АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ВНЕШНИЕ СИЛЫ И НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПОРТОВЫЕ ПРИЧАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА

Читайте также:
  1. I. ГИМНАСТИКА, ЕЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
  2. III. Психические свойства личности – типичные для данного человека особенности его психики, особенности реализации его психических процессов.
  3. IV. Особенности правового регулирования труда беременных женщин
  4. IV. размещение в оборонительных (фортификационных) сооружениях
  5. V. Особенности развития предпринимательства
  6. Аграрная реформа 1861 г., ее механизм и особенности проведения в белорусских губерниях.
  7. Агрегатный индекс цен: особенности построения с учетом разных весов
  8. Акты применения права, их особенности и виды
  9. Алгоритм расчета
  10. Алгоритм расчета дисперсионных характеристик плоского трехслойного оптического волновода
  11. Алгоритм расчета температуры горения
  12. Амортизация как целевой механизм возмещения износа. Методы расчета амортизационных отчислений.

 

Классификация внешних сил и нагрузок действующих на портовые причальные сооружения

 

При проектировании и эксплуатации причальных сооружений важное зна­чение имеет учет действующих сил, нагрузок и других воздействий. Силы и нагрузки, учитываемые при расчете причальных сооруже­ний, разделяются на следующие виды:

-эксплуатационные нагрузки;

-собственный вес (масса) конструкции и постоянных устройств, расположенных в пределах зоны, оказывающей воздействие на сооружение;

-давление грунта;

-нагрузки, образующиеся при взаимодействии судов и причальных сооружений;

-давление волн;

-действие льда.

 

 

Эксплуатационные нагрузки

 

К таким нагрузкам относится давление от портальных кранов и других машин и устройств, подвижного состава, железнодорожного и безрельсового транспорта и от складируемых грузов.

Первая группа нагрузок - подвижные, в виде сосредоточенных сил, действуют вдоль причала с интервалами, определяемыми расстоя­ниями между катками кранов, осями колес, вагонов, тепловозов и т. д.

Нагрузка от складируемых грузов принимается равномерной, но интенсивность, ее по разным зонам будет разная.

Эксплуатационные нагрузки в соответствии с Нормами технологи­ческого проектирования в зависимости от назначения причала делятся на категории.

От категории причалов зависят также нагрузки от железнодорож­ного состава и безрельсового транспорта.

Опыт эксплуатации показывает, что интенсивность нагрузки в су­щественной мере зависит от рода складируемого груза. Так, тарно-упаковочные грузы (мешковые, в ящиках и т. п.), высота штабелей ко­торых ограничивается прочностью тары, создают сравнительно неболь­шое удельное давление 1-3 тс/м2 (10-30 кН/м2). Несколько выше нагрузка от оборудования и тяжеловесов 3-6 тс/м2 (30-60 кН/м2).

Более значительные давления образуются от металлогрузов (чушки, прокат и др.) и навалочных грузов (руда, уголь и т. д.). Груз, располо­женный на различных расстояниях от кордонной линии, оказывает раз­ное влияние на причальные сооружения. Как правило, по мере удале­ния в глубь территории влияние складируемой нагрузки на конструк­цию сооружения уменьшается. Поэтому для рационального использо­вания несущей способности причального сооружения нагрузки, соглас­но НТП, нормируются по четырем зонам (рис. 50).

В зоне А, непосредственно прилегающей к кордонной линии, где могут оказаться лишь случайные грузы с ограниченной высотой штабелирования, интенсивность нагрузки берется наименьшей, равной 0,5q1. Ширина этой зоны определяется с учетом свободного передвижения портального крана вдоль причала. Вторая основная зона Б с на­грузкой q1. К прикордонной зоне относятся также грузовая зона Б1, расположенная под колеёй К портального крана. Здесь интен­сивность нагрузки равна q1, а ши­рина грузовой полосы Б1 = К-4. Для двухпутного портала Б1 = 10,5 - 4 = 6,5 м, а для трехпутно­го - Б1= 15,3 - 4 = 11,3м.

С правой стороны тылового под­кранового пути, на расстоянии 2 м, располагается переходная зона ши­риной В = 6 м, на которую дейст­вует нагрузка q1, а на примыкаю­щую к ней тыловую зону Г - на­грузка q3. Тыловая зона наиболее удалена от кордонной линии, а по­этому здесь допускаются наиболь­шие нагрузки. Ширина ее ограни­чивается радиусом действия пере­грузочных машин и размерами ты­ловой территории.

 

 

Собственная масса конструкции и постоян­ных устройств

 

Собственный вес конструкции определяется по объемам отдельных элементов (массивов, свай, верхнего строения и т. д.). Иногда непосредственно на причальных сооружениях располагают­ся постоянные устройства (галереи, бункеры, эстакады и т.п.) для зерноперегружателей, углеперегружателей и других механизмов. Нагруз­ку от подобных устройств проще всего определить по паспорту соору­жений.

Рис. 49 Нагрузки действующие на основные типы причальных сооружений а-гравитационный, б-на свайном основании, в-тонкая стенка, г,д,е-смешанная конструкция

 

 

Давление грунта

 

Различаются два вида грунтов: сыпучие (песчаные) и связные (глинистые). Сыпучие грунты не могут сопротив­ляться растяжению, а для разрыва образца связных грунтов требуется приложить сравнительно небольшую силу. Грунты являются сложной средой и изучаются в специальной науке - механике грунтов.

При свободной отсыпке грунта образуются конусы или пирамиды, образующие которых составляют с горизонтальной плоскостью некото­рый угол, называемый углом естественного откоса. Основным фактором, определяющим физико-механические свойства песчаных грунтов, является сила внутреннего трения, что приблизительно справедливо и для связных грунтов (например, глин). Отличие заключается в том, что благодаря сцеплению между частицами здесь сказывается весьма слабо выраженное свойство твердых тел, хотя в це­лом и глинистые грунты после нарушения структуры ведут себя так же, как и несвязные.

Зная приведенные характеристики грунтов, можно определить давление последних на причальные стенки.

Различаются два случая воздействия грунтов на ограждения: ак­-

тивное и пассивное. Активное давление возникает при смещении стенки от

грунта. Пассивное давление возникает,

когда стенки надвигаются на грунт под действием внешней силы.

Пассивное сопротивление грун-

­тов возникает в нижней части заанкеренных больверков, когда грунт

ниже уровня дна препятствует смещению стенки.

Силы трения, как это показывают теоретические исследования, уменьшают активное давление и увеличивают пассивное сопротивле­ние по сравнению с гладкими стенками.

За последние десятилетия изложенная теория Кулона подверг­лась тщательному анализу. Советскими учеными (В.В. Соколовским, С. С. Голушкевич, В. Г. Березанцевым и др.) была создана математи­чески более точная теория предельного равновесия.

 

Нагрузки, возникающие при взаимодействии между судном и причалом

 

При швартовных опе­рациях, а также во время стоянки судна у причала возникает силовое взаимодействие, правильный учет которого имеет существенное значе­ние для нормальной эксплуатации сооружения. В эксплуатационной практике нередко наблюдались случаи повреждений и аварий при­чальных сооружений из-за недоучета нагрузок, образующихся при швартовных операциях.

Нагрузки, возникающие при взаимодействии судна с причальными сооружениями, определяют по Строительным нормам и правилам (СНиП II 57-75). Различают несколько видов нагрузок.

Нагрузки от натяжения швартовов при торможении судна во время подхода к причалу (рис. 51а). Подобные нагрузки возникают в том случае, если по какой-либо причине судно с некоторой непогашенной скоростью затормаживается при помощи конца, поданного на швар­товную тумбу. При этом в швартовном конце возникает усилие, которое резко увеличивается с возрастанием водоизмещения судна и его скорос­ти к моменту торможения.

В эксплуатационной практике торможение судна указанным спо­собом практикуют лишь во время подхода сравнительно небольших су­дов (буксиров, барж, судов технического флота и др.). С увеличением водоизмещения судов нагрузки подобного рода достигают значитель­ных размеров, поэтому такой способ швартовного маневра для боль­ших судов в эксплуатационной практике не рекомендуется.

 

 

Рис. 51 Виды нагрузок, возникающих при взаимодействии судна и причала

Встречаются два случая нагрузки при стоянке судна у причала: при навале судна под действием ветра и течения со стороны акватории и нагрузки от натяжения швартовов при отрыве судна от причала при обратном направлении ветра и течения.

При сплошном фронте кордонной линии причала (рис. 51б) дав­ление ветра и течения передается на сооружение не по всей длине судна, а в пределах прямолинейной вставки.

Если же судно опирается на отдельные опоры в виде палов (рис. 51в), реакции последних будут сосредоточенны­ми, а их сумма - равна полному ветровому давлению.

Ветровое двление зависит от скорости ветра и боковой поверхности судна, называемой парусностью. С увеличением скорости ветра резко возрастает давление на 1 м2 боковой поверх­ности судна.

Нагрузки от натяжения швартовов образуются при действии ветра со стороны территории (рис. 51г), который стремится оторвать судно от кордонной линии. Удерживается оно швартовными концами, закрепленными к тумбам.

При длине судна 100—150, 250, 300 м и более количество тумб равно соответственно 4, 6, 8.

На набережных и эстакадах, расположенных параллельно берегу, ветровая нагрузка может действовать одновременно только водном направлении (навал или отрыв). На пирсах же, при стоянке судов с обеих сторон, сооружение в целом испытывает одновременное двойное воздей­ствие; навал с наветренной стороны и натяжение швартовов - с дру­гой (рис. 51д).

При подходе суд­на к причалу в момент контакта скулы с отбойным устройством не исключена возможность наличия некоторой непогашенной скорости (рис. 51е). В этом случае в контактной плоскости возникает ди­намическая нагрузка.

Установлено, что сила удара зависит от массы судна, скорости в момент контакта, угла подхода, упругой податливости сооруже­ния, отбойных приспособлений и корпуса судна.

Волновое давление

 

В защищенных акваториях образуется обычно незначительное волнение, не оказывающее сколько-нибудь ощутимого влияния на причальные сооружения. Однако в не­которых случаях (рейдовые причалы, недостаточно защищенные ак­ватории и бухты) волновое давление на причальные сооружения может быть значительным. О методике определения этого давления сказано в СНиП 57-75.

 

Давление льда

 

Различают два вида давления льда - статическое и динамическое. Ледяное поле при понижении температу­ры расширяется. Вследствие этого портовые сооружения испытывают статическое давление льда. Для причальных сооружений гравитацион­ной конструкции благодаря их массивности статическое давление льда существенного значения не имеет. Более уязвимы сооружения сквозной конструкции на свайном основании. При больших деформа­циях льда отдельные сваи могут получить повреждения. Поэтому в портах с тяжелым ледовым режимом практикуют обкалывание льда вокруг свай, устройство утепленных прорубей и т.п.

Динамическое ледовое давление возникает при движении льда, дей­ствии течения, ветра и волны. Нагрузки, образующиеся при этом, мо­гут быть весьма значительными, поэтому в некоторых случаях прихо­дится возводить защитные сооружения (ледорезы, ледоскаты), разби­вать ледяное поле взрывами и т. п.

 

 

Состав нагрузок, их сочетание и последовательность расчетов

 

Для расчета причальных сооружений принимают наиболее неблагоприятные сочетания и положения нагрузок, причем любая временная нагрузка не вводится в сочетание, если она уменьшает напряженное состояние рассчитываемого элемента.

Сочетание нагрузок одновременно действующих на сооружение, подбирается так, чтобы они соответствовали фактической возможности и одновременного их действия. При учете совместного действия нагрузок различают основные и особые сочетания. Согласно СНиП установлены следующие сочетания нагрузок и воздействия, специфические для морских сооружений.

1. Основные сочетания, включающие нагрузки регулярно действующие на сооружения:

- собственный вес сооружения;

- волновое воздействие;

- гидростатическое давление воды и давление грунтовых вод;

- давление грунта;

- нагрузки от транспортных средств, перегрузочных машин и механизмов;

- нагрузки от навала судна, ветровые и ледовые нагрузки.

2. Особые сочетания, включающие нагрузки и воздействие основных сочетаний и дополнительные нагрузки и сочетания:

- удар судна;

- сейсмические;

- волновое давление при штормах;

- воздействие льда при подвижке и торошении;

- температурные и осадочные;

- нагрузки в процессе строительства.

В основные сочетания нагрузок при расчете причальных сооружений входят:

- постоянные нагрузки и воздействия;

- временно и длительно действующие нагрузки;

- одна (две) из возможных кратковременных нагрузок, наиболее существенно влияющих на напряженное состояние всей конструкции или ее элемента.

Таким образом, при расчете причальных сооружений на основе сочетания нагрузок учитывается в первую очередь:

- собственный вес причального сооружения и грунта засыпки;

- вес установленного на причале оборудования;

- активное давление грунта;

- швартовая нагрузка;

- нагрузка от статического навала судна стоящего у причала.

 

Расчет причальных сооружений производится в следующей последовательности:

1. Вычерчивается в масштабе схема причального сооружения.

2. Определяются внешние силы и нагрузки действующие на 1 пог.м. длины причального сооружения.

3. Производится проверка устойчивости причала на сдвиг по основанию, каменной постели.

4. Проверяется устойчивость причала на опрокидывание.

5. Рассчитывается напряжение каменной постели в грунте под основанием сооружения и сравнивается с допустимым.

6. Производятся выводы.

При детальных расчетах, кроме того производятся другие проверки устойчивости и прочности элементов конструкции причала.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.009 сек.)