База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Располагая главными напряжениями, получаем возможность проверить прочность плиты в расчетном сечении.

Плита конечных размеров рассматривается здесь как бесконечная. Такой ее можно считать, если наименьшее расстояние от контуров отпечатков нагрузок до краев плиты 5 удовлетворяет условию:

При расположении нагрузки рассматриваемого типа на свободном краю или на свободном углу плиты могут быть использованы найденные выше изгибающие моменты Мх и Му. Если нагрузка расположена на краю плиты, то из этих двух моментов выбирают наибольший и умножают на коэффициент 1,5. Если нагрузка расположена на углу плиты, то используются оба момента Мх и Му и каждый из них умножается на коэффициент 1,45. По этим моментам может быть подобрана арматура для усиления края (растянута нижняя зона) и угла (растянута верхняя зона) плиты, если толщина плиты, полученная по главным напряжениям в центре, принимается постоянной.

14.2. Определение разрушающей нагрузки для плит цементобетонного покрытия

Определение разрушающей нагрузки представляет интерес для выявления действительных коэффициентов запаса прочности, которые получаются при сравнении эксплуатационных нагрузок с нагрузками, вызывающими разрушение плиты. Кроме того, знание разрушающих нагрузок может оказаться необходимым для пропуска уникальных, тяжелых грузов в особых обстоятельствах.

Удовлетворительные результаты, близкие к данным экспериментальных исследований, для центральной части бетонной плиты дает формула для определения разрушающей нагрузки:

657

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

где

(14.1)

Rpи - нормативное сопротивление бетона растяжению при изгибе;

К - коэффициент однородности бетона;

m - коэффициент условий работы;

h - толщина плиты;

р0 -предельное вертикальное давление на основание в зоне разрушения плиты;

g - объемный вес бетона;

р - давление нагрузки на поверхность ее отпечатка, принятое равномерным.

Из формулы (14.1) видно, что разрушающая нагрузка нелинейно зависит от предельного давления на основание. Так, при увеличении этого давления в 0,182/0,075 = 2,42 раза, разрушающая нагрузка возрастает только в 795/564 = 1,41 раза. Таким образом, разрушающая нагрузка растет медленнее, чем предельное давление на основание.

Значение р0 должно быть определено из опытов над различными видами подстилающих грунтов при разных климатических и гидрогеологических условиях. Если р0 не известно, то в приближенных расчетах и при весьма слабых основаниях можно в формуле (14.1) пренебречь величиной

в сравнении с единицей.

Для приближенного учета р0 можно воспользоваться значениями нормативных давлений на грунты основания.

Зависимость между отношением расчетной нагрузки на колесо к разрушающей Рр по формуле (14.1) и общим количеством нагружений автомобильной дороги N, представленная на рис. 14.2, получена на основе результатов испытаний в США по программе

658

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

АА8НО и иллюстрирует усталость бетона при многократном загружении.

Рис. 14.2. Зависимость между отношением Р/Рр от логарифма числа погружений N

Рр - разрушающая нагрузка, Р - расчетная нагрузка на колесо

Определение глубины динамически активной зоны грунта под жестким дорожным покрытием подробно изложено в книге Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорог/ Под ред. Г.И. Глушкова. - М.: Транспорт, 1987.

Определение этой величины представляет интерес при решении вопроса о пропуске по цементобетонному покрытию сверхнормативных тяжеловесных нагрузок, способных вызвать чрезмерные активные напряжения сдвига и остаточные деформации в основании и грунте земляного полотна и, в конечном итоге, привести к значительным перекосам плит и вертикальным смещениям плит в швах.

14.3. Определение напряжений в цементобетонном покрытии по прогибам, измеренным в натуре

На поверхности покрытия в исследуемой области размечают прямоугольную сетку (рис. 14.3) со сторонами Dх, Dу небольшой длины, тем меньшей, чем больше точность приборов, используемых для измерения прогибов. Определив разность отметок в вершинах сетки до и после действия нагрузки, т.е. прогибы Wа, Wi, Wc, Wb, Wd и т.д., получим возможность выразить

659

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

нормальные напряжения

и горизонтальные касательные напряжения

в крайних точках поперечного сечения, проходящего через центральный узел сетки i:

Рис. 14.3. Схема к определению напряжений на основе натурных измерений

(14.2)

660

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

(14.3)

где

(14.4)

E, m - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала покрытия;

h - его толщина. (Прогибы вниз приняты положительными, верхние знаки относятся к верхним точкам сечения, нижние - к нижним точкам). Растягивающие напряжения приняты положительными.

Главные напряжения в этих точках:

(14.5)

(14.6)

661