книги из ГПНТБ / Сельскохозяйственные аэродромы

(в решетчатых настилах) целесообразны с продольными пустота­ ми конструкции.

7. Экономические показатели новых конструкций сборных по­ крытий должны быть не ниже достигнутых к настоящему времени в дорожном строительстве, для которого разработаны сборные железобетонные плиты под нагрузку, близкую к нагрузке на коле­ со от самолетов сельхозавиации. Приведенная толщина бетонного покрытия, должна быть меньше 16 см, а расход напрягаемой арма­

кие сборно-разборные и свертываемо-развертываемые конструкции на основе полимерных листовых и других материалов, в том числе облагороженной древесины.

Сборно-разборные покрытия сельскохозяйственных

аэродромов должны удовлетворять комплексу требований:

а) конструкция должна быть инвентарной, легко и быстро со­ бираемой, разбираемой и перевозимой на другой аэродром;

б) размеры и масса отдельных элементов сборно-разборных покрытий должны допускать транспортирование их грузовыми ав­ томобилями, а в отдельных случаях самолетами или вертолетами,,

занятыми на авиационно-химических работах. Монтаж и демонтаж

должны обеспечиваться автомобильными кранами грузоподъем­

сборку, разборку,транспортирование и эксплуатацию; г) конструкция соединений элементов (изделий) в сборном

покрытии должна обеспечивать надежную связь и совместную их работу, а также позволять извлекать каждый элемент из покрытия

для ремонта, без значительной переборки соседних элементов; д) при любой степени увлажнения поверхность покрытия

должна обеспечивать эффективность торможения самолета при пробеге после приземления. Чтобы уменьшить усилия, возникаю­ щие в покрытии при торможении самолета, оно должно иметь хо­ рошее сцепление с грунтом (основанием) ;

трудно возгораемы, обеспечивать требуемую шероховатость.

Для строительства на сельскохозяйственных аэродромах и вер­ тодромах, выходящих из строя в период распутиц, могут быть использованы различные конструкции легких искусственных по­ крытий с применением сборных и сборно-разборных изделий: из

НО

32і.

Рис. 4.12. Решетчато-дощатый настил на грунтовом основании с выравнивающим песчаным слоем и деталь стыковых соединений

сборных деревянных элементов, из металла и пластмассовых ма­

териалов и др.

В отечественном аэродромостроении известны [16] два типа покрытий из деревянных элементов, которые могут быть примене­ ны на аэродромах сельхозавиации:

1) сборное из решетчатого настила (рис. 4.12) собираемого на месте из отдельных досок, брусьев или пластин, скрепляемых меж­ ду собой гвоздями, металлическими ершами и деревянными наге­ лями. Перевозка таких покрытий на другой земельный участок сельхозаэродрома практически не осуществима из-за неразборно-

Ill

Деревянные покрытия укладывают непосредственно на спла­ нированный и хорошо уплотненный подстилающий грунт без уст­ ройства искусственного основания.

Деревянное покрытие из решетчатого дощатого настила устраи­ вают из укладываемых на ребро досок шириной от 100 и до 150 мм,

толщиной 50 мм и длиной 6500 мм. Отдельные доски скрепляют гвоздями длиной 125—150 мм через стыковые и промежуточные про­ кладки. Доски стыкуют без устройства какой-либо врубки и проме­ жутки между ними засыпают песком. Решетчато-дощатый настил был применен в 40-х годах на одном из аэродромов, расположенном на болотистом участке. Перед укладкой настила мох и торф были

удалены до дна и заменены минеральным грунтом, который служил

основанием покрытия. Подобные работы очень трудоемки, так как даже при небольшой глубине торфа (30—40 см) на 1 га требуется

удалить 3—4 тыс. м3 его и подвезти на замену примерно такое же

количество минерального грунта. Так как выполнять значительные объемы земляных работ в зимнее время и в короткие сроки не пред­ ставлялось возможным, то решетчато-дощатое покрытие аэродрома укладывали непосредственно на предварительно выровненную по­ верхность болота. Основой конструкции покрытия служит дощатый настил по пластинам, отвечающий требованиям жесткости в верти­ кальном и горизонтальном направлениях.

При расчетах прочности и устойчивости конструкции учитывали специфику ее работы в различные времена года. Весной в период оттаивания сначала болото размягчается сверху, затем наступает

момент оттаивания верхнего слоя болота непосредственно под на­ стилом с сохранением твердого промерзшего слоя под лежнями. В

таких условиях настил работает с пролетами, равными расстоянию между смежными лежнями. Этот случай как наихудший в работе покрытия был принят для расчета. При последующем оттаивании поверхность передачи нагрузки естественному основанию значи­ тельно увеличится за счет решетки, которая ляжет на него.

Жесткость настила в горизонтальном направлении была обеспе­ чена прокладками и засыпкой пустот песком, а в вертикальном — соответствующей толщиной настила. От настила нагрузка переда­

ется лежням, распределяющим воспринятую нагрузку на значи­

тельно большую площадь.

Лежни приняты из пластин 18/2 — 20/2 см, расположенных через

81 см. Пластины состыкованы врубкой в поддерева без гвоздевого

крепления. Доски покрытия соединены на лежнях с помощью сты­ ковых прокладок, промежуточные прокладки установлены тоже на лежнях.

Такое деревянное покрытие может быть выполнено и сборно­ разборным, если применить для соединения досок между собой

другой стык, например, стяжными болтами.

Известна конструкция сборно-разборного покрытия (рис. 4.13), состоящая из отдельных стандартных решетчатых щитов размером

12×50×300 см. Щит собирается из пяти досок 5×12×300 см и пя­

ти прокладок 5×12×50 см, соединяемых четырьмя нагелями диа-

112

Рис. 4.13. Сборно-разборный деревянный решетчатый щит с нагельными соеди­ нениями:

/ — нагель; 2 — доска 5X12 см; 3 — прокладка

метром 37 мм и длиной 500 мм. Масса щита около 70 кг. Щиты сое­

диняют друг с другом с помощью торцового паза. Для заготовки досок может быть использована любая хвойная порода леса: ель, сосна, пихта, лиственница, кедр. Нагели изготавливают из воздуш­ но-сухого дерева твердых пород — дуба, березы. Нагели заготавли­ вают на токарных или фрезерных станках. Для повышения долго­ вечности все деревянные элементы антисептируют (табл. 4.4) пу­ тем обмазки или опрыскивания за 2 раза.

Таблица 4.4

В ГПИиНИИ ГА «Аэропроект» в 1966 г. изучалась возможность применения деревянных решетчатых щитов для искусственных покрытий на аэродромах сельхозавиации. Установлено, что покры­

тия с применением деревянных решетчатых щитов или отдельных сборно-разборных досок по лагам отвечают требованиям скоростно­ го строительства покрытий подручными средствами без применения монтажных кранов и устройства искусственных оснований из при­ возных материалов.

В собранном виде такое покрытие представляет собой настил из досок 5×10 или 5×12 см, поставленных на ребро и соединенных

между собой с помощью прокладок (бобышек) различными спосо­ бами— гвоздями, деревянными нагелями, стяжными болтами, кле­

ем и т. п. Между досками оставлены промежутки на толщину одной или двух 5-сантиметровых досок в зависимости от прочности грун­ тов. Промежутки между досками заполняют местным минеральным грунтом с тщательным трамбованием (штыкованием). Грунт не до­ водят до поверхности покрытия на 5 см в целях последующего за­

полнения промежутков смесью песка с глиной (глинобетон) твер-

допластичной консистенции с тщательным трамбованием. При отсутствии глины промежутки могут быть заполнены как исклю­ чение одним грунтом с последующим рассевом семян трав. Щиты при укладке располагают поперек направления движения самоле­ тов в шахматном или другом аналогичном порядке и скрепляют между собой нагелями или другим способом. Рекомендуемые раз­

-Z7ΞΓ

Рис. 4.14. Сборно-разборный решетчатый деревянный щит для покрытии сельско­ хозяйственного аэродрома и вертодрома (проект):

/•—брусок 5X10 см; 2 — деревянная прокладка на клею и гвоздях; 3—болт для соединения щитов между собой; 4 — лага, втопленная в грунт; 5 — прокладка-клин, устанавливаемый

при монтаже

114

Рис. 4.15. Сборна-разборный решетчатый деревянный щит для подъездных авто­ мобильных дорог колейного типа на сельскохозяйственных аэродромах (проект) :

/—монтажный болт для соединения щитов между собой; 2—брусок сечением 50X10 см; 3 — деревянная прокладка на клею со стяжным болтом; 4 — стяжной болт

Для опытного строительства на сельскохозяйственных аэродро­

мах разработаны конструкции щитов заводского изготовления (рис. 4.14 и 4.15), собираемых из антисептированных деревянных брусков и прокладок на клею с последующим обжатием натяжны­ ми болтами (табл. 4.5). В зависимости от надежности клеевого со­ единения по граням брусков и прокладок натяжной болт может входить в состав щита или извлекаться на заводе. Вместо сплош­

ных брусков в целях снижения веса целесообразно их делать пус­

тотелыми. При укладке на уплотненное грунтовое основание щиты соединяются постановкой болтов в крайних продольных брусках.

Для повышения долговечности и сопротивляемости деревянных щитов вредным влиянием атмосферных и почвенно-грунтовых фак­ торов все деревянные части до их сборки нужно обязательно антисептировать, например, путем обмазки или опрыскивания за 2 раза соответствующими составами (см. табл. 4.4) или глубокой пропит­ кой в креозоте подобно тому, как это осуществляется при заготовке

железнодорожных шпал, а также другими методами. Экономический эффект деревянных конструкций определяется

не только стоимостными показателями. Их промышленная полез­ ность обусловливается также и такими критериями, как быстрота укладки и разборки, транспортабельность, хорошая монтажность,

простота и однотипность сборных изделий, что весьма важно для массового производства.

Опыт применения клееной древесины в мостостроении показы­ вает, что этот вид материала для строительных конструкций имеет ряд положительных качеств. Клееные конструкции пролетных строений изготовляют индустриальными методами, применяя для склейки водо- и биостойкие клеи. Срок службы таких конструкций, антисептированных на заводе-изготовителе, составляет не менее

30—40 лет, а по американским данным — 50 лет при стоимости в 2 раза меньшей, чем железобетонных [28].

Применение клееной и антисептированной древесины для ис­ кусственных покрытий на аэродромах сельхозавиации заслуживает внимания. Необходимо более детально исследовать возможность применения для легких сборных и сборно-разборных конструкций покрытий клееной древесины, в том числе клееной фанеры в виде листов и трубчатого сечения (по ГОСТ 3916—55, ГОСТ 1853—51, ГОСТ 7017—54). Масса такого покрытия может быть снижена до

30—15 кг на 1 м2.

Покрытия из легких деревянных щитов могут найти широкое распространение в строительстве как постоянных, так и временных сельскохозяйственных аэродромов и вертодромов, особенно в райо­

нах, где лес является местным материалом.

Сборно-разборные покрытия из металла и пластмассовых мате­ риалов в строительстве аэродромов применялись в виде сборно­ разборных покрытий из штампованных металлических плит, трех­ слойных полимерных плит, джутовой битуминизированной ткани, стальных проволочных сеток и решеток. Для применения на аэро­ дромах и вертодромах сельскохозяйственной авиации представля­ ет интерес ряд таких конструкций.

Известно несколько разновидностей конструкций отечественных и американских сборно-разборных покрытий с применением метал­ лических и стеклопластиковых штампованных плит.

Впервые созданные в США перфорированные плиты [12] полу­

чили широкое распространение при строительстве покрытий аэро­

116

дромов в 40-х годах. Плиты таких покрытии имели размеры в пла­

не 3041 × 411 мм изготавливалась из стального листа толщиной 3,5 мм. Для повышения жесткости листу придавали фасонный про­ филь путем устройства желобов высотой 21 мм. По продольным краям плиты с каждой стороны были установлены крючья и пазы для соединения плит.

В покрытии плиты располагали длинной стороной перпендику­ лярно продольной оси летной полосы. Концы одного ряда плит раз­ мещали против середины плит двух соседних рядов, что повышало прочность концевых участков плит из всей конструкции покрытия. Для выравнивания продольных боковых кромок через ряд с каж­ дого края покрытия укладывают полуплиты. Чтобы при проходе колес самолета вблизи продольного края покрытие не приподнима­ лось, концы перфорированных плит закрепляли при помощи прово­ лочных скруток и деревянных кольев, забиваемых в грунт на 60—

70 см. На конце взлетно-посадочной полосы крайние три-четыре ряда плит заглубляли под углом 35—45° в грунт, а последний (крайний) ряд плит прикрепляли кольями и засыпали грунтом вровень с окружающей поверхностью летного поля.

По несущей способности такие перфорированные плиты вполне пригодны для покрытий на аэродромах и вертодромах сельскохо­

зяйственной авиации.

Однако в перфорированных плитах отверстия, снижающие мас­ су плиты и облегчающие просыхание грунта, служат причиной су­ щественных неудобств при эксплуатации — в период переувлажне­ ния грунт выжимается из отверстий и при повторных проездах колес плиты вдавливаются в грунт, образуя местные просадки покры­ тия. Выдавившийся жидкий грунт после просыхания превращается в пыль. В сухое время года малосвязный грунт выдувается через отверстия в плитах струей авиадвигателей.

Вновых более совершенных отечественных конструкциях эти недостатки устранены. Отверстия в плите заменены сферическими выпуклостями по нижним и верхним полкам профиля. Большая жесткость поперечного сечения плиты по сравнению с перфориро­ ванной позволила, не снижая прочности, уменьшить толщину лис­ та до 2,5 мм и этим уменьшить массу 1 м2 покрытия до 25 кг. Про­ дольные края плит имеют желоба; с одной стороны желоб закан­ чивается крючьями, а с другой — пазами. Существенный недостаток этих плит — неразъемность стыка.

Внастоящее время на полевых аэродромах для обеспечения ба­ зирования и полетов самолетов гражданской авиации во время распутицы применяют стальные штампованные плиты типа K-I и К-1-Д. Из этих плит на спланированном и уплотненном грунтовом основании собираются покрытия ВПП, РД и места стоянок самоле­ тов. Плита K-I отличается от распространенной перфорированной аэродромной плиты повышенной жесткостью профиля, отсутствием

перфорации, простотой и надежностью сборно-разборного стыка. Такие конструкции неперфорированных металлических плит типа K-I в” определенных условиях могут быть применены для сборно­

117

разборных покрытий временных аэродромов и вертодромов сель­ хозавиации, а в перспективе возможно применение плит аналогич­

ной конструкции, но изготовленных из стеклопластика. Сборно-разборные аэродромные покрытия с применением поли­

мерных материалов разработаны в США, Англии и других странах. В 1950 г. в США было предложено покрытие слоистой конструкции типа «сандвич» из плит размером в плане 60×360 см и высотой 4.5 см. Плиты состоят из наружных слоев высокопрочного стекло­

пластика толщиной 3,2 мм и сотовидного среднего слоя из хлопча­

тобумажной ткани, пропитанной фенольной смолой. Стыковое уст­ ройство по всем четырем сторонам выполнено в виде чередующихся петель и промежутков, соединяемых между собой при сборке шты­ рями из пластмассы. В 1958 г. аэродромное покрытие слоистой конструкции получило дальнейшее развитие. Для нового покрытия, получившего название Т-12, были приняты размеры плит в плане 365×91 см и высота 3,1 см. Масса плиты — 67,9 кг. Стыкование плит обеспечено штырями, расположенными на расстоянии 15 см

друг от друга. Штыри проходят через соединение шпунтового типа.

Результаты испытаний пластмассового покрытия T-12 показали,

что оно может выдержать от двух недель до 6 месяцев взлетно-по­

садочные операции самолетов с нагрузкой на одиночное колесо в 22.5 тс, при давлении в пневматике 14 кгс/см2.

Вопрос использования полимерных материалов в аэродромных

покрытиях для сельхозавиации является новым, хотя конструкции из различных видов пластмасс в сочетании с другими материалами применяются в СССР в промышленном, жилищном, сельскохозяй­ ственном и транспортном строительстве [18]. Наибольший интерес представляют клееные трехслойные панели из пластмасс. В насто­ ящее время известны многочисленные примеры применения трех­ слойных панелей в качестве перекрытий, навесных и несущих стен,

перегородок зданий различного назначения. Клееные трехслойные панели хорошо зарекомендовали себя, так как они не требуют ухо­ да, сопротивляются воздействию влаги, достаточно стойки против огня. Большой опыт эксплуатации трехслойиых панелей и плит по­ зволяет сделать вывод о возможности создания конструкций плит для аэродромного покрытия сельскохозяйственной авиации.

Целесообразность применения аэродромных покрытий из поли­ мерных материалов на аэродромах сельхозавиации изучалась в ГПИиНИИ ГА «Аэропроект» на основе обобщенного зарубежного

опыта применения пластмасс, прочностных характеристик слоистых пластиков, а также созданных опытных образцов конструкций сборно-разборных плит из стеклопластиков. ГПИиНИИ ГА «Аэро­ проект» разработал рекомендации по выбору пластических масс для конструкций сборно-разборных покрытий сельскохозяйствен­ ных аэродромов исходя из условий работы покрытия, его транспор­ табельности, удобства сборки и разборки. Материал пластмасс

должен: иметь предел прочности при растяжении 3000— 3500 кгс/см2, при изгибе 2500 кгс/см2; обладать небольшой массой,

быть устойчивым к воздействию атмосферных факторов (осадков,

118

колебаний температуры от +75 до —60° С), почвенной влаги и аг­ рессивных вод, быть биостойким; а также иметь достаточное сцеп­ ление с пневматиками авиаколес (коэффициент сцепления во всех

случаях должен быть не менее 0,5 при движении со скоростью 3 м/с), обладать огнестойкостью и быть стойким к воздействию го­

рючесмазочных материалов, применяемых в авиации.

В наибольшей степени этим рекомендациям удовлетворяют рас­

пространенные виды слоистых пластиков (табл. 4.6)—гетинакс,

текстолит, древесно-волокнистые пластики, асболит, асботекстолит, стеклопластик. Стеклопластики обладают малой объемной массой (1,3—1,9 т/м3) и высокой прочностью, особенно при растяжении и изгибе, не подвергаются коррозии и загниванию. Основными ком­ понентами, входящими в состав стеклопластиков, являются различ­ ные виды стекловолокна и синтетические смолы. Стеклопластики разделяют на три основные группы в зависимости от вида и распо­ ложения волокна в них.

Таблица 4.6

К первой группе относят стеклопластики на основе непрерывно-

го направленного волокна: материалы типа CBAM и АГ-4С, ленты

119