Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Расчет причальных сооружений

29.07.2015

На причальные сооружения действуют различные нагрузки, которые подразделяются на постоянные, временные и особые.
К постоянным нагрузкам относятся: масса сооружения, масса и давление грунта засыпки за ним, нагрузки от постоянных сооружений и оборудования.
Временные длительно действующие нагрузки включают в себя нагрузки от кранов, транспортных средств и грузов, укладываемых на причале.
Временные кратковременные нагрузки возникают от ударов при швартовке судов и плотов, а также от воздействия льда на причальное сооружение.
Особыми нагрузками считают действие грунтовых вод при повреждении дренажных устройств и при понижении уровней воды перед сооружением.
При проектировании причальных сооружений их рассчитывают на наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок, включающее постоянные, временные длительно действующие и одну наиболее существенную кратковременную нагрузку. Временные нагрузки, улучшающие работу сооружений, в расчете не учитываются.
В отдельных случаях также не учитывают нагрузку от ветровой волны или льда, когда причалы защищены от них.
Для установления постоянных нагрузок необходимо знать размеры сооружения и удельную силу тяжести грунта; удельная сила тяжести грунта принимается: для естественной влажности 18 кН/м3, ниже уровня воды, то есть во взвешенном состоянии 10 кН/м3, а для каменной и щебеночной постелей 11 кН/м3.
При наличии на причале штабелей лесоматериалов распределенная нагрузка назначается: для высоты штабеля до 4 м - 20 кН/м2, а для высоты 8...10 м-30...40 кН/м2.
Пространство за набережной стенки, как правило, заполняется песчаным несвязным грунтом. Поэтому часть грунта засыпки стремится сместиться по так называемой плоскости обрушения и обуславливает давление на стенку. Это усилие называют активным давлением, или распором грунта.
Для засыпки из однородного грунта с горизонтальной поверхностью распор грунта на единицу длины стенки определяют по формуле
Расчет причальных сооружений

Это усилие является сдвигающей силой. Удерживающей силой являются сила трения стенки об основание и сила пассивного отпора грунта, расположенного перед стенкой. Сила пассивного отпора грунта может быть вычислена по зависимости
Расчет причальных сооружений

Все вышеприведенные постоянные и временные нагрузки называют нормативными. Расчеты причалов на деформацию - второе предельное состояние - и на трещиностойкость - третье предельное состояние -выполняются по нормативным нагрузкам. Расчет же устойчивости сооружений (первое предельное состояние) производится по расчетным нагрузкам, которые находятся путем их умножения на коэффициент перегрузки или надежности.
Значения этого коэффициента принимают: для собственного веса сооружения 1,05 (0,95); для нагрузки от транспортных средств с грузом 1,2 и для веса грунта 1,1 (0,9). В скобках даны значения коэффициента надежности, когда увеличение нагрузки повышает устойчивость сооружения.
При расчете устойчивости расчетное значение угла внутреннего трения грунта принимается меньше нормативного на 2°.
Расчет причальных набережных. Устойчивость и прочность причальных сооружений проверяются расчетом по методу предельных состояний в соответствии с СниП 2.06.04-82. Здесь будут рассмотрены основные положения этих расчетов, при этом более подробно для причалов гравитационного типа и в общих чертах для свайных и шпунтовых стенок.
Расчет причала гравитационного типа. Высота и ширина основания причала обычно назначаются по эксплуатационным соображениям. Поэтому проверяют устойчивость сооружения и прочность его основания, т. е. ведут расчет по первому предельному состоянию - по несущей способности.
Условие устойчивости сооружения на сдвиг, по плоской поверхности основания, имеет следующий вид:
Расчет причальных сооружений

Расчетная удерживающая сила определяется по формуле
Расчет причальных сооружений

Интенсивность активного давления засыпки на единицу высоты для глубины Δy рассчитывают по формуле
Расчет причальных сооружений

Величины (σΔу и λаг) вычисляют по зависимостям
Расчет причальных сооружений

Расчет причальных сооружений

Из приведенных формул следует: в плоскости контакта слоев грунта с различными углами φ эпюра σаг должна иметь уступ (см. рис. 149). Кроме того, уступ будет располагаться также на уровне точки пересечения контура каменной призмы с условной линией обрушения грунта АВСД. Эта линия в каждом слое грунта проходит под углом к вертикали a = 45° - 0,5φ. Выше горизонтальной плоскости, проходящей через точку В, активное давление обусловлено грунтом, а ниже - каменной призмой. Так как для каменной наброски φ = 35...45° больше, чем для любого грунта, то величины σаг в этой зоне значительно меньше.
По эпюре σаг легко установить величину Eсдв. Величину усилия Eп определяют по формуле (417).
Условие прочности грунта основания проверяется по соотношению
Расчет причальных сооружений

Если это условие выдерживается, то обеспечивается устойчивость сооружения против сдвига вместе с грунтом основания на несвязных грунтах. Для глинистых грунтов дополнительно выполняется расчет устойчивости сооружения на сдвиг вместе с грунтом основания.
Расчет деформации причала, т.е. расчет по второму предельному состоянию, сводится к выполнению условия
Расчет причальных сооружений

Для плоской задачи приближенно средняя осадка сооружения устанавливается по формуле
Расчет причальных сооружений

Горизонтальное смещение сооружения рассчитывается по зависимости
Расчет причальных сооружений

Расчет сварных и шпунтовых стенок. При этом подвергается расчету стенка, на которую действуют активное давление грунта, анкерная связь и анкерное устройство, обеспечивающее устойчивость всего сооружения. Анкерное устройство выполняется в виде козловых свай (рис. 150, а) или анкерной плиты (рис. 150, б).
Расчет причальных сооружений

С некоторым допущением анкер представляют как балку на двух опорах, одной опорой является место крепления анкера, а другой - точка приложения равнодействующей пассивного давления грунта Eп. Ширина расчетной секции стенки назначается проектировщиком. Затем, используя эту расчетною схему, находят верхнюю опорную реакцию стенки и строят эпюру изгибающих моментов стенки. Задача решается графоаналитически.
Силы, действующие на сваи, устанавливают по силовому треугольнику. Сечения свай и глубины их забивки рассчитывают в соответствии с указаниями CH и П2.02.03-85.
Размеры анкерной плиты назначают так, чтобы удовлетворялось условие
Расчет причальных сооружений

Расстояние от анкерной плиты до стенки необходимо принимать равным
Расчет причальных сооружений

Расстояния hc и t показаны на рис. 150, б. Эта формула выведена из условия, когда точка В, в которой пересекается линия обрушения AB и линия выпора СВ, находится на поверхности грунта.