Учет влияния полосовой нагрузки на шпунтовую стенку

Давление на шпунтовую стенку, создаваемое любой полосовой нагрузкой, например q (x₁, x₂) с координатами «x₁» и «x₂», можно определить следующим образом.

Из координат полосы загружения «x₁» и «x₂» до пересечения с осью шпунтовой стенки проводят плоскости естественного откоса «x₁а» и «x₂с» и плоскости обрушения «x₁в» и «x₂d» (рис. 6).

Далее возможны два случая:

1. Если точка «с» окажется выше точки «в»;

2. Если точка «с» будет расположена ниже точки «в».

В первом случае давление нагрузки q (x₁, x₂) на шпунтовую стенку при однородном грунте в зоне «аd» принимают в виде треугольника «аdе» (рис. 6а), площадь которого «W» равна вертикальному давлению нагрузки q (x₁, x₂) умноженному на коэффициент бокового давления грунта l_а, то есть

W_ade = q (x₁, x₂) × (x₂ – x₁) × l_а, (40)

или

W_ade = 0,5 × ad × вe, (41)

Приравнивая правые части выражений (40) и (41) и учтя, что отрезок «ad» равен разности двух катетов треугольников «x₂od» и «x₁oа», получают высоту треугольника «ве», а именно:

(42)

где

ad = x₂ × tg(45⁰ + j/2) – x₁ × tg(j), (43)

Во втором случае давление на шпунтовую стенку нагрузки q (x₁, x₂) принимают в виде трапеции «adfe» высотой «ве» (рис. 6б)

ве = сf = q(x₁, x₂) × l_а , (44)

Если эпюра давления нагрузки q (x₁, x₂) на шпунтовую стенку от отметки «а» до отметки «d» попадает в различные по свойствам грунты (разные j_i ), то для выделения окончательного вида этой эпюры необходимо в пределах отрезка «ad»определить «ве» по формулам (42) или (44) для каждого i-того слоя грунта в зоне «ad», а затем в каждом i-том слое очертить окончательную эпюру давления от нагрузки q (x₁, x₂) согласно рис. 7а, б.

При координате x₁ = 0 эпюру давления на шпунтовую стенку от полосовой нагрузки q (x₁, x₂) определяют согласно рис. 7 в.

5.7. Определение эквивалентной равномерно распределенной нагрузки.

Портальные краны и железнодорожные составы передают нагрузки на причальные сооружения через колеса ходовых тележек.

Существующие приемы учета сосредоточенных нагрузок от железнодорожного транспорта и перегрузочных машин предполагают принимать их равномерно распределенными вдоль пути на полосе равной ширине подошвы подкрановой железобетонной балки (b=1,20 м) или длине полушпалы (b=1,35 м) для крановых путей и по длине шпалы (b=2,7 м) для железнодорожных путей (рис. 8). При таких условиях интенсивность полосовой равномерно распределенной нагрузки при выполнении задания можно принять равной:

для подкрановых рельсов

- краны грузоподъемностью 5 т – 70…80 кПа

- краны грузоподъемностью 10 т – 90…100 кПа

- краны большей грузоподъемности - 110…120 кПа

для железнодорожных составов – 50 кПа.

Особенность расчета больверка при конкретной грузовой ситуации заключается в построении эпюры давления на шпунтовую стенку как суммы эпюр давлений грунта и всех имеющихся на поверхности покрытия причала известных полосовых нагрузок (учет полосовой нагрузки рассмотрен в п. 5.6.).

Далее выполнив графоаналитический расчет согласно методике, изложенной в п. 4.2. п.п. 4.2.4. – 4.2.10., определяют приращения изгибающего момента в шпунтовой стенке DМ^экв_max и усилия в анкерной тяге DR_a^экв от полезных нагрузок.

По графикам зависимости DМ(q₀) и DR_a(q₀) определяют расчетное значение На рис. 9 это

5.8. Определение допустимой эксплуатационной нагрузки q (x₁, x₂)

Допустимую эксплуатационную нагрузку q (x₁, x₂), которую можно уложить на полосе причала с координатами x₁ и x₂ при наличии на нем известных полезных нагрузок от средств механизации, транспорта и складируемых грузов, определяют по основной формуле (32) п. 5.4.

В производственных условиях по найденной интенсивности нагрузки q (x₁, x₂) дополнительно проверяют общую устойчивость сооружения. В рамках настоящего задания такую проверку курсанты могут не выполнять для сокращения трудоемкости учебного задания.

Завершают задание вычерчиванием конкретной схемы нагрузок, передающихся на больверк: известной q* (x*₁, x*₂) и допустимой q (x₁, x₂) полосовых нагрузок на причал в масштабе М1:100.

Литература

1. Шихиев Ф.М., Горюнов Б.Ф. Устройство морских портов. – М.: Транспорт, 1976 – 272 с.

2. Никеров П.С., Яковлев П.И. Морские порты: Учебник для ВУЗов. – М.: Транспорт, 1978. – 416 с.

3. Ильичев А.С., Кокин А.Д., Ребортович И.С. Основы строительного дела. М.: Профтехиздат, 1962. – 510 с.

4. Долматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундамента: Учебник для ВУЗов. М.: Стройиздат, 1981. – 319 с.

5. Смирнов Г.Н., Горюнов Б.Ф., Курлович Е.В., Левачев С.Н., Сидорова А.Г. Порты и портовые сооружения. – М.: Транспорт, 1979. – 607 с.

6. Штенцель В.К., Соколов М.А. Порты и портовые сооружения. – М.: Транспорт, 1977. – 335 с.

7. Правила технической эксплуатации портовых сооружений и акватории. – М.: Минморфлот, 1988. – 200 с. РД 31.35. 10-86.

8. Василевский Ю.И., Полухин В.А., Яковенко В.Г. Портовые береговые сооружения и их эксплуатация. – М.: Транспорт, 1978. 304 с.