РД 31.31.55-93. 
,                                                              (9.2)

РД 31.31.55-93. ,                                                              (9.2)
Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений

      Стройка - Главная Написать нам
 
 
ПК Инфоплюс-смета Сварка - документы Бизнес-планы Исследования Тендеры  
 

 

 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
РД 12-411-01 - Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов

 

 

 

Сварка ->  Строительные конструкции ->  РД 31.31.55-93 -> 

 

 

 

9.40. При частичной замене слабого грунта грунтом с большим объемным весом, образовании над поверхностью слабого грунта насыпей или передаче на его поверхность иных распределенных нагрузок в пределах свайного основания необходимо при расчете свай учитывать действие сил отрицательного трения по боковой поверхности сваи в соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.03-85.

9.41. Пространственную конструкцию допускается для протяженных в плане эстакадных сооружений рассчитывать методом расчленения на отдельные плоские системы, выбирая из них основную несущую систему.

9.42. При членении конструкции на поперечные и продольные рамы ширина полки плиты, монолитно связанной с ребром и вводимая в расчет при определении геометрических и жесткостных параметров ригеля, принимается из условия, что учитываемый свес полки в каждую сторону от ребра bс должен быть не более l/p(3+2g - g2) (l - пролет ребра между сваями;g - коэффициент Пуассона).

При наличии ребер другого направления с шагом меньшим, чем шаг ребер рассматриваемого направления и при высоте полки hf ³ 0,1h свес полки bс следует принимать равным половине расстояния в свету между ребрами рассматриваемого направления, где h - высота сечения ребра.

При отсутствии ребер другого направления или при их шаге, большем, чем шаг ребра рассматриваемого направления, а также если hf < 0,1 h, то свес полки bс=6/hf.

При консольных свесах полки

если hf ³ 0,1h, bc = 6 hf;

если 0,05 h = hf < 0,1h, bc = 3 hf;

если hf < 0,05h, то свесы не учитываются.

9.43. При составлении расчетных схем в качестве осей элементов следует принимать линии, соединяющие геометрические центры тяжести сечений элементов.

9.44. Вертикальные нагрузки на поперечные рамы (основные несущие системы) определяются:

сосредоточенные силы - как опорные реакции, полученные по линиям влияния продольных (подкрановых) ригелей при действии крановых нагрузок и железнодорожных нагрузок, если они располагаются в пределах расчетной ширины ригеля, и расчетных ригелей шириной 12hf, расположенных под осями железнодорожных путей, при действии железнодорожных нагрузок и учете собственного веса продольных ригелей; расчетной схемой ригелей являются соответствующие балки на упруго-податливых опорах с коэффициентами податливости, равными осадкам поперечных рам от действия единичных сил, приложенных в месте расположения центральных осей соответствующих продольных ригелей;

равномерно распределенные нагрузки - как нагрузки интенсивностью, определяемой площадью сбора нагрузок с левого и правого полупролетов, расположенных между данной поперечной рамой и соседними с ней, с учетом собственного веса элементов полупролетов, включая поперечные ригели.

Вертикальные нагрузки на продольные рамы (основные несущие системы) определяются:

сосредоточенные силы - по фактическим значениям крановых нагрузок и железнодорожных нагрузок, действующих в пределах полосы ростверка от его конца до середины пролета, примыкающего к прикордонному или тыловому ряду опор для прикордонного или тылового ригеля, а для средних продольных ригелей по фактическим значениям железнодорожных нагрузок, действующих в пределах левого и правого примыкающих полпролетов, расположенных между данным продольным ригелем и соседними с ним, равномерно распределенные нагрузки - как нагрузки интенсивностью, определяемой указанной выше площадью сбора нагрузок продольных ригелей с учетом собственного веса элементов, находящихся в зоне сбора нагрузок, включая продольные ригели.

При расчете продольных рам коэффициент податливости свайной опоры должен приниматься равным осадке примыкающей к этой опоре поперечной рамы от действия единичной силы, приложенной в месте расположения центральной оси продольного ригеля.

9.45. Горизонтальные нагрузки, действующие на поперечные и продольные рамы, следует определять из расчета секции ростверка, в том числе и с учетом взаимодействия секций, на действие горизонтальных (судовых, крановых и железнодорожных тормозных, распорных грунтовых при отсутствии тылового сопряжения) нагрузок методом "упругого центра" путем суммирования проекций горизонтальных усилий, приложенных к головам свай рассматриваемой рамы, на ее плоскость (пп. 9.51, 9.52). При этом верхнее строение в горизонтальной плоскости считается абсолютно жестким, а кручение опор вокруг их оси допускается не учитывать.

9.46. Усилия М, Q, N в элементах рам, вызванные межсезонным перепадом температур и влажностными воздействиями, следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.01.01-82 и СНиП 2.06.08-87.

9.47. Взаимодействие сваи с грунтовым основанием следует описывать моделью с линейно нарастающим по глубине в каждом слое грунта значением коэффициента постели; при переходе к каждому новому k-тому слою следует определять приведенную высоту кровли слоя из выражения

 

,                                                              (9.2)

 

где gК и gi - удельные веса грунта к-того и i-тых слоев, лежащих выше кровли к-того слоя, соответственно;

hi - высота i-того слоя грунта.

 

Коэффициент постели определяется:

по кровле к-того слоя С1k = K hk bp;

по подошве к-того слоя С2k = K (hk + Dhk) bp,

где К - коэффициент пропорциональности, кН/м4 принимаемый по данным СНиП 2.02.03-85;

DhK - толщина K-того слоя грунта, м;

bp - расчетная ширина сваи, м (см. СНиП 2.02.03-85).

 

Примечание.

Значение коэффициента постели в слое каменной призмы подпричального откоса принимается равным нулю.

 

9.48. Коэффициент Kl упругой податливости сваи следует определять, расчетом по программе PОRT при действии единичной силы, направленной вдоль оси сваи и приложенной к ее голове.

При этом значения коэффициентов постели Сс на сдвиг в начале и конце каждого конечного элемента сваи определяются в соответствии с указаниями п.п. 9.35 и 9.45 и выражениями

 

,                                      (9.4)

 

где и - периметр сваи; Dlr - длина рассматриваемого r-того элемента, остальные обозначения см. формулу (9.2).

 

Коэффициент жесткости подошвы сваи, кН/м

,                                                               (9.5)

 

где С0 - значение коэффициента постели на уровне подошвы сваи;

А - площадь сечения сваи по подошве, вводится в матрицу жесткости конечного элемента, содержащего подошву сваи.

 

Упруго-пластическая работа сваи при действии продольных нагрузок учитывается путем сопоставления значений сил трения на конечных элементах сваи, лежащих в грунте и определяемых для r-того элемента с номерами узлов r1 и r2 по формуле

 

                                               (9.6)

 

с предельно-допустимыми значениями сил трения по боковой поверхности сваи, нормируемыми СНиП 2.02.03-85 (Wr1 и Wr2 перемещения узлов в начале и конце конечного элемента r) и равными

 

tr,u = fi u Dlr                                                                  (9.7)

 

Если tr<tr,u, то итерация расчета не требуется. В противном случае на тех элементах, где tr>tr,u значения коэффициентов постели  и  принимаются равными нулю, а к элементу r прикладывается вдоль его оси сила tr,u направленная в сторону, противоположную продольным перемещениям сваи и расчет повторяется пока на всех элементах не будет удовлетворяться условие tr<tr,u.

9.49. Допускается при поверочных расчетах пренебрегать влиянием сжатия ствола сваи в грунте и определять коэффициент упругой податливости сваи на нескальных основаниях по формуле

 

,                                     (9.8)

 

где С*, ,  находятся из выражений (9.4) и (9.5);

l0 - свободная длина сваи, равная расстоянию от ее заделки в ростверке до поверхности грунта;

Е - модуль упругости материала опоры.

 

Для опор, забуриваемых в полускальные и скальные основания,

 

K1 = (l0 + d) / E A,                                                           (9.9)

 

где d - глубина забуривания сваи.

 

9.50 Усилия в элементах поперечных и продольных рам рекомендуется определять по программе PORT при действии каждого вида нагрузки в отдельности и с целью нахождения расчетных значений усилий и деформации в элементах и деформаций конструкций в целом по первой и второй группам предельных состояний.

Изгибающие моменты М и перерезывающие силы Q в головах свай определяются как геометрические суммы соответствующих значений М и Q, полученных при расчете поперечных и продольных рам на действие каждого вида нагрузки в отдельности. Значение продольной силы в свае определяется из расчета поперечной рамы.

9.51. Координаты x0, и Y0 упругого центра ростверка в горизонтальной плоскости верхнего строения, проходящей через головы свай, для секции с вертикальными сваями и наклонными сваями, плоскость наклона которых перпендикулярна линии кордона, определяются из выражений

 

                                                  (9.10)

 

где Xi и Yi - координаты i-той сваи ростверка;

n - число свай в секции;

Нxi и Hyi - горизонтальные силы, действующие в голове i-той сваи и определяемые расчетом этой одиночной сваи по программе PORT при заданных единичных перемещениях ее головы вдоль осей Х и Y соответственно и принятой в проекте схеме закрепления сваи в ростверке (жесткое или шарнирное).

 

За начало координат рекомендуется принимать точку пересечения крайних рядов свай секции.

Для вертикальных свай Нxiyi=Нa,

Нa определяется: для жестко-защемленных свай в ростверке

 

;          (9.11)

 

для шарнирно прикрепленных к ростверку

 

,                                               (9.12)

 

где eнн, eнм, eмм - деформации сваи на уровне поверхности грунта, вычисляемые по указаниям приложения 1 СНиП 2.02.03-85 при средневзвешенном по глубине значении коэффициента пропорциональности в верхней части глубины забивки сваи (до 5,0 м для призматических железобетонных свай и до 10,0 м для железобетонных свай-оболочек диаметром более 1,0 м).

 

Для наклонных свай, если горизонтальное перемещение головы сваи и нагрузки действуют перпендикулярно плоскости ее наклона и параллельно линии кордона, Нxi=Нa.

Для наклонных свай, если горизонтальное перемещение сваи и нагрузка действуют в плоскости наклонной сваи, перпендикулярной линии кордона,

 

,                                               (9.13)

 

где Kl - коэффициент упругой податливости, принимаемый по указаниям пп. 9.48, 9.49;

b - угол между осью сваи и нормалью к верхнему строению в точке ее закрепления в ростверке.

 

9.52. При произвольной ориентации сваи, если и плоскость ее наклона образует с осью Х угол a, усилия от единичных горизонтальных перемещений ее головы возникают как в плоскости перемещения, так и перпендикулярно к ней.

Координаты Х0 и Y0 упругого центра для секции, содержащей сваи общего положения, определяются по формулам

 

                                      (9.14)

 

где Нxxi и Нyxi - горизонтальные силы, действующие параллельно осям Х и Y в голове i-той сваи при ее единичном перемещении параллельно оси Х;

Нxyi и Нyyi - то же, но при единичном смещении головы параллельно оси Y

 

Нxxi = Нa (1 + sin2b cos2a) + kl sin2b cos2a;                                    (9.15)

 

Hyxi = (Нa + kl) 0,5 sin2a sin2b                                               (9.16)

 

при единичном перемещении головы сваи параллельно оси X;

 

Нxyi и Нyxi определяемом по формуле (9.16);

 

Нyyi = Нa (1 + sin2a sin2b) + kl sin2a sin2b.                                    (9.17)

 

При единичном перемещении головы сваи параллельно оси Y.

9.53. Горизонтальные перемещения голов свай, с координатами Хi, Yi закрепленных в верхнем строении секции ростверка (или любой точки верхнего строения), не взаимодействующей с соседними секциями, определяются по формуле

 

                                              (9.18)

 

где U0; V0 и - перемещения упругого центра вдоль осей X и Y и угол поворота ростверка в горизонтальной плоскости для секций, содержащих вертикальные и наклонные сваи, плоскость наклона которых перпендикулярна линии кордона.

;                                                    (9.19)

 

;

 

.

 

Для секций, содержащих сваи общего положения,

 

;             (9.20)

 

 

 

где Nxj, Nyj - проекции на оси Х и Y j-той горизонтальной силы, действующей на секцию;

Mj - момент этой силы относительно упругого центра;

 

Mj = Nxj (YNj - Y0) - Nyj (XNj - X0);                                           (9.21)

 

XNj, YNj - координаты точки приложения j-той силы.

 

Примечания:

1. Перемещения U(Xi, Yi), U0, V(Хi, Yi) и V0 положительны, если они совпадают с положительными направлениями осей координат; угол поворота ростверка Y0 горизонтальной плоскости положителен, если поворот происходит по часовой стрелке.

2. При отсутствии тылового сопряжения и действии активного давления грунта на тыловую грань ростверка, его величина на 1 м длины причала определяется по указаниям раздела 5 настоящей Инструкции.

 

9.54. Горизонтальные нагрузки, действующие на i-тую сваю, для вертикальных и наклонных свай, плоскость наклона которых перпендикулярна линии кордона, следует определять по формулам

 

                                                       (9.22)

 

Для наклонных свай общего положения

 

                                          (9.23)

 

где Рxi и Рyi - проекции на оси Х и Y горизонтальной нагрузки Рi, приложенной к голове i-той сваи;

Hxi, Hyi, Hxyi, Hyyi, U(Xi, Yi), V(Xi, Yi) см. пп. 9.51 и 9.52.

 

Горизонтальные нагрузки, воспринимаемые поперечными и продольными рамами, находятся по указаниям п. 9.45.

9.55. При наличии конструктивной связи между секциями усилия взаимодействия между ними должны находиться из системы уравнений совместности деформаций (равенство перемещений, перпендикулярных линий кордона) соседних секций в месте их стыков.

Условия совместности деформаций секции "S", граничащей слева с секцией "S-1", а справа с секцией "S+1", имеют вид

 

 (9.24)

 

                  (9.25)

 

где  и  - сумма проекций внешних сил, действующих в плоскости верхнего строения секции с номером "S", на ось Y и сумма моментов этих сил относительно упругого центра секции с координатами , , определяемыми по формуле (9.10);

 и  - сумма горизонтальных сил, действующих в головах свай секции S при единичных поступательных смещениях секции параллельно осям Х и Y соответственно;

 и  - координаты головы i-той сваи секции с номером "S";

NS-2, NS-1, NS, NS+1, - неизвестные усилия взаимодействия между секциями (S-2) и (S-1); (S-1) и S; S и (S+1); (S+1) и (S+2) соответственно;

 и  - координаты точек взаимодействия секции S с соседними секциями (S-1) и (S+1) в системе координат секции S;

;  и ;  - то же, но для секции (S-1) и (S+1).

 

Система уравнений совместности деформаций взаимодействующих секций состоит из уравнений (9.24) и (9.25), записанных для каждой секции.

Определение усилий, действующих на i-тую сваю при учете взаимодействия секции производится по указаниям п. 9.54 при включении найденных воздействий соседних секции на рассматриваемую в состав внешних сил.

9.56. При расчете причальных сооружений эстакадного типа с передним шпунтом, выполняемым по программе PORT, зоной активной деформации грунта следует считать область, в пределах которой происходят необратимые подвижки его частиц, и на конструктивные элементы, расположенные в этой области, действует активное боковое давление грунта.

Уточнение величины зоны "активной" деформации за шпунтовой стенкой и выявление растянутых стержневых грунтовых элементов, усилия в которых превышают допустимый уровень, определяемый сцеплением грунта, производится методом итераций.

Зона "активной" деформации грунта определяется координатой точки на лицевой стенке, горизонтальное смещение U в которой равно критическому смещению Uu, определяемому по формуле (соответствует наступлению за стенкой предельного активного напряженного состояния).

 

,                                                (9.26)

 

где du - глубина расположения точки с критическим горизонтальным смещением ниже поверхности засыпки (глубина зоны активной деформации), м;

 - критический угол перекоса, равный

 

;                                                 (9.27)

 

j - угол внутреннего трения грунта в рассматриваемой точке;

аS - коэффициент уплотнения, принимаемый по данным компрессионных испытаний; допускается принимать aS=1/ES;

Es - модуль деформации грунта в данной точке, МПа;

lа - коэффициент бокового активного давление грунта;

l0 - коэффициент давления покоя, U, Uu и du уточняются в процессе итераций. При ограничениях по глубине забивки шпунта либо на слабых консолидируемых основаниях Uu может соответствовать ордината критической точки, находящейся на уровне низа шпунта.

 

9.57. Положение линии "условного дна" определяется лучом, проведенным под углом 0,5(45°+1,5j) к горизонтали через точку на лицевой стенке, в которой горизонтальное перемещение равно Uн.

Грунт ниже линии "условного дна" моделируется упругим основанием с коэффициентом постели, значения которого определяются из выражения

 

,                                                          (9.28)

 

где К - коэффициент пропорциональности роста коэффициент постели с глубиной (см. п. 9.47);

qу,сил - вертикальное напряженное состояние в силосе, в сторону которого перемещается рассматриваемый конструктивный элемент, на уровне, соответствующем определяемому Сz;

gi- удельный вес грунта i-того слоя на уровне, соответствующем определяемому Cz;

bр - расчетная ширина сваи (см. п. 9.47);

ld - продольный шаг свай.

 

Для элементов, находящихся выше уровня "условного дна", коэффициент постели принимается равным нулю и взаимодействие между ними следует определять методом аппроксимации упругих свойств грунтовой среды с помощью конечных элементов программы PORT.

При использовании стержневой аппроксимации изгибная жесткость грунтовых стержней, соединяющих узлы конечных элементов взаимодействующих частей конструкции, принимается близкой к нулю (в 104-105 раз меньше жесткости свай), а продольная жесткость В равной

 

,                             (9.29)

 

где Eса1 - модуль деформации грунта, в пределах которого располагается грунтовый стержень;

 - длины конечных элементов К-1; К; Р-1; Р конструкции, между которыми располагаются узлы, соединенные грунтовым стержнем и лежащие на i и (i+1) конструктивных частях (сваях);

Аs - площадь грунтового стержня.

 

В процессе итерационного расчета стержни, усилия растяжения в которых превышают С×АS должны быть исключены путем уменьшения в 103-104 раз продольной жесткости, где С - сцепление грунта.

Упругая схема работы грунтового основания в виде коэффициента постели сохраняется, если p(z)<pu(z),

 

где p(z) - реакция упругого основания в точке элемента с координатой z;

pu(z) - предельное значение реакции основания в той же точке.

 

В противном случае, то есть при p(z) и р³ рu(z) упругое основание заменяется в пределах рассматриваемого элемента предельной эпюрой пассивного сопротивления грунта.

Граница между упругой и пластической зонами работы основания уточняется с точностью до длины конечного элемента в процессе итераций.

9.58. Расчет свай, опорных башмаков свай, свайных фундаментов и их оснований по первой и второй группам предельных состояний следует выполнять в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.06.08-87 и СНиП 2.03.01-84.

Несущая способность свай и других опор определяется по формуле

 

,                                                               (9.30)

 

где N - расчетная нагрузка на сваю или свайный фундамент, кН;

Fd - расчетная несущая способность одиночной сваи по грунту основания, определяемая по указаниям СНиП 2.02.03-85, кН;

gK - коэффициент надежности, принимаемый по СНиП 2.02.03-85.

 

9.59. Несущую способность свай следует определять как наименьшее из значений, полученных при расчетах: несущей способности сваи по грунту основания; несущей способности материала сваи в соответствии со СНиП 2.06.08-87, СНиП 2.03.01-84; СНиП II-23-81*, СНиП II-25-80.

 

Примечание. Несущую способность свай по грунту следует уточнять по результатам их испытаний динамической нагрузкой, статическим зондированием и статической нагрузкой в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78, СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.02.01-83. Тип и количество испытаний устанавливаются проектной организацией.

 

10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТБОЙНОГО ПАЛА

 

10.1. Настоящие указания распространяются на расчет гибких односвайных и многосвайных отбойных палов. В случае многосвайного пала все сваи следует принимать одинаковой жесткости, а распределение усилий при навале судна - равномерным между сваями.

 

 

 

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

10.2. Количество и расположение отбойных палов определяется диапазоном размерений обслуживаемых у причала судов, принятой технологией их обработки и устанавливается при компоновке причального сооружения в целом.

10.3. Отметка верха палов выбирается с учетом положения вершины расчетной волны, а также с учетом требований размещения на них отбойных и швартовных устройств, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судов и сооружений.

10.4. При конструировании следует отдавать предпочтение односвайному отбойному палу, работающему одинаково во всех направлениях и не требующему сложных раскреплений верхнего строения.

10.5. В случае многосвайного гибкого отбойного пала число свай выбирается в соответствии с энергией навала расчетного судна и расчетной энергопоглощающей способностью одной сваи. При этом рекомендуется принимать их в количестве не более шести.

В плане сваи размещаются либо в пределах прямоугольника, либо трапеции. Сваи могут быть забиты с небольшим наклоном в сторону акватории, что создает возможность повысить энергопоглощающую способность пала.

10.6. Отбойные палы рекомендуется выполнять из стальных труб. В целях экономии металла необходимо использовать трубы с повышенными прочностными характеристиками.

10.7. При конструировании отбойных палов для достижения большей их гибкости и экономии металла рекомендуется применять трубы со стенками переменной толщины в соответствии с эпюрой изгибающих моментов по высоте пала. При этом следует изменять внутренний диаметр труб, а наружный оставлять постоянным.

10.8. Отбойные палы должны быть оборудованы отбойными устройствами, позволяющими распределять реактивное усилие от пала на корпус судна.

10.9. Крепление отбойного устройства к палу рекомендуется выполнять при помощи шарнира, что позволяет поворачиваться ему на угол, под которым судно наваливается на отбойный пал. Для ограничения поворота отбойного устройства необходимо устанавливать ограничители. Возврат отбойного щита в исходное положение производится резиновыми амортизаторами.

10.10. При сопряжении отдельных свай многосвайного пала в один куст следует обеспечивать их свободное смещение как консолей.

10.11. В верхней части многосвайного пала рекомендуется предусматривать устройства, позволяющие равномерно передавать моменты кручения на каждую сваю в случае внецентренного удара при навале судна.

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

 

10.12. Расчетной схемой отбойного пала при действии горизонтальной силы (черт. 10.1) является гибкий вертикальный стержень, погруженный в грунт основания, свойства которого моделируются коэффициентом постели.

10.13. Реакция грунта основания j-ом слое при перемещении пала под действием горизонтальной силы представляется зависимостью

,                                        (10.1)

 

где Cz - коэффициент постели на границе j-го слоя грунта, кН/м3, определяемый по п. 10.14;

Кj - коэффициент пропорциональности изменений коэффициента постели по глубине j-го слоя грунта, кН/м4, принимаемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-75;

z - координата сечения пала, м;

h - высота от точки приложения усилия навала (начало координат) до дна, м;

п - количество вышележащих слоев грунта;

tj - толщина j-го слоя грунта, м;

xz - перемещение сечения пала с координатой, м;

dн - наружный диаметр пала, м.

 

10.14. При многослойном основании коэффициент постели Сz на границе j-го слоя определяется по формуле

cz = Lj+1 K (z - h).                                                       (10.2)

 

10.15. Глубина погружения пала в грунт определяется в процессе его расчета как балки на упругом основании. За расчетную принимается глубина, на которой находится вторая нулевая точка упругой линии (см. черт. 10.1).

10.16. Энергопоглощающая способность собственного пала Ei определяется по формуле

 

Ei = 0,5 Fq a,                                                           (10.3)

 

где Fq - расчетная горизонтальная сила, кН, приложенная в точке навала судна;

а - перемещение пала, м, под действием силы в точке ее приложения.

 

10.17. При оборудовании пала отбойными устройствами энергопоглощающая способность которых определяется по паспортным данным. При этом должно выполняться условие

 

Fотб £ Fq,                                                                (10.4)

 

где Fотб - усилие, кН, при котором реализуется паспортная энергоемкость отбойных устройств;

Fq - расчетная горизонтальная сила, кН, действующая на пал.

 

10.18. В случае использования отбойных устройств общая энергопоглощающая способность пала определяется в соответствия с требованиями СНиП 2.06.04-82*.

10.19. При применении отбойного щита для распределения реактивного усилия от пала на корпус судна его площадь А, м2, определяется по формуле

 

,                                                                (10.5)

 

где qпр - расчетная удельная нагрузка на борт судна, принимаемая по паспортным данным, кН/м2.

 

10.20. Расчет собственно пала полностью ориентирован на ЭВМ и выполняется по программе ALTEST.

 

 

Черт. 10.1.

11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЯЧЕЕК И УЗКИХ ЗАСЫПНЫХ ПИРСОВ

 

11.1. Настоящие указания распространяются на проектирование конструкций из цилиндрических ячеек из плоского стального шпунта и узких засыпных пирсов в виде взаимозаанкеренного больверка (черт. 11.1).

 

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЯЧЕЕК

 

11.2. Основные размеры цилиндрических ячеек определяются из условия их устойчивости и прочности несущих элементов при воздействии горизонтальных нагрузок и собственного веса конструкции с учетом эксплуатационных нагрузок на его территории.

11.3. Глубина погружения шпунта в грунт основания определяется расчетом устойчивости на плоский сдвиг или по круглоцилиндрической поверхности в соответствии с требованиями раздела 6.

 

 

Черт. 11.1.

 

11.4. Диаметр цилиндрической ячейки определяется из условия устойчивости на сдвиг по вертикальной плоскости при воздействии горизонтальных нагрузок без учета временно распределенных нагрузок на территории

,                                                           (11.1)

где g gc, gп - тo же, что в п.4.3;

Mt - суммарный момент от внешних горизонтальных нагрузок относительно центра тяжести подошвы сооружения, кНм;

Мr - суммарный момент удерживающих сил, относительно центра тяжести подошвы сооружения, кНм.

 

11.5. Суммарный момент удерживающих сил определяется по формуле

 

,                           (11.2)

 

где d - диаметр конструкции, м;

Еая - горизонтальная составляющая активного давления грунта засыпки, кН/м (п. 11.6);

jred - средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунта в сооружении, град;

f - коэффициент трения в замках шпунтовой конструкции, принимаемый равным 0,4;

N - равнодействующая дополнительных сил сопротивления смещению грунта в сооружении по вертикальной плоскости за счет сопротивления дополнительных элементов жесткости (противоледовый пояс, бетонное кольцо и т.п.), кН, (п. 11.7);

d - угол трения грунта о шпунтовую конструкцию, принимаемый равным 0,667jred, но не более 30°, град;

М0 - момент реактивного давления действующего на внешнюю поверхность конструкции, относительно подошвы сооружения, кН×м, (п. 11.8).

 

11.6. Горизонтальную составляющую активного давления грунта следует определять по формуле

 

Еая = hi Еa                                                              (11.3)

 

где hiЕa - коэффициент уменьшения давления грунта, определяемый по графику на черт. 11.2;

Еa - горизонтальная составляющая активного давления от веса грунта засыпки, определяемая в соответствии с требованиями раздела 5.

 

 

Черт. 11.2. График изменения коэффициента h

 

11.7. Равнодействующая дополнительных сил сопротивления определяется по формуле

 

N = A R,                                                               (11.4)

 

где А - площадь поперечного сечения элемента жесткости, м2;

R - расчетное сопротивление на срез (растяжение) материала элемента жесткости, кПа.

 

11.8. Момент реактивного давления грунта М0 следует определять по формуле

 

M0 = aE d Еaq                                                            (11.5)

 

где aE - расстояние от горизонтальной составляющей активного давления грунта Еaq подошвы сооружения, м;

Еaq - горизонтальная составляющая активного давления грунта с внешней стороны ниже уровня дна, кН.

 

11.9. Расчет прочности замковых соединений шпунтовых конструкций следует выполнять, исходя из условия

 

,                                                            (11.6)

 

где g gc, g'п - тo же, что в п. 4.3;

Р3 - разрывающее усилие в замках шпунтовой конструкции, кН/м, (п. 11.10);

R3 - предельное сопротивление в замках разрывающим усилием, кН/м.

 

11.10. Разрывающее усилие Р3 следует определять по формуле

 

р3 = р3,гр + Р 3,F,                                                          (11.7)

 

где р3,гр - разрывающее усилие от активного давления грунта в сооружении, кН/м;

Р3,F - разрывающее усилие от активного давления грунта, кН/м, вызванного внешней горизонтальной нагрузкой.

 

Разрывающие усилия р3,гр, Р,3,F, следует определять по формулам:

 

р3,гр = 0,5 d Pa,max;                                                       (11.8)

 

,                                                         (11.9)

 

где Pa,max - максимальная ордината эпюры активного давления грунта, кПа;

F - горизонтальная нагрузка на сооружение, кН;

GK - собственный вес сооружения от верха до отметки максимальной ординаты эпюры активного давления грунта, кН.

 

11.11. Максимальная ордината эпюры активного давления грунта Pa,max определяется по формуле

 

Pa,max = Ра hi                                                         (11.10)

 

где Ра - максимальная ордината давления грунта на плоскую стенку, кПа, определяемая в соответствии с требованиями раздела 5;

hi - коэффициент уменьшения давления грунта, определяемый по черт. 11.2.

 

РАСЧЕТ УЗКИХ ЗАСЫПНЫХ ПИРСОВ

 

11.12. При расчете устойчивости узких засыпных пирсов на сдвиг по вертикальной плоскости должно быть выполнено условие (11.1) и требования пп. 11.13, 11.14.

11.13. Суммарный момент удерживающих сил Мr отнесенный к 1 м длины пирса, определяется по формулам:

на нескальном основании

 

;            (11.11)

 

на основании, подстилаемом скальным грунтом

 

,          (11.12)

 

где bп - ширина пирса, м;

Еа,1 - горизонтальная составляющая активного давления грунта на лицевую стенку пирса, кН/м;

Еа,2 - горизонтальная составляющая активного давления грунта с внешней стороны ниже уровня дна на лицевую стенку пирса, кН/м;

d1 - угол трения грунта о лицевую стенку пирса, принимаемый 0,667jred, но не более 30°град;

d1 - угол трения грунта о лицевую стенку пирса с внешней стороны, принимаемый 0,667jred,2, но не более 30° (jred,2 - средневзвешенное значение угла внутреннего трения грунта ниже уровня дна с внешней стороны лицевой стенки пирса), град;

aп - расстояние между поперечными стенками, м;

M0 - момент реактивного давления грунта на внешнюю поверхность лицевой стенки пирса относительно подошвы сооружения кН/м (п. 11.14).

 

Примечание. При отсутствии поперечных стенок третий член в формулах (11.11, 11.12) равен нулю.

 

11.14. Момент реактивного давления М0 следует определять по формуле

 

М0 = аЕ,2 Еа,2                                                           (11.13)

 

где аЕ,2 - расстояние от горизонтальной составляющей активного давления грунта Еа,2 до подошвы сооружения, м.

 

11.15. Расчет общей устойчивости узкого засыпного пирса выполняется в соответствии с требованиями раздела 6.

Расчет конструктивных элементов пирса следует выполнять в соответствии с требованиями раздела 8.

 

12. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ АРКТИКИ