Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок




ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет покрытий на воздействие автомобильных нагрузок



4.7. На воздействие автомобильной нагрузки непрерывно армированное покрытие рассчитывается как жесткая плита бесконечной длины, лежащая на упругом полупространстве.

При расположении арматуры на расстоянии < 1/2h от поверхности плиты покрытие рассчитывается как бетонное - без учета арматуры (т.е. по первой стадии). При расположении арматуры на расстоянии ³ 1/2h от поверхности покрытие рассчитывается как железобетонное - с включением арматуры в работу на автомобильные нагрузки (т.е. по второй стадии).

4.8. Изгибающие моменты от автомобильных нагрузок определяются в продольном и поперечном направлениях по предложенным М.И.Горбуновым-Посадовым формулам:

а) в центре площадки, нагруженной равномерно распределенной по площади круга нагрузкой,

M = Q (0,0592 – 0,09284 · ln (R / L)), (7)

где M - изгибающий момент;

Q - нагрузка на колесо автомобиля;

R - радиус отпечатка колеса, для нагрузки принимается равным 18,5 см;

L - радиус жесткости покрытия (см. п.4.9);

б) в центре данной площадки от нагрузки, расположенной в других точках покрытия,

, (8)

где - безразмерная величина изгибающего момента, принимаемая по табл.4 в зависимости от приведенных координат (h и x) точки, в которой приложена нагрузка.

Приведенные координаты h и x вычисляются по формулам

h = x / L, x = y / L,

где x и y - действительные координаты точки; за начало координат принимается точка приложения нагрузки.

Суммарный момент в заданной точке равен:

. (9)

 

Таблица 4

 

Безразмерная величина изгибающего момента

 

h x 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4
0,0 ¥ 0,129 0,068 0,036 0,016 0,004 -0,005 -0,011 -0,014 -0,015 -0,017 -0,016 -0,016
0,2 0,194 0,133 0,072 0,039 0,018 0,005 -0,003 -0,010 -0,013 -0,014 -0,017 -0,016 -0,016
0,4 0,132 0,110 0,071 0,042 0,021 0,006 -0,002 -0,008 -0,011 -0,013 -0,015 -0,015 -0,015
0,6 0,096 0,087 0,063 0,042 0,023 0,009 0,001 -0,006 -0,009 -0,012 -0,013 -0,015 -0,014
0,8 0,074 0,068 0,054 0,039 0,023 0,011 0,002 -0,004 -0,007 -0,010 -0,012 -0,013 -0,013
1,0 0,057 0,054 0,044 0,034 0,022 0,012 0,004 -0,001 -0,005 -0,008 -0,011 -0,012 -0,012
1,2 0,045 0,042 0,037 0,028 0,020 0,011 0,006 0,000 -0,004 -0,007 -0,009 -0,010 -0,010
1,4 0,035 0,034 0,030 0,023 0,017 0,011 0,006 0,001 -0,003 -0,006 -0,007 -0,008 -0,009
1,6 0,028 0,027 0,024 0,020 0,015 0,010 0,005 0,002 -0,002 -0,004 -0,006 -0,007 -0,008
1,8 0,022 0,021 0,019 0,017 0,013 0,008 0,005 0,002 -0,001 -0,002 -0,004 -0,006 -0,006
2,0 0,018 0,018 0,015 0,014 0,011 0,007 0,004 0,003 0,000 -0,002 -0,003 -0,004 -0,005
2,2 0,014 0,014 0,012 0,011 0,009 0,006 0,004 0,003 0,000 -0,002 -0,003 -0,003 -0,004
2,4 0,011 0,011 0,010 0,009 0,008 0,005 0,003 0,002 0,000 0,001 -0,002 -0,003 -0,004

 

4.9. Радиус жесткости непрерывно армированного покрытия определяется по формулам:

а) при работе покрытия в первой стадии (т.е. до образования трещин)

, (10)

где Eo - эквивалентный модуль упругости основания;

б) при работе покрытия во второй стадии (после образования трещин и включения арматуры в работу на автомобильные нагрузки)

, (11)

где Вп = (В / в) - погонная жесткость сечения;

в - ширина сечения, принимаемая равной 100 см;

В = Ea Fa (hoXc / 3) (ho - Xc), (12)

где Xc - высота сжатой зоны сечения (см. рис.3);

ho - рабочая высота сечения.

 

 

Рис.3. Схема распределения усилий* в непрерывно армированном покрытии при его работе во второй стадии:

____________________

* - треугольная эпюра напряжений бетона в сжатой зоне принята ввиду малости абсолютных значений напряжений за пределами треугольника

 

Положение нейтральной оси определяется по формулам

sа Fa = 0,5 sб Fб, (13)

где sа и sб - соответственно напряжения в бетоне и арматуре;

или

, (14)

откуда находится величина Xc.

4.10. Возникающие в покрытии усилия при расчете на прочность* не должны превышать следующих расчетных значений:

____________________

* Расчет на прочность производится, если суммарная интенсивность движения (приведенная к гр.А) за срок службы покрытия не превышает 100000 автомобилей на одну полосу.

 

а) при работе покрытия в первой стадии

, (15)

где n - коэффициент перегрузки;

Wб - момент сопротивления бетонного сечения, вычисляемый по формуле

Wб = в h2 / 6. (16)

Найденная таким образом толщина покрытия (h) затем может быть уменьшена на величину Dh при расположении арматуры в верхней половине плиты и на величину 2Dh при расположении арматуры на расстоянии ³ 1/2 h от поверхности покрытия:

Dh = Fa / в · n, (17)

где n - отношение модулей упругости арматуры и бетона (Еа / Еб) при расчете на прочность;

б) при работе покрытия во второй стадии

для бетона:

, (18)

для арматуры:

, (19)

где n - коэффициент перегрузки.

4.11. При расчете покрытия в первой стадии

, (20)

где Wб = в h2 / 6;

Ку - коэффициент выносливости бетона, определяемый по формуле (П.1.2) Рекомендаций.

При отсутствии опытных данных суммарная интенсивность движения за срок службы покрытия принимается равной 20 млн приведенных к гр.А автомобилей, а относительная влажность бетона q = 0,8.

Найденные значения h, в зависимости от расположения арматуры, уменьшаются на величину Dh при расположении арматуры в верхней половине плиты и на величину 2Dh (см. п.10), которая определяется по формуле

Dh = Fa / в · n', (21)

где n' - отношение модулей упругости арматуры и бетона (Еа / Еб) при расчете на выносливость.

б) При работе покрытия во второй стадии

для бетона:

, (22)

для арматуры:

. (23)

4.12. Если конструкция дорожной одежды включает тонкое непрерывно армированное покрытие (h £ 16 см) на прочном основании, например на бетоне, то основание должно быть рассчитано на прочность и выносливость под воздействием усилий от автомобильных нагрузок.

4.13. Расчет обработанных вяжущим материалом слоев основания на изгиб производят в соответствии с ОДН 218.046-01. Полученные напряжения не должны превышать предела прочности и выносливости (соответственно, при расчете на прочность и выносливость) материала на растяжение при изгибе.

 

Расчет концевых упоров

4.14. Расчет концевых упоров непрерывно армированных покрытий производится из условия

Рг £ N, (24)

где Рг - горизонтальное усилие, возникающее в покрытии от температурных деформаций материала;

N - несущая способность анкера, определяемая прочностью самого анкера и прочностными характеристиками грунта.

4.15. Усилие Рг, передаваемое покрытием на упор, определяется по формуле

Рг = sб Fб = а · Dt · Еб · h · в. (25)

В предельном случае, когда значения sб достигают Rp, усилие Рг определяется по формуле

(26)

 

 

Рис.4. Схема концевого упора траншейного (шпорного) типа

 

4.16. Несущая способность анкера шпорного типа по грунту определяется по формуле

, (27)

где gгр - объемный вес грунта;

hш - высота шпоры;

j, С - соответствующий угол трения и сцепление грунта;

n - число шпор;

pa - приведенное вертикальное давление анкера, определяемое по формуле

pa = (h · lш + pa hш а) (gб / lш), (28)

где lш - расстояние между шпорами (в осях);

a - ширина шпор;

h - толщина покрытия в зоне анкера;

gб - объемный вес бетона.

4.17. Минимальное расстояние между шпорами следует определять по формуле

, (29)

однако lш не должно быть менее 3 м.

4.18. Прочность анкера шпорного типа на изгиб и срез от воздействия отпора грунта (qг) определяется в расчетном сечении (1-1) из условия

, (30)

где М - изгибающий момент в сечении 1-1 от отпора грунта (qг);

Wб = в · а2 / 6;

в - ширина покрытия, принимаемая равной 1 м;

n - число шпор.

4.19. Несущая способность по грунту анкера свайного типа не определяется при глубине забивки (завинчивания) свай

Ic ³ 6d,

где d - толщина ствола сваи.

4.20. Расчетные сечения свайного анкера (места сопряжения свай с плитой покрытия) проверяются на срез от воздействия горизонтального усилия Рг по формуле:

, (31)

где и - площадь поперечного сечения бетона и арматуры сваи;

- нормативное сопротивление арматуры на срез, принимаемое равным 0,8 ;

nc - число сваи.

4.21. Сваи размещаются в рядовом или шахматном порядке, причем минимальное расстояние между осями свай в плоскости подошвы покрытия должно быть не менее трех толщин свай.

Расстояние от края покрытия до ближайшей грани свай должно быть не менее 25 см.

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-08-16; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.239.236.140 (0.022 с.)