Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет откосного берегоукрепления
.pdf
материала, а также слоев каменной наброски с устройством обратного фильтра. Средняя
max,, badmb
VV
cr
dd
2
1
max,
4
d
sh
g
kh
V
sli
b
Угол наклона откоса, ,
град
Значения ksl, при пологости волны
h
,
10
15
20
30
40
14,5
0,80
0,83
0,88
1,04
1,08
25,5
0,82
0,91
1,08
1,34
1,46
45,0
0,93
1,07
1,20
1,50
1,50
67,5
1,00
1,12
1,20
1,50
1,50
cr
dd
2
1
%1,max,
dhgkV
sursurb
sur
k
d
h
sur %1,
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0.5
0,6
0,8
sur
k
0,00
0,10
0,16
0,22
0,26
028
0,30
0,33
%1,sur
h
d
2
%1,
gT
h
sur
%1,sur
h
крупность фракций материала должна подбираться из условия
.
Максимальные значения донных скоростей у основания сооружения откосного
профиля при глубинах
определяют по формуле:
(4)
где d - глубина перед сооружением, м:
ksl - коэффициент, принимаемый в зависимости от угла наклона откоса и пологости волны
по табл.7:
Таблица 7
В прибойной зоне при
(5)
где
- коэффициент, принимаемый по таблице 8:
Высоту волн в прибойной зоне,
, определяют в зависимости от уклона дна i
по графикам 2, 3 и 4 на рис. 4. При этом по безразмерной величине
значение параметра
, а затем принимают
.
Таблица 8
принимают
11
cr
d
2
%1,
gT
h
sur
admbV,
2
1
,
52,1
m
admb
gDV
max,b
V
admbV,
Рис.8. Графики 2-4 для определения величины
Допускаемые значения неразмывающих донных скоростей
и
, м/с, для грунта
крупностью фракций D<100 мм принимают в соответствии с графиком на рис.5, а для
грунта с крупностью фракций D> 100 мм по формуле:
где и m – соответственно плотности воды и материала, т/м3.
Рис 5. График для определения допускаемых значений неразмывающих донных скоростей
Необходимость защиты основания от размывов определяют на основании
сравнения значения
скоростей
, для грунта с определенной крупностью фракций.
, с допускаемыми значениями неразмывающих донных
12
При
max,b
V
admbV,
xobx
dd 1,1
b
max,b
V
admbV,
2
,
2%12
4
admb
sl
xo
V
hgk
arcshd
%1
7,0 hZ
%1
3
3
%1
1
1,2
h
ctg
hk
m
m
mfr
%1
7,0 hZ
%1
2
5,7hZ
Z
mem
mbrbr
mkm,
mbrzzbr
kmm,,
Элемент крепления
kfr
При наброске
При укладке
Камень
0,025
-
Бетонные блоки
0,021
-
Массивы с прорезями
0,016
-
Тетраподы
0,008
0,006
Гексалеги
0,007
0,004
Гексабиты и пентаподы
0,005
0,004
Долосы
0,004
0,003
mbrk,
br
b
%1
h
d
d
br
>
необходимо предусмотреть защиту основания от размывов.
4.4. Заглубление нижней границы крепления
Заглубление нижней границы крепления рассчитывают по формуле
(7)
где
dxo – глубина на которой
- отметка наинизшего уровня воды, м;
=
(8)
4.4. Расчет массы элементов
Массу элемента крепления откосного профиля, соответствующего состоянию его
предельного равновесия от действия ветровых волн определяют по формулам
-до глубины
-при глубине
где kfr – коэффициент, принимаемый в зависимости от вида материала и характера
крепления по таблице 9.
При проектировании защитного крепления сооружений с бермой массу отдельного
элемента определяют по формулам:
(9)
(10)
(11)
(12)
Таблица 9
Коэффициент
определяют с помощью графика на рис.6:
- для участка откоса между точками 1 и 2 (рис.5-а) по кривой 1 в зависимости от
безразмерных величин
,
и
,
13
-для участка откоса между точками 3 и 4
0,1,
mbr
k
mbrk,
m
m
D
524,0
gr
k
gr
k
ba
iba
i
gr
D
D
m
m
k
,
3
1
ibaD,
ba
D
3
1
24,1
m
ba
m
D
3
1
24,1
mi
i
m
D
;
Рис.6. Схема (а) и графики (б) для определения коэффициента
.
Толщину основного слоя крепления из сортированного камня назначают равной
2D, где
- размер камня, приведенный к диаметру шара.
Нижележащий слой крепления выполняют из несортированного камня массой 10-
60 кг. Толщину нижележащего слоя принимают равной толщине основного.
При проектировании креплений откосов сооружений из несортированной каменной
наброски необходимо, чтобы значение коэффициента зернового состава
границах заштрихованной зоны графика на рис. 7.
Значение коэффициента
рассчитывают по формуле:
(13)
где: m - расчетная масса камня, т;
mi, - масса камня, большая или меньшая расчетной, т;
,
диаметры фракций камня, см, приведенные к диаметру шара, имеющего
массу соответственно mi и m.
(14)
находилось в
(15)
Зерновой состав несортированной каменной наброски для крепления откосов,
соответствующий заштрихованной зоне (рис.7), следует считать пригодным только для
сооружений с откосами, пологость которых находится в пределах 3 ctg 5, а высота
расчетной волны - 3 м и менее.
14
10%1
h
k
ctg 6 8
10
12
15
k
0,78
0,52
0,43
0,25
0,20
38,0
75,0
%1
166,0
bacal
D
d
h
hb
cal
h
ba
D
ba
DD
min
ba
mm
min
ba
m
Рис. 7. График для определения допустимого зернового состава несортированной
каменной наброски для крепления откосов
При пологости откосов ctg5, укрепляемых несортированной разнозернистой
каменной наброской, расчетную массу камня m, т, соответствующую состоянию его
предельного равновесия от действия ветровых волн, необходимо определять по формуле
(10) при
с умножением полученных результатов на коэффициент
определяемый по табл. 10.
Таблица 10
4.6. Расчет профиля переформирования наброски
из несортированного камня
При расчете берегоукрепления в виде наброски из несортированного камня без
планировки откосов необходимо определить профиль переформирования наброски, т.е.
определить ширину размыва наброски поверху и глубину ее размыва.
Ширину размыва наброски поверху, b, м, (рис.8) определяют по формуле:
(16)
где:
- превышение отметки сооружения над расчетным уровнем, м;
,
средний диаметр камня, м, приведенный к диаметру шара и определяемый по
формуле (15) при
,и
(где
-средневзвешенная масса камня в
наброске, кг).
15
1,cal
b
bkb
cal 11,
5,0
%1
)(h
h
cal
5,0
%1
)(h
h
cal
0,15
0,22
0,29
0,36
k1
1,0
1,1
1,2
1,3
05,0
5,0
%1
%11
135,0
ba
D
d
h
hd
2,cal
b
1,22, calcal
bkb
d
%1
2h
%1
3h
%1
4h
%1
5h
%1
6h
%1
)87( h
k2 1,2
0,80
0,60
0,35
0,25
0,23
Рис. 8. Схема к расчету наброски из несортированного камня без планировки откосов: 1 -
первоначальный профиль сооружения; 2 - фактический профиль размыва; 3 - расчетный
профиль размыва
Расчетную ширину размыва
, м, определяют по формуле:
(17)
где k1 - коэффициент, определяемый по табл. 11 в зависимости от отношения
.
Промежуточные значения k1 определяют путем линейной интерполяции.
Таблица 11
Глубину размыва наброски d1, м, рассчитывают по формуле:
(18)
Пологость откоса ctg от расчетного уровня воды до глубины d, м, устанавливают
в зависимости от ширины переформирования наброски на уровне дна
, определяемой
по формуле:
(19)
где k2 - коэффициент, определяемый по табл.12 в зависимости от глубины перед
сооружением d.
16
Таблица 12
4.7. Волновые нагрузки на откосные берегоукрепительные сооружения,
55,1 ctg
d
p
%1
ghpkkp
relfsd
%1%1
15,1028,08,485,0
h
ctg
h
k
s
f
k
rel
p
%1
h
%1
h
10
15
20
25
35
f
k
1,00
1,15
1,30
1,35
1,48
%1
h
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
>4,0
rel
p
3,7
2,8
2,3
2,1
1,9
1,8
1,75
1,7
BActg
ctg
Az 121
1
2
2
2
укрепленные монолитными или сборными плитами
Эпюра волнового давления на откос при
или сборными плитами должна приниматься в соответствии с рис.9.
, укрепленный монолитными
Рис 9. Эпюра максимального расчетного волнового давления на откос,
укрепленный плитами
Максимальное расчетное волновое давление
при
где
- коэффициент, принимаемый в зависимости от пологости волны по таблице
20;
- максимальное относительное волновое давление на откос в точке 2,
принимаемое в зависимости от высоты волны
, кПа:
(20)
(21)
по таблице 21.
Таблица 20
Таблица 21
Ординату Z2, м, точки 2 приложения максимального расчетного волнового
давления pd, определяют по формуле:
(23)
17
при
2
2
%1
%1
1
023,047,0
ctg
ctg
h
hA
%1
%1
25,084,095,0
h
ctghB
%1,run
h
Ll 0125,01
Ll 0265,03
d
pp 4,0
Ll 0325,02
Ll 0675,04
d
pp 1,0
25,02
)1(
ctg
ctg
L
3
1,
%1
1
cos l
h
kt
m
min
7,0 Db
min
D
tbtbshhcnlc
WR
0,1
lc
15,1
n
15,1
c
0,2
h
0,1
sh
9,0
b
кПаRbt1050
(24)
(25)
Ордината Z3, м, соответствует значению высоты наката волн на откос,
.
На участках крепления по откосу выше и ниже точки 2 следует принимать
значения ординат эпюры волнового давления р, кПа. на расстояниях, м:
При
при
и
и
-
-
(26)
(27)
(28)
4.8. Расчет толщины плит крепления
Толщину плит крепления рассчитывают по формуле:
(29)
где - угол наклона плит к горизонту, град;
k - коэффициент, принимаемый для сплошных плит 0,14, для щелевых – 0,07;
l - длина плиты в направлении, нормальном к урезу воды, м.
Площадь щелей в щелевых плитах следует принимать от 10 до 20% от площади
плиты, а ширину щелей - b равной 0,10-0,15 м (при массе камня под плитами от 15 до 100
кг).
При необходимости применения под плитами камня других фракций ширина
щелей в них, м, должна удовлетворять условию:
(30)
- минимальный диаметр камня, приведенный к диаметру шара, м.
Толщину обратного фильтра принимают равной 0,5-0,7 м.
4.9. Определение усилий в плитах крепления
Расчет бетонных изгибаемых элементов симметричных относительно плоскости
действия нагрузки производят по формуле:
где М — изгибающий момент в плите,
- коэффициент сочетания нагрузок;
- коэффициент надежности сооружений;
-коэффициент условия работы сооружения;
- коэффициент, учитывающий влияние на прочность изгибаемого
элемента градиента деформаций по сечению;
- коэффициент, учитывающим влияние на прочность изгибаемого
элемента формы его поперечного сечения;
-коэффициент условий работы бетона;
- расчетное сопротивление бетона (класса В25) осевому растяжению
для предельного состояния;
(31)
18
6
2
t
t
bt
W
- момент сопротивления для растянутой грани сечения, определяемый в
445,0
21
lpplpp
q
dd
btg
1
8
)(
2
ра сч
lgq
предположении упругой работы бетона.
Для определения усилий, возникающих в плитах крепления, плиту располагают
под эпюрой волнового давления таким образом, чтобы были получены максимальные
усилия. В случае принятой для курсового проектирования длины плиты l = 2 м, длина
расчетного пролета составляет l
= 1,8 м.и , а ширина опорных поверхностей 0,2 .м
расч
(рис.9).
Полученную эпюру волновых нагрузок на плиту заменяют равномерно-
распределенной нагрузкой с ординатой:
(32)
где р1, р2 - значения волнового давления на расстоянии 1 м от точки приложения
максимального волнового давления.
Значение максимального изгибающего момента М получают путем расчета плиты
как балки на двух опорах (с учетом неполноты контакта плиты с основанием).
Нагрузка от веса плиты:
(33)
гдеb – ширина прямоугольного сечения плиты, м;
t1 – толщина плиты, м;
γ – удельный вес бетона, кН/м3.
Изгибающий момент в плите:
(34)
Рис. 10. Эпюра волнового давления на плиту
V. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1. Крепление откоса выполнить в следующих вариантах:
- наброска сортированного камня;
- наброска несортированного камня;
- бетонные монолитные плиты.
2. Исходные данные;
19
№
варианта
d,м
h
,м ,м
T
,
сек
m
V
, м/с
L, км
m
, град.
Отметка
расчетного
уровня, м
1
4,0
0,5
27
4,1
27
50
30
-0,25
2
4,2
0,5
28
4,2
27
52
40
-0,30
3
4,4
0,5
29
4,3
27
54
50
-0,35
4
4,6
0,6
30
4,4
27
56
60
-0,40
5
4,8
0,6
30
4,4
27
58
70
-0,45
6
5,0
0,6
31
4,5
27
60
30
-0,50
7
4,0
0,7
31
4,5
27
62
40
-0,55
8
4,2
0,7
32
4,5
27
64
50
-0,25
9
4,4
0,7
32
4,5
28
66
60
-0,30
10
4,6
0,8
33
4,6
28
68
70
-0,35
11
4,8
0,8
33
4,6
2ё
70
30
-0,40
12
5,0
0,8
34
4,7
28
72
40
-0,45
13
4,0
0,9
34
4,7
28
74
50
-0,50
14
4.2
0,9
33
4,7
29
76
60
-0,55
15
4.4
0.9
35
4,7
29
78
70
-0,25
!6
4,6
1,0
36
4,8
29
80
30
-0,30
17
4,8
1,0
36
4,8
29
82
40
-0,35
18
5,0
1,0
37
4,9
29
84
50
-0,40
19
5,2
1,1
37
4.9
29
86
60
-0.45
20
5.4
1,1
38
4,9
30
88
70
-0,50
21
5,6
1,1
38
4,9
30
90
30
-0,55
22
5,7
1,2
39
5,0
30
92
40
-0,30
23
5,8
1,2
39
5,0
30
94
50
-0,35
24
5,9
1,2
40
5.1
30
96
60
-0,40
25
6,0
1,2
40
5Д
30
98
70
-0,45
Грунты основания и территории - песок средней крупности, D=2,5 мм. Уклон дна i<0,001.
VI. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
6.1. Крепление откоса сортированным камнем
1) По рекомендациям раздела 3 назначаем значение пологости откоса сооружения.
2) По номограмме раздела 4.1 определяем значения высот волн 1% и 5%
обеспеченности в системе.
3) В соответствии с требованиями раздела 4.2 рассчитываем возвышение верха
сооружения над расчетным уровнем.
4) На основании расчетов по разделу 4.3 устанавливаем необходимость защиты дна
перед сооружением от размывов и назначаем ширину защитной полосы.
5) По формулам раздела 4.4 рассчитываем заглубление нижней границы крепления.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]