Вопрос 15.(17) Жесткая дорожная одежда с ц/б покрытием. Конструктивные особенности. Требования. Принцип расчета. (лекции Гладышева)

В наст.время дороги с ц/б принимает 1.64% от общий протяженности дорог в РФ. Жесткая дорожная одежда(ж.д.о) эффективно работает в условии интенсивного движения тяжеловесных грузовых автомобилей и автопоездов с нагрузкой на 100кН, а также в районах необеспеченными местными каменными материалами.

По технологии строительства подразделяют на монолитные и сборные.

Способы устройства монолитных ц/б покрытий:

- комплектом высока производительных машин со скользящими формами, с автоматическим учетом обеспечения ровности.

Ж.д.о отличаются от нежестких тем, что плита из ц/б является главным конструктивным элементом и обладает высоким и стадия сопративления сдвигу и большой жесткостью

Е_упр-10000-39000МПа

Конструктивные особенности.

Д.о с монолитным ц/б покрытием имеет следующие слои:

Покрытие – может быть однослойными двухслойным – применяется с использованием в бетоне для нижнего слоя и морозоустойчивых каменных материалов. По конструкции разделяется на не армированную и предварительно напряженную.

Армированное покрытие по степени насыщения продольной арматуры подразделяется на армированную ж/б 0.4%, непрерывно армированную 0.4-0.7% . Армирование покрытие преимущественно используется на I и II категории при интенсивности движения более 5000 авт/сут, а так же на участках дорог более 3-5 м, на участках дорог индивидуального проектирования, где в

В непрерывном армировании не уст деформационных швов. В отечественно практике не нашли широкого применение. По способу создания предварительно напряжения их делят на покрытия с внешним без арматурным обжатием и с предварительно напрягаемой арматурой.

В наст.время используют струнобетонное покрытие, в них предварительное напряжение создается проволокой Ø 4-5мм.

Напрягаемая до бетонирования и отпускаемая на бетоне после достижения им 70-80% проектной мощности.

Верхняя толщина двухслойного покрытия должна быть менее 6 см. Устраиваемым компонентом машин передвигающим по рельса

Бетонное покрытие устраивается одинаковой величины по всей проезжей части

Ширина краевых полос на дорогах 75см, на более низких (III-IV) 50см.

Выравнивающий слой:

Предназначен

1. Для устранения неровности основания

2. Для обеспечения ровности подошвы покрытия ц/б

3. Возможности перемещения плит покрытия при изменении температуры.

Если неровности основания не превышают 1 см, то допускается не устраивают выравнивающий слой, а применять слой прерывающий сцепление плит с основанием, выравнивающий слой основания делают из песка с битумом 3-5см.

Основание

Основание под ц/б покрытием необходимо для передачи нагрузки на грунт

1.Уменьшает давление автомобиля на грунт земполотна.

2.Предупреждает коробление плит под действием температуры

3.Предупреждает выдавливание увлаженного грунта из под краев плит и через швы покрытия.

4.Обеспечивает ровность и устойчивость д. о. против неравномерных вертикальных смешений.

5.В период строительства основание служит для проезда автомобиля и гусеничных бетоноукладчиков предохраняя ниже лежащие слои.

На дорогах I-III категориях применяют бетон низких марок. На дорогах IV-V категорий применяют щебень, шлак, грунт укрепленный вяжущим, а так же гравийно-песчаную смесь применяют IV-V.

Толщина и вид основания определяют расчетом. Согласно действующим нормативом минимальная толщина основания из бетона низкой прочности 14 см, из щебня, шлака и гравия 15см.

Во избежание образования случаях трещин в ц/б покрытии в нижнюю часть основания укрепляют неорганическим вяжущим, закладывают деревянные бруски толщиной 3-4 см. через каждые 20-30см. между основание и покрытием под поперечными швами покрытия устраиваются трещено прерывающие прослойки.

Дополнительный слой основания.

Обеспечивает необходимую морозоустойчивость и дренирование конструкции, в соответствии с той функцией которую выполняет слой его назначают теплоизоляционный, морозозащитным, дренирующим, капиллярным, гидропароизоляционным.

Дополнительный слой основания должен иметь водослив. Для улучшения водоотвода можно применять геотекстиль в виде сплошного или прерывистого слоя, а для уменьшения подтопа влаги снизу можно предпринимать прерывающие прослойки из синтетических пленок. Расчетный срок службы д. о. устраивают не менее 25 лет.

Температурные швы

В покрытии устраивают продольные и поперечные швы, которые делят покрытие на плиты, определяется длины и ширины. Продольные - при ширине покрытия >25h (h-толщина покрытия)

Поперечные швы:

• Швы сжатия

• Швы расширения

• Контрольные швы

• Рабочие швы.

Продольные швы устраиваются для предотвращения продольных трещин.

Швы сжатия расстояние между швами сжатия принимают по расчету, но не более 25h. Рабочие швы сжатия приизмении длины длиты.

Швы расширения устраивается через несколько швов сжатия для повышения продольной устойчивости покрытия или ровности покрытия.

Контрольные швы укладывают для обеспечения температурно-усадочные трещеостойкости в раннем возрасти. Рабочие швы устраивают при прерывание бетонирование.

Требования:

1. В целом д.о. должна быть прочной, т.е обладать вертикальной устойчивости на стадии проектирования обеспечен расчета грунта и не связанных грунтов по условию сдвигоустойчивости.

2. Покрытие должно быть прочным, т.е. трещиностойким. На стадии проектирования обеспечена расчетная толщина.

3. Покрытие должно быть ровной, т.е. покрытие должно обладать продольной устойчивастью.

Принцип расчета основания

При расчете ж.д.о. с монолитным ц/б покрытием производят расчет несвязных слоев грунта земполотна на сопротивление сдвигу, по методу расчета н.д.о. на сдвиг.

1. Составляют расчетную схему

2. Приводим многослойную систему к двуслойной. находим средний модуль упругости

Находим отношение , по монограмме при известном угле внутреннего трения находим удельное активное напряжение сдвига

Р- средняя нагрузка от колеса.

Находим допускаемый сдвиг

C_N- сцепление в грунте

К₀ - коэффициент учитывается особенности работы конструкции на границы песчаного слоя в грунте,

- средний удельный вес конструкции слоев расположенных выше проверяемого слоя.

Z-толщина вышележащего слоя

- средний расчетная величина угла

Проверяем условие , если неравенство выдержано, то условие прочности на сдвиг выполняется.

Если отношение будет меньше К_пр, то необходимо увеличить толщину кого – либо слоя.

Затем производят определение общего Е_упр основания. Производят расчет по методике расчета н.д.о по упругому прогибу снизу вверх.

Принцип расчета толщины плиты.

Толщина плиты рассчитывают для обеспечения прочности, т.е. трещеностойкости. Прочность ц/б плиты будет обеспечена, если будет выполнено неравенство, т.е.

R_pN^расч расчетная прочность бетона на растяжение при изгибе.

G_рt- напряжение растяжение при изгибе

-класс бетона по растяжению при изгибе

К_нп- коэф. набора прочности

К_у-коэф. усталости бетона при повторном нагружении

К_F- коэффициент учитывает воздействие замораживания и оттаивание.

При наличии полного контакта плиты с основанием при устойчивом земполотне и отсутствии неравномерных осадках или выпучивании

Q- расчетная нагрузка

Q=Q_н1.3

К_м-коэффициент, учитывается влияние места расположения нагрузки

К_у- коэффициент учитывающий условие работы

К_шт коэффициент, учитывающий наличие штыровых соединений.

h-толщина плиты

К_t- коэффициент. учитывающий влияние температурного коробления плит.

R- радиус отпечатка колеса

P_ш –давление в шинах.

l_у – упругая характеристика плиты

Расчет:

• Задаемся несколькими значениями толщины плиты

• Для каждого значения определяем и коэффициент усталости

• Строим график зависимости коэффициента усталости от толщины плиты

• При известном коэффициенте усталости определяют толщину плиты

• Определяют расчетное сопротивление растяжению при изгибе и проверяют

Вопрос 16.(18) Малые водопропускные сооружения. Область применения. Расчетный расход ливневых и талых вод. Расчет отверстия водопропускных труб и малых мостов ( Гладышева «ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ» стр64-75)

Общие положения

К малым водопропускным сооружениям относятся "малые мосты, водопропускные трубы, лотки и фильтрующие насыпи. Основными их видами являются малые мосты и трубы.

Выбор типа и отверстия малого водопропускного сооружения зависит от расхода воды, притекающей к сооружению во время ливня Q_л, или таяния снегаQ_ти расхода воды, который может пропустить каждое сооружение Q_соор.

Существует несколько формул для определения расхода ливневых вод. В настоящее время в проектных организациях гидрологические расчеты производят в соответствии со СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологиче­ских характеристик». Метод расчета, приведенный в этом нормативном документе, позволяет получить расход ливневых вод без учета их аккумуляции перед сооружением, а также расход талых вод.

Аккумуляция воды перед сооружением должна учитываться для ливневого стока при относительно пологих, развалистых или слабо выраженных логах. В этом случае для определения расчетного расхода воды используют способ, разработанный МАДИ и институтом Союздорпроект.

Расчетный расход воды - расход воды, притекающей к сооружению с водосборного бассейна во время ливня или таяния снега с расчетной вероятностью превышения

Расчетная вероятность превышенияпоказывает, сколько раз в 100 лет принятый к расчету расход воды может быть превышен еще большим. При проектировании малых водопропускных сооружений расчетную вероятность превышения Po , (табл. 2.1) принимают согласно СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» [1]