Причальна споруда типу заанкерований больверк з металошпунту в порту Білгород-Дністровськ

Размещено на http://allbest.ru

Причальна споруда типу заанкерований больверк з метало шпунту в порту Білгород-Дністровськ

Вступ

Темою даного курсового проекту являється «Причальна споруда типу заанкерований больверк із метало шпунту в порту Білгород-Дністровськ

Білгород-Дністровськ - Одне з найстаріших міст України. В 1971 році, враховуючи зручне розташування міста, тут було відкрито морський торгівельний порт. Основною задачею було обслуговування вантажних потоків Чорноморського та Середземноморського регіонів.

Білгород-Дністровський морський торгівельний порт розташований на березі Дністровського лиману на північний захід від Дністровсько-Царгородського гирла. Загальна площа складає 59.04 га. Має 10 причалів протяжністю 1.23 км та та глибинами не менше 4.3 м. До складу Білгород-Дністровського порту належить також портопункт Бугаз, площа якого складає 5.37 га. Порт спеціалізується на переробці зовнішньоторгівельних та каботажних вантажів (зернові, лісові, мінерально-будівельні матеріали, генеральні вантажі). Може переробляти близько 1 млн. т вантажу. Порт здатен переробляти до 100 навантажених вагонів за добу. Навантаження та розвантаження виконуються по прямому варіанту (Судно-Вагон, вагон-судно).Для перевантаження зерна використовують причали :

* 2-й причал - дві транспортні лінії , продуктивністю до 1000 т за добу і два бункери ємкістю до 76м

* 5-й причал - два крани та бункер

Акваторія порту включає :

* Південну частину Дністровського лиману

* Підхидний Дністровсько- лиманський канал

* Акваторія п/п Бугаз

* Зовнішній рейд , обмежений береговою лінією і дугою кола радіусом 4 милі, проведеного із точки у якій розміщений передній створний знак підхідного каналу.

Глибина Акваторії на внутрішньому рейді становить - 4.5 м , на зовнішньому до 11 м

Захід суден здійснюється по морському каналу довжиною 2,22 км та Лиманському каналу довжиною 14,5 км . Глибина каналу - 3,5 -4,5 м. Порт може приймати судна з осадкою до 4,3 м. , довжина суден повинна перевищувати 140 м.

Схема Білгород-Дністровського порту

Проектований причал призначений для генеральних вантажів

Розрахункове судно - Ro-ro

Довжина судна (L_c) - 190 м.

Осадка - 10 м.

Глибина причалу - 13 м.

Довжина причалу (L) - 210 м.

Причал розраховується на 0 категорію навантаження

1. Опис природних і геологічних умов району будівництва

Білгород-Дністровський порт розташований у зоні помірно-континентального степного клімату з довгим посушливим літом та м'якою зимою.

Середньорічна температура повітря складає +10^оС, максимальна +38^оС, мінімальна -28^оС

У році переважають вітри північних румбів. За силою вітри з швидкістю від 3-5 м/с. Найбільші швидкості відмічаються в інтервалі 25-28 м/с від ПС там С напрямках. У році до 110 днів зі штилем.

Середньорічна сума опадів складає 380 мм. За рік спостерігається в середньому 25 днів з грозою 9-10 з туманом . Сніговий покрив нестійкий та зберігається нетривалий час. Тривалість без морозного періоду складає від 200до 250 днів у році.

Коливання рівня води у Дністровському лимані залежить від режиму рівня Чорного моря , стоку ріки Дністер та згінно-нагінних явищ . Середній рівень води має відмітку -0,35м у Балтійській системі .Рівень забезпечений на 98% має відмітку -0,68м в Балтійській системі.

Максимальна товщина льоду - 62см .

Порт відкритий для навігації весь рік

Геологічні умови

1-й шар грунту основи Глина туго пластична: Щільність с=1.13 т/м³ , кут внутрішнього обрушення ц=19^о, зчеплення С=22 кПа.

2-й шар грунту основи пісок пилуватий Щільність с=1.17 т/м³ , кут внутрішнього обрушення ц=25^о, зчеплення С=18 кПа.

2. Опис конструкції споруди

Проектований причал представляє собою в конструктивному відношенні больверк із метало шпунту.

Больверк - це причальна споруда типу тонкої стінки заглибленою у грунт.Больверки використовують на будь-яких глибинах і будь-яких грунтах. Це надає споруді універсальності. Заанкерований больверк, стійкість якого забезпечується не тільки защемленням лицьовій стінці в грунті, а й за допомогою анкерних пристосувань. До анкерним пристосуванням ставляться: анкерні тяги, болти, анкерні стінки і анкерні плити.

Конструкція проектованого причалу складається з :

· Лицьова стінка з металевого шпунту. Складається з шпунтових паль.

· Залізобетонна надбудова з розширенням в місцях розташування швартовних тумб.

· Балка розподільного поясу лицьовий стінки з двух швелеров. Служить для сприйняття і розподілу анкерних зусиль. Служить для захисту шпунта від корозії. поділь

· Сталеві анкерні тяги. Виготовляються з круглої сталі діаметром 30-100 мм. Служать для кріплення шпунта до анкерної стінці. Працюють на розтяг.

· Анкерна стінка з металлошпунту або залізобетонна анкерна плита. Виконується з металевого шпунта , ширина якого кратна ширині шпунта лицьової стінки.

· Розподільчий пояс з двох швелерів анкерної стінки (для анкерних плит розподільчий пояс не потрібен)

· Болти кріплення лицьової і анкерної стінок. Працюють на згин.

· Облицювальна залізобетонна плита. Служить для захисту від руйнування надбудови і служить опалубкою для неї. Має випуски арматури по торцях і з тилового боку для з'єднання з надбудовою та сусідніми плитами.

· Підкранові палі.

· Піщана засипка території причалу. Виконується з піщаного грунту.

· Відбійні пристосування. Призначені для захисту судна та причалу від пошкоджень при підході судна до судна (борт-борт) або причалу (швартування). Основною характеристикою, що визначає його експлуатаційні можливості, є енерогоємність та реакція на стиск.

· Швартовні тумби. Призначені для кріплення швартовних канатів. В данному курсовому проекти швартовні тумби маркою

3. Розрахункова частина

Розрахунок навантаження від дії судів. Визначення навантаження на причал від дії пришвартованого судна під дією вітра.

Дано:

1. Тип судна - Ro-ro;

2. Порт - Білгород-Дністровськ;

3. Розрахункова швидкість вітру - V = 15 м/с

4. Довжина судна - = 190 м.

5. Визначити навантаження на причал від пришвартованого судна кН/м.

6. Визначємо коефіцієнт нерівномірності вітровогу тиску о по таблиці № 4.1 о = 0.5

Таблиця № 4.1 Визначення нерівномірності вітрового тиску

Lc	25	50	100	200	300	380
о	1	0.8	0.65	0.5	0.35	0.1

2. Визначємо площу бічної надводної парусності судна Aq

Aq = бL = 0.1*(190) І = 3610 мІ

де б - коефіцієнт, що залежить від форми бічної поверхні судна, визначається по таблиці № 4.2

Таблиця № 4.2 Визначення форми бічної поверхні судна

Тип судна	Суховантаж	Грузопасажирські	Танкер	Рибопромислові
б	0.1	0.12	0.1	0.11

3. Визначємо поперечну складову вітровогу тиску Wq

Wq = 73.6 * 10 ^-5 * Aq * * о = 73.6 * 10 ^-5 * 3610 * 15² * 0.5 = 298.90 кН

4. Визначємо довжину прямолінійного ділянка борту суховантажу

Ld = Д * Lc

Ld = 0.3 * 190 = 57 м

- Для суховантажів та рибопромислових суден - 0.1

- Для вантажопасажирських суден - 0.25

- Для танкерів - 0.3

5. Визначаємо навантаження на причал від навалу пришвартованого судна q

q = 1.1 * Q_tot / Ld = 1.1 * 298.90 / 57 = 5.24 кН

Где Q_tot = Wq

Визначаємо навантаження на споруду від натягу швартовних канатів

Дано :

Тип судна - Ro-ro

Довжина судна Lc = 190 м

Порт - Білгород-Дністровськ

Розрахункова швидкість вітру V = 15 м/с

Визначити:

Швартовне навантаження S та її нормальну складову Sq

Розрахунок :

1. Визначаємо нормальну складову швартовного навантаження Sq.

Sq = / n = 298.90 / 5 = 59.78 кН

Де n - кількість тумб, прийняте за таблицею № 4.3

Таблиця 4.3 Визначення кількості тумб

Lc	<50	150	250	300
n	2	4	6	8

2. Визначаємо повне швартовне зусілля, що припадає на одну тумбу.

S = Sq / (sin б * cos в) = 59.78 / (sin 30 * cos 40) = 157.31 кН

де sin, cos, визначаються по таблиці 4.4

Таблиця 4.4 (Положення тумб на причальній споруді)

Суда	Положення тумб на причальній споруді	Кути нахилу
		б	в
			Судно с грузом	Судно порожнє
Морські	На кордоні	30°	20°	40°
	У тилу	40°	10°	20°
Річкові	На кордоні	45°	0°	0°
Пасажирські та грузопасажирські	На кордоні	30°	0°	0°

3. За значенням S подбираємо тип швартовної тумби.

Тумба ТСО - 16, тумба витримує навантаження 160 кН

Висновок: вибираємо тип швартовної тумби ТСО - 16 ( 160 кН)

Графоаналітичний розрахунок заанкерованного больверку із металлошпунту

У графоаналітичному розрахунку больверка вирішуються наступні завдання:

· визначається необхідна глибина занурення шпунту ;

· по розрахунковому зусиллю підбирається марка шпунту ;

· розраховується анкерна тяга (визначається діаметр тяги і її довжина);

· виконується розрахунок балки розподіляючого пояса (підбирається марка швелерів за сортаментом

· розраховується анкерні болти (визначається діаметр болтів);

· розраховується анкерна стінка, для якої також визначається довжина і марка шпунту;

· визначається місце установки анкерної стінки.

Послідовність розрахунку

Викреслюю схему больверку в масштабі 1:100 з вказівкою характеристики піщаної засипки, грунтів основи і навантаження на причалі за завданням. У першому наближенні приймаю глибину занурення лицьової стінки рівній глибині причалу.

1. Визначаю коефіцієнти горизонтальної складової активного ла, лас і пасивного лp, лpc тиску грунту по таблицях №1, №2

л = 0.26

л = 0.26

л = 0.46

л = 0.36

лас₃ = 1.28

лас₄ = 1.12

л = 2.71

л = 3.94

лp = 4.41

лp = 5.46

2 . Визначаю кути обвалення для усіх шарів грунту, включаючи засипку за формулою

в = 45 - ц/2,

= 45°- 33°/2 = 28.5

= 45° - 19/2 = 35.5°

= 45°- 25/2 = 32.5°

де ц - кут внутрішнього тертя грунту.

3. На стінці больверку показую точки, в яких визначатиметься активний і пасивний тиск грунту. Такими точками є точки переходу навантаження по побудованих площинах обвалення. Точки нумерують: 0,1,2,3,4 і так далі.

4 . Між вказаними точками визначають відстань і показують на розмірній лінії зліва від стінки, означаючи відстань буквами h1, h2, h3.

6. Підраховую активний тиск грунту у вказаних точках по формулі

= ( +У* g * ) * л - * лa (кПа)

1. уa0 = 0.5q₁ * л = 20 * 0.26 = 5.2 кПа

2. уa1 = (0.5q₁ + с₁*g*h₁)* лa₁ = (20 +1.69 * 9.81 * 1.9)* 0.26 = 13.138 (кПа)

3. уа =( с₁*g*h₁)* лa₁ = = (1.69 * 9.81 * 1.9) * 0.26 = 8.18 (кПа)

4. уa2 = (с₁*g*h₁ + с₁*g*h₂) * лa₁ =(1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6)* 0.26 = 10.77 (кПа)

5. уa3 = (с₁*g*h₁ + с₁*g*h₂ + с₂*g*h₃) * лa₂= уa3 = (1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0) * 0.26 = 31.06 (кПа)

6. уa3' = ( q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3) * лa2 = (40 + 1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0) * 0.26 = 41.46 (кПа)

7. уa4 =( q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4) * лa2 = (40 + 1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 ) * 0.26 = 54.99 (кПа)

8. уa4' = (q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4) * лa3 - с3* лaс3 = (40 +1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0) * 0.46-22 * 1.28 = 69.13 (кПа)

9. уa5 = ( q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5) * лa3 - с3* лaс3 = (40 +1 .69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7) * 0.36 -22 * 1.28 = 87.99 (кПа)

10. уa5' = (с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5) * лa3 - с3* лaс3 = (1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7) * 0.36 -18 * 1.12 = 56.34 (кПа)

11. уa6 = (с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5 + с3 * g * h6) * лa3 - с3* лaс3 = (1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7 +1.13 * 9.81 * 0.3) * 0.36 - 18 * 1.12 = 71.98 (кПа)

12. уa6'= (с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5 + с3 * g * h6) * лa4 - с4* лaс4 = (1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13* 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3) * 0.36 - 18 * 1.12 = 57.58 (кПа)

13. уa7' = (с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5 + с3 * g * h6 + с4 * g * h7) * лa4 - с4* лaс4 = (1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3+ 1.17 * 9.81 * 6.7 ) * 0.36 -18*1.12= 85.26 (кПа)

14. уa7= (q1+ с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5 + с3 * g * h6 + с4 * g * h7) * лa4 - с4* лaс4 = уa = (40 + 1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3+ 1.17 * 9.81 * 6.7 ) * 0.36 -18*1.12 = 99.66 (кПа)

15. уa8 = (q2+ с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3 + с2*g*h4 + с3 * g * h5 + с3 * g * h6 + с4 * g * h7 + с4*g*h8) * лa4 - с4* лaс4 = (120 + 1.69 * 9.81 * 1.9 + 1.69 * 9.81 * 0.6 + 1.02 * 9.81 * 7.0 + 1.02 * 9.81 * 6.0 + 1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3+ 1.17 * 9.81 * 6.7 + 1.17 *9.81 * 3.5 ) * 0.36 -18*1.12 = 122.09 (кПа)

де і - це номер точки, в якій визначається тиск;

- навантаження від складованих вантажів, що діє в цій точці (кПа);

- щільність грунту (т/)

- товщина шару грунту (м)

- зчеплення грунту в цій точці (кПа)

Підраховую пасивний тиск грунту за формулою, тільки в точках, які лежать нижче відмітки дна включно

= (У* g * ) * л + * лp (кПа)

1. уp4 = с3 * лpс3 = 22 * 4.41 = 97.02 (кПа)

2. уp5 = (с3 * g * h5)*лp3 + с3 * лpс3 = (1.13 * 9.81 * 3.7) * 2.71 + 22 * 4.91 = 208.17 (кПа)

3. уp5' = (с3 * g * h5 + с3 * g * h6) *лp3 + с3 * лpс3 = (1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3) * 3.94 +18 * 5.46 = 259.18 (кПа)

4. уp6 = (с3 * g * h5 + с3 * g * h6) * лp4 + с4 * лpс4 = (1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 *0.3) * 3.94 + 18 * 5.46 = 273.41 (кПа)

5. уp7 = (с3 * g * h5 + с3 * g * h6 + с4 * g * h7) * лp4 + с4 * лpс4 =( 1.13 * 9.81 *3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3 + 1.17 * 9.81 * 6.7) * 3.94 + 18 * 5.46 = 576.39 (кПа)

6. уp8 = (с3 * g * h5 + с3 * g * h6 + с4 * g * h7 + с4 * g * h8) * лp4 + с4 * лpс4 = ( 1.13 * 9.81 * 3.7 + 1.13 * 9.81 * 0.3 + 1.17 * 9.81 * 6.7 + 1.17 * 9.81 * 3.5) * * 3.94 + 18 * 5.46= 725.60 (кПа)

6. У прийнятому масштабі 1 см - 20 кПа будую епюри активного і пасивного тиску грунту, причому масштаб цих епюр має бути однаковим

7. Для категорії навантаження 0, I , II при спиранні крану на шпально баластну основу розраховують навантаження від крану для двох ніг крану : прикордонної і тилової, я активний тиск грунту і будують епюри і в тому ж масштабі, що і активний, і пасивний тиск грунту.

8. Підраховую сумарну епюру за принципом підсумування позитивних і негативних чисел: з більшого віднімається менше і відкладають з боку більшого. У точках, де по два активні і пасивні тиски, спочатку підсумовують тиск без штрихів,а потім - з штрихами. У точках, де два активних і одне пасивне - підсумовують більше з активних і єдине пасивне.

1. Уa4 = уp4 - уа4 = 97.02- 69.13 = 27.89 (кПа)

2. Уа5' = уа5 - ур5' = 208.18 - 56.34 = 151.84 (кПа)

3. Уа5 = уа5' - ур5 = 259.88 - 87.99 = 171.89 (кПа)

4. Уp6= уp6 - уа6 = 273.41 - 71.98 = 201.43 (кПа)

5. Уp7 = ур7 - уa7= 576.39 - 99.66 = 476.73 (кПа)

6. Уp8 = ур8 - уа8= 725.60 - 1142.09 = 583.51 (кПа)

9. Будую сумарну епюру в тому ж масштабі, що і активний і пасивнй тиск, причому до дна сумарна епюра повторює епюру активного тиску.

10. Розбиваю сумарну епюру на ділянки заввишки 0.5 - 1.5 м і підраховую для кожної ділянки рівнодійні Еа (кН) і Ер (кН), чисельно рівні площі цих ділянок епюри.

Формула для рівнодійної а+b/2 * h

1. Eа1 = 6+10 /2 * 1= 8 (кН)

2. Еа2 = 10+14/2 * 0.9 = 10.8(кН)

3. Еа3 = 14+10 /2 * 0.6 = 5.4 (кН)

4. Еа4 = 10+14 /2 * 1 = 12 (кН)

5. Еа5 = 14+16 /2 * 1 = 15(кН)

6. Еа6 = 16+20 /2 *1 = 18(кН)

7. Еа7 = 20+22 /2 * 1 =21(кН)

8. Еа8 = 22+24 /2 * 1 = 23(кН)

9. Еа9 = 24+28 /2 * 1 = 26(кН)

10. Еа10 = 28 +30 /2 * 1 =29 (кН)

11. Еа11 = 42+44 /2 * 1 = 43(кН)

12. Еа12= 44+46 /2 *1 = 45(кН)

13. Еа13 = 46 + 48 /2 *1 = 47(кН)

14. Еа14 = 48 +50 /2 *1 = 49(кН)

15. Еа15 = 50 +54 /2 * 1 = 52(кН)

16. Еа16 = 54+ 56 /2 * 1 = 55(кН)

17. Еp17 = 28 +62 /2 * 1 = 45 (кН)

18. Еp18 = 62 +94 /2 * 1 = 78 (кН)

19. Еp19 = 94 + 128 /2 * 1 = 111 (кН)

20. Еp20 =128 +150 /2 * 0.7 = 97.3 (кН)

21. Еp21 = 172 + 220 /2 *0.8 = 156.8 (кН)

22. Еp22 = 220 +262 /2 * 1 = 241 (кН)

23. Еp23 = 262 + 304 /2 *1 = 283 (кН)

24. Еp24 = 304 +344 /2 *1 =324 (кН)

25. Еp25 = 344 + 386 /2 * 1 = 365 (кН)

26. Ер26 = 386 + 430/2 *1 = 408 (кН)

27. Ер27 = 430 +470 /2 * 1 = 450 (кН)

28. Ер28 = 470 +504 /2 *1 =487 (кН)

29. Ер29 = 504 + 536 /2 * 1 = 520 (кН)

30. Ер30 = 308 + 536.51/2 *1.5 =840 (кН)

11. Виконую першу перевірку стійкості лицьової стінки. Для цього підсумую усі активні сили Еа і усі пасивні сили Ер.

У Еа < У Ер

У Еа = 8 + 10.8+ 5.4+ 12 + 15 + 18 + 21 + 23 + 26+ 29+ 43+ 45+ 47 + 49+ 52 + 55 = 459.2 (кН)

У Ер = 45 +78 +111+97.3+156.8+241 +283 +324 +365 +408 +450 +487 +520+ 840= 4406.1 (Кн)

Висновок: Умова виконується 459.2 (кН) < 4406.1( кН)

12. Показую на епюрі усі рівнодіючі сили, прикладаючи їх в центрі тяжіння відповідних ділянок епюр. Причому усі сили активного тиску направляють у бік акваторії, а пасивного тиску - у бік берега.

13. Будую силовий багатокутник в масштабі ( 1см - 10 кН, 20 кН, 30 кН і так далі). Для цього, починаю з точки 0, вліво в прийнятому масштабі відкладаю усі активні сили, потім на відстані 1 см вниз і управо відкладаю пасивні сили. Посередині усіх активних сил вибираю полюс О на 7 см від лінії активних сил і сполучаю променями усі точки активних сил з полюсом О. При цьому номер точки відповідає номеру променя.

На відстані 1 см нижче від полюса О вибираю полюс О1 і сполучаю з ним усі точки пасивних сил.

14. Будую мотузкову криву. Для цього промені з силового багатокутника паралельно і послідовно переношу до перетину з лініями дії перетину з лінією дії відповідних рівнодійних. При цьому 0 - промінь паралельно переносимо до перетину з лінією дії сили Еа1, промінь до перетину з лінією Еа2 і так далі переношу усі активні і пасивні сили.

15. Проводжу замикаючий промінь з точки кріплення анкера А так, щоб він відсікав у верхній і ніжній частині кривої однакові ординати у1 і у2 (допускається у1 ? у2 на 5-10%). При цьому точка Б - перетину променя з кривою відповідає розрахунковій глибині занурення лицьовою стінки (м).

16. Визначаю додаткову глибину занурення стінки по наближеній формулі

?t = 0.1 (м)

?t = 5.3 * 0.1 = 0.53 (м)

17. Визначаю повну глибину занурення стінки

t = + ?t (м)

t = 5.3 + 0.53 = 5.83 (м)

18. Визначаю максимальний нормативний згинаючий момент в лицьової стінці

М = * ? (кНм)

М =4.7 * 140 = 658 (кНм)

де: = = у1 (м) (на кресленні цей розмір показаний в мм) - максимальна ордината на масштаб сил з силового багатокутника;

? - полюсна відстань, яка дорівнює 7см помножена на масштаб сил з силового багатокутника

19. Визначаю максимальний розрахунковий згинаючий момент в лицьової стінці

М1 = * * * * M (кНм)

М1 = 1.15 * 1.25 * 1 * 0.95 * 658 = 976.71 (кНм)

де: = 1.15 - коефіцієнт надійності за призначенням для глибин причалу до 20 м;

= 1.25 - коефіцієнт надійності за навантаженням;

= 1.0 - коефіцієнт поєднання навантаження;

= 0.95 - додатковий коефіцієнт умови роботи.

20. Визначаю необхідний момент опору перерізу шпунту

Wтр. = М1 / (Ry * )

Wтр. = 976.71/215000 * 1 = 0.004542 = 4542.8

(перекладаються в , помноженням на 1000000)

де: Ry - розрахунковий опір сталі Ст3сп, Ry = 215 МПа = 215000 кПа; = 1 - коефіцієнт умови роботи.

21. За сортаментом підбираю марку шпунту, у якої момент опору перерізу на 1 метр шпунтової стінки більше необхідного моменту опору

За сортаментом підібрав шпунт маркою Л-VII

Висота профілю -460 (мм)

Відстань між осями замкових єднань - 230 (мм)

Розрахунок анкерної тяги

Анкерна тяга працює на розтягування.

1. Визначаю розтягуюче зусилля, що доводиться на одну тягу:

Ra1 = * * ( + ) * (кН)

Ra1 = 0.85 * 1.3 (176 * 2.98) * 1.84 = 363.90 кН

де: Ra1 - зусилля в одній анкерній тязі;

- швартовне навантаження, що доводиться на 1 метр причалу;

- зусилля в тязі на 1 метр причалу, що визначається по силовому багатокутнику, для цього з полюса проводять промінь, паралельний замикаючому променю мотузкової кривої до перетину з лінією активних сил на силовому багатокутнику, отриману відстань від початку активних сил треба (розділити на 1000 при розрахунку в АutoCAD для переходу в м) , помножити на масштаб силового багатокутника; Ra = 274 кН

- крок анкерної тяги уздовж причалу при одноболтовому єднані рівний 4В, де В - ширина шпунтової палі;

- коефіцієнт, що вираховує хвилевий тиск, рівний 0.85

- коефіцієнт,що вираховує перерозподіл тиску на лицьову стінку,а також нерівномірність натягнення анкерної тяги, = 1.3 для тяги з попереднім натягненням, = 1.5 - без попереднього натягнення.

2. Визначаю необхідний діаметр тяги з умови міцності

da =1.13 * * * * * Ra) / Ry * * cosб, (перекладається в мм)

da =1.13 * 1.15 * 1.25 * 1.0 * 0.95 * 176) / 215000 * 1 * 1 = 0.054 м - 54 (мм)

де: б - кут нахилу анкерної тяги до горизонту, б = 0, cosб = 1;

= 1.15 - коефіцієнт надійності за призначенням для глибин причалу до 20 м;

= 1.25 - коефіцієнт надійності за навантаженням;

= 1.0 - коефіцієнт поєднання навантаження;

= 0.95 - додатковий коефіцієнт умови роботи;

= 1 - коефіціент умови роботи.

3. Отриманий по формулі діаметр, округляю до найближчого уніфікованого розмиру (40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100 мм).

da = 54 (мм). Округляю до 55 (мм)

Розрахунок балки розподільного поясу

Балки розподільного пояса працюють за схемою нерозрізних багато пролітних, у яких опорами є точки кріплення анкерної тяги, а зосереджені навантаження прикладені в місцях кріплення балок до шпунтовой стінки болтами.

1. Визначаю нормативний момент, що вигинає, у балці

M = 0.08 * Ra * = 0.08 * 1.25 * 176* 1.84² = 59.58 (кНм)

2. Визначаю розрахунковий момент,що вигинає,у балці

М1 = * * * * М = 1.15 * 1.25 * 1.0 * 0.95 * 59.58 = 81.36 (кНм)

3.Визначаю необхідний момент опору перерізу балки

W = M1 / Ry* = 81.36 / 215000 = 0.003784 - 378.4

4. За сортаментом підбираю два швелери, у яких сумарний момент опору більший за потрібний

Підбираю два швелера номеру прокату 10

W_тр = 378.4/2 = 189.2.

W=192см³

Розрахунок болтів кріплення балок розпредпояса

Болти кріплення балок розподільного пояса працюють на розтягування.

1. Визначаю нормативне зусилля у болті

Р = 0.5 * Ra * la, (кН)

Р = 0.5 * 1.25 * 176 * 1.84= 202.4 (кН)

де: = 1.25

2. Визначаю розрахункове зусилля у болті

Р1 = * * * * Р (кН)

Р1 = 1.15 * 1.25 * 1.0 * 0.95 * 202.4 = 276.40 (кН)

де: = , , , - те ж, що і у формулі (11)

3. Визначаю необхідний діаметр болта

da = 1.13v (Р1 / Ry) (мм)

da = 1.13v(276.40/ 215000) = 0.0405м - 40.5 мм

де: Ry - те ж, що у формулі (9)

Болт округляю до 45 мм

Розрахунок анкерної стінки

При розрахунку анкерної стінки, так само як і лицьової, вирішують два основних завданная:

1. Визначення повної довжини стінки

2. Підбір марки шпунту.

Розрахунок анкерної стінки виконується аналогічно розрахунку лицьової стінки графоаналітичним способом. Розрахунок виконується для випадку максимального навантаження на анкерну стінку, тобто коли вона розташована на межі зони В і Г і в зоні В відсутнє навантаження від складованих вантажів.

Порядяк розрахунку:

1. Викреслюю розрахункову схему в масштаб 1 : 100 . Спочатку приймаю довжину стінки від відмітки 2м до відмітки 6 м

2. Визначаю активний і пасивний тиск грунту, причому для активного тиску коефіцієнти залишаються такі ж як і в розрахунку лицьової стінки, а для пасивного потрібно брати з таблиці 2

Визначаю активний тиск грунту

1. уa1 = (q1 + с1*g*h1) * лa1 = (200 + 1.69 * 9.81 * 1) * 0.26 = 56.31 (кПа)

2. уa2 = (q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2) * лa1= (200+ 1.69* 9.81 *1 + 1.69 * 9.81 * 1.6) * 0.26 = 63.20 (кПа)

3. уa2 = (q1 + с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3) * лa1 = (200 + 1.69 * 9.81 *1 + 1.69 * 9.81 * 1.6 + 1.02 * 9.81 * 3.4) * 0.26 = 72.04 (кПа)

Визначаю пасивний тиск грунту

1. ур1 = (с1*g*h1) * лр = (1.69 * 9.81 * 1) * 4.67 = 77.38(кПа)

2. ур2 = (с1*g*h1 + с1*g*h2) * лр = (1.69 * 9.81 * 1+1.69 * 9.81 * 1.6) * 4.67 = 201.23 (кПа)

3. ур3 = (с1*g*h1 + с1*g*h2 + с2*g*h3) * лр = 1.69 * 9.81 * 1 + 1.69 * 9.81 * 1.6 + 1.02 * 9.81 * 3.4) * 4.67 = 360,10 (кПа)

Визначаю сумарну епюру

1. Ур1 = 77.38 - 56.31 = 21.07 (кПа)

2. Ур2 = 201.23- 63.20 = 138.03 (кПа)

3. Ур3 = 360,10 - 72.04 = 288.06 (кПа)

3. Будую епюри активного,пассивного тиску і сумарну епюру аналогічно лицьової стінки.

4. Визначаю рівнодіючи для ділянок сумарної епюри завишки не більше 1 метра.

1. Ер1 = 63 + 9 / 2 * 0.8 = 42 (кН)

2. Ер2 = 63 + 138/ 2 * 0.8 = 80.4 (кН)

3. Ер3 = 138+183 / 2 * 1 = 160,5 (кН)

4. Ер4 = 183 + 225 / 2 * 1 = 204 (кН)

6.Ер5=225+273/2*

5. Будую силовий багатокутник тільки для пасивних сил, полюс О відкладаю вниз на 7 см.

6. Будую мотузкову криву.

7. Для проведення замикаючих променів ( у цьому розрахунку їх 2 спочатку їх строять на силовому багатокутнику. Для цього від точки 0 відкладую в масштабі силового багатокутника анкерної стінки значення Rа ( кН) з лицьової стінки, отриману точку сполучають з полюсом О - так виходить промінь І, який паралельно переноситься на мутузянкову криву і проводиться з точки кріплення анкера до перетину з мотузяною кривою. Отримана максимальна ордината використовується для визначення марки шпунту.

Потім від точки 0 відкладую значення твору величин Rа* (кН) ( - коефіцієнт умови роботи, який приймається 1.3 для тяги з натягненням, або 1.5 для тяги без натягнення) і дії повторюються. Отриманий промінь ІІ також переносять на мотузяну криву. Їх перетин в точці С відповідає розрахунковій довжині анкерної стінки.

8. Визначаю додаткову довжину анкерної стінки

?t = 0.1 = 0.1 * 2 = 0.2 (м)

9. Визначаю повну довжину анкерної стінки і округляю до цьлого числа

t = tc + ?t + t1 = 0.2 + 2. + 1.4 = 3.6 (м). Округляю 3.6 - 4(м)

10. Визначаю максимальний нормативний момент, що вигинає, в анкерної стінці.

М = * ? = 0.6 * 210 = 126 (кНм)

де: ? - полюсна відстань силового багатокутника анкерної стінки

- максимальна ордината, отримана при проведенні замикаючого проміня І;

11. Визначаю максимальний розрахунковий момент, що вигинає, в анкерній стінці.

М1 = * * * * М = 1.15 *1.25 * 1.0 * 0.95 * 126 = 172.1 (кНм)

12. Визначаю необхідний момент опору перерізу шпунта анкерної стінки

Wтр = М1 / (Ry* ) 172.1 / 215000 = 0.000800 - 800

13. За сортаментом підбираю марку шпунту, у якого момент опору перерізу на 1 м шпунтовой стінки більше необхідного моменту опору і при цьому ширина шпунтової палі анкерної стінки має бути кратна або дорівнює ширині палі лицьової стінки.

За сортаментом підібрали шпунт маркою Л-VII

Визначення відстані від лицьової до анкерної стінки

Цей розрахунок виконується двома способами: аналітично і графічно. У цій роботі допускається визначити тільки графічно.

Графічний спосіб полягає в тому, що від точки на лицьової стінці, що віповідає глибині , проводять площини обвалення до перетину з лінією поверхні причалу. Потім від отриманої точки перетину відкладають прямий кут і проводять промінь. Анкерну стінку візуально переміщають уздовж цього променя, так щоб він відсік на стінці відстань 2?t. Потім заміряють відстань на схемі між лицьовою і анкерною стінками і множать на масштаб.

Література

порт споруда будівництво

1. Г.Н. Смирнов ,В.В Аристархов “Порти і портові споруди”, М., 2003

2. І.М. Панова, Т.П. Проснічененко Методичні рекомендації по оформленю курсових і дипломних проектів, Одеса 2015.

3. П.И. Яковлєв, А.П. Тюрин, Ю.А. Фортученко “Портові гідротехнічні споруди”, М., Транспорт,. 1976г.

4.М.П. Дубровський, М.Б. Пойзнер, О.М. Чеботарьев. “Будівництво портових гідротехнічний споруд із зварного шпунту” М., 1993

5. В.Н. Удовіченко. “Морські і річкові гідротехнічни споруди” М., 1976.

6. А.К Фролов. “Проектування залізобетонних кам'яних і армокаменних конструкцій”, М., 2004.

7. А.П. Мандриков. “Приклади розрахунку металевих конструкцій”, М., 1991.

8. БНіП 2.02.02-85. “Основи гідротехнічних споруд”,М., 1986

Размещено на Allbest.ru