автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Совершенствование конструкций и метода расчета сочлененных плит для сборного дорожного покрытия

Р Г Б ОЛ

О Г г-.".-, ' - • Л 1 ! . ; ••

на правах рукописи.

Овчинников Максим Алексеевич

Совершенствование конструкций и метода расчета сочлененных плит для сборного,дорожного покрытия

Специальность 05.23.01— строительные конструкции здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Пегорбург 1906

Р абота, выполнена в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете.

Научный руководитель: д-р техн. наук, проф. 1}.К Михайлов

Научный консультант: канд. техн. наук, проф. Б.Н. Карпов

Официальные оппоненты:

д-р техн. наук, проф. В.И. Плетнев канд. техн. наук, доцент М.Л. Забродин

Ведущая организации: Череповецкий государственный университет.

года в

Защита состоится "Ы " года в ч. на засе-

дании диссертационного совета К 063.31.01 в Санкт-Петербургском архитектурно-строительном университете по адресу: 198005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, Зал заседаний,.

• С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Санкт-Петербургского архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан * " г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук

В.И. Морозов

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Конструкции сочлененных дорожных плит являются весьма экономичными и перспективными и имеют множество ценных качеств для применения таких плит ё сборных дорожных покрытиях. Однако, известные конструкции сочлененных плит пока не достаточно совершенны. В настоящее время назначение размеров' и армирования плит выполняется на основе опыта их эксплуатации и, не смотря на значительный интерес многих конструкторов, к проблеме расчета, универсальной Методики, учитывающей все особенности НДС плиты, не разработано. Применение традиционных методов для расчета сочлененных плит весьма затруднительно, ввиду наличия сложных взаимосвязей между элементами плиты. При упрощении расчетной схемы теряется точность расчетов, что приводит к нерациональному увеличению металлоемкости, габаритов, а следовательно и веса конструкции, что в'конечном счете вызывает удорожание строительства. Конструкции плит должны быть не только прочными, но и обеспечивать выполнение предъявляемых к дорожным покрытиям' требованиям ровности, водонепроницаемости, долговечности и архитектурно-художественной выразительности. Таким образом, разработка комплексной методики -их расчета, позволяющей перевести проектирование дорожных' покрытий на более высокий уровень, обеспечивающий надежность, долговечность и повышенные эксплуатационные качества, является весьма актуальной задачей.

Цель работы состоит в создании эффективной методики расчета сочлененных плит, основанной на аналитических решениях и позволяющей обеспечить совершенствование их конструкций с целью повышения долговечности, надежности, эксплуатационных качеств и обеспечения оптимального сочетания конструктивных характеристик.

Научная новизна. На основе теории пластин с изломами, с при-, менением аппарата обобщенных функций, была предложена методика-расчета сочлененных плит. Разработаны алгоритмы расчета плит на прочность и устойчивость. Алгоритмы реализованы я виде комплекса программных средств. Выполнены численные и экспериментальные исследования работы сочлененных плит под подвижной нагрузкой, а гак же проведен анализ влияния жесткости стыковых Соединений иа

налряжепно-дсформиропашюе' состояние конструкции, На основе исследований были сформулированы рекомендации по конструированию сочлененных плит и разработана рациональная конструкция плиты, предназначенная для использования в покрытиях городских дорог.

Достоверность полученных результатов подтверждается примененном общепринятых гипотез и допущений, теоретически обоснованного аналитического метода лрл выводе и решении уравнений равновесия и критического состояния, а также их экспериментальная проверка.

Практическая ценность и внедрение результатов.

Разработанное математическое и программное обеспечение внедрено в институте "ГКПРОДОРНИИ" и используется при проектировании дорожных одежд жесткого типа.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 52-й и 53-й научных конференциях, профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (1995, 1996 г.), на 3-й международной конференции "Проблемы прочности материалоа и сооружений на транспорте" (январь 1995г.), на 2-ой международной конференции "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах" (сентябрь, 1996г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано пять чаучных работ. Одна работа находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, ■четырехглав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, иллюстрирована, 29 рисунками. Список литературы состоит из 167 наименований, 9 из них на иностранном языке. В приложениях приводятся исходные тексты программ на языке Pascal для исследования НДС сочлененных плит.

Содержание работы

Во введении сформулирована цель исследования, указаны научная новизна, практическая ценность и положения, выносимые на защиту, отражено краткое содержание диссертации.

D нерпой глапе дан краткий обзор литературных источников по теме диссертации, приводится классификация плит для сборных дорожных покрытий, некоторые конструкции плит и методы их расчета.

Исследованием сочлененных плит занимались IO.D. Игнатьев, Ю.Н. Высоцкий, B.C. Орловский, А.И. Ткачев, М.Л. Железников, В.А. Розенгауз, М.Б. Корсунский, Б.Н. Карпов, A.M. Симановский, В.П. Платонов.

К недостаткам известных конструкций следует отнести тот факт, что расчленение плит предусмотрено по-прямой линии. Это создает предпосылки к повороту элементов вокруг общей оси на стадии монтажа, Для предупреждения преждевременного трещинообразования в ослабленных сечениях плиты приходится ограничивать ее габаритные размеры. В процессе же эксплуатации покрытия, при наезде колеса автомобиля на поперечный руст, возникает дополнительные динамические усилия, расшатывающие плиту и уменьшающие срок службы конструкции.

В СПбГАСУ, под руководством Б.Н. Карпова, бада разработана принципиально новая конструкция сочленомюй плиты. Основное отличие которой заключается в расположении рустов по ломанной линии, /три этом угол между отрезками ломанной лилии, образующей русты, равен 120°. Из-за косого наезда колес автомобиля на русты и плотного прилегания элементов покрытия к основанию снижаются динамические нагрузки на основание: и шумность покрытия.

Сборная дорожная плита рассчитывается как плита, лежащая па упругом основании. Расчет заключается в определении толщины плиты и расхода арматуры, исходя из выбранного размера плит в плане, вида основания л величины нагрузки.

В настоящее время известно достаточное количество приемлемых для практического применения решений задачи об изгибе плит лежащих на упругом основании постоянной жесткости. Наиболее летал г, но разработаны методики расчета неограниченных, полубеско-' печных и круглых плит. В литературе имеется множество таблиц и рекомендаций для расчета такого рода конструкций В.Г. Коренева, М.И. Горбунова-Посадова, О.Я. ШеХтер, T.I3. Серебряного. Значительно более громоздкие решения получаются для прямоугольных плит, что связано со сложностями, связанными с удовлетворением гранич-

ных условий на контуре. Однако, и для этой категории плит разработаны методы расчета М.И. Горбуновь: л-Посадовым и Е.А. Палатнико-вым.

Для расчета сочлененных плит с шестиугольным центральным элементом. использовалась расчетная схема в виде круглой плиты, радиус которой равен длине стороны шестиугольника, шарнирно связанной по периметру, с' неограниченной плитой той же толщины на упругом полупространстве. Линия шарнира, ограничивающая круглую плиту называется круговым шарниром. Теоретическое исследование работы плиты по такой расчетной схеме выполнил В.И. Травуш. Им были получены выражения для прогибов плиты отдельно внутри и вне кругового шарнира. Практические методы расчета, основанные на решении В.И. Травуша, были разработаны М.Б. Кор су неким, М.А. Железни-ковым и A.M. Симановским. Ими были составлены таблицы поправок, обусловленных наличием шарнира, к решению О.Я. Шехтер для сплошной неограниченной плиты.

Для описания локальных нагрузок и нарушений регулярности оказалось удобным использование разрывных функций. В механике наибольшее распространение из них получили .единичная функция Хевисайда Н(х—х0) и дельта-функция Дирака £(х—ха). В строительной механике, впервые эти функции были использованы Н.М. Герсввановым для рас-.чета ленточных фундаментов. В разное время проблемами составления основных соотношений тонкостенных пространственных систем с разрывными параметрами занимались А.Г. Назаров, В.В. Ковицкий, B.C. Гребень. •

В ряде работ Б.К. Михайлова были впервые предложены ме .оды расчета пластин и оболочек с ребрами, разрезами и изломами поверхности, основанные да введении специальных разрывных функций в ре шение дифференциальных уравнений. Таким образом, Искомые функ ции, определяющие усилия, моменты и перемещения представляются i виде линейных комбинаций функций регулярных и разрывных с песо торыми искомыми коэффициентам'», которые определяются из граяич пых условий в месте нарушения регулярности. В результате получа ются функциональные ряды, одинаково быстро сходящиеся как вблиз точек нарушения регулярности, так и в области плавного изменен» физико-геометрических параметров.

В дальнейшем эти методы получили развитие в работах Ф.М, Ар-манова, Ф.Ф. Гаянова, Г.О. Кипиани, В.Г. Москалевой, Е.А. Кобелева, Ле Суан Хунга, О.В. Бусоргинойг

Во второй главе приведены основные допущения и соотношения теории тонких плит. Получены разрешающие уравнения равновесия и критического состояния для С пластин с произвольно расположенными изломами и разработана методика расчета сочлененных плит.

Сочлененная плита рассматривается как пластинка на винклеров-ском. основании при деформации которой образуются изломы срединной поверхности по линиям сочленения. При этом делается ряд упрощающих допущений: материал элементов плиты обладает изотропными свойствами; плита считается "топкой"; односторонним характером связи плиты с основанием пренебрсгается.

Для учета изломов не параллельных сторонам прямоугольного плана вводится новая система координат f.öy, повернутая относительно прежней системы хоу на угол v так, чтобы ось о у была параллельна линии излома (рис: 1). Рассмотрим пл;:стинк/, в результате изгиба которой образуется,излом средишюГ. поверхности.

Для расчета будем Использовать метил. предложенный R.K. Михай-

ловым, согласно которому угол поворота деформированной поверхности представляется через разрывные функции в виде

чГ^ + ЕД-кВД,», (1)

. »=1

где 7* — угол поворота пластины с разрезом; 7i = и)',. — угол поворота сплошной пластины;

m — количество изломов; Д— угол, излома срединной поверхности в направлении оси хц

ffz. — ff(x — Xj) — единичная функция от координаты i;

Ит — Н{у — $ц) — II (у - jJj3) — функция,,составленная из единичных

функций по координате у.

Подставив выражение (1) с помощью соотношений упругости (2)

Mi = -D (тГ* + №',), = -D (ъ'у + М7и),

•я + (2)

где 7j = D :— цилиндрическая жесткость пластины; ц — коэффициент Пуассона в дифференциальное уравнение равновесия элемента пластинки относительно моментов (3)

в*» - а*эу <v 9 w

и добавив кг заданной поперечной нагрузке ц нагрузку — fcw, представляющую реакцию основания, получим уравнение относительно функции прогиба

Д3ш + А4ш = - Е [(^74' + АТ,".^.) Нуу> + , (4)

где •— двойной оператор Лапласа; А4 = kjD; к — коэффициент лосттли; 6Х — S(x — Xi) — дельта-функция Дирака;

¿'х, ¿"--прои'.гюдпыо от ¿-функции по Х\ буу — 6{у — у\) - 8{у - 1/2).

Пролетав им функцию inaiiwnoio угла поворота Ау(у)ъ виде тригонометрического ряда.

Д7(?) = ¿ATjSin/^j/,- • (5]

где ßj = рт/Ь и запишем решение уравнение (4) в. форме

m и

w(r,,y) = w0(x,y)+Y^ Е Аг.уФ.Дг.у), (6)

í=i j'=.i

где Wo — функция прогиба сплошной пластинки; Ф — функция учитывающая влияние изломов, выражение для которой имеет вид:

«М*. у) = / V) sinßjf) di) - ßj j K(x, y,n) sin ßjf)df)+

i^t . _ Sil ( '

+ßj cos ßjVi2K(x,y,gi7) - ßj rasßjijnK(x,y,yi^,

где K(x,y,¡j) = K(x,y,({у),г){у)) — функция Грина, а преобразования и r¡(y) выполняются по известным формулам переноса и поворота системы координат

((У) = ysin«/ + r0, r¡(y) = ij cos и. (8)

Интегралы, входящие в выражение (7), вычисляются численно, по методу Симпсота.

Выражения для изгибающих моментов полу чаются подстановкой (б) в соотношения упругости (2).

Положим, что шчриир, образовавшийся на линии излома, обладает некоторой жестмсгыо. Тогда при изгиба пластинки по его краям возникнет момент Мг, поличина которого будзт пропорциональна углу взаимного поворота Л")(;/)

Ме ~ Aj при х. = 0 и у\ < у <¡'2. (9)

Этот момент должен меняться от нуля до величины нормального изгибающего момента в рассматриваемом ссчении сплошной пластинки, в зависимости от жесткости шарнира, котррую удобно характеризовать коэффициентом "с", учитывающим какая часть нормального изгибающего момента передается с одного края излома па другой. Тогда условие для определения Д7(у) можно записать в форме

Мо Ч- М*(Ау) = сМо при х — 0 и % < у < уг, (10)

где Мо — изгибающий момент в сплошной пластине; М* — момент, обусловленный влиянием излома.

Коэффициент "с" имеет простой физический смысл. Это отношение жесткости пластинки в ослабленном изломом сечении к жесткости в. ее сплошной части.

Подставив выражение (6) в уравнения (2) и (10), затем последовательно умножив левую и правую части уравнения на вшДьу (к = 1,2,..., п) и проинтегрируем в пределах от 0 до у: В результате получим систему линейных алгебраических уравнений порядка т • п относительно коэффициентов Д7,у, которая .решается методом Гаусса.

Для определения критической нагрузки на плиту воспользуемся методом перехода от статической задачи к задаче устойчивости.

Уравнение критического состояния сжатой пластинки получается из соответствующего уравнения изгиба для той же пластинки заме- , ной функции внешней нагрузки д суммой проекций внешних усилий, действующих в ее плоскости, на нормаль по формуле

д'ч ¿Рю 'в'и, . .

« = -№-^+25—+ (11)

где Т\, Тг, 5 — компоненты внешней сжимающей нагрузки. Если, как в рассматриваемом случае, сжимающее усилие действует только вдоль оси ох, то 5 и Т2 следует принять равными нулю.

Для решения уравнения критического состояния применим метод, который использовался ранее в работах Г.О. Кипиани и В.Г. Москале-.вой при расчете на устойчивость пластин с отверстиями. Идея метода состоит в том, что сначала решается статическая задача и находится функция прогиба ю, от действия единичной силы, приложенной в точке х = у — Г). Эта функция будет учитывать все особенности, появляющиеся в следствии влияния изломов. Затем, в полученном решении сосредоточенная сила заменяется нагрузкой по формуле (11), распределенной по площадке <1&г)

■ _ " йР^-Т,— ^^. (12)

После интегрирования полученного выражения по всей площади пластинки получается алгебраическое уравнение для определения критической нагрузки.

Поскольку решение статической задачи получен. ) в виде быстро сходящегося ряда, данная аппроксимация также приводит к быстро сходящемуся ряду кз специальных разрывных функций, соответствующих

наличию изломов, и, следовательно, к весьма простому вычислительному алгоритму при достаточно высокой точности решения.

При удержании только одного члена ряда в (7) функция w приводится к виду

i=i -

Коэффициенты Д7; определяются из условия (10), их величины зависит от координат точки приложения единичной силы (£, ?;). Функция Wo при шарнирном опирании пластинки по всему контуру имеет вид

4P Sin «lí -Sin J?iT7 ,

__,_ г - -

abDial+ßff+k'

где ai = pi/a, ßi = pi/b.

Подставив (12) в (13) получим следующее выражение

i t \ ír 8111 6111 И1Ч . • a

^ .да» , и*шоцхтрт (14)

dw = -Txw'ldtd,){w о + £Д7;Ф()- (15)

i=i '

Полагая в первом приближении

ш = sinái® sin /?1У (16)

и интегрируя по площади пластинки в координатах tj, после сокращения на mi) BÍnaiEsin/3ij/ получим •

1 = + +g1>//' (17)

Из выражения (17) получим формулу для критического напряжения

_ р(с*1 + ffl)2 + к о?(1+Д7*)

где коэффициент А7ф определяется по формуле

¿A«! 1- Pl ) -CK Г1чч

i"p= ■ л<л , А.: \ ■

m а Л ? ?

Д7Ф = [l+Dfoí + ^ + A] /(19)

1=1 о о

В случае = 0, выражение (18) превращается в известную формулу для критической нагрузки на сплошную пластинку.

В третьей главе анализируется работа сочлененной плиты под подвижной нагрузкой, исследуется влияние жесткости зон сочленения на НДС конструкции и производится сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.

Численные исследования работы сочлененных плит проводились на расчетной модели, прототипом которой служила'плита ПДС 60.18Т размерами в плане 6.0 х 1.75 и толщиной 0.16 м, опирающаяся на песчаное основание с коэффициентом постели к = 5кг/см3. Плита изготовлена из бетона класса B4Q, модуль упругости и коэффициент Пуассона соответственно, равны Еь = 32.5000 МПа, ß = 0Д5, Нормативное сопротивление сжатию Щп — 29.0 МПа.,нормативное сопротивление растяжению Дц„ = 2.10 МПа, 7ьс = 1.3. Плита нагружена равномерно распределенной по прямоугольной области нагрузкой. Размер грузового прямоугольника 0.4 х 0.2 м (Загружеиие принято от автомобиля типа МАЗ-504, расчетная нагрузка на заднее колесо с учетом коэффициента динамичности равна 6.0т. Площадь следа колеса — 0.08 м2). Размеры плиты и схема расположения рустов показаны на рис. 2,

При исследовании работы сочлененной плиты под подвижной нагрузкой, грузовой штамп перемещался от левого края.плиты к правому с шагом 17.5 мм по линиям у=0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 и 3.0 м. В каждом фиксированном положении нагрузки вычислялись моменты Мь Mi и .прогиб ь> в точке с координатами х=0.875, у=3.0 м. На рлс. 3 приводятся линии влияния для Mi и w. Чиния 1 соответствует положению нагрузки при у=Э.О, 2 — 2.5, 3 — 2.0, 4 — 1.5, 5 — 1.0, 6 — 0.5 м.

Как видно из графиков, максимальное значение момента Mi достигается при положении нагрузки в середине центрального элемента (кривая 1). Когда нагрузка расположена между точками 4-11 и 1118, величина Mi угеныпаются, а при дальнейшем удалении от центра опять возрастают; что объясняется влиянием Свободных крае:-. • В случае когда нагрузка распределяется по двум соседнк" i элементам происходит значительное увеличение изгибающего момента (кривя ч 3), Этот факт подтверждается экспериментально Я может бьш отнесен на счет того, что влияние стыкового соединения аналогично влиянию свободного края. •

При расположении грузового штампа вне расчетного элемента (кри вые 5, 6) моменты в ряде случаев становятся отрицательными, то ест!

- и-

Рис. 2. Расчетная модель сочлененной плиты

нагрузка стремится "оторвать" элемент от упругого основания. Это связала с тенденцией приподниматься'края ограниченной плиты, при загружении противоположного края. . .

Для изучения влияния жесткости соединений на напряженно-деформированное состояние конструкции были вычислены прогибы и изгибающие моменты в сечении плиты у = 1.5 м, между точками 2 и 1б при различных значения коэффициента "с", а загружение производилось в точке 9. Эпюры прогибов и изгибающих моментов представлены на рис. 4;

С увеличением податливости соединения прогиб под рустом увеличиваются, а изгибающий момент стремится к нулю. При этом, элемен-:. ты плиты практически остаются плоскими, деформация происходит, в основном, за счет опускания стыковых соединений и поворота элементов относительно общей оси.

Наличие сочленений благоприятно сказывается на перераспределение изгибающего момента, который становится по абсолютной величине меньше, чем в сплошной плите. Смещение эпюры момпнтов в сторону отрицательных значений и уменьшение их положительных величин показывает целесообразность размещения арматуры вблизи срединной плоскости плиты, что удобно по ряду конструктивных соображений при двухсторонней рустовке.

Для проверки разработанной методики расчета сбор него покрытия была изготовлена и испытана модель.сочлененной плиты размером 600 • 348 мм. Основной Целью экспериментального исследования являлось изучение работы системы сочлененных плит под нагрузкой и исследование податливости шарниров на работу конструкции в целом.

Плита с шестиугольным центральным элементом изготавливалась в стальной форме со съемными бортами. Проволочный каркас из четырех продольных и девяти поперечных стержней укладывался в форм} на проволочные скобы высотою 3 мм для образования защитного, слоя

Для изготовления плиты использовали цементпо-песчаный раство]; состава 1:3 с водоцементным отношением 0.45, приготовленный в ла бораторных условиях. Для образования рустов использовались метал лические полоски толщиной 2 \>1М, закрепленные специальным образо* на подвижных планках, привинченных к бортам 'формы. В качеств основания применялся мелкозернистый песок, который укладывался

I •

Рис. 3. Линии влияния для М\ и к)

Рис. 4. Эпюры Mi и w

послойным трамбованием в металлический ящик, сваренный из листовой стали толщ.июй 5 мм, с внутренними размерами, 7С0-400-170 мм.

Испытания проводились на рычажном прессе. Нагрузка Р разбивалась на ступени, соответствующие 0.25Р, 0.5Р, 0.75Р и Р. При испытаниях модель нагружалась максимальной нагрузкой и ступенчато разгружалась, на каждой ступени определялись упругие прогибы то. чек плиты. Показания приборов снимались после полного затухания деформаций.

В качестве выгодных параметров исследовались прогибы плиты в ряде контрольных точек. Изучение работы плиты при расположении нагрузки в различных местах плиты проводили, последовательно устанавливая статическу'о нагрузку в характерных точках — в центре, в у1 ну, на краю составляющего элемента и на соседнем элементе.

По упругим прогибам определялись изгибающие моменты, действующие в плитр. . •

Анализ экспериментальных данных позволил сделать следующие выводы: : .

1 Напряжения и деформации как сплошных, так и расчлененных плит, практически лчнейно зависят от общей величины нагрузки на плиту;

2. В процессе нагружения шестиугольные элементы расчлененной плиты остаются ппоскими, деформации возникают в основном за счет поворотов элементов плиты относительно друг друга;

3. Наибольшие изгибающие моменты разнога знака в плите наблюдались при расположении нагрузки в середине центрального элемента, такое загружеиие следует считать наиболее невыгодным.

В четвертой главе на основе пронеденных исследований сформулированы рекомендации ко проектированию сочлененных плит и предложена рациональная конс трукция плиты предназначенная для использования п покрытиях городских дорог.

Для повышения ровности, надежности и долговечности покрытия предлагается при изготовлении сочлененных плит заподлицо с поверхностью в русты устанавливать упругие полимерные прокладки с возможным дисперсным армированием из металлических или полимер-, ных фибр высокой прочности, толщина которых определяется в зависимости от толщины плиты, наибольшего размера ее элементов и ве-

А-А

ДО

—»CT-

"Silí

41

Рис. 5. Схемагсотлснешюй плиты

Рис. 6. Схема раскладки плит

личины допустимого вертикального перемещения. Такое техническое решение обеспечивает надежное соединение элементов, образованных прокладками, и гарантирует водонепроницаемость стыков между элементами и отдельными платами | а также улучшает эксплуатационные характеристики покрытия в целом.

. На основании выдвинутых положений была разработала конструкция сочлененной плиты для устройства покрытия городских улиц с совмещенным движением трамвая и автомобильного транспорта.

ГГлита представляет собой прямоугольный блок размерами в плане 1380 x 680 мм и толщиною 120 мм рис. 5. Конструкция состоит из пяти элементов (1), которые в покрытии образуют правильные шестиугольнику р углы между направлением движения и рустами составляют О" или 60е. Для образования элементов, при изготовлении, в тело плиты Помещаются полимерные прокладки (5). Плига армирована сеткой '2).. Для стыковки соседних йлит в покрытии в углах конструкции предусмотрены закладные детали (4) изготовленные из уголка.' Закладные

детали крепятся сваркой к сетке (2). Аналогичная закладная деталь (3) устанавливается в середине неуглоногс элемента (рис. 5).

Плиты стыкуются между собой при помощи обрезков арматуры, привариваемых к закладным дс галям после укладки плит в покрытие.

Для подъема плит предусмотрено монтажное отверстие (1), имеющее форму усеченного конуса и расположенное вблизи центра тяжести конструкции. При монтаже через отверстие пропускается подъемное устройство с фиксатором на конце. Ввиду незначительных размеров и веса плиты монтажные нагрузки не вызывают значительных напряжений в конструкции, которые могли бы привести к преждегременному расчленению плиты в процессе монтажа.

Повышение безопасности движения на участках с покрытием из сочлененных плит предлагаемой конструкции обеспечивается, в первую очередь, их хорошей устойчивостью и выносливостью при действии Динамических нагрузок.

Вероятность повреждения кромок элементов гораздо ниже, чем у плит с незаполненными рустами. Об1 ясняется это тем, что при наезде колеса автомобиля на руст, в Следствии изгиба плиты, происходит сближение кромок ее смежных элементов. Упругая прокладка, препятствуя почаданию мелких камней и пыли в руст, обжимается кромками элементов, а после снятия нагрузки зосстанавливает свою первоначальную толщину. Тем самым исключается возможность контакта твердых частиц с кромками элементов плиты; что предохраняет их от повреждения ■ '

На рис. 6 показан вариант раскладки плит предложенной конструкции для центральной части городской дороги с двусторонним движением трамвая. ■

Основные результаты и выводы

I.-Изучение опыта в области проектирования и строительства сборных дорожных покрытий показало высокую эффективность и целесообразность применения сочлененных плит с шестиугольным центральным элементом, обладающих хорошими эксплуатационными характеристиками, а также те щологичносгыо изготовления и монтажа-.

2. Разработанная автором методика расчета позволила создать эффективные алгоритмы для расчета конструкций плит на прочность и устойчивость.

3. Методика была реализована в виде комплекса программных средств для расчета сочлененных плит, при помощи которого' проведе- ' ны численные исследования напряженно-деформированного состояния, конструкции.

4. Численные исследования показали, что максимальные изгибающие моменты возникают в середине- центрального элемента плиты, а максимальные прогибы — на свободных краях. Было получено подтверждение предположения о благоприятном влиянии трехлучевой рустовки на перераспределение внутренних усилий в плите. Сочленение элементов по ломаной в плане линии снижает величину изгибающих моментов и позволяет избежать эффекта "отрывания" элементов плиты от упругого основания, за счет уменьшения по абсолютной величине отрицательных моментов, в случае расположения "агрузки у свободного края.

5. Показана возможность регулирования 'напряженного состояния сочлененных плит посредством изменения жесткости стыковых соединений.

6. Анализ теоретических и экспериментальных данных показал их хорошую согласованность между собой, что позволяет рекомендовать данную методику расчета сочлененных плит к использованию в проектных организ ациях. ' ' ••.

7. Предложена новая конструкция сочлененной плиты для устройства покрытия городских дорог с совмещенным движением трамвая и безрельсового транспорта.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Михайлов Б.К., Карпов В.Н., Овчинников М.А. Устойчивость сборного дорожного покрытия из малоармированных плит / С.-Петерб. гос. архитектур, строит, ун-т. - СПб., 1995. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.95, № 3113-В95. . •

2. Программный комплекс для автоматизированного проектирования сочлененных дорожных секций / С.-Г1етерб. центр науч.-техн. ин-

форм.; Сост. Михайлов Б.К., Карпов В.Н., Овчинников M.Ä. - СПб., 1996. -1 с. - (Информ. ллсток; №311-St|). ,

3. Устойчивость дорожных покрытий из железобетонных плит с изломами / Михайлов Б.К., Карпов Б.Н., Кипиани Г.О., Овчинников М.А. Тез. докл., пр-детгвл. на III международ, конф. "Проблемы прочности материалов й сооружений на транспорте". - СПб., 1995. -с. 130-131. ' •/ ;

4. Карпов Б.Н., Михайлов Б.К., Овчинников М.А. Повышение безопасности движения на городских улицах при использовании новых конструкции сборных покрытий зоны трамвайных путей // Сб. тр. 11-ой международ, конф. "Орг. и безопасность дорож. движения в круп.: i городах". - СПб., 1999. ' , >

5.Дорожная бетонная секция. Заявка №96114802 / Карпов В.Н., Михайлов Б.К., Цветков А.Б., Овчинников М.А.; С.-Петерб. гос. архитектур. строит, ун-т. - Заявлено 23.07.96.