Страница 6: РД 31.3.06-2000. Д 31.3.06-2000. (Только для проектирования на территории России) Руководство по учету сейсмических воздействий при проектировании морских гидротехнических сооружений типа "Больверк" (44693)
Б.2.4 Проверка устойчивости анкерной плиты на сдвиг выполнена в приложении А. Устойчивость обеспечивается.
Б.3 Уточнение сейсмостойкости эксплуатируемого причала
Б.3.1 Нормативный срок службы металлических причалов по нормам амортизационных отчислений согласно РД 31.35.08-84 равен 43 годам. Учитывается, что причал эксплуатировался 35 лет, следовательно, остаточный срок службы его составляет 8 лет.
Б.3.2 В соответствии с разделами 11 и 6 при остаточном сроке службы менее 10 лет расчетное сейсмическое ускорение в основании сооружения может быть принято уменьшенным в два раза по сравнению с исходным расчетным сейсмическим ускорением, принимаемым для вновь строящегося сооружения. Это равносильно снижению расчетной сейсмичности на один балл. Согласно выполненным расчетам при расчетной сейсмичности 8 баллов сейсмостойкость причала обеспечивается.
Пример расчета реконструируемого больверка на сейсмическое воздействие
B.1 Исходные данные
B.1.1 Исходные геометрические параметры эксплуатируемого сооружения, характеристики грунтов приведены на рисунке B.1 (а). Причал построен в 1956 г. Конструктивно причал выполнен в виде заанкеренного больверка из стального шпунта Ларсен V. Анкерные тяги длиной 19,5 м, диаметром 85 мм установлены с шагом 2,52 м. Анкерные плиты собраны из шпунта Ларсен V размером 3,78 ?? 3,50 м. Сейсмичность района - 9 баллов.
В.1.2 В результате комплексных обследований больверка установлено следующее:
- степень коррозионного износа лицевой стенки с обеспеченностью 0,5 составляет 13% (средняя величина), а с обеспеченностью 0,9 - 25%. Степень коррозии по высоте стенки примерно одинакова;
- крены и деформации стенки по высоте стенки в пределах допустимого;
- коррозия анкерных тяг несущественна.
В.1.3 Выполненные поверочные расчеты больверка на сейсмические воздействия показали, что прочность лицевой стенки при расчетной сейсмичности 9 баллов и при учете износа не обеспечивается.
Из изложенного следует необходимость реконструкции причала. Рекомендуемый вариант реконструкции - устройство шпунтовой оторочки перед существующей стенкой с заполнением пространства между стенками грунтом, разрез приведен на рисунке B.1 (б).
В.1.4 В результате динамического расчета экранированного больверка, выполненного по программе ЛИРА, получены следующие значения флуктуационных внутренних усилий на один метр длины сооружения:
- изгибающих моментов для обеих стенок Мф = 21,0 кН??м;
- усилия в основном (длинном) анкере Rф = 72,0 кН и в коротком анкере Rф=43,0 кН.
Рисунок В.1 - Поперечный разрез больверка до реконструкции (а), после реконструкции (б)
Получены следующие значения эффективных коэффициентов сейсмичности: Аэа= 0,27; Аэр = 0,23; Аэпл = 0,23; Аэу = 0,25.
В.1.5 Остаточные внутренние усилия в элементах конструкции определены по программе BOLVERK, разработанной в Ленморниипроекте. Учет сейсмических воздействий произведен в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 6 настоящего документа с помощью корректировки коэффициентов бокового давления грунта.
В.1.6 Для учета последовательности возведения экранированного больверка расчеты выполнялись в соответствии со схемой, рекомендованной в подразделе 10.3 настоящего документа. В таблице B.1 приведена сводка основных результатов расчета.
Таблица B.1 - Результаты расчета обычного и экранированного больверков
Изгибающие моменты, кН??м
Анкерные усилия, кН
B.1.7 В расчете по этапу III изгибная жесткость экранирующей стенки принята в тысячу раз большей, чем у лицевой. Это позволяет определить изгибающий момент в лицевой стенке только от силосного давления грунта. Изгибающий момент в экранирующей стенке Мэ = -123 кН??м и анкерная реакция Rэ = -44 кН от силосного давления грунта приняты равными значениям момента и анкерной реакции в лицевой стенке. Это изгибающий момент «преднапряжения» экранирующей стенки и анкерная реакция «преднапряжения» длинной (основной) тяги. Проявляется только при определении результирующего момента в экранирующей стенке и результирующего усилия в длинной анкерной тяге.
В таблице B.1 обозначено:
- этапы расчета I - VI - в соответствии с подразделом 10.3;
- Мл и Rл - соответственно изгибающий момент в лицевой стенке экранированного больверка (оторочке) и растягивающее усилие в короткой анкерной тяге;
- Мэ и Rэ - соответственно изгибающий момент в экранирующей стенке (старой) и растягивающее усилие в длинной анкерной тяге (Rэ - неполное усилие по результатам распечатки программы BOLVERK;
- Rэ?? - полное (результирующее) усилие в длинной анкерной тяге.
Результирующие внутренние усилия в стенках и тягах, вычисленные в соответствии с рекомендациями подраздела 10.3, равны:
Мл = 123 + (551 - 230) = 444 кН??м;
Мэ = 347 -123 + (276 - 71) = 429 кН??м;
Rл = 44 + (180 - 73) =151 кН;
Rэ = 126 - 44 + (98 - 30) = 150 кН.
Rэ = 151 + 150 = 301 кН.
Сопоставление полученных результатов с результатами расчета по V этапу (расчет экранированного больверка по традиционной схеме, соответствующей одновременной засыпке грунта за лицевую и экранирующую стенки) показывает, что учет последовательности возведения сооружения при реконструкции приводит:
- к уменьшению изгибающих моментов в лицевой стенке (444 < 551) и к уменьшению усилий в коротких тягах (151 < 180);
- к увеличению изгибающих моментов в экранирующей стенке (429 > 276) и к увеличению результирующих усилий в длинных тягах (301 > 278).
Дальнейший расчет осуществляется по рекомендациям настоящего документа. Необходимые проверки прочности и устойчивости выполняются аналогично примеру расчета простого больверка, изложенному в приложении А.
Пример расчета общей устойчивости больверка по круглоцилиндрическим поверхностям вращения на сейсмическое воздействие
Г.1 Исходные данные
Г. 1.1 Сооружение выполнено в виде заанкеренного больверка из стального шпунта. Исходные геометрические параметры сооружения, эксплуатационные нагрузки и геологический разрез, необходимые для расчета общей устойчивости, приведены на рисунке Г.1. Класс сооружения - III.
1 - 4 - шифр слоя грунта по таблице Г.1;
Q1, Q2 - центры круглоцилиндрических поверхностей соответственно для статического и сейсмического расчетов;
- - - - положение переформированной схемы и круглоцилиндрическая поверхность вращения для расчета на сейсмическое воздействие.
Рисунок Г.1 - Расчетная схема сооружения к программе KREJ (эксплуатационные нагрузки условно не показаны)
Г.1.2 Наименование грунтов и их расчетные характеристики приведены в таблице Г.1.
Таблица Г.1 - Расчетные характеристики грунтов
Объемный вес, кН/м3
Скальный гравийно-песчаный грунт выше уровня воды
То же, ниже уровня воды
Гравийный грунт с галькой, битой ракушей, с песчаным заполнителем
Ил с гравием, галькой, ракушей до 20%
Как следует из рисунка Г.1 и таблицы Г.1, в основании сооружения расположен слой слабых грунтов - илов.
Необходимо отметить, что согласно СНиП 2.02.02-85 «Основания гидротехнических сооружений» и РД 31.31.55-93 «Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений» при расчете общей устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения коэффициенты надежности по нагрузке, грунту и материалу принимаются равными единице. т.е. расчет производится при нормативных значениях нагрузок и характеристик грунтов.
Г.2 Расчет общей устойчивости сооружения при основном сочетании нагрузок
Г.2.1 Расчет выполняется по вычислительной программе KREJ, разработанной Ленморниипроектом. Были выполнены расчеты по режимам KREJ-L, KREJ-AK и при совместном использовании указанных режимов. Наименьшие коэффициенты устойчивости были получены при расчете по режиму KREJ-L, что согласуется с рекомендациями об использовании режима KREJ-L при наличии в основании сооружения слоя слабого грунта, изложенными в инструкции по использованию программы KLREJ. Расчеты выполнялись при различных координатах начального центра вращения и координатах точки, через которую должны проходить все кривые скольжения. Ниже приведены распечатки исходных данных (таблицы Г.2 - Г.7) и результатов расчета по режиму KREJ-L (таблицы Г.8 - Г.9) для наиболее невыгодного случая.