КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Екзаменаційні білети 3 страница
С достаточной для практических целей точностью можно воспользоваться приближенными формулами для определения моментог А*»д = (Л+цВ)Р= =0,06(1 —3 ал) Р = = 0,06(1 —3аЩ Р; Мкол =(0,005-0,2 16 аг)Р. При расчете моментов от колесной нагрузки используют формул) для нагрузки, распределенной по круглой площадке.
При конструировании дорожных покрытий и оснований их чаете приходится рассчитывать на действие нагрузки от катков, многоколес ных трейлеров или гусеничных повозок, когда нельзя применить фор мулу для круглого штампа. В этих случаях используют метод сумми рования напряжений от ряда сосредоточенных сил. Давление, распре деленное по площади контакта нагрузки с покрытием, заменяют рядоь сосредоточенных сил, приложенных к центрам тяжести выделенньп площадок (рис. XVI 1.2). Изгибающий момент в точке, где должнь быть определены напряжения, действующие на полосу покрытия ши риной, равной единице, вычисляют как геометрическую сумму изги бающих радиальных и кольцевых моментов от всех сосредоточенны: сил.
М А Рис. XVII.3. Схема к определенш суммарного момента при действии н плиту нескольких нагрузок При определении составляющих моментов от разных сил приходится учитывать проекции не только самих изгибающих моментов, но и полос покрытия, на которые они действуют (рис. XVI 1.3). Пусть на полосу покрытия ЛЛХ шириной 1 действует изгибающий момент М. Проекция этого момента на направление ВВи расположенное под углом а, равна М соз а, причем ширина полосы, к которой он приложен, возрастает до величины. Поэтому расчетный момент иа полосу шириной, равной единице, в направлении АЛУ будет равен:
-- М соя2 а. В связи с этим формула для определения суммарного момента имеет вид: мизг = АГрад соз2 а-ь Мкол 5Шг а, (X VI 1.7) где а — угол, образованный осью, в направлении которой рассматриваются моменты, и линией, соединяющей точку приложения силы с точкой, в которой определяются напряжения. При углах а, не превышающих 20°, без особой погрешности можно ограничиваться только суммированием радиальных изгибающих моментов без учета величины их проекции. Случаи приложения нагрузки к углу плиты и к ее краю вызывают большие напряжения, чем при приложении к центру. Величина этих моментов может быть определена по формулам проф. И, А. Медникова, уточнившим решения, впервые данные Уэстергардом: а) для колеса, стоящего на краю плиты б) для колеса на углу плиты Р я2 Значения коэффициентов а2 и а3, которые зависят от отношений И и 7 даются в табл. XVI 1.3. /? Сгр
На практике расчеты ведут на центральное приложение нагрузки, конструктивно армируя плиты по углам и краям, а также учитывая влияние штырей, соединяющих плиты. Методы расчета плит, относящихся к категории конечно жестких, используют при расчете малых плит сборных бетонных покрытий, обычно имеющих шестигранную или прямоугольную форму. Расчет ведут применительно к равновеликой по площади круглой плите, загруженной в центре, с использованием таблиц для расчета круглых плит на упругом основании, составленных д-ром техн. наук М. И. Горбу- новым-Посадовым [19]. Моменты в центре конечно жестких и бесконечно жестких плит от нагрузки, распределенной но круглой площадке в центре круглой плиты радиусом г, определяют по формуле Мг = МК0ЛЬ11 = (Ма + Мв)Р, (ХУИ.8) где Р — ярЯ [20] — равнодействующая нагрузки, равномерно распределенной по кругу радиуса Я\ М А и Мв — параметры, зависящие от показателя жестко- р сти плиты «и отношения —, значения которых приведены в табл. XVII.4, XVII.5. Напряжения в бетоне от изгибающего момента для полосы шириной, равной единице, определяют по обычной формуле строительной механики о--^-. (ХУИ.Э) Толщина плиты должна быть подобрана такая, чтобы напряжения в ней не превышали нормативной прочности бетона на растяжение при изгибе, уменьшенной в запас прочности: Кв КУК0КВ, где /?(и'г) — нормативная прочность бетона на растяжение прн изгибе; К(; — коэффициент, учитывающий влияние усталости бетона прн повторных нагружениях; зависит от числа циклов приложения нагрузок за период службы покрытия н от соотношения максимальных и минимальных напряжений; Ку — коэффициент условий работы бетона в дорожной одежде, меняющийся от 0,65 до 0,84 в зависимости от климатических условий и размеров плиты; Кв — коэффициент неоднородности бетона по прочности, равный 0,8; Кв — коэффициент, учитывающий нарастание прочности бетона во времени. При соблюдении нормальных сроков твердения Кв = 1,25. Введение коэффициента Кв связано со сроками ввода бетонных покрытий и оснований в эксплуатацию. Прочность бетона повышается со временем. Поэтому необходимо, чтобы принимаемые при расчетах величины сопротивления бетона и его модуля упругости соответствовали фактическим срокам появления на дороге расчетных нагрузок.. Исходя из известной по лабораторным испытаниям закономерности в нарастании прочности бетона возможно также предусматривать переменную толщину покрытия на разных участках в зависимости от времени, которое должно пройти с момента укладки данного участка покрытия до открытия по нему движения. Для ориентировочной оценки нарастания прочности бетона можно пользоваться несколько видоизмененной формулой Б. С. Скрамтаева:
<826 где и 7?ав — пределы прочности прн сжатии в возрасте I и 28 сут. § ХУН.З. РАСЧЕТ БЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА УКРЕПЛЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ Значительное различие в деформационных и упругих свойствах бетонных плит и песчаных или грунтовых оснований приводит к образованию под бетонными плитами полостей, возникновению трещин в плитах и разрушению покрытий. Поэтому в настоящее время на дорогах с интенсивным движением бетонные покрытия укладывают на прочные основания из щебня или укрепленных грунтов. Укрепленные основания повышают прочность бетонных покрытий, распределяя давление плиты на большую площадь грунта земляного полотна и предотвращают размокание грунта от воды, проникающей через швы и трещины покрытия. Уменьшение прогибов плит приводит к увеличению модуля упругости основания.
Расчет толщины бетонных по крытий на укрепленных основаниях сводится к учету величины эквивалентного модуля подстилающей их слоистой системы. Приближенно можно определить его следующим способом. Изгибающаяся бетонная плита, образуя чашу прогиба, распределяет давление покрытия на большую площадь основания (рис. XVII.4). Поскольку давление на основание распределяется неравномер но, заменяем фактическую эпюру равновеликой цилиндрической эпюрой. В качестве приближения в запас прочности при расчете примем, что давление на укрепленное основание соответствует равномерно распределенному по площадке диаметром О давлению, равному максимальному давлению под плитой о, которое (по О. Я. Шехтер) для плит на упругом основании равно: о = 0,12 Ра\
Расчет толщины бетонных плит ведется методом последовательных приближений. Вначале, задаваясь эквивалентным модулем упругости слоистого основания Вэш, определяют толщину бетонной плиты Н и диаметр площадки О, передающей давление на основание. Затем рассчитывают толщину верхнего слоя основания, используя уравнение (XVI.2). Если полученная конструкция покрытия и основания оказывается неудачной, ее улучшают путем постепенной замены толщины слоев, добиваясь приемлемых по конструктивным и технологическим соображениям толщин бетонной плиты и верхнего укрепленного слоя основання § ХУП.4. УСИЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ БЕТОННЫХ ПОКРЫТИИ При реконструкции существующих дорог, а также при постройке асфальтобетонных покрытий на бетонных основаниях возникает необходимость определения толщины укладываемого дополнительного слоя бетона или учета прочности назначаемого по конструктивным соображениям асфальтобетонного покрытия при расчете толщины бетонного основания. усиЛ гонно го бетонного покрытия, необходп мая для пропуска расчетных нагру зок; кх и Ег — толщина и модуль упругости существующего бетонного покрытия, имеющего меньшую •<? прочность; Н2 —необходимая толщина слоя усиления, модуль упругости которого при сдаче дороги в эксплуатацию равен Ег. Если допустить, что верхний слой работает совместно с нижним, то из условия равнопрочности
жесткость наращиваемого слоя должна быть равна жесткости заменяемого им верхнего слоя монолитного покрытия (рис. XVI 1.5), т. е. Е1 = сопз!. Отсюда, учитывая уравнение (ХУ1.6), необходимая толщина слоя усиления бетона А, = (Л-А,)|/ Д. или толщина бетонного основания под асфальтобетонное покрытие толщиной /|асф К-И-К^У(XVII. 14) Вывод формул (XVII.13) и (XVII.14) предусматривает монолитную совместную работу двухслойных одежд. Поскольку при строительстве это не всегда удается обеспечить, иногда при расчете бетонных оснований ограничиваются учетом особенностей передачи давления через слой асфальтобетона.
Так как слой асфальтобетона распределяет давление на бетонное основание по площади большей, чем расчетный отпечаток колеса, приближенно принимают, что давление распределяется в слое асфальтобетона под углом 38°. Тогда расчетный радиус площадки, передающей давление:
= Д+0,8 Н,
а расчетное давление
"(гЧ'
\«расч /
§ XVI 1.5. РАСЧЕТ ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ Температурные напряжения возникают в жестких дорожных одеждах от сопротивления трения плиты о грунт при изменении ее длины в результате нагревания или охлаждения, а также и от того, что при неравномерном нагревании по толщине плнты не могут свободно ко- робиться из-за взаимной заклинки и противодействия их собственного веса. Конструктивные мероприятия по уменьшению температурных напряжений сводятся к ограничению размеров плит до величин, при которых эти напряжения невелики, и к снижению трения плит по основанию. При укладке бетонной смеси в результате энергичного уплотнения отдельные щебенки вдавливаются в основание, и нижняя поверхность бетонной одежды получается шероховатой. При температурном сжатии или расширении плиты можно считать, что центр ее остается на месте, а края перемещаются. Величина деформации постепенно нарастает от середины плиты к краям. Для возможности перемещения плите необходимо преодолеть сопротивление грунта по поверхности контакта плиты с грунтом. Сопротивление грунта зависит от величины деформации "сдвига и возрастает до некоторого предела по параболическому закону (рис. ХУП.б). Можно принять, что по концам плиты сопротивление грунта сдвигу достигает предельного возможного значения «та*=Р*1?Ф + с, (XVII. 17) где р — давление плиты на грунт, равное Ну; V — плотность плиты, кг/см8; Н — толщина плиты, см; ф — угол внутреннего трения; с — сцепление грунта, кгс/см2 Поскольку наибольшие напряжения в бетоне возникают в периоды сильного нагревания или охлаждения плит покрытия, значения с относятся к плотному маловлажному или мерзлому состоянию грунта. По свойствам параболы средняя величина сопротивления по площади соприкасания с грунтом будет: 50р» 0,75тах = 0,7 (Ну (в Ф + с). (XVII. 18) Суммарное сопротивление грунта сдвигу плиты 5 = 5ср ВЬ =0,7ВЬ (Ну Ф + с). (XVII. 19)
Поскольку это сопротивление приложено к нижней поверхности плиты, оно вызывает в поперечных сечениях плиты напряжения вне- центренного сжатия Учитывая, что расстояние от точки приложения силы до оси Я плиты е = —, получаем, что наибольшее значение растягивающего напряжения составляет: °=-Ц. (XVII.21) откуда =---------- —----------- (XVII. 22) 1,4 (Ну +с) Величины сопротивления сдвигу неоднократно определялись рядом исследователей. Значения с и ф для разных типов оснований по данным опытов проф. Б. С, Раева-Богословского приведены в табл. ХУ.8. Неравномерное распределение температуры по толщине бетонной плиты возникает при нагреве ее поверхности солнечными лучами и при охлаждении ночью. Разница температур верхней и нижней поверхностей плиты может достигать 20—30°. Более нагретая поверхность испытывает большее удлинение, в результате чего плита коробится, образуя криволинейную поверхность. При нагревании верхней поверхности плита стремится выпучиться средней частью вверх, а при охлаждении образует вогнутую поверхность с приподнятыми краями. Поскольку свободному короблению препятствуют собственный вес плит и их взаимная заклинка, из-за расширения при нагревании и замыкания швов при изгибе, а также наличия соединительных штырей в плитах возникают дополнительные температурные напряжения.
По Уэстергарду температурные напряжения, возникающие в плитах бетонных покрытий в результате противодействия их короблению, составляют:
на краю плиты: (ХУИ.23) 353 в середине плиты
о -
' тах 2 (1 —ц2) "
В этих формулах: а — коэффициент линейного распределения бетона; Ев и ц — модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона; Сх и Су — параметры, зависящие от размеров плиты в плане и характеристики ее жесткости. Значения Сх и Су даны на рис. XVII.7 в долях отношений и -г, где и Ьу — характеристика жесткости плиты (радиус относительной жесткости), который определяется по формуле
А1 = ря — расчетный перепад температуры, град; Я — толщина плиты, см; Р — температурный градиент, град/см, который можно принять равным для средней полосы европейской части СССР 0,5, для южных районов страны — I. Расчеты по формуле Уэстергарда показывают, что температурные напряжения необходимо учитывать при размерах бетонных плит в плане более 4X4 м. Плиты со стороной более 10 м могут разрушаться от действия одних температурных напряжений даже при отсутствии временной нагрузки. В правильно запроектированной плите сумма напряжений от внешней нагрузки и температуры не должна превышать нормативной прочности бетона на растяжение при изгибе. Методика Уэстергарда является наиболее простой, обеспечивающей достаточную точность для практических целей. Более точные, но сложные методы расчета плит на температурные напряжения разработаны рядом авторов — Томлинсоном в Англии, Л. И. Горецким и В. А. Черниговым в СССР. Следует отметить, что в последнее время появилась тенденция не вести специального расчета на температурные напряжения, а учитывать их влияние комплексно в величине коэффициента условий работы цементобетона в дорожных покрытиях. Однако в условиях резко различающихся климатических районов Советского Союза это не всегда может гарантировать полную надежность расчетов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Г о р е ц к и й Л. И. Теория и расчет цементобетонных покрытий иа температурные воздействия. М., «Транспорт», 1965. 284 о. Реконструкция бетонных покрытий аэропортов. М., «Транспорт», 1965. 222 с Авт.: Г. И. Глушков, Л. И. Манвелов, А. В. Михайлов, Б. С. Раев-Богос- ловский Сборные покрытия автомобильных дорог. Под ред. В. М. Могилевича. М., «Высшая школа», 1972. 384 с. Чернигов В А, ПавловО В. Методика определения влияния и повторяемости температурных напряжений в бетонных покрытиях.— «Труды Союздорнии», 1969, вып. 28, с. 18—25. ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А «Автогрейд» 301 Автомобили: габариты, нагрузки 14, 15 движение по криволинейному продольному профилю 50—52 — на спусках 56—58 преодолеваемые уклоны 47—50 расчетные 15, 319, 325 сопротивление движению 35—39 тяговые расчеты 40—43. См. также Динамические характеристики Автопоезда: движение на кривых 78 преодоление подъемов 97 тяговые расчеты 58—60 Аквапланирование 45 Аккумуляция ливневых вод 168—172 Активная зона 283 Активное напряжение сдвига 328, 330 Б Банкет 34 Бассейн — см. Водосбор — испарительный Бермы 291 Бетон: марки для покрытий и оснований 306, 343 модули упругости 344 Бетонные покрытия 300, 301. См. также Жесткие дорожные одежды Бровка земляного полотна 29. См, также Возвышение бровкн В Видимость на дороге: боковая 86 из условия обгона 83—85 на вогнутых кривых 93, 94 — кривых в плане 86—89 Вираж 79—83 Влагоемкость 127, 129, 335 Влажность грунта оптимальная 276 ----------- расчетная 315 Внешняя скоростная характеристика 41, 54 Водно-тепловой режим земляного полотна 121—123, 136, 137, 315 Водоотвод поверхностный 139 — подземный — см. Дренаж Водосбор 142, 149, 156 Возвышение бровки 136—138, 173, 174, 209 — низа дорожной одежды 138, 204 ' Воздушная линия 22, 178, 179, 188, Время реакции водителя 54, 55 Вспучивание — см. Пучение Выемка 24, 29, 32, 33 141. См. также Земляное полотно — объем 213, 214 — откосы 32 — поперечные профили 33 Г Геологические условия проложения трассы 116—118 Глубина промерзания 125, 127, 129, 314, 335 ----------- критическая 127, 129, 334 Городские дороги 200—202 График распределения земляных масс 217—219 Грузонапряженность 18 Грунтовые воды — см. Уровень грунтовых вод Грунтовые дороги 305, 313 Грунты: виды 271—273 земляного полотна (подстилающие) 299 напластования 270, 271 размещение в земляном полотне 273, 274 расчетное состояние 269, 270 слабые 278 сопротивление сдвигу 280, 281 Д Дальность возки грунта, средняя 218 Динамические характеристики: по мощности двигателя 42, 43, 47, 51 — условиям сцепления 46, 47 Динамический фактор 42, 48, 49, 52 Дорожная полоса — см. Полоса отвода Дорожные одежды: деформации — см. Прогиб жесткие 309, 342. См также Жесткие дорожные одежды конструктивные слои 298, 299, 307) конструирование 309—312 материалы 311, 312, 316, 317 напряжения 297, 298 нежесткие 308. См. также Нежесткие дорожные одежды расчет 309—312 Дренаж 147 •— вертикальный 288 — висячий 152, 153 — перехватывающий (экранирующий) 151 Дренажная воронка 147, 148 •— прорезь 288 — труба 148, 151 Дренирующий слой 147, 148, 333—338 Жесткие дорожные одежды — см. также Бетонные покрытия: методы расчета 342 на укрепленных основаниях 349, 350 расчет толщины 344—349 ' температурные напряжения 351 усиление 350—351 Жесткость плиты 344, 345, 350, 353 — цилиндрическая 327 Загрузка дорог движением 110,111 Защита от шума 226—229 Земляное полотно: деформации 266,267 индивидуальные проекты 257 прочность 266 степень уплотнения 275 •---------- минимальная 276 типовые поперечные профили 31—33 257, см. также Профиль дороги поперечный увлажнение 120—123 устойчивость 266 См. также Устой чивость земляного полотна И Износ шин 62. 63, 68 Интенсивность движения 15, 16. 19 ----------- в период пик 17 •---------- максимальная 109 ----------- перспективная 20 ----------- при выборе типа покрытия 306 ---------- среднегодовая суточная 17 ----------- среднечасовая 17 ----------- эквивалентная приведенная 18 Интенсивность ливня 158, 159 К Кавальеры 29, 33, 34 Канавы боковые (кюветы) 29,32,141, 142—144,211,212 — гидравлический расчет 149 — забанкетные 34 — иагорные 143, 144 — укрепление 144, 145, 149, 160 & Канализирование движения 244, 245 Категории дорог, 19, 20, 305, 308, 325 — рельефа 115—117 Классификация дорог: по административному подчинению 12, 18 — народнохозяйственному значению и интенсивности движения 19 См. также Категории дорог — снегозаносимости 191 Климатический параметр 126 Климатические характеристики 118— 120, 122 Клотоида 74—76., 234—237 Кожно-гальваническая реакция (КГР) 223, 224 Консолидация 287, 288 Конфликтные точки 244 245 Коэффициент: безопасности 224 влагопроводимости 127—129. 335 заложения откоса 29, 30 интенсивности торможения 53,55 поперечной силы 65—68, 69 ----------- допустимый 70 ----------- на съездах 258 пористости 274, 285 приведения 15, 16, 325 Пуассона 324, 327 пучения 125, 333, 334. См. также Пучение развития трассы 21, 22 редукции 157 сопротивления воздуха 38 — качению (движению) 36, 37, 48, 53, 55, 313 — уводу колеса 68 стока 157 сцепления 43, €6 — поперечного 44 — продольного 44—46, 48 теплопроводности 333 уплотнения 276 устойчивости земляного полотна 268 —------- на косогоре 278 — откоса 291, 292, 294, 295 учета вращающихся масс автомобиля 39, 49, 50, 53 эффективности торможения 53, 55 358 Кривые: вертикальные 24, 50, 51, 91, 232 — вогнутые 52, 93, 94 — выпуклые 52, 92, 93, 94 круговые в плане (горизонтальные! ,22. 64, 230—232, 234—237. См. также Радиус кривой в плане переходные 21, 72—77 См. также Клотоида. Тормозная кривая Л Ландшафт горный 241 — лесостепной 240 — степной 239 — холмистый 241 Ландшафтное проектирование: земляного полотна 242, 243 проложение трассы 238—242 М Модуль деформации грунтов 325, 326 Модуль упрогости: бетона 344, 350, 353 грунтов 313—317, 339, 340, 355 материалов дорожной одежды 316, 317, 339, 340 покрытий 325 требуемый 324, 325 эквивалентный 322, 323 326, 327, 331, 350 Морозозащитный слой 333, 335 Мосты: большие 194, 195, 211 — на кривых 195 малые 154, 155, 193 — обеспечение плавности трассы 210 — продольный уклон 209 — расчет бровки насыпн 174 • высоты 173 ----------- отверстия 172, 173, 174 — учет аккумуляции 168—172 Н Нагрузки на дорогу 14. 17 — расчетные для дорожных одежд 318, 319, 320, 325 Напряжения в дорожной одежде 298, 328 — касательные 298, 328 — растягивающие 331, 332 — сдвига 328, 330. См. также Активное напряжение сдвига. Сопротивление сдвигу Насыпи 24. См. также Земляное полотно — возвышение бровки 136—138 — на слабых основаниях 278—283, 287 — объем 212, 213 — осадка 283—289 — откосы 29, 30, 289—297 —"пойменные 296, 297 — поперечный профиль 29, 31, 291 — степень уплотнения 276 Нежесткие дорожные одежды: деформации 319, 320. См. также Прогиб — при промерзании 332—335 методы расчета, применяемые за рубежом 341, 342 нагрузки от автомобилей 317—319 расчет толщины на растягивающие напряжения 331, 332
Дата добавления: 2015-06-25; Просмотров: 280; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |