При расчете на прочность в продольном направлении

Расчетная жесткость сечения плиты может быть принята равной его цилиндрической жесткости для неармированных цементобетонных и предварительно напряженных сборных дорожных плит, работающих на стадии эксплуатации без возникновения и раскрытия трещин.

При расчете железобетонных дорожных плит (без предварительного напряжения арматуры) на прочность и выносливость следует учитывать возникновение и раскрытие в них трещин в растянутой зоне бетонного сечения. Жесткость расчетного сечения на изгиб с учетом наличия трещин при однократном или длительном (постоянном) действии нагрузки вычисляют по формуле проф. В. И. Мурашева:

В дорожных плитах больших размеров в плане и значительной толщины при наличии температурного перепада по толщине плиты могут возникнуть напряжения из-за невозможности температурного коробления. Эти напряжения можно определить по формулам Тимошенко — Уэстергарда — Бредбюри [52].

Плиты сборных дорожных покрытий обычно имеют сравнительно небольшие размеры (особенно толщину), кроме того, широко распространены часторебристые конструкции плит, имеющие еще меньший собственный вес по сравнению со сплошными плитами. Эти обстоятельства позволяют производить расчет сборных дорожных плит только на действие многократно повторяющейся автомобильной нагрузки.

Изменение водно-теплового режима должно учитываться не только при расчете покрытия, но и при расчете всей дорожной одежды, включая верхние слои земляного полотна. В зависимости от дорожно-климатической зоны, условий промерзания и типов грунтов, условий водоотвода при проектировании дорожной одежды следует обеспечивать необходимую ее морозоустойчивость.

Необходимую по условиям морозоустойчивости толщину дорожной одежды определяют по методу проф. Н. А. Пузакова [27].

Если отвод воды от земляного полотна затруднен или не обеспечен, то производят определение необходимой по условиям осушения толщины дренирующего слоя в соответствии с методикой, разработанной проф. А. Я. Тулаевым [16].

Расчет плит сборных дорожных покрытий производится по методу расчетных предельных состояний. При этом расчет можно вести по следующим предельным состояниям:

Первое — от исчерпания несущей способности по выносливости и по прочности;

Второе — от чрезмерных деформаций;

Третье —от возникновения и недопустимого раскрытия трещин.

Первое предельное состояние проверяют для всех плит дорожных покрытий независимо от материала, из которого они изготовлены. Второе предельное состояние в практике расчетов жестких дорожных покрытий, за исключением временных, пока не нашло конкретного своего выражения. Третье предельное состояние характерно только для армированных конструкций дорожных плит.

Для расчета на прочность используется зависимость следующего общего вида:

Где п — коэффициент возможной перегрузки; N11 — усилие от нормативной автомобильной нагрузки; f — функция, соответствующая характеру возникающего усилия; т—Коэффициент условий работы; учитывающий возможные отклонения фактических условий эксплуа-ации конструкции от проектируемых; К — коэффициент однород - ности материала конструкции, учитывающий возможное снижение прочности конструкции, вследствие неоднородности свойств сырья и несовершенства технологии изготовления; Rn — нормативный предел прочности материала конструкции; S— геометрические характеристики сечения расчетного элемента.

Условие (55) состоит в том, чтобы максимально возможное усилие в элементе было не больше его минимальной прочности. Если это условие выполнено, то требуемая прочность конструкции считается обеспеченной. Расчет по прочности производится на действие расчетной нагрузки, равной нормативной, умноженной на коэффициент перегрузки и на коэффициент, учитывающий динамический характер ее действия.

Расчет на выносливость производится в два этапа

А) расчет на выносливость нормальных сечений плиты (сечения, перпендикулярные к ее продольной и поперечной осям);

Б) расчет на выносливость наклонных сечений плиты (или расчет на главные растягивающие напряжения с учетом влияния повторности воздействия нагрузки).

При расчете на выносливость определяют характеристики цикла напряжений, возникающих в наиболее нагруженных точках конструкции под действием многократно повторяющейся нагрузки. Возникающие напряжения не должны превышать допустимых, принимаемых с учетом повторности воздействия нагрузки. Расчет ведется на действие многократно повторяющейся нагрузки, определяемой без учета коэффициента перегрузки, но при учете коэффициента динамичности. Такой подход к определению величины нагрузки объясняется тем, что характер действия колес движущихся автомобилей на покрытие — динамический, в связи с чем вводить коэффициент динамического действия всегда необходимо. Что касается перегрузки, то большинство машин ее не имеют и даже следуют с недогрузом. Следовательно, в рассматриваемом случае коэффициент перегрузки п вводить не следует. В отдельных частных случаях введение п в расчет на выносливость может оказаться оправданным (как, например, при расчете плит колейных покрытий, работающих под постоянно перегруженными автомобилями), но оно должно быть обосновано фактическими данными о движении.

Ля расчета по второму и третьему предельным состояниям могут быть применены зависимости, аналогичные условию (55).

Расчет по образованию трещин (для предварительно напряженных конструкций плит) и их раскрытию (для плит из железобетона) производится также с учетом влияния повторности воздействия нагрузок. В зависимости от назначения дороги: городская или внегородская, специального назначения (промышленного предприятия, карьерная, сельскохозяйственная, лесовозная), временная и т. Д.— Строительные нормы и правила (снип) предусматривают различные величины нормативных автомобильных нагрузок.

Для магистральных городских улиц в соответствии со снип II-K.2—62 [32]нормативную нагрузку следует принимать по схеме условного автомобиля Н-30:

Вес наиболее нагруженной оси для внегородских автомобильных дорог различных технических категорий следует принимать по  17 [32].

Автомобили и автопоезда группы А предназначаются для эксплуатации на автомобильных дорогах I и II категорий общей сети Союза ССР, имеющих усовершенствованные капитальные покрытия, а также на автомобильных дорогах других категорий и городских дорогах, проезжая часть которых рассчитана на пропуск автомобилей этой группы. Автомобили и автопоезда группы Б предназначаются для эксплуатации на всех автомобильных дорогах общей сети Союза ССР. Автомобили и автопоезда при полном весе более 1,5 т должны иметь колеса с пневматическими шинами, обеспечивающими передачу осевого веса на поверхность дороги со средним расчетным удельным давлением не более 6,5 кгсм2 для группы А и не более 5,5 кгсм2 для группы Б.

Нормативную автомобильную нагрузку при расчете сборных покрытий автомобильных дорог специального назначения (промышленных предприятий, карьерных, сельскохозяйственных и т. Д.) И временных автомобильных дорог принимают согласно нормативным документам на проектирование этих сооружений.

Коэффициент перегрузки п при расчете сборных покрытий городских и внегородских автомобильных, а также временных дорог обычно принимают равным 1. Для временных автомобильных дорог, предназначенных для пропуска специфических автомобильных нагрузок, принимают значения коэффициента перегрузки, значительно превышающие 1 (до 1,4 включительно). Так, например, при расчете сборных покрытий лесовозных автомобильных дорог принимают коэффициент; перегрузки, равный 1,3.

Различные значения принимают и для коэффициента динамичности действия нагрузки в зависимости от назначения дороги, типа

Соединения плит между собой и места приложения автомобильной нагрузки к плите. Для сборных покрытий магистральных дорог, имеющих, как правило, надежные стыковые соединения, коэффициент динамичности действия нагрузки при расчете на прочность принимается одинаковым для центра и для края плит— 1,2.

При расчете сборных покрытий этих дорог на выносливость, учитывая ровность и, следовательно, достаточно высокую (по сравнению с временными дорогами) скорость движения автомобилей, коэффициент динамичности действия нагрузки принимается равным 0,7; этот коэффициент получен нами и рядом других исследователей экспериментально и характеризует влияние упруго-вязких свойств грунтового основания, а также инерционных свойств покрытия и основания на их напряженно-деформированное состояние при кратковременном динамическом нагружении. Для сборных покрытий временных дорог, не имеющих надежной передачи нагрузки смежным плитам, коэффициент динамичности действия нагрузки при расчете на прочность и выносливость принимается неодинаковым для центра и края плит: для центра плит Сд=1,1; для края (торца) плит Сд = 1,5.

Уменьшение величины Кл для центра плит на временных дорогах (при их расчете на прочность) по сравнению со значением Сд= = 1,2 для постоянных дорог связано с тем, что на временных дорогах покрытие строится сплошным из плит малой ширины или колейного типа. Это исключает увеличение расчетной нагрузки за счет влияния смежного колеса.

При расчете сборных дорожных плит на прочность под воздействием усилий, возникающих при их перевозке и монтаже, собственный вес плиты вводят в расчет с коэффициентом динамичности, равным 1,5; при этом коэффициент перегрузки для собственного веса плиты не вводят.

Коэффициент условий работы т при расчете конструкции на прочность может быть больше или меньше 1 в зависимости от того, каким образом отклонения реальных условий работы от расчетных влияют на прочность конструкции. В том случае, когда при проектировании эти отклонения не известны, коэффициент условий работы m в первом приближении принимают равным 1. Коэффициенты условий работы конструкции в целом т, бетона и арматуры та устанавливают на основании статистической обработки опытных данных. Аналогичным образом устанавливают и коэффициенты однородности материалов. Путем статистической обработки результатов испытаний прочности бетонных образцов в лабораториях строящихся объектов Г. Г. Мудровым и Б. П. Антоновым было получено среднее значение коэффициента однородности Кб дорожного (и аэродромного) бетона по растяжению при изгибе, равное 0,7. Коэффициенты однородности арматурной стали К& рекомендуются снип II-B.1—62 следующими: арматурная сталь класса A-I и А-П — 0,9; арматурная сталь класса A-III и A-IV — 0,85; проволока обыкновенная и высокопрочная — 0,80.

Нормативные сопротивления дорожного бетона и начальные модули упругости бетона принимаются согласно ГОСТ 8424—63 «Бетон дорожный» и снип II-B.1—62 в зависимости от его проектной марки в соответствии с данными  5 приложения I.

Расчетные сопротивления бетона при расчете плит из предварительно напряженного и обычного железобетона на прочность и по образованию и раскрытию трещин принимаются в соответствии с рекомендациями снип II-B.1—62 «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования» и ГОСТ 8424—63 «Бетон дорожный» по данным  6 приложения I.

Коэффициент Пуассона ц для дорожного бетона принимается равным 0,15.

Расчетные сопротивления различных видов арматуры, принимаемые при расчете сборных дорожных плит на прочность, приведены в  7 и 8 приложения I.

Ниже изложена методика расчета бетонных и железобетонных плит сборных (покрытий на упругом основании.


Поиск по сайту

Стройматериалы

Материалы для опалубки

Материалы для опалубки Опалубка представляет собой функциональную конструкцию или систему, используемую... Далее...
Сотовый поликарбонат

Устройство вспомогательных построек на дачном участке требует четкого плана работ... Далее...
Качественные нерудные материалы по выгодной цене

  Спрос на песок, щебень, грунт достаточно велик. Эти материалы широко... Далее...