книги из ГПНТБ / Сельскохозяйственные аэродромы

и стержни, состоящие из стекловолокнистых жгутов, пропитанных смолой, и подобные материалы. Стеклопластики этой группы обла­ дают наибольшей прочностью, так максимальная прочность на рас­

тяжение CBAM 1 : 1 составляет 4800—5000 кгс/см2, CBAM 1 : 10—

9000—-9500 кгс/см2 при модуле упругости соответственно 350 000 и

580 000 кгс/см2.

Ко второй группе относят стеклопластики на основе стеклома­ тов из рубленого волокна. Эти стеклопластики, изготовленные на некоторых видах полиэфирных смол с содержанием стекловолокна

25—30%, могут обладать прочностью при растяжении около

900 кгс/см2 и модулем упругости 70 000 кгс/см2.

Стеклопластики третьей группы изготовляют на основе стекло­ матов из грубого стекловолокна щелочного состава и фенольных смол с добавкой гипса. Они обладают наименьшими прочностными показателями (прочность на растяжение около 450 кгс/см2, модуль

упругости около 70 000 кгс/см2), однако они более дешевы и изготав­ ливаются из недефицитного сырья.

Для среднего слоя плит могут быть использованы также дре­

весно-волокнистые плиты в виде полос, поставленных на ребро, и

соединяемых посредством пропилов на клею. Прочность решетки (сот) определяется качеством плит и размером ячейки. Производ­ ство древесно-волокнистых плит в нашей стране налажено в боль­ шом объеме. Хорошим материалом для среднего слоя панелей может служить также сотопласт на основе крафтбумаги. Соты, окле­ енные с двух сторон тонкими обшивками, образуют легкий конст­ руктивный элемент большой прочности и жесткости. В то же время они, растягиваясь и сжимаясь, легко следуют за обшивкой. Во мно­ гих случаях в целях большей огнестойкости в качестве среднего слоя плит принимаются более тяжелые, но негорючие пеноматериалы на минеральной основе.

Высокие кратковременные прочностные показатели стеклоплас­ тиков не удается использовать полностью в строительных конструк­ циях. Все стеклопластики в большей или меньшей степени снижа­ ют несущую способность при длительном пребывании под нагруз­ кой. Коэффициент длительного сопротивления Кдл при растяжении

для стеклопластиков первой группы составляет 0,92—0,65 для

стеклотекстолитов 0,67—0,58 и стеклопластиков второй группы

0,5—0,34. При назначении расчетных сопротивлений и модулей уп­ ругости для аэродромных плит должны быть учтены эти свойства, связанные с временем действия нагрузок, а также коэффициент К однородности материала. По полученным данным [32] для освоен­ ных производством стеклотекстолитов KACT-B величина К в зави­ симости от толщины и марки колеблется в диапазоне 0,71—0,91.

Расчетные сопротивления стеклопластиков, полученные с учетом

Кдл и К, ниже кратковременных прочностных характеристик в 2— 2,5 раза, но вполне достаточны для использования их как несущего слоя в трехслойных конструкциях плит покрытий.

ГПИиНИИ «Аэропроект» предложил для дальнейшего исследо­ вания три варианта опытной конструкции сборно-разборной плиты

120

(рис. 4.16), различающих­ ся по способу заполнения ее середины — со сплош­ ным заполнением, с реб­ ристой серединкой И C

окаймлением по контуру сборно-разборной плиты, покрытия.

Наружные слои (об­ шивка) плит, которые яв­ ляются основными несу­ щими элементами конст­ рукции и воспринимают

максимальные изгибаю­ щие и сжимающие напря­ жения, предусмотрены из высокопрочных листовых

материалов малой толщи­ ны (2—5 мм алюмини­

диняемые с обшивками сплошным клеевым швом, достаточно проч­ ные и легкие, обладают податливостью (в направлении, параллель­ ном обшивке), обеспечивая минимальные внутренние напряжения в клеевых швах от нагрузки и температурно-влажностных деформа­

ций обшивки.

Ребристый средний слой — комплексный. Кроме ребер, воспри­ нимающих основные усилия от нагрузки, в состав слоя входит на­ полнитель, укладываемый между ребрами. Ребра выполняются из стеклопластика KACT-B в виде сот и состоят из взаимно пересе­

кающихся тонких полос с половинными подрезами в местах пересе­

чений, образующих прямоугольную решетку. Размеры решетки

100× 100 мм установлены из рекомендуемого минимума по срезу при изгибе, на продавливание обшивок нагрузкой и на устойчивость сжатых обшивок и стенок сот ¡[32].

121

Из экономических соображений рациональны соты из древесно­ волокнистых плит, но ввиду большой разности модулей упругости материалов обшивки и сот в направлении, параллельном клеевому

шву, появляется опасность возникновения в шве больших напряже­ ний. По-видимому, будет полезным здесь применение податливых каучуковых клеев.

Элементы обрамления необходимы для сборных плит аэродром­ ного покрытия при любых вариантах решения конструкции. Обрам­ ление выполняет несущие функции, воспринимая сдвигающие уси­ лия при изгибе и обеспечивая совместную работу обеих обшивок конструкции. Кроме этого, элементы обрамления служат элемента­ ми стыков — наиболее ответственной детали конструкции плит сборного покрытия аэродрома.

В настоящее время надежная конструкция стыков плит пока еще не разработана для аэродромных плит.

Сборно-разборные аэродромные покрытия из гибких материа­

лов, несмотря на их небольшую массу (2—15 кг/м2), не получили должного распространения в силу недостатков предложенных ре­ шений.

Битумированную джутовую ткань применяли [16] в Англии и США на аэродромах, предназначенных для легких самолетов, в 40-х годах. Расстилкой ткани преследовали цель предохранить грунт летной полосы от размокания в дождливый период. Ткань укладывали в два слоя на выровненную и уплотненную поверх­ ность грунта в сухое время года. Отдельные полотна ткани склеи­ вали между собой битумом. Полосы ткани шириной 0,8 м и длиной

32—45 м доставляли на аэродром скатанными в рулон массой до

120 кг. Масса 1 м2 двухслойного тканевого покрытия составляет 1,6—2 кг. Тканевые покрытия не нашли широкого применения из-

за малой надежности при интенсивных полетах, трудоемкости ук­ ладки и трудности обеспечения связи с грунтом.

Для устройства покрытий из металлических плетеных сеток применяли полотна проволочной сетки с клетками 5—7 см и диа­ метром проволоки 2,5—4 мм. В предложенных в СССР и за грани­ цей конструкциях таких покрытий соединение сеток между собой

предусмотрено при помощи ввертываемых или вставляемых соеди­ нительных спиралей или металлических стержней. Уложенные сет­ ки натягиваются при помощи тракторов или грузовых автомобилей, а края их крепятся к грунту кольями и костылями.

Сопротивление качению колес самолетов по сетке уменьшается более чем в 2 раза по сравнению с качением непосредственно по грунту, однако конструкции соединения сеток не допускают требу­

емого оптимального натяжения. Поэтому в распутицу при движе­ нии самолетов с нагрузкой на колесо порядка 2—3 тс образуются

деформации сетки в виде вмятин, под колесом и высокого вала перед колесом, создающего опасность для движения самолета. Прочность покрытий, из сетки может оказаться также недостаточ­ ной, если действуют горизонтальные нагрузки от торможения колес

самолета. Из-за малой величины натяжения сеток перед колесом

122

самолета при малой глубине колеи может образовываться вал в результате угона покрытия в направлении движения.

Для устройства покрытий из брусково-прутковых решеток приме­ няли отдельные секции из полосовой и круглой стали. Контурные

и продольные элементы решетки изготовляли из полосовой стали.

Впродольные элементы впрессовали и приваривали поперечные прутки из круглой стали. При укладке отдельные секции решеток соединяли между собой по периметру специальными кольцами. Масса 1 м2 покрытия из решеток разного типа составляла 9—19 кг.

Враспутицу при многократных проходах колес самолетов решетки

постепенно погружают в разжиженный грунт. На участках наибо­

лее интенсивного движения покрытие утопает в грунт. Поэтому ши­ рокого применения покрытия из решеток не получили.

Аэродромные покрытия с применением гибких материалов в их известном конструктивном исполнении непригодны для сельскохо­ зяйственных аэродромов в силу следующих недостатков.

Покрытия из джутовой ткани ненадежны из-за плохой связи ткани с грунтом и малой сопротивляемости поверхности аэродрома истиранию и разрыву от воздействия колес самолета при интенсив­ ных полетах на аэродромах сельхозавиации. Металлические сетки и брусково-прутковые решетки не могут быть рекомендованы по

причине создания на аэродроме грязи и пыли, которые образуются из-за погружения сеток и решеток в разжиженный грунт. Однако при устранении этих недостатков, например, путем применения (вместо тканей) листовой резины, армированной нитями, а также

за счет улучшения конструкции стыков между рулонными полоса­

ми и обеспечения надежной связи их с грунтом может быть полу­ чено эффективное свертываемо-развертываемое покрытие для вре­ менных сельскохозяйственных аэродромов. Масса 1 м3 такого по­ крытия желательна порядка 2—3 кг, тогда для всей площади

ИВПП размером 400×20 м суммарная масса будет в пределах

25 т. Свертываемо-развертываемое такое покрытие может быть пе­ ребазировано на другой земельный участок в течение суток.

В США и Англии ведутся также работы по применению синте­

тических материалов для создания гибких аэродромных покрытий

типа «мембран», которые рациональны особенно для обеспече­

ния кратковременной работы авиации в периоды распутицы, а так­

же для обеспыливания летных полей в сухое время года. Гибкие покрытия обладают транспортабельностью, малой массой, сборно-

разборностью, простотой укладки, эксплуатационного ухода, ре­ монта и т. д. В 1951 —1952 гг. в США разработано гибкое покрытие из ткани, обработанной виниловой смолой и по своим качествам,

особенно по теплостойкости, превосходящее покрытие из битумини­ зированной ткани PBS. Основные достоинства этого материала — водо- и пыленепроницаемость. Конструктивной прочности он не

имеет, и несущая способность его определяется прочностью ос­

нования.

В Англии в 1953 г. фирме «Фейбр Глас Лимитед» для устройст­

ва временных покрытий на аэродромах выдан патент на гибкий

123.

листовой материал, представляющий собой скрепленные смолой стекловолокна, покрытые с обеих сторон поливинилхлоридом, по­ верх которого нанесен слой битума. Толщина листа около 2,2 мм.

Масса 1 м2 готового материала 2,4 кг. Этот листовой материал во­ донепроницаем, не поддается гниению, имеет высокую прочность

при растяжении и высокое сопротивление продавливанию.

§ 17. КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Сборные железобетонные покрытия из плит в аэродромном и дорожном строительстве обладают рядом существенных преиму­ ществ: позволяют снизить сроки строительства по сравнению с мо­ нолитными примерно в 2 раза; ввод построенного покрытия в экс­ плуатацию возможен через 2—5 дней вместо 15—20 дней для моно­ литных; позволяют удлинить строительный сезон до круглогодич­ ного; дают возможность заводского изготовления конструкции, из различных местных бетонов (силикатобетона, керамзитобетона, стеклошлакобетона); упрощают ремонт покрытий и т. д.

Применение сборных железобетонных покрытий для сельскохо­ зяйственных аэродромов и вертодромов представляет большой практический интерес, так как будет способствовать развитию ин­ дустриальных методов строительства на селе как аэродромных комплексов, так и многочисленных внутрихозяйственных и меж­

хозяйственных дорог и других сооружений, целесообразность

строительства которых особенно велика в районах, где простои ав­ томобильного транспорта в периоды распутицы составляют 2—3

месяца в году.

В Советском Союзе начиная с 1950 г. было разработано и ис­ пытано много различных конструкций железобетонных плит для

сборных покрытий аэродромов и дорог.

На аэродромах сельхозавиации для искусственных покрытий элементов летного поля, а также автомобильных дорог на террито­ рии служебно-технической застройки, могут найти применение сле­ дующие конструкции:

1)железобетонные решетчатые сборные покрытия для колей­ ных подъездных дорог (рис. 4.17) из плит шириной 0,85-1,2 м, длиной 2—3 м и толщиной 14—20 см в зависимости от расчетных нагрузок на покрытие;

2)железобетонные сборные покрытия из квадратных плит раз­ мером 2×2×0,17 м для сплошных покрытий аэродрома. Плиты

имеют по периметру трапецеидальные бортики высотой 5 см, кото­ рые, врезаясь в основание, повышают прочность краев и углов пли­ ты, обеспечивают надежное опирание и устойчивость плиты против

сдвига (угона). Плиты имеют двойное перекрестное армирование в виде сварных сеток из круглой горячекатаной стали периодиче­ ского профиля или стали, подвергнутой силовой калибровке хо-

124

A-A

⅞∙7 ^,7 Ö ∙,7 ∙-7 ü V/ m∏m∙A∙∕⅛a

Д'Д '

a

7j⅛

Рис. 4.17. Конструкция решетчатых железобетонных плит для дорожных покры­ тий

лодным способом. Основание под плиты покрытий целесообразно устраивать из спланированного местного или насыпного грунта.

3) сборные железобетонные покрытия подъездных дорог из

Примеры сборных дорожных покрытий из железобетонных эле­ ментов-плит заводского изготовления свидетельствуют о многооб­ разии приемов, которые могут быть применены и для индустриаль­ ных конструкций покрытий сельскохозяйственных аэродромов. В настоящее время для аэродромов гражданской авиации разработа­ ны конструкции сборных покрытий из плит с применением предва­ рительного напряженного железобетона [29]. Эти покрытия пред­ назначены для средних и тяжелых самолетов. В отдельных случаях они могут найти применение при строительстве сельскохозяйствен­ ных аэродромов.

В настоящее время для автомобильных дорог и постоянных аэро­ дромов под тяжелые нагрузки получили распространение выпускае­ мые заводами железобетонных изделий аэродромные плиты ПАГ-ХІѴ (рис. 4.19) и дорожные —ПДГ (рис. 4.20). Плиты (табл.

4.7) армированы в продольном направлении двойной напрягаемой стержневой арматурой периодического профиля из стали класса A-IV, а в поперечном направлении — обычной ненапрягаемой арма­ турой из холоднотянутой проволоки и стержневой арматурой клас­

са А-П. Стыки плит предусмотрены на скобах (рис. 4.21). Плиты ПАГ предназначены для покрытий, рассчитываемых на одноколес-

125

?!

г1 I I I l

п

I I

Г1 I I I I

H-I

І і

LHJ

Рис. 4.18. Конструкция железобетонной плиты сборного покрытия дороги

ную самолетную нагрузку, равную 12 т, а плиты ПДГ — на нагруз­ ку Н-18 при расчетном значении модуля деформации подстилающе­ го грунта E0 = 400 кгс/см2.

Несмотря на наличие типовых предварительно напряженных плит для строительства сборных аэродромных и дорожных покры­ тий, пока нельзя считать проблему полностью решенной примени­

тельно к аэродромам сельскохозяйственной авиации, имеющим более легкие нагрузки на покрытия. Поэтому необходима разра­ ботка новых типов покрытий, основанных на принципах конструи­ рования, изготовления и укладки, учитывающих специфику аэро­ дромов сельскохозяйственной авиации.

126

Плпн ппмптипи

Рис. 4.20. Конструкция дорожной плиты ПДГ-1,5Х6,О м. Размеры в мм

ГПИиНИИ ГА «Аэропроект» совместно с кафедрой строитель­

ного производства и конструкций МАДИ разработал [1] конструк­ цию облегченных железобетонных и армокерамзитобетонных плит для сборных покрытий сельскохозяйственных аэродромов (рис. 4.22

и 4.23).

Нормативная статическая нагрузка для плит принята равной 3 тс, что соответствует нагрузке на опору самолета Ан-2 с перспек­

тивой. C учетом коэффициента динамичности, равного 1,2, эта на­

грузка— 3,6 тс. Внутреннее давление в пневматике самолета 4 кгс/см2, модуль деформации грунтового основания — 100 кгс/см2.

7

Рис. 4.21. Детали стыковых элементов в плитах ПАГ и ПДГ:

а — обычная скоба; б — скоба, совмещенная с монтажной петлей

127

План

Рис. 4.22. Конструкция облегченной ребристой плиты ПАР-2,0 X 3,0×0,14 м с пет­ левыми шарнирами и деталь стыка:

/-скоба-шарнир; 2 — рабочая арматура плиты, опертой по контуру (на ребро); 3— арма­ турные каркасы несущих ребер плиты; 4 — шарнир из отрезка трубы с внутренним диаметром 17 мм, приваренный к скобе. Размеры в мм

128

строительству покрытий аэродромов и подъездных дорог к ним для выявления среди них наиболее оптимальных. Опытные плиты были

изготовлены в 1965 г. на заводе железобетонных изделий, испыта­ ны на специальном стенде в НИИМосстрое. Экспериментальные работы подтвердили техническую возможность и целесообразность применения облегченных железобетонных и армокерамзитобетон-

Рис. 4.23. Конструкция облегченной ребристой плиты ПАР-2,0×3,0x0,14 и со сварными штыревыми соединениями и деталь стыка:

/ — закладная арматурная деталь в стыке; 2—рабочая арматура плиты, опертой по контуру (на ребро); 3 — арматурные каркасы несущих ребер плиты; 4 — монтажный стержень (пока­ зан пунктиром), привариваемый к закладным деталям в стыке; 5 —паз стыка, заполняемый бетоном или раствором; 6 — электросварной шов. Размеры в мм

129