Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Случай призматических свай





Содержание

 

3.2 Расчет оторочек эстакад. 2

3.2.1 Общие положения. 2

3.2.2 Приближенный метод расчета оторочек-эстакад. 2

3.2.3 Определение нагрузок, действующих на свайную оторочку. 3

3.2.3.1 Собственный вес элементов оторочки. 3

3.2.3.2 Крановые нагрузки. 5

3.2.3.3 Железнодорожные нагрузки. 7

3.2.3.4 Нагрузки от складируемых грузов. 8

3.2.3.5 Нагрузки от безрельсового транспорта. 9

3.2.4 Сбор нагрузок. 11

3.2.5 Определение глубины погружения свай. 11

3.3 Расчет оторочек эстакад на горизонтальные нагрузки. 13

3.4 Основные положения расчета оторочки-эстакады на ЭВМ... 21

4. Проектирование оторочек-больверков. 22

4.1 Конструирование оторочек-больверков. 22

4.1.1 Определение минимального расстояния оторочки от старого сооружения. 22

4.1.2 Устройство анкерных опор. 23

4.1.3 Конструирование отдельных элементов оторочки. 23

4.2 Расчет оторочек-больверков. 25

4.2.1 Общие положения. 25

4.2.2 Методы построения эпюр на экранированные стенки. 26

4.2.2.1 Случай старого сооружения гравитационного типа. 27

4.2.2.2 Случай старого сооружения больверкового типа. 28

4.2.2.3 Случай старого сооружения свайного типа. 32

 

 

3.2 Расчет оторочек эстакад

 

3.2.1 Общие положения

 

Оторочку следует рассчитывать по методу предельных состояний в соответствии с требованиями СНиП 2.06.01-86 «Гидротехнические сооружения» и указаниями РД 31.31.27-81 [9].

Расчет свайных оторочек перед существующим сооружением аналогичен расчету причальных сооружений эстакадного типа, т.е. свайная оторочка может быть рассчитана:

а) как высокий свайный ростверк с гибким ригелем по методу проф. Н.Н. Зарембо-Владычанского согласно источнику [7] с.95, 109;

б) как рамная система (вручную, по методу деформаций, источник [6];

в) как рамная система по компьютерным программам;

г) приближенным методом.

Студент может выбрать любой из этих методов, который он освоил при изучении курса «Причальные сооружения».

В результате расчета по упомянутым методам находятся продольные усилия в связях, пролетные и опорные моменты в верхнем строении оторочек. Полученные продольные усилия используются для определения глубины погружения свай, а моменты для расчета верхнего строения (подбор сечения, армирование).

Вместе с тем в отличие от обычных (полных) эстакад, имеются некоторые особенности в расчете оторочек-эстакад:

– не все эксплуатационные нагрузки действуют на оторочку (например, нагрузки от тыловой ноги крана и возможно от второго ж. д. пути, обычно передаются на старые сооружения);

– оторочки обладают меньшей поперечной жесткостью и поэтому проверка их устойчивости на действие горизонтальных сил является обязательной;

– необходима так же проверка общей устойчивости системы оторочка-старое сооружение в связи с увеличением глубины.

 

3.2.2 Приближенный метод расчета оторочек-эстакад

 

В курсовом проектировании допускается проводить расчет отрочки-эстакады приближенным методом.

Приближенный метод широко применяемый на предварительных стадиях проектирования, заключается в том, что усилия в свайных опорах определяются от следующих нагрузок:

– собственного веса - по грузовым площадям;

– крановых нагрузок - по линиям влияния;

– сосредоточенных нагрузок ж.д. и безрельсового транспорта – по реакциям опор простых однопролетных балок (по разрезной схеме);

– складируемых грузов – по грузовым площадям.

Небольшим недостатком метода является то, что он не позволяет найти опорные моменты, необходимые для расчета верхнего строения, однако при проектировании оторочек студенту следует применять уже имеющиеся конструктивные решения верхнего строения для обычных свайных эстакад.

Использование в курсовом проектировании типовых конструкций эстакад избавляет от необходимости рассчитывать верхнее строение (находить пролетные и опорные моменты, подбор сечения, армирование).

Поэтому расчет оторочек-эстакад сводится к сбору нагрузок и определению необходимой глубины погружения свай.

В отличие от причалов гравитационного типа и больверков, где расчет ведется на 1 п. м. сооружения, расчет свайных эстакад проводится на длину продольного шага свай, т.е. сбор нагрузок на сваи поперечного ряда ведется исходя из величины продольного шага свай.

 

3.2.3 Определение нагрузок, действующих на свайную оторочку

 

3.2.3.1 Собственный вес элементов оторочки

 

Для определения веса свай (сваи-оболочки) предварительно задаются длиной сваи, равной примерно двойной глубине воды у оторочки (l=2H). Вес сваи определяется по простой формуле g = l∙s∙γ, где s – площадь поперечного сечения сваи, γ – объемный вес конструкционного материала, равный для морского железобетона 2,5 т/м3.

При определения веса части сваи, расположенной ниже расчетного горизонта воды, необходимо учитывать взвешивающее влияние воды, уменьшив объемный вес материала на 1 т/м3.

Собственный вес верхнего строения оторочки, приходящегося на одну сваю определяется исходя из грузовой площади и конструктивной схемы сооружения, как сумма веса всех его элементов.

Границы грузовой площади, приходящейся на расчетную сваю поперечного ряда, определяются следующим образом. Для первого ряда свай площадь определяется как полоса ростверка от кордонной части до середины пролета, примыкающего собственно к прикордонному ряду опор. Для средних продольных свай – как полоса ростверка в пределах левого и правого примыкающих полупролетов.

Учитывая, что свайные оторочки имеют разнообразную конструкцию верхнего строения и чтобы не сбиться с расчетов необходимо систематизировать наименование элементов и их веса в следующей табличной форме:

 

Элемент Эскиз элемента Ед. изм. Вес единицы Длина элемента или грузовая площадь Вес на расчетную сваю, т
І ряда ІІ ряда ІІІ ряда … ряда
                 
                 
                 

 

В общем виде нагрузка на расчетную сваю поперечного ряда записывается формулой:

 

N=Nсв+Nв.с+Nкр+ (Nж.д.) + (Nq) + (Nб.т.),

 

где

Nсв – собственный вес сваи;

Nв.с – вес верхнего строения оторочки, приходящегося на одну сваю;

Nкр – нагрузка от крана;

Nж.д . – нагрузка от ж.д. состава;

Nq – нагрузка от складируемых грузов;

Nб.т . – нагрузка от безрельсового транспорта.

Однако по условиям эксплуатации причалов исключается одновременное действие складируемых грузов и ж.д. составов или нагрузок от безрельсового транспорта. Поэтому при суммировании берется наибольшая величина из трех упомянутых нагрузок.

Приведенная формула нагрузки на сваю корректируется в зависимости от места ее расположения в поперечном ряду (первый ряд, второй ряд и т.д.)

 

3.2.3.2 Крановые нагрузки

 

Для сооружений эстакадного типа нагрузки от портальных кранов, контейнерных перегружателей являются основными. Они передаются на сооружение через колеса (катки) крановых тележек и являются сосредоточенными нагрузками. При этом продольный ригель эстакады, по которому перемещается портальный кран, рассматривается как многопролетная неразрезная балка на упругосмещающихся опорах, а поперечная рама эстакады – как опора этого ригеля.

В приближенном расчете строится упрощенная (спрямленная) линия влияния опорных реакций для двух смежных пролетов эстакады, рассматривая их как простые разрезные балки. В этом случае линия влияния опорной реакции имеет форму треугольника с максимальной ординатой равной единице над расчетной опорой. [3]

Величина крановой нагрузки, передаваемая на расчетную сваю зависит от ряда факторов:

Категории нагрузки на причал, типа крана, положения стрелы, направления ветра, продольного шага сваи, числа катков в ноге крана, их положения относительно свайной опоры, влияния соседнего крана и т.п.

Максимальная нагрузка на опору определяется при действии двух соседних сближенных кранов на допустимом расстоянии 2,5 м по осям крайних катков. Для причалов с категорией нагрузки 0-к (нулевая контейнерная) сближение перегружателей не предусматривается.

Оба крана нужно рассматривать при диагональном расположении стрелы (положение ІІІ) дающим наибольшую нагрузку.

В этом случае усилие на ногу А основного крана будет максимальным, а на ногу Г соседнего крана минимальным. При загружении линии влияния фактической крановой нагрузкой основного крана располагают на оси свайной опоры (рис. Х). Максимальная вертикальная крановая нагрузка (опорная реакция) определяется как сумма произведений усилий колес крана на ординаты линии влияния под соответствующими силами.

 

Рис. Х Вид линии влияния при различном значении продольного шага свай

 

Линии влияния рекомендуется строить на миллиметровке одновременно с планом сближенных кранов (прилож.)

 

Продольный шаг свай (I ряд свай), м   Схема загрузки Расчетная формула крановой нагрузки
2,5 Рис. а Nкр =Pкр ·Σyi·k
5,25 Рис. б Nкр =(PАкр ·Σyi+ PГкр ·Σyi)k
8,0 Рис. в Nкр =(PАкр ·Σyi+ PГкр ·Σyi)k
12,0 Рис. г Nкр =(PАкр ·Σyi+ PГкр ·Σyi+ PГкр ·Σyi)k

 

Обозначения в табличных формулах:

PАк — максимальное вертикальное давление колеса крана от ноги А, принимаем по таблице приложения … при положении стрелы III.

PГк — вертикальное давление колеса от ноги Г, определяется делением давления ноги грана Г на количество колес в ноге (приложение …)

yi — ординаты (в долях единицы) линии влияния под соответствующими силами.

k — коэффициент упругой податливости опор, принимаемый для призматической сваи равным 0,7, для свай-оболочек Ø 1,20 м – 0,8, для свай-оболочек Ø 1,60 м – 0,9.

Пример расчета крановой загрузки приведен в источнике [3, стр. 39]

3.2.3.3 Железнодорожные нагрузки

 

Нормы устанавливают нагрузку от подвижного железнодорожного состава равной 14 т.с. (140 кН) на погонную длину в 1 м железнодорожного пути для всех категорий нагрузок на причал. Исключение составляют контейнерные причалы, категория 0-к (нулевая контейнерная), где железнодорожные пути не предусматриваются.

Если шаг свай оторочки-эстакады в продольном направлении равен а, то нагрузка, приходящаяся на одну расчетную сваю от подвижного состава составляет Рж.д.=14·а. На оторочку могут попасть один или два ж. д. пути.

Нагрузка Рж.д. является сосредоточенной нагрузкой и точкой её приложения считается ось ж. д. колеи. При определении нагрузок на расчетные сваи возможные следующие случаи.

1. Ось пути совпадает с осью расчетной сваи.

 

Nж.д. = Р ж.д. = 14·а

 

В этом случае ж. д. нагрузка полностью передается на сваю. Случай характерен для эстакад на призматических сваях.

2. Ось пути не проходит через ось свайного ряда, что встречается в эстакадах на сваях-оболочках. В этом случае усилия в опорах можно определить по методу разрезной однопролетной балки как реакции её опор, исходя из суммы моментов сил относительно опор. Например, ΣМВ = 0

 

 

3.2.3.4 Нагрузки от складируемых грузов.

 

При отсутствии железнодорожных составов причал может быть использован для складирования грузов. Нагрузки от складируемых грузов принимаются равномерно распределёнными. Их величина зависит от категории нагрузок и зоны расположения. Для определения нагрузок на сваи используется следующая упрощенная методика.

Порядок определения нагрузки Рq

1. Составляется расчетная схема оторочки при действии равномерно распределенной нагрузки (в поперечном направлении).

2. Условно расчленяется поперечная схема оторочки на простые однопролетные балочки с опорами на сваи (рис.).

3. Определяется грузовая площадь, приходящаяся на каждую балочку (первая балочка имеет консоль). Грузовая площадь ограничивается нормативным положением распределенной нагрузки по длине, а по ширине – шагом поперечных рам (а).

4. Определяется величина равномерно распределенной нагрузки по ширине балочки умножением заданной категории нагрузки на занимаемую ею площадь Рq= q ·(в ·а).

5. Заменяется равномерно распределенная загрузка на сосредоточенные силы с точкой приложения в центре грузовых участков.

6. Определяются реакции опор, исходя из системы (ΣМВ = 0).

7. Нагрузка на сваю получается от суммирования реакций соседних однопролетных балок на данную (опору) сваю.

На рис. показана расчетная схема определения нагрузок применительно к оторочке на призматических сваях с разным продольным шагом в кордонном и средних рядах. Расчетная схема для оторочек на сваях оболочках будет выглядеть аналогично, однако, с корректировкой на количество опор (рис.).

 

Рис. Определение нагрузок на сваи от складируемых грузов.

 

3.2.3.5 Нагрузки от безрельсового транспорта

 

К подвижному безрельсовому транспорту относятся грузовые автомобили, автокраны, автопогрузчики и пр. Нагрузка от безрельсового транспорта учитывается в случае реконструкции причала (нагрузка 0-к). Определяются нагрузки от тяжелых погрузчиков типа КВ-35 и КВ-70.

 

Характеристика контейнерных погрузчиков (согласно нормам технологического проектирования морских портов)
Основные показатели Схема нагрузок от безрельсового транспорта
КВ-35 КВ-70
Давление на переднюю ось, тс    
Давление на заднюю ось, тс    
Расстояние между осями (база) погрузчика, м 4,5 5,4
Колея колес погрузчика, м 4,14 2,4
Минимальное расстояние между осями двух смежных погрузчиков, м 3,0 4,8
Допустимое сближение траектории движения колес двух параллельно работающих погрузчиков, м 0,8 0,6

 

Примечание: Расчетная схема КВ-35 позволяет эксплуатировать только погрузчики бокового и портального типов.

 

а) б)

 

Рис. Расчетная схема действия погрузчика на сваи

а - в поперечном ряду свай

б – в продольном ряду свай.

 

На рисунке показана одна из возможных схем расположения бокового погрузчика относительно свайных опор.

Следует рассматривать 2-3 варианта расположения бокового погрузчика на свайном поле оторочки (вдоль и поперек причальной линии) с целью определения наибольшей нагрузки на расчетную свайную опору. Определение нагрузок от погрузчиков производится аналогично предыдущим расчетам на действие сосредоточенных сил, т.е. ростверк рассматривается как система разрезных балок на свайных опорах. Реакция опор определяется из уравнения – сумма статистических моментов равна нулю. Пример расчета приведен в источнике [3 стр. 40].

 

3.2.4 Сбор нагрузок

 

Составляется сводная таблица действующих нагрузок на расчетные сваи. При суммировании нагрузок учитываются их возможные сочетания. При этом берется наибольшее значение из возможных нагрузок. По условиям эксплуатации причала исключается одновременное действие некоторых эксплуатационных нагрузок (пункты 4, 5 и 6 таблицы).

 

Сводная таблица
№п/п Вид нагрузки   Обозначение Нагрузки на расчетную сваю оторочки
I ряд II ряд III ряд
т (кН) в % т (кН) в % т (кН) в %
  Собственный вес сваи Nс.в.            
  Собственный вес верхнего строения Nв.с.            
  Крановая нагрузка Nкр            
  Железнодорожная нагрузка Nж.д            
  Нагрузка от складируемых грузов Nq            
  Безрельсовый транспорт Nб.т            
Сумма сочетания нагрузок N            

 

По полученным значениям суммарной нагрузки N определяется необходимая глубина погружения свай.

 

3.2.5 Определение глубины погружения свай

 

Глубину погружения свай определяют согласно СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» либо по источнику [ 3, стр. 118].

Случай призматических свай

Используется формула:

 

 

где

N – расчетное усилие в свае от вертикальной нагрузки, тс (кН). Берется из сводной таблицы.

γс = 1,0 –коэффициент условий работы сваи в грунте;

γg = 1,4 – коэффициент надежности по грунту;

γCR и γсf – коэффициенты условий работы грунта, соответственно под нижним концом и по боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения свай (для свай погруженных забивкой – γCR = γсf =1)

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа (тс/м2); берется по таблице 1 СНиПа;

А – площадь поперечного сечения сваи (площадь опирания на грунт), м2,

U – периметр поперечного сечения сваи, м

fср – средневзвешенное значение расчетного сопротивления грунта по боковой поверхности сваи с учетом количества и мощности слоёв грунта, кПа (тс/м2).

Определяется по формуле:

,

где

hi – толщина i -го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

fi – расчетное сопротивление i -го слоя грунта, берется по таблице 2 СНиПа как среднее значение по середине высоты слоя грунта, кПа (тс/м2).

Глубину забивки l определяют методом приближения (обычно 2-3 приближения) пока последнее значение не будет отличатся от предыдущего не более чем на ± 5% принятых при назначении расчетных сопротивлений грунта R и f.

Примечание:

Первоначально, чтобы войти в таблицы СНиП (для взятия значений R и f) нужно задаться глубиной погружения сваи, равной примерно глубине воды у оторочки. Затем, получив по формуле глубину погружения, корректируют её, изменяя величины R и f, пока не будет достигнута требуемая точность ± 5%.

При применении формулы могут возникнуть некоторые нюансы:

– Если формула даёт отрицательное значение глубины погружения, то очевидно допущено завышенное значение R;

– если глубина погружения оказалась меньше 3-х метров, то её принимают конструктивно не менее 3,0 м;

– если общая длина сваи оказалась более 26,0 м (предельная длина по технологии изготовления), то применяют спаренные сваи (под крановую нитку), либо сваи с утолщением, либо назначают сечение свай 50х50 см.

 

Date: 2015-12-12; view: 630; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.008 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию