Определение допускаемых эксплуатационных нагрузок на причальные сооружения

     Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

« Государственный университет морского и речного флота

имени адмирала С.О. Макарова»

Кафедра портов, строительного производства, оснований и фундаментов

Курсовая работа

Определение допускаемых эксплуатационных нагрузок

на причальные сооружения

Выполнила:
Проверила:

Санкт-Петербург

2013

Содержание:

	Введение	2
1	Исходные данные	2
2	Определение ширины прикордонной полосы L	2
3	Определение полосовой нагрузки	5
3.1	Построение эпюр активного и пассивного давления грунта с учетом проектной нагрузки q (0,L) = 40 кН/м2	6
3.2	Построение силового и веревочного многоугольников	7
3.3	Определение величины анкерной реакции и максимального изгибающего момента в стенке при проектной нагрузке q (0,L) = 40 кН/м2	8
3.4	Построение эпюр активного и пассивного давления грунта при отсутствии нагрузки, q (0,L) = 0 кН/м2	10
3.5	Построение силового и веревочного многоугольников	11
3.6	Определение величины анкерной реакции и максимального изгибающего момента в стенке при отсутствии нагрузки, q (0,L) = 0 кН/м2	11
3.7	Определение приращений максимального изгибающего момента ΔМ в стенке и анкерной реакции Δ Ra	11
3.8	Определение приращений максимального изгибающего момента в стенке и анкерной реакции от полосовой нагрузки q (x1,x2)	13
3.9	Приращения максимального изгибающего момента ΔМ[q’] и анкерной реакции ΔRa[q’] при нагрузке q’(9.0,10.8) = 90 кН/м2	14
3.10	Определение допускаемой нагрузки q (x1,x2)	14
4	Определение искомой нагрузки	14
	Список литературы	17

Введение

При эксплуатации гидротехнических сооружений, необходимо решать вопросы, связанные с определением допускаемого уровня внешних воздействий на них, т.е. определять предельные по величине воздействия, при которых будут соблюдены условия безопасной эксплуатации и требуемой долговечности сооружения.

Одним из таких сооружений является причальная набережная. Проблема рационального использования причала включает в себя практически весь комплекс вопросов относящихся к области эксплуатации ГТС.

В данной курсовой работе рассмотрена наиболее часто встречающаяся задача, которую приходится решать при эксплуатации набережной: определить допускаемую нагрузку на заданный участок причала при известной проектной нагрузке и при условии присутствия на причале других нагрузок, средств механизации и транспортных средств.

1. Исходные данные

На рисунке 1 приведена схема одноанкерного больверка.

Шпунтовая стенка выполняется из стального профиля. Анкерная плита железобетонная.

Анкеровка производится на отметке 1,0 м. Анкерная тяга выполняется из стали 09Г2С.

Известны характеристики грунта засыпки объемный вес γ и  угол внутреннего трения φ, так же известны характеристики грунта основания φ, и удельное сцепление с.

Объемный вес обводненных грунтов принимаем γ_в = 10 кН/м³ (1т/м³)

На территории порта находится распределенная нагрузка q(0,L) = 40кПА.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вариант	Грунт					Н, м	h, м	Координаты полос загружения в долях от L		Ж/д состав
	Засыпка			Основание
	γ1, кН/м3	φ1, град.	φ2, град.	φ3, град.	с3, кПа			x1	x2
	16,2	29	27	17	28	9,2	2,6	0,5	0,6	1

2. Определение ширины прикордонной полосы L

Расчет начинаем с определения полосы, в пределах которой нагрузка, приложенная на кордоне, передается на шпунтовую стенку.

Ширина прикордонной полосы определено по формуле:

Вычисленное значение округляем до целого числа в большую сторону: L≈18 м.

Рисунок 1

Рисунок 2

На рисунке 2 представлена схема причала со всеми нагрузками и указанием естественных данных грунтов. Расстояние от границы кордона до оси ж/д состава  принято 4,35 м. Ширина полосы для ж/д состава – 5,7 м. Расположение нагрузок принято в долях от . Портальный кран на причале отсутствует.

х₁ = 18·0,5 = 9 м

х₂ = 18·0,6 = 10,8 м

3. Определение полосовой нагрузки

Допускаемая нагрузка  на прикордонную полосу определяется исходя из условия равенства приращения напряжения в лимитирующих элементах конструкции (шпунтовая стенка, анкер) от приращения проектной нагрузки на причал:

, где  

;  - приращения максимального изгибающего момента в стенке и анкере от нагрузки ;

;- то же от проектной нагрузки

Приращения определяются по формуле:

Здесь , - максимальный изгибающий момент в стенке и анкерная реакция при наличии на причале проектной нагрузки;

, - то же при отсутствии на причале нагрузки.

Величины , определяются графо-аналитическим способом Блюма-Ломейера.

Задавшись глубиной погружения стенки t = 6,5 м (приближенно принимаем глубину погружения равной ) строим эпюры бокового давления грунта – активного и пассивного при наличии на причале проектной нагрузки и при отсутствии ее.

Статический расчет стенки ведется с целью определения глубины забивки свай, момента и анкерной реакции.

 

Экспликация:

а – интенсивность активного давления грунта, кПа (кН/м²);

р - интенсивность пассивного давления грунта, кПа (кН/м²);

γ- объемный вес i-го слоя грунта, кН/м³,

 - мощность i-го слоя грунта, м,

 - коэффициент активного давления (распора)

 - коэффициент пассивного давления (отпора)

 = 1,44 - коэффициент, учитывающий трение грунта о стенку при отпоре впереди стенки, принимаемый в зависимости от угла внутреннего трения грунта φ;

 - распределенная нагрузка от активного давления и полезной нагрузки;

 - распределенная нагрузка от пассивного давления.

Значения коэффициентов бокового давления грунта для каждого слоя:

;

;

;

3.1 Построение эпюр активного и пассивного давления грунта

с учетом проектной нагрузки q (0,L) = 40 кН/м²

Графоаналитический расчет одноанкерного больверка

с учетом проектной нагрузки 40 кН/м² на кордоне приведен на рисунке