Конспект лекций Портовые сооружения. Конспект лекций по дисциплине портовые сооружения Москва 2009
 Скачать 7.1 Mb.
|
|
132 max y М Где η - принимается в масштабе сил y - принимается в масштабе чертежа стенки. Расчет заанкерованных больверков Стенка с одним анкером Условия работы заанкерованных тонких стенок отличаются от условий работы свободно стоящих больверков тем, что перемещение верхнего ее конца ограничено анкерным устройством в точку А.Рассмотрим возможные схемы работы заанкерованных больверков (E) – эпюры давления грунта М) – эпюры изгибающих моментов у) – схемы изогнутой оси стенок. 133 EI М y дифференциальное уравнение изогнутой оси балки где y - вторая производная от прогиба M - изгибающий момент EI - жесткость балки Первая схема а. имеет место тогда, когда моменты сил отпора и активных сил относительно точки закрепления анкера равны. Стенка работает как свободно лежащая (свободно опертая) на двух опорах балки. Одной опорой является анкерная опора в точке А, второй - центр тяжести эпюры отпора грунта перед стенкой. Эпюра моментов однозначна. Смещение нижнего конца стенки обусловлена тем, что отпор грунта в этом случае используется полностью и достигает max значения. С увеличением глубины погружения стенки смещение ее нижнего конца и давление его на грунт на этом уровне уменьшаются и при некоторой глубине погружения становятся равными нулю (рис. б. В этом случае стенка еще работает как свободно опертая балка и эпюра изгибающих моментов в ней остается однозначной. При дальнейшем увеличении глубины погружения стенки нижний ее конец начинает смещаться в сторону засыпки, что вызывает отпор грунта на этом участке стенки уже со стороны берега, так называемый обратный отпор. Схема, приведенная на рис. в, соответствует заглублению стенки, когда приданной нагрузке отпор грунта с правой стороны стенки имеет свое предельное значение и стенка защемлена в грунте. В этом случае ее упругая ось имеет перегиба эпюра моментов двухзначна. Изгибающий момент в пролете наименьший из трех рассмотренных случаев. Дальнейшее увеличение глубины погружения стенки нецелесообразно, так как отпор грунта слева и справа окажется недоиспользованным, что приведет к увеличению изгибающего момента в пролете стенки (рис. В схеме на риса стенка имеет минимальную глубину погружения, но изгибающий момент в пролете максимальной в схеме на рис. в глубина ее погружения наибольшая (в пределах целесообразного ее значения, но изгибающий момент в пролете стены наименьший схем анна рис. б соответствует промежуточным значением этих величина б) промежуточное значение в) t max , M min В практике используют все три возможные схемы работы стен. Расчетная схема выбирается в зависимости от погонной жесткости свай n. где t – глубина погружения стены, вычисленная в предположении ее полного защемления δ' – высота приведенного к прямоугольнику железобетонного элемента стенки ( высота приведенного сечения стенки (сваи. где J – момент инерции железобетонного элемента стенки, м в четвертой степени b – размер элемента стенки в направлении линии кордонам- проектный зазор между элементами стенки, м. Если n ≤ 0,06, то стенку рекомендуется рассматривать как гибкую и считать как защемленную схема на рис.в) или полузащемленную (схема на рис.б) в грунте. При n < 0,06 стенку рассматривают как имеющую повышенную жесткость и рассчитывают как свободно опертую (схема на риса. Для свай-оболочек размер b принимается равным их наружному диаметру D, а для таврового шпунта b = b n , те. равен ширине полки. Стенки из металлического шпунта и деревянные рассматриваются как гибкие. Для прямоугольного железобетонного шпунта приведенная высота сечения равна действительной, те. δ' = h следует заметить, что больверка из жестких свай не могут быть защемлены грунтом, поэтому рассчитываются по схеме а. При расчете заанкерованных больверков рекомендуется учитывать сцепление грунта, а также силы трения между стеной и грунтом. Дело в том, что трение мало влияя на величину распора, весьма существенно отражается назначении отпора, увеличивая или уменьшая его в зависимости от направления сил трения. 134 В связи с вышеизложенным при построении эпюр давления грунта на сооружение необходимо учитывать силы трения. При этом угол трения δ необходимо принимать по рекомендациям ВСН – 30- 80. В призме распора (активное давление) угол трения δ материала засыпки и грунта основания по расчетной плоскости лицевой стенки больверка, анкерной стенки и анкерной плиты рекомендуется принимать равным 0,5 φ ( допускается, учитывая, что силы трения мало влияют на величину активного давления (до 10-12%) принимать δ=0). Угол трения грунта по расчетной плоскости в призме выпора (пассивное давление) следует принимать для лицевой стенки δ=0,75φ – по Кулону δ= φ ноне более 30° - по Соколовскому для анкерной стенки δ=0,333φ для анкерной плиты δ=0. При расчете больверков необходимо учитывать сцепление грунта, если стенку забивают в связный грунт с ненарушенной структурой. Для активного давления a c = - 2ctg(45° - φ∕2) c – сцепление. Для пассивного давления Р с = с 45° + φ∕2) Ординаты эпюр активного и пассивного давлений грунта определяются по формулам с а i i а а h с п i i п Р h Наличие сил сцепления уменьшают величину активного давления и увеличивают величину пассивного давления. Эпюры давления грунта на стенку при ее расчете строят на глубину предполагаемого ее погружения в грунт, ориентировочно принимаемую равной 0,5 Нст для песков и 0,75 Нст для глин в средних условиях, где Нст - высота стенки над дном водоема. Далее, как и при расчете незаанкерованной стенки, полученную эпюру разбивают на трапеции, заменяют их эквивалентными сосредоточенными силами и строят силовой и веревочной многоугольники. Замыкающую (АС) проводят через точку (А) пересечения нулевого луча с линией действия анкера, таким образом, чтобы удовлетворялось условие |