудоемкость производства работ;

г) степень сложности строительства;

д) наличие оборудования и механизмов, необходимых для строительства;

е) наличие трудовых ресурсов;

ж) требования к долговечности сооружений;

з) эксплуатационные показатели.

2.5. Конструкции причальных сооружений и основные условия их применения приведены в табл. 2.1.

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *