Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
витюк слободяник.doc
Скачиваний:
78
Добавлен:
11.02.2016
Размер:
479.23 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный морской университет

Кафедра «Морские и речные порты, водные пути и их техническая

эксплуатация»

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Причальные сооружения типа «больверк» и с высоким свайным ростверком»

выполнила: ст. ФВТиШС 4 к. 1 гр.

Витюк С .Н.

руководитель: Слободяник А.В.

Одесса – 2014

Содержание:

  1. Исходнные данные

  2. Расчет металлического больверка

  3. Расчет анкерной тяги

  4. Расчет распределительного пояса

  5. Расчет анкерной плиты

  6. Расчет эстакады

  7. Описание конструкции

  8. Определение нагрузок

  9. Определение глубины погружения

1. Исходные данные

1.1 Расчетный тип судна «Дубровник»

Полное водоизмещение 20680 т

Длина 159.45 м

Ширина 21.25 м

Осадка в грузу 9.72 м

1.2 Категория эксплуатационной нагрузки

«I»

1.3 Физико-механические характеристики грунтов основания

1.4 Физико-механические характеристики засыпки

над водой

под водой

1.5 Глубина воды у причала

11.50 м

  • Расчетный уровень воды («нуль» порта) 0,00;

  • Отметка линии кордона причала +2,50;

  • Расчетные эксплуатационные нагрузки (категория 0к):

    • равномерно распределенная в прикордонной зоне q = 20 кН/м2;

    • то же в подкрановом межпутье q = 40 кН/м2;

    • то же в переходной зоне q = 60 кН/м2;

    • то же в тыловой зоне q = 100 кН/м2;

  • Материалы конструкции:

    • лицевая стенка из металлического шпунта сечением типа «Ларсен»;

  • Отметка крепления анкера к лицевой стенке 2 м.

2. Проектирование «больверка» из металлического шпунта

При статическом расчёте заанкерованных тонких стенок решают следующие задачи: определяют необходимую глубину погружения стенки в основание; выполняют расчёт анкерной тяги, распределительных поясов, производят расчёт устойчивости анкерных плит, либо анкерных стенок с определением их длины и необходимой с точки зрения прочности сечения элементов стенки, определяют, места установки анкерных плит и стенок.

Статический расчёт заанкерованных стенок больверков следует выполнять графоаналитическим методом. В основу этого метода положено известное положение графостатики о том, что если на сооружение действует система сил и оно находится в равновесии, то силовой и веревочный многоугольники этой системы сил должны быть замкнуты. Расчёт выполняется для одного метра стенки по длине причала.

      1. Последовательность расчёта

Подсчитаем эквивалентную крановую нагрузку qэ.

qэ = == 202,205 кН/м2,

где b = 1,20 м – длина шпалы;

l = 2h·tg300 + l1 + 2.5 + l1 +1,0 = 2·4,73·tg300 + 6,1 = 13,6 м – длина полосы распределения крановой нагрузки вдоль линии кордона причала;

h = a·ctg(450 – 0,5φ) = 2,75·ctg(450 – 0,5·300) = 4,73 м – высота зоны распределения эквивалентной крановой нагрузки.

Эксплуатационные нагрузки от судов.

Определяем поперечную составляющую скорости ветра, действующую на судно со стороны берега.

Wq=73,6*Vq2* *Aq*10-5=73,6*2092,95*0,5*400=308,08

Vq = 20 м/с.

Парусность судна Aq=αб*L2-2,5L=0,098*159,45-2,5*159,45=2092,95

Принимаем отметку кордона стандартную для наливных морей(т.е. нет приливов и отливов) равную 2,5 метрам.

Определяем поперечную составляющую швартовной нагрузки на 1 тумбу.

Sq=Wq/n=308,08/5=61,61 кН

Определяем поперечную составляущую швартовной нагрузки на 1 п.м.

Ешв= Sq/lc=61,61/25=2,46 кН

S= Wq/(sinn)=308.08/(5*sin30*cos40)=160.86

S=S* sin=160.86*0.866*0.765=106.7

S=S*sin=160.86*sin40=103.39

Q=1.1*( Wq/l)=1.1*(308.08/47.835)=6.44Кн

l=*L=0.3*159.45=47.835

=0.3

Вычерчивают схему стенки в принятом масштабе (1см = 1м). На схеме выписывают характеристики грунтов. Определяют положение расчётной плоскости восприятия активного давления грунта и привязывают её к линии кордона причального сооружения. На расчетной плоскости определяют точки по высоте стенки, для которых должно подсчитываться активное давление грунта - это границы слоев с разными характеристиками грунта, верх и низ стенки, а также точки, соответствующие изменению интенсивности нагрузки на поверхности причала (переносятся на расчётную плоскость под углом призмы обрушения грунта).

2.2. Подсчитываются координаты активного давления грунта за тыловой гранью стенки по формуле:

,

а1 = 400,29= 11,6 кН/м2;

а2 = (40+2,216,7)0,29= 17,08 кН/м2;

а2 = (202,2+2,216,7)0,29= 63,29 кН/м2;

а3 = (202,2+2,216,7+0,3·16,7)0,29= 70,74 кН/м2;

а3 = (202,2+2,216,7+0,3·16,7)0,35= 85,38 кН/м2;

а4 = (202,2+2,2*16,7+16,7*0,3+10,5*1,3)*0,35=90,18 кН/м2;

а4 =(40+16,7*2,2+16,7*0,3+10,5*1,3)*0,35= 33,39 кН/м2;

а5 = (40+16,7*2,,2+16,7*0,3+10,5*1,3+10,5*10,2)*0,35=70,87 кН/м2;

а5 = (40+16,7*2,2+16,7*0,3+10,5*1,3*10,5*10,2)*0,4-24*1,18=52,68 кН/м2;

а6=(40+16,7*2,2+16,7*0,3+10,5*1,3+10,5*10,2+11*8,2)*0,4-24*1,18= 88,76кН/м2;

а6 =(60+16,7*2,2+16,7*0,3+10,5*1,3+10,5*10,2+11*8,2)*0,4-24*1,18=96,76 кН/м2

а7=(60+16,7*2,2+16,7*0,3+10,5*1,3+10,5*10,2+11*8,2+11*1)*0,4-24*1,18=101,16 кН/м2

где qiH – временная эксплуатационная нагрузка на территории причала, давление от которой передается по плоскости обрушения в сечение, где определяется ордината активного давления;

iH – объемная масса грунта в состоянии естественной влажности, взвешивания или насыщения;

hi – высота i-го слоя грунта с неизменными физико-механическими характеристиками;

с – сцепление грунта, расположенного в сечении, для которого определяется ордината активного давления.

а и ас – соответственно коэффициенты горизонтальной составляющей активного давления грунта и активного давления от сил сцепления, трения грунта о стенку I = 0,5I.

Ординаты пассивного давления грунта в прямом отпоре определяются по формуле:

,

р = 0;

р = 1,0·11·3,59+ 24·3,79= 130,45 кН/м2;

р6 = (11*1+11*8,,2)*3,59+24*3,79=481,91 кН/м2;

р7 =(11*1+11*8,9+11*1)*3,59+24*3,79=521,74 кН/м2

где iH, hi, с – то же, что и для ординат пассивного давления.

р и рс – соответственно коэффициенты горизонтальной составляющей пассивного давления грунта и пассивного давления от

сил сцепления – приняты по таблице 18 РД 31.31.27-81 для угла внутреннего трения i-го слоя грунта и при угле трения грунта о стенку I = I.

Подсчитав ординаты активного и пассивного давления грунта, строят эпюры активного и пассивного давления, принимая закон изменения давления в однородном слое грунта линейным. При построении суммарной эпюры давления грунта на стенку сооружения в соответствующих сечениях по высоте стенки от большей ординаты отнимают меньшую ординату и откладывают со стороны большей ординаты давления.

2.3. Суммарную эпюру давления грунта разбивают по высоте на отдельные участки высотой 0,5...2,0 метра и подсчитывают равнодействующие отдельных участков.

Е==50кН

Е==54 кН

Е==58 кН

Е==62 кН

Е==66 кН

Е==69,4 кН

Е==226кН

Е==270 кН

Е==316 кН

Е==433 кН

Е==401 кН

2.4. Строят схему сил, действующих на стенку, для чего силы располагают на уровне центров тяжестей соответствующих участков эпюр. При этом силы активного давления грунта направлены в сторону акватории, а силы пассивною давления (пассивного отпора грунта) в сторону берега.

2.5. Строят силовой многоугольник. При его построении задаются масштабом сил 1 см -100 кН. Величину масштаба принимают с учетом величин сил, действующих на стенку. При построении силового многоугольника откладывают в принятом масштабе сил одну активную силу за другой, начиная с первой, а затем в обратном направлении все пассивные силы. Затем выбирают полюс «0» который располагают примерно по середине всех активных сил, и полюс соединяют с началом и концом каждой активной силы. Для пассивных сил устанавливают полюс «0’» смещённый от полюса «0» на расстояние равное расстоянию между активными и пассивными силами.

2.6. Затем строят верёвочную кривую. Для этого проводят прямые параллельно наклонным лучам силового многоугольника до пересечения с линиями действия соответствующих равнодействующих.

2.7.Определение глубины погружения производится в зависимости от схемы работы больверка.

Еp /2(р-а )

Еp = 2079,9 кН

= 4,19 м;

Окончательная глубина погружения элементов лицевой стенки равна

t = t0 + Δt = 5,1 + 4,19= 9,29 м.

2.8 Определение моментов, действующих в лицевой стенке.

Величину максимального изгибающего момента на один метр лицевой стенки определяют как произведение величины максимальной ординаты, отсекаемой замыкающим лучом веревочной кривой, на полюсное расстояние

Определим изгибающий момент в пролете лицевой стенке, действующий на один элемент:

M = (Mmax* mc)·(b + Δ) = (0,85*760)·100 = 646 кН·м,

где mc = 0,85 – по табл. 2 методических указаний при засыпке песком ;

l = h + 0,667t0 = 12 + 0,667·5.1 = 15,4м – условный пролет лицевой стенки.

Wпотр=Mi\Ry*γc=882.19/275000= 3200см3

Принимаем профиль шпунта Л-7 с моментом сопротивления 7005 см3

3. Расчёт анкерной тяги

Анкерная тяга работает на растяжение. Для определения диаметра анкерной тяги необходимо определить усилие, приходящееся на одну тягу по формуле

где mв - коэффициент, учитывающий волновое воздействие, равный 0,85;

ma - коэффициент, учитывающий перераспределение давления на лицевую стенку, а также неравномерность натяжения анкерных тяг (для стенок без ппредварительного натяжения анкерных тяг 1,5; для стенок с предварительным натяжением анкерных тяг 1,3);

la - шаг анкерных тяг вдоль причала, м

Ra усилие в анкерной тяге, приходящееся на 1 м причала, кН.

Необходимый из условия прочности диаметр анкерной тяги определяется по формуле:

Принимается профиль Ø 70 мм.