Расчет коэффициент заложения откоса
Научная электронная библиотека
Седрисев Д Н, Рубинская А В, Аксёнов Н В, Кожевников А К,
4.2. Основы расчета берегоукрепительных сооружений
При проектировании берегоукрепительных сооружений определяют границы крепления, устойчивость укрепляемого откоса при воздействии на него эксплуатационных нагрузок, рассчитывают отдельные элементы покрытий на монтажные и транспортные нагрузки.
Исходными данными для расчета параметров берегоукрепительных сооружений являются: высота, длина и период ветровых волн, амплитуда колебаний уровней воды, характеристики судовой волны, ледового покрова, а также грунта основания.
На берегоукрепительные сооружения в различных сочетаниях воздействуют постоянные, временные (длительные и кратковременные) и особые нагрузки.
К постоянным нагрузкам относятся все элементы крепления и активное давление грунта.
Временными являются следующие виды нагрузок: давление от воздействия ветровых и судовых волн, ледовые и снеговые нагрузки, гидростатическое давление, обусловленное колебаниями уровней воды и подпором грунтовых вод.
Особыми называются нагрузки от навала судов и плотов, а также нагрузки, вызванные катастрофическим изменением уровня воды. Воздействие ветровых и судовых
волн, основные их характеристики (высота и длина волны), расчетные эпюры волнового давления, а также нагрузки от воздействия льда и других факторов при проектировании береговых сооружений рассчитываются в соответствии с рекомендациями, приведенными в СНиП П-57-75.
Расчеты берегоукрепительных сооружений, также как и других конструкций, в соответствии с требованиями СНиПов выполняются по методу предельного состояния, при этом все расчеты производят в условиях плоской задачи, ширина полосы крепления принимается равной 1 м.
Угол наклона откоса к горизонтальной плоскости зависит от рода грунта и принимается не больше угла естественного откоса этого грунта.
Для уменьшения площади берегового укрепления верхние участки откосов делают по возможности крутыми (с уклонами от 1:1,5 до 1:2,5), а нижние – более пологими (от 1:3 до 1:5).
Характерными точками берегового откоса являются следующие (рис. 4.5): точка А, располагаемая выше уровня высоких вод на величину hнв, характеризующую высоту наката волны (ветровой и судовой) на откос (практически в пределах от 0,7 до 1,2 м); точка В, находящаяся выше точки А на расстоянии hg, являющемся дополнительным непродолжительным повышением уровня воды в водоеме, вызванным работой гидроэлектростанции, ветровым нагоном и т.д., определяется на основании наблюдений за уровнем воды; точка С, определяющая нижнюю подводную границу берегового крепления и расположенную на глубине hкp ниже уровня низших вод в водоеме, на которой скорости течения от воздействия волн и других факторов равны или ниже неразмывающих скоростей для грунта, из которого сложен берег, величины этих скоростей находятся в литературе [6, 7, 18].
Рис. 4.5. Схема к определению границ крепления берегового откоса
При определении крупности камня dк, м, используемого для берегоукрепления каменной наброской, пользуются соотношением, выведенным из условия устойчивости крепления под действием волн:
(4.1)
высота ветровой или судовой волны, м;
плотность камня, т/м3;
коэффициент заложения откоса.
Толщина tк слоя каменной пригрузки тюфяка в подводной части берегоукрепления определяется из условия недопущения всплытия тюфяка по формуле
(4.2)
коэффициент запаса, равный 1,2–1,5;
плотность хвороста, т/м3;
толщина тюфяка, равная 0,35–0,4 м.
Толщина tn железобетонной плиты откосного крепления рассчитывается из условия ее устойчивости от волнового давления по формуле
(4.3)
коэффициент, равный 1?1,1;
длина ребра плиты в направлении, перпендикулярном урезу воды, м;
плотность материала плиты, кг/м3;
плотность воды, кг/м3.
Для обеспечения достаточной устойчивости и прочности крепления откосов при действии ледовых нагрузок толщину железобетонных плит следует назначать не менее указанной в табл. 4.1.
В числителе приведены значения толщины льда для плит из обычного железобетона, в знаменателе – из предварительно напряженного железобетона.
Ориентировочные (предварительные) значения толщины плит могут определяться в зависимости от скорости течения воды и высоты волны по табл. 4.2.
Минимальные значения толщины железобетонных плит
в зависимости от ледовых нагрузок
Толщина плиты, м
Допустимая толщина льда, м
при динамическом давлении льда и при статическом давлении свободно плавающего ледяного поля
при статическом давлении ледяного покрова и при его термическом расширении
при воздействии примерзшего ледяного покрова
