- Комментарии: 0
- в разделе Строительные конструкции и материалы
- Посетителей Публикации: 1497
- Дата Редакции: 23 April 2019 16:30
БИНТИ № 6 (70), 2013
Одним из крупнейших морских портов в Австралии является второй по величине порт Port Botany в Сиднее. Порт был построен в 1970 г., однако нараставшие в последние 40 лет проблемы эксплуатации требовали его расширения. Контейнерная пропускная способность порта, составлявшая 175 тыс. единичных 6-метровых контейнеров типа TEU, характерных для погрузочно-разгрузочных работ порта в 1970 г., возросла к 2010 г. до 1,9 млн TEU. В дальнейшем к 2020 г. предполагается увеличение их числа до 3 млн единиц.
По требованию владельца порта — компании Sydney Ports Corporation — была начата разработка нового проекта реконструкции и расширения порта с увеличением его пропускной способности, благодаря планируемому увеличению числа его причалов с 6 до 11.
Разработанный проект реконструкции и расширения порта обеспечивался его финансированием в объеме 515 млн долл. (Австралии), с предположительным завершением начального этапа строительства в 2011 г. Проект включал расширение территории порта до 63 га путем проведения большого объема земляных работ, осуществляемых с использованием для этой цели 8 млн м3 насыпного грунта. Эту дополнительно создаваемую территорию предполагалось обустроить площадками для проведения ремонтных работ контейнеров, а также новой стеной причалов общей протяженностью 1850 м. Вновь созданная инфраструктура должна была к 2013 г. обеспечить порт всеми необходимыми вспомогательными службами.
Проект реконструкции предполагал инновационное решение с устройством стены нового берегового укрепления, конструкция которой выполнялась сборной из железобетонных контрфорсных элементов (секций). Строительство стены берегового укрепления сопровождалось одновременным проведением большого объема земляных работ по отрывке траншей под фундаменты стены. Эти траншеи были отрыты с применением виброуплотняющей техники глубиной до 30 м (с погружением основания ниже уровня воды) и находились в слое глины. После осуществления работ по уплотнению грунта, в траншеи затем были уложены железобетонные фундаментные блоки размерами 1,5 м (высота) на 4,5 м (ширина). Блоки укладывались в направлении будущей конструкции стены и размещаемых причалов.
В конструкцию стены берегового укрепления, имеющую общую протяженность 1850 м, было установлено 200 укрепляющих контрфорсных железобетонных секций, массой 640 т каждая. Конструкция каждой секции была запроектирована L-образной поперечной конфигурации и включала переднюю ребристую стенку длиной 9 м, высотой 20 м, которая была подкреплена с тыловой стороны двумя мощными контрфорсами треугольного очертания, имеющими в основании вылет порядка 15 м. Расстояние между контрфорсами в конструкции секции определялось в зависимости от величины внутренних усилий, возникающих вследствие прогиба передней стенки секции под действием бокового давления грунта. После установки секций в проектное положение конструкция стены завершалась укладкой продольной железобетонной связующей балки оголовка, которая должна была объединить секции поверху и одновременно служить основой для крепления продольного рельса наземного кранового пути для проведения погрузочно-разгрузочных работ. Кроме этого, сборная конструкция стены включает установку поперечных упорных брусов (отбойных амортизаторов), а также швартовые тумбы.
Действующие до настоящего времени причалы порта Port Botany были построены с использованием в конструкции стены берегового укрепления сборных секций длиной по 6 м. Увеличение, в соответствии с новым проектом, длины каждой секции до 9 м позволило уменьшить их общее число, что в свою очередь способствовало сокращению продолжительности времени их монтажа, а также сокращению общего строительного процесса, удешевляя тем самым итоговую стоимость строительства. Однако увеличение размеров секции приводило, в свою очередь, к возрастанию нагрузки от их веса на фундаменты. Для устранения данного негативного момента проектировщикам пришлось усовершенствовать собственно конструкцию новых секций, делая более тонкими их передние стенки при сохранении их несущей способности за счет увеличения процента изгибного армирования, что позволило в итоге снизить вес секции.
Контрфорсные секции были рассчитаны на восприятие усилий от постоянного и переменного давления грунта, а также от дополнительной нагрузки вследствие разности гидростатических давлений, части нагрузки от кранового оборудования при выполнении погрузочно-разгрузочных операций контейнеров, влияния временной нагрузки в процессе швартовки судна и крепления контейнера канатами и, кроме того, влияния приливно-отливного действия морских волн и даже возможного землетрясения. К тому же было выдвинуто жесткое требование ограничения вертикальных и горизонтальных перемещений верхней части стены, поскольку конструкции, поддерживающие наземное крановое оборудование, имеют низкую толерантность к перемещениям путевого рельса.
Главенствующим критерием разработанного проекта было обеспечение общей 100-летней долговечности конструкции стены берегового укрепления и, в частности, контрфорсных ее элементов. Среди условий обеспечения требуемой долговечности
ограничение раскрытия ширины трещин в железобетоне при действии постоянной и временной нагрузок. Ширина трещин не должна была превышать 0,2 мм в зоне, подверженной действию приливно-отливных воздействий или сильных морских брызг, а также не должна превышать 0,3 мм в других зонах. Ограничение ширины раскрытия трещин имеет решающее значение при проектировании изгибного армирования железобетонной секции.
При определении механизма взаимодействия конструкции стены с окружающим грунтом доминирующим типом нагрузки была постоянная нагрузка от бокового давления грунта. Важный момент при этом
определение как можно более точного значения интенсивности этой нагрузки, поскольку оно напрямую влияет на расчет эффективной стоимости конструкции. Начальный расчет бокового давления грунта включал определение его коэффициента бокового давления Ко. Однако на конечной стадии расчета основное значение приобретало определение оптимального соотношения веса стены и экономического показателя конструкции. Величина нагрузки от бокового давления грунта в большой степени влияет на определение допускаемой гибкости конструкции стены в ее верхней части, а также на траекторию ее возможного перемещения под действием давления грунта.
Наилучшее соотношение между величиной нагрузки от бокового давления грунта и траекторией возможного перемещения верхней части стены было достигнуто благодаря применению специально разработанной геотехнической программы расчета Plaxis, основанной на методе конечных элементов, а также на детальном изучении поведения грунта.
Характер давления грунта в верхней части подпорной стены определялся путем детального моделирования, которое выражалось введением в расчет коэффициента активного бокового давления грунта Ка. В результате, растягивающие напряжения в расчетной изгибной арматуре конструкции были определены 120 - 180 МПа, в то время как предел текучести арматуры составлял порядка 500 МПа.
По материалам Civil Engineering. — 2013.
— Vol. 166. — Issue СЕ 5.
Одним из крупнейших морских портов в Австралии является второй по величине порт Port Botany в Сиднее. Порт был построен в 1970 г., однако нараставшие в последние 40 лет проблемы эксплуатации требовали его расширения. Контейнерная пропускная способность порта, составлявшая 175 тыс. единичных 6-метровых контейнеров типа TEU, характерных для погрузочно-разгрузочных работ порта в 1970 г., возросла к 2010 г. до 1,9 млн TEU. В дальнейшем к 2020 г. предполагается увеличение их числа до 3 млн единиц.
По требованию владельца порта — компании Sydney Ports Corporation — была начата разработка нового проекта реконструкции и расширения порта с увеличением его пропускной способности, благодаря планируемому увеличению числа его причалов с 6 до 11.
Разработанный проект реконструкции и расширения порта обеспечивался его финансированием в объеме 515 млн долл. (Австралии), с предположительным завершением начального этапа строительства в 2011 г. Проект включал расширение территории порта до 63 га путем проведения большого объема земляных работ, осуществляемых с использованием для этой цели 8 млн м3 насыпного грунта. Эту дополнительно создаваемую территорию предполагалось обустроить площадками для проведения ремонтных работ контейнеров, а также новой стеной причалов общей протяженностью 1850 м. Вновь созданная инфраструктура должна была к 2013 г. обеспечить порт всеми необходимыми вспомогательными службами.
Проект реконструкции предполагал инновационное решение с устройством стены нового берегового укрепления, конструкция которой выполнялась сборной из железобетонных контрфорсных элементов (секций). Строительство стены берегового укрепления сопровождалось одновременным проведением большого объема земляных работ по отрывке траншей под фундаменты стены. Эти траншеи были отрыты с применением виброуплотняющей техники глубиной до 30 м (с погружением основания ниже уровня воды) и находились в слое глины. После осуществления работ по уплотнению грунта, в траншеи затем были уложены железобетонные фундаментные блоки размерами 1,5 м (высота) на 4,5 м (ширина). Блоки укладывались в направлении будущей конструкции стены и размещаемых причалов.
В конструкцию стены берегового укрепления, имеющую общую протяженность 1850 м, было установлено 200 укрепляющих контрфорсных железобетонных секций, массой 640 т каждая. Конструкция каждой секции была запроектирована L-образной поперечной конфигурации и включала переднюю ребристую стенку длиной 9 м, высотой 20 м, которая была подкреплена с тыловой стороны двумя мощными контрфорсами треугольного очертания, имеющими в основании вылет порядка 15 м. Расстояние между контрфорсами в конструкции секции определялось в зависимости от величины внутренних усилий, возникающих вследствие прогиба передней стенки секции под действием бокового давления грунта. После установки секций в проектное положение конструкция стены завершалась укладкой продольной железобетонной связующей балки оголовка, которая должна была объединить секции поверху и одновременно служить основой для крепления продольного рельса наземного кранового пути для проведения погрузочно-разгрузочных работ. Кроме этого, сборная конструкция стены включает установку поперечных упорных брусов (отбойных амортизаторов), а также швартовые тумбы.
Действующие до настоящего времени причалы порта Port Botany были построены с использованием в конструкции стены берегового укрепления сборных секций длиной по 6 м. Увеличение, в соответствии с новым проектом, длины каждой секции до 9 м позволило уменьшить их общее число, что в свою очередь способствовало сокращению продолжительности времени их монтажа, а также сокращению общего строительного процесса, удешевляя тем самым итоговую стоимость строительства. Однако увеличение размеров секции приводило, в свою очередь, к возрастанию нагрузки от их веса на фундаменты. Для устранения данного негативного момента проектировщикам пришлось усовершенствовать собственно конструкцию новых секций, делая более тонкими их передние стенки при сохранении их несущей способности за счет увеличения процента изгибного армирования, что позволило в итоге снизить вес секции.
Контрфорсные секции были рассчитаны на восприятие усилий от постоянного и переменного давления грунта, а также от дополнительной нагрузки вследствие разности гидростатических давлений, части нагрузки от кранового оборудования при выполнении погрузочно-разгрузочных операций контейнеров, влияния временной нагрузки в процессе швартовки судна и крепления контейнера канатами и, кроме того, влияния приливно-отливного действия морских волн и даже возможного землетрясения. К тому же было выдвинуто жесткое требование ограничения вертикальных и горизонтальных перемещений верхней части стены, поскольку конструкции, поддерживающие наземное крановое оборудование, имеют низкую толерантность к перемещениям путевого рельса.
Главенствующим критерием разработанного проекта было обеспечение общей 100-летней долговечности конструкции стены берегового укрепления и, в частности, контрфорсных ее элементов. Среди условий обеспечения требуемой долговечности
ограничение раскрытия ширины трещин в железобетоне при действии постоянной и временной нагрузок. Ширина трещин не должна была превышать 0,2 мм в зоне, подверженной действию приливно-отливных воздействий или сильных морских брызг, а также не должна превышать 0,3 мм в других зонах. Ограничение ширины раскрытия трещин имеет решающее значение при проектировании изгибного армирования железобетонной секции.
При определении механизма взаимодействия конструкции стены с окружающим грунтом доминирующим типом нагрузки была постоянная нагрузка от бокового давления грунта. Важный момент при этом
определение как можно более точного значения интенсивности этой нагрузки, поскольку оно напрямую влияет на расчет эффективной стоимости конструкции. Начальный расчет бокового давления грунта включал определение его коэффициента бокового давления Ко. Однако на конечной стадии расчета основное значение приобретало определение оптимального соотношения веса стены и экономического показателя конструкции. Величина нагрузки от бокового давления грунта в большой степени влияет на определение допускаемой гибкости конструкции стены в ее верхней части, а также на траекторию ее возможного перемещения под действием давления грунта.
Наилучшее соотношение между величиной нагрузки от бокового давления грунта и траекторией возможного перемещения верхней части стены было достигнуто благодаря применению специально разработанной геотехнической программы расчета Plaxis, основанной на методе конечных элементов, а также на детальном изучении поведения грунта.
Характер давления грунта в верхней части подпорной стены определялся путем детального моделирования, которое выражалось введением в расчет коэффициента активного бокового давления грунта Ка. В результате, растягивающие напряжения в расчетной изгибной арматуре конструкции были определены 120 - 180 МПа, в то время как предел текучести арматуры составлял порядка 500 МПа.
По материалам Civil Engineering. — 2013.
— Vol. 166. — Issue СЕ 5.
Поделиться
Пока нет Комментариев...
Добавить Отзыв