Расчет параметров конструкций и элементов деформационных швов

3.14. Необходимость устройства швов расширения определяется исходя из допустимых температурных напряжений сжатия (МПа), которые для оценочных расчетов можно принять равными

(3.17)

или

, (3.18)

где g - плотность материала плиты, т/м³;

h - толщина плиты, м;

A_t = 19 МПа/м.

Из условия сохранения прочности бетона в зоне швов не должно превышать 2 B_tb.

3.15. Из условия прочности швы расширения устраивают, если допустимые напряжения будут меньше фактических (МПа), определяемых по формуле

, (3.19)

где a - коэффициент линейной температурной деформации бетона, 1/°С;

a = 0,00001 1/ °С;

Т_макс, Т_исх - максимальная и исходная температура бетона в середине по толщине плиты, °С (см. табл.4.12 обязательного приложения 4).

3.16. Расстояние L_расш (м) между швами расширения определяется по формуле

, (3.20)

где - деформация сжатия прокладки шва расширения, м;

, (3.21)

B_пр - ширина прокладки, м;

Е_пр - модуль упругости прокладки, МПа; для деревянных прокладок Е_пр = 8 МПа;

- обжатие шва расширения (напряжение при сжатии), МПа; для деревянных прокладок мягких пород = 2 МПа;

h_пр - высота прокладки, м;

h_пр = h – 0,04 (м). (3.22)

3.17. Диаметр d_шт (см) штырей в швах вычисляют по формуле

, (3.23)

где Р_шт - часть расчетной нагрузки на колесо, воспринимаемой штыревым соединением;

; (3.24)

w _шт - податливость штырей при нагружении, мм; для швов сжатия w _шт = 1,5 мм, для швов расширения w _шт = 2 мм;

w _пл - расчетный прогиб края плиты от действия нагрузки, мм; для песчаного и щебеночного основания w _пл = 5 мм, для цементогрунтового основания - w _пл = 3 мм;

A_d - коэффициент длины зоны обжатия бетона в месте входа в него штыря; для швов сжатия A_d = 3, для швов расширения A_d = 1,5;

R_и - средняя прочность бетона на сжатие, МПа: допускается принимать R_и» 8 B_tb;

n - количество штырей на полосе наката или на длине l_y;

K_d - коэффициент запаса, равный 0,75.

3.18. Длина штырей составляет 20 d плюс допуск, равный 5 см, плюс прибавка на установку температурного колпачка (5 см) и на ширину шва (3 см для швов расширения).

Диаметр штырей в продольных швах определяется из требуемой площади поперечного сечения F_a (см²/м) арматуры:

, (3.25)

где f - коэффициент трения-сцепления плиты с основанием; принимается f = 1,5;

i - поперечный уклон, доли единицы; i = 0,05; R_s - расчетное сопротивление арматуры по СНиП 2.03.01-84; кгс/см²; B, h - в см; g - в т/м³.

Длина гладких штырей в продольных швах равна 40 d_шт + 5 см, из стержней периодического профиля - 35 d_шт + 5 см, при диаметре шпилек для крепления штырей 8-10 мм и при надежной приварке их к штырям - 22 d_шт + 5 см.

 

Обеспечение герметизации швов бетонных покрытий

3.19. Расчетную величину деформативности e _т.г. (%) в конструкции без армирования швов, при которой материал герметика деформируется без разрыва, определяют по формуле

, (3.26)

где e _т.г. - относительное удлинение или деформативность герметика (заполнителя паза шва) при максимальном растягивающем напряжении, %;

b _п - ширина паза шва;

n - коэффициент, учитывающий несрабатывание швов сжатия и объединение плит в плиту большего размера; n = 2 пл.; n = 3; n = 4; n = 5 и т.д., определяется на момент производства герметизации швов;

a - коэффициент линейной температурной деформации бетона, (°С^-1);

D T - температурные изменения серединного слоя плиты в расчетный период времени, °С;

w - прогиб (вертикальные смещения) плиты покрытия при расположении расчетной колесной нагрузки в расчетном месте по длине поперечного шва; определяется любым из методов расчета плит на упругом основании; величина прогиба также может быть определена непосредственно перед герметизацией с помощью пробного зондирования, контрольной прокаткой автомобиля.

Полученную (требуемую) величину деформативности e _т.г. сравнивают с предельной величиной деформативности материала, герметизирующего шов e _т.г., по условию

e _т.г. £ e _п.г., (3.27)

где e _т.г. должна соответствовать предельной относительной деформации растяжения в условиях расчетной температуры окружающей среды в районе расположения дороги в период наиболее холодных суток наиболее холодного периода года, назначаемых по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология".

При армированных швах сжатия

. (3.28)