автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование конструкций пролетных строений автодорожных мостов из клееной древесины

На правах рукописи

Уткин Владимир Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ ИЗ КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

0мск-2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)».

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Кадисов Григорий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Картопольцев Владимир Михайлович;

доктор технических наук, профессор Белудкий Игорь Юрьевич;

доктор технических наук, профессор Краснощекое Юрий Васильевич

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский

институт строительных конструкций (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)

Защита состоится 17 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.250.01 ВАК РФ при Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) по адресу: 644080, г. Омск-80, проспект Мира, 5, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Тел. для справок; (3812) 65-01-45 или 65-27-00. Факс: (3812) 65-03-23. E-mail: bobrova.tv@gmail.com

Автореферат разослан « 10 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

Т.В. Боброва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в зарубежной практике высокосортная конструкционная древесина представлена разнообразными типоразмерами элементов заводской готовности, склеиваемых из отдельных досок-заготовок. Стало возможным изготавливать элементы произвольной длины, требуемого очертания, нужных размеров поперечного сечения и собирать из них пролетные строения различных конструктивных форм.

Применению клееной древесины в качестве конструкционного материала способствует целый ряд ее замечательных свойств: высокая прочность и малый собственный вес; обрабатываемость конструкций и технологичность их изготовления; низкие энергозатраты на обработку сырья и изготовление конструкций, на транспортировку и монтаж.

Опыт США, Канады и Скандинавских стран указывает на эффективность применения клееной древесины в мостостроении.

Широкое развитие получили пролетные строения на основе поперечного обжатия клееных балок и плит в плитных и плитно-ребристых системах усилиями напрягаемой стержневой арматуры. В результате мостостроение получило конструкции пролетных строений, отличающиеся от традиционных (металлических и железобетонных) легкостью, высокой ин-дустриальностью, относительной дешевизной, экологической и архитектурной востребованностью. Вместе с тем высокая деформативность древесины при поперечном обжатии и связанные с ней потери напряжений потребовали постоянного контроля за усилиями в арматурных стержнях и периодических «дотяжек» их до проектных значений. Это, несомненно, снижает эксплуатационные качества конструкций.

Автором совместно с коллегами по научной работе предложены технические решения дощато-клееных пролетных строений, содержащих в своем составе многослойную деревоплиту, изготавливаемую из ортогональных слоев досок-заготовок на месте строительства. Эксплуатационная надежность её выше зарубежного аналога. Она обладает высокой водонепроницаемостью, обеспечивает водоотвод и защиту несущих балок от атмосферных воздействий, что способствует увеличению долговечности всей конструкции. Наконец, как элемент проезжей части она включена в совместную работу с балками, что позволяет снизить материалоёмкость и трудоемкость конструкции пролётного строения в целом.

Мировой опыт указывает на все возрастающие потребности в деревянных конструкциях в различных отраслях строительства, эффективность их применения как в промышленном и гражданском, так и транспортном строительстве. Отечественный опыт свидетельствует, прежде всего, о неиспользовании имеющихся в нашей стране возможностях, имея

в виду огромный сырьевой, научный, производственный потенциал, потребности народного хозяйства, масштабы лесопереработки. Выход нашей страны на передовые позиции использования продукции лесоперерабатывающей промышленности в дорожном строительстве и, особенно, в мостостроении является весьма актуальной задачей.

Предмет исследования - рациональные параметры многоребристых балочных пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из перекрестных досок.

Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка новой конструкции пролетных строений с включенной в совместную работу с главными балками многослойной деревоплитой из ортогонально перекрестных слоев горизонтальных досок, склеенных по пласта на месте строительства.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

• теоретически и экспериментально обосновать упругие характеристики и свойства многослойной деревоплиты, необходимые для проектирования рассматриваемых систем;

• разработать методику расчета плитных и плитно-ребристых систем пролетных строений с учетом влияния на напряженно-деформированное состояние (НДС) различных физико-механических свойств деревоплиты и балок, конструктивных решений и статико-геометрических параметров;

• разработать конструкцию пролетных строений из клееной древесины заводского изготовления с проезжей частью, включенной в совместную работу с балками, отличающуюся от известных решений более простой в изготовлении и содержании конструкцией деревоплиты;

• разработать рекомендации по проектированию и технологии изготовления предлагаемых конструкций пролетных строений из клееной древесины;

• произвести технико-экономическое обоснование целесообразности и эффективности применения пролетных строений из клееной древесины.

Научная новизна:

- предложены новые конструкции дощато-клееных пролётных строений с многослойной деревоплитой проезжей части из перекрестных досок;

- разработана методика приведения упругих постоянных многослойной деревоплиты к однородной ортотропной пластинке с учетом влияния количества слоев и их ориентации;

- получены новые результаты по напряженно-деформированному состоянию (НДС) многослойных плит из перекрестных досок с учетом анизотропных свойств слоев древесины при растяжении (сжатии). Дано теоретическое и экспериментальное обоснование для применения в пролетных строениях мостов многослойных плит с ориентацией досок внешних слоев вдоль пролета;

- разработаны теоретические основы для проектирования плитно-ребристых пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из клееной древесины с учетом совместной работы ее с балками, в том числе методика распределения временной нагрузки между плитой и ребрами с использованием метода двух расчетных схем. Впервые дана оценка влияния на конструкцию пролетных строений опорных горизонтальных диафрагм, исследован вопрос предупреждения отрыва плиты от ребер;

- определены рациональные параметры плитно-ребристых пролетных строений с многослойной деревонлитой проезжей части;

- дано технико-экономическое обоснование эффективности и целесообразности применения инноваций в дорожном строительстве.

Достоверность теоретических положений, математических и физических моделей, обоснованность выводов обеспечивается корректностью поставленных задач и использованием общепринятых в механике твердого тела и в строительной механике гипотез и допущений. Сравнение численных результатов расчетов по предлагаемой теории подтверждается удовлетворительным согласованием данных о НДС опытных конструкций, полученных в ходе экспериментов, сопоставлением результатов с расчетом по ВК Mathcad, COSMOS/M, SK01.

Практическая значимость исследований заключается в следующем:

- изучены и определены свойства нового конструкционного материала - многослойной деревоплиты из ортогонально перекрестных слоев досок, склеенных по пласти на месте строительства, для применения их в качестве несущих конструкций;

- созданы перспективные новые конструкции плитных и плитно-ребристых цельноклееных пролетных строений, содержащих многослойную деревоплиту и собранных из элементов заводского изготовления;

- разработаны методики их расчета и даны рекомендации по назначению основных параметров при проектировании;

- разработаны рекомендации по изготовлению пролетных строений из элементов заводского изготовления в условиях строительства с учетом

отечественного и зарубежного опыта в области изготовления деревянных клееных конструкций (ДКК);

- определены основные технико-экономические показатели изготовления балочных пролетных строений из клееной древесины на месте строительства.

Личный вклад автора в решение проблемы заключается в определении цели и задач исследования, выполнении значительной части теоретических и экспериментальных исследований, обобщении результатов, разработке конструктивно-технологических форм, разработке практических рекомендации. В решение проблемы внес свой вклад канд. техн. наук П.Н. Кобзев, выполнивший под научным руководством автора исследование совместной работы деревоплиты с балками при ориентации ортогонально перекрестных досок в слоях под углом 45° к балкам.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Гипотеза приведения многослойной деревоплиты к однородной пластинке с осредненными механическими характеристиками.

2. Качественный анализ прочностных и деформативных свойств конструкционного материала деревоплиты с различной ориентацией досок в слоях.

3. Инженерный метод расчета многоребристых пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из клееной древесины по двум расчетным схемам.

4. Результаты многочисленных расчетов НДС многоребристых пролетных строений с различными статико-геометрическими параметрами и конструктивными решениями, позволяющие на стадии вариантного проектирования выбирать наиболее эффективные конструкции.

5. Рациональные параметры и конструктивные решения новых систем балочных пролетных строений из клееной древесины.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались: на круглом столе «Клееные деревянные конструкции. Новые решения и пути развития» в рамках Международной специализированной , выставки архитектуры и строительства «Стройсиб-2003»; Международной научно-технической конференции в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (2004 г.); III Международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных и пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте» в Самарском государственном архитектурно-строительном университете (2005 г.); Всероссийской конференции

«Проблемы оптимального проектирования сооружений» в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (2008 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в пяти патентах на изобретение, монографии и 10 научных статьях в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Материал изложен на 233 страницах машинописного текста, содержит 117 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 190 наименований и приложения, оформленные отдельной книгой, на 41 странице.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, представлена ее социально-экономическая значимость для повышения эффективности производства мостовых конструкций и развития транспортных связей в регионах, кратко изложены направления исследований, позволяющие решить поставленную проблему.

В первой главе проанализированы история развития мостовых конструкций из клееной древесины, достижения научно-технического прогресса в совершенствовании пролетных строений мостов, выявлены перспективные направления совершенствования конструктивно-технологических форм пролетных строений. Отмечено, что решающее значение в признании клееной древесины в качестве конструкционного материала для современных мостов принадлежит реализации государственных программ по исследованию, разработке и внедрению новых мостовых конструкций из клееной древесины в периоды с 1988 г. по 1998 г. в США и с 1994 г. по 2001г. в Скандинавских странах. Вместе с тем отмечены основные недостатки этих конструкций, сформулированы цель и задачи, определены объект и предмет исследования.

Вторая глава посвящена изучению напряженно-деформированного состояния многослойной клееной деревоплиты из перекрестных досок, являющейся элементом предлагаемых дощато-клееных пролетных строений. На рис. 1,а изображено поперечное сечение плитного пролетного строения из перекрестных под углом 90° досок; на рис. 1,6 - план клееной деревоплиты из перекрестных досок.

В конструктивном плане доски слоев могут быть ориентированы под углом 45° к оси моста.

а)

б)

Рис. 1. Конструкция плитного пролетного строения: а -поперечное сечение; б - план деревоплиты из перекрестных досок

Деревоплита из нечетного числа слоев перекрестных досок может быть отнесена к разряду анизотропных плит, в которой срединная плоскость является плоскостью упругой симметрии, а симметричные слои однородны и ортотропны. С одной стороны, она может рассматриваться как однородная тонкая плита (пластинка) с отличающимися свойствами в разных направлениях. С другой стороны, она представляет многослойную конструкцию из спаянных (склеенных) однородных анизотропных слоев. В инженерной практике нашла широкое применение теория напряженно-деформированного состояния ортотропных пластинок, разработанная С.Г. Лехницким для расчета фанерных плит. Вместе с тем получила широкую известность теория расчета многослойных ортотропных пластинок в трудах С.А. Амбар-цумяна. Сравнивая систему уравнений поперечного изгиба многослойных ортотропных пластинок с соответствующей системой однослойной орто-тропной пластинки, акад. С.А Амбарцумян отмечает полную идентичность строения этих систем уравнений и единственное отличие в постоянных коэффициентах этих уравнений. Таким образом, можно предположить, что многослойная деревоплита из перекрестных досок может быть рассмотрена как однородная пластинка с приведенными упругими характеристиками.

В отличие от фанеры и многослойных анизотропных пластинок, ортогональные слои которых сформированы без разрывов, слои деревоплиты составлены из узких досок, не объединенных клеевой прослойкой по кромкам. Можно предположить, что при растяжении (сжатии) продольных слоев поперечные (ортогональные) слои через посредство клеевой связи отдельных досок по пласти получают одинаковые с продольными деформации. Деформациями сдвига в виду жесткой клеевой прослойки можно пренебречь.

Рассмотрим деформации многослойной деревоплиты, содержащей п четных и (п+\) нечетных ортогональных слоев досок под действием растя-

гивающих сил. Характерный элемент пересечения (пакет) досок дерево-плиты растягивается (сжимается) по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 2). Предполагаем, что напряжения и деформации по толщине доски каждого слоя распределены равномерно.

Уравнения обобщенного закона Гука относительно осей X и У при растяжении пакета с досками нечетных слоев вдоль пролета (рис. 2,а) будут иметь вид:

е™ =—о-;4 х Е, Е"

£у ="

/"12 я»

(1)

Е-,

а при растяжении пакета с досками четных слоев поперек пролета (рис. 2,6) - следующий вид:

1

YOT А' 12 „ .

<У,--— СТ.,

е = ■

У

г

¿«21

я,

(2)

с" г"

где ^

< чт чт >£х >EV

деформации по направлениям X и Y для элемен-

тов четного и нечетного слоев деревоплиты; ei и е2 - модули упругости для растяжения (сжатия) вдоль и поперек волокон (но направлениям X и Y

соответственно); Мп- коэффициент Пуассона, характеризующий сокраще-а>

02 !

б)

X

а-

а?

ГТТ N II \ I

р:

ТГТТ7ТТТТ

I <Т"

о:! '

Рис. 2. Напряженно-деформированное состояние элемента пересечения: а - в продольном слое; б - в поперечном слое

ние в направлении Y при растяжении в направлении X; /лгх~ коэффициент Пуассона, характеризующий сокращение в направлении X при растяжении в направлении Y.

Исходя из условий совместности деформаций по контакту слоев, имеем равенство деформаций во всех слоях с продольными и поперечными досками:

£х -£х -£х>

нч чт * (3)

у ьу V

В итоге получены формулы осредненных коэффициентов Пуассона в пакете деревоплиты:

^ = (2я + 1)^12^21 . _ {2п + \)уп11п

и выражения приведенных модулей упругости деревоплиты, ориентированной по направлениям осей X и Y:

1 М21М12)' Ми V '

Е-

2 (л \ * »' О)

Значения приведенных упругих постоянных многослойной деревоплиты при толщине слоев 0,033 м при Ех = 1x104 МПа, Ег = 4x102 МПа, G = 5x102 МПа, /¿12= 0,5, /¿21= 0,02 показаны в табл. 1.

Таблица 1

Упругие постоянные деревоплиты, ориентированной досками по осям X и Y

Показатель Количество слоев, 2п+1

5 7 9 . j и

Приведённые упругие постоянные в направлении главных осей упругости X и У

Мп 0,0472 0,0443 0,0428 0,0420

-"2*1 0,0325 0,0340 0,0349 0..0355

Е,\ МПа 6206 5933 5779 5683

El, МПа 4273 4553 4713 4803

Зависимости для определения упругих характеристик деревоплиты из перекрестных досок, образующих углы 92=45° с направлениями главных осей, имеют следующий вид:

1

f'

45

Е\ Е\ G Е\

J_ G'

К j

V К

G

я; 4

я;

я;

(8)

где /^45 > £45 - упругие характеристики многослойной деревоплиты для новых направлений X, У.

В табл. 2 приведены значения упругих постоянных для многослойной деревоплиты, повернутой на угол 45° к осям X и У.

Таблица 2

Упругие постоянные деревоплиты, ориентированных досками под 45° кХиУ

Показатель Количество слоев, 2/1+1

5 7_______ . 9 И

Приведённые упругие постоянные в направлении главных осей упругости X и Y

= /4 0,6809 0,6854 0,6875 0,6882

Е'К = Е'К, МПа 1681 1685 1687 1688

6';5, МПа 2439 2480 2500 2507

1,1732 3,2643 6,9841 12,7822

D'xy, МН-м 0,913 2,5475 5,4579 9,9929

Из приведенных данных следует, что упругие характеристики деревоплиты из перекрестных досок, ориентированных по осям X и Y, при увеличении числа слоев постепенно сближаются, а упругие характеристики деревоплиты, ориентированной досками под 45° к осям X и Y, в направлении осей X и Y равны. Таким образом, деревоплита из досок, ориентированных по направлениям осей X и Y, может быть с приближением рассмотрена как изотропная пластинка, а деревоплита, ориентированная под 45°, в направлении осей X и Y изотропна.

Для оценки напряженно-деформированного состояния исследуемых плитных конструкций использован программный комплекс МКЭ COSMOS/M и разработанное проф. Г.М. Кадисовым специализированное программное обеспечение для статических и динамических расчетов складчатых систем SK01. В качестве объектов исследования были приняты

Рис. 3. Конструкция и схема нагружения PL 45

физические модели деревоплит PL 45 (рис. 3) и PL 90 (рис. 4) из пяти слоев перекрестных досок 100x15 мм с соответствующей ориентацией волокон.

Применяемая в данном исследовании методика расчета складчатых систем предполагает образование основной системы согласно методу перемещений, предложенному проф. A.B. Александровым. При этом плита рассматривается в виде пластинки, приведенной к срединной плоскости и составленной из ряда узких пластинок, объединенных по узловым линиям.

Использование программного комплекса COSMOS/M позволяет оценить достоверность результатов исследования работы многослойных плит из перекрестных досок на основе учета анизотропных свойств древесины, количества слоев и направления волокон.

На рис.5 представлено деформированное состояние срединного сечения экспериментальной модели PL 45, полученное по указанным расчетным схемам.

Рис. 4. Конструкция и схема нагружения PL 90

X

F

Узлы 7 20

33 46 59 72 85 98 Ш 124 137 150 163 176 189 202 215

;

—-J —

«т|чэ noIn >-|м ™|о ni о |>|ю 5U S3 г- Solo г-lío V» о mleí .-о .-[с^

•-tlt^ ^Ijg чЫ ЧЫ 4rJ I ^ Ч ^líg ^l14'

Рис. 5. Эпюры прогибов в сечении 0,5L модели PL 45 при 3F=30 кН: 1 — по МКЭ; 2 - по SK01

Следует отметить, что в основной части графиков наблюдается практическое совпадение численных значений прогибов, полученных разными методами. Заметное расхождение наблюдается только в крыльях модели

при расположении нагрузки над ними, что, очевидно, связано с частичным выключением этой части рассматриваемой деревоплиты из работы. Полученные по методике расчета однородных изотропных плит теоретические значения нормальных напряжений в наиболее напряженных узлах сечения несколько превышают соответствующие значения МКЭ.

Вместе с тем характер распределения прогибов и нормальных напряжений и относительная близость их численных значений, полученные разными методами, подтверждают справедливость применения теории изгиба изотропных плит к расчету рассматриваемой конструкции деревоплиты из перекрестных досок.

На рис. 6 показано аналогичное состояние модели деревоплиты РЬ 90.

Г / ' 1р

26 60 94 128 162 196 230 264 29« 332 366

Рис. б. Эпюры прогибов в сечении 0,51, модели РЬ 90 при 3р=30 кН: 1 - по вКО!; 2-поМКЭ

Сравнение прогибов, описанных кривыми 1 и 2, показывает, что результаты расчета МКЭ и приближенного метода на основе представления многослойной деревоплиты однородной изотропной пластинкой с упругими постоянными плиты, ориентированной досками внешних слоев вдоль оси X, согласуются между собой.

На рис. 7 приведены эпюры нормальных напряжений ах в узлах сечения 0,5Ь, определенные по расчетным схемам МКЭ и приближенного метода. Сопоставление эпюр показывает, что характер распределения напряжений по ширине сечения соответствует характеру распределения прогибов. Однако численные значения

Рис. 7. Эпюры ох ( МПа) в сечении 0,5Ь модели РЬ 90 при 30 кН: 1 - МКЭ; 2 - ЯКО!

фибровых напряжений стх в узловых точках 128, 162, 196 и др., определенные разными методами, существенно отличаются. Отличия связаны с коэффициентом приведения конструкционного материала к чистой древесине, который равен п = Е, /Е' =1.61. В итоге разница в напряжениях ггх в отмеченных узлах составит 10-14%.

В результате теоретического исследования многослойной деревопли-ты на физических моделях установлено, что аппроксимация деревоплиты однородной изотропной пластинкой с приведенными упругими характеристиками позволяет оценить напряженно-деформированное состояние этой конструкции с достаточной для практических расчетов степенью точности.

Основные теоретические положения, заложенные в конструкции деревоплиты, и методики расчета подтверждены результатами эксперимента на физических моделях (рис. 3, 4). Экспериментальным исследованиям были подвергнуты по две модели каждой из двух конструкций деревоплиты. Одинаковые по конструкции модели отличались между собой способами запрессовки при склеивании.

Испытания показали, что на всех этапах нагружения в напряженно-деформированном состоянии моделей-аналогов наблюдались незначительные расхождения. Это позволило сделать вывод об обеспечении монолитности склеенной конструкции при применении разных способов запрессовки. Для проведения испытаний был изготовлен специальный стенд. Общий вид стенда в процессе испытания модели с расположением досок к продольной оси под углом 45° от трех сосредоточенных сил (1-я схема нагружения) показан на рис, 8. Процесс испытания модели с досками, ориентированными к продольной оси плиты под углами 0° и 90°, от сосредоточенной нагрузки (2-я схема нагружения) представлен на рис. 9.

Рис. 8. Испытание модели по схеме 1 Рис. 9. Испытание модели по схеме 2

Сравнение результатов испытания с теоретическими данными приводится на примере нагружения модели РЬ 45 по двум схемам (рис. 10, 11).

IF ,i;F ,1:F

т.ХХХШХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ X 7 20 33 46 59 72 85 98 111 124 137 150 163 176 189 202 215

С VÔ а |"Ч «ч M м Ч .ч а N <-ч 1 2.10 1.93 V, О ох (S -н О rs О О} -S .ч 00 » rx (à ©1 С\ г- S ®1 ®ï fv f». Os О) e{ О 'П о о VH С» О О о, I-» С* «О гч t

п "1 J_ __ип: Г

>Л rt N »"> О Т ТЧ

Vj tr, <Tj Vj <rt <rj -T - '-o

ГЧ <4 fM 4 N ГЧ Г* <S Г*

Рис. 10. Эпюры прогибов (мм) в сечении 0,5Ь РЬ 45 при Р=10 кН: 1,2-теоретические по МКЭ и 5К01; 3 - экспериментальная

Рис.11. Эпюры прогибов (мм) в сечении 0,5L PL 45 при i-ЗОкН: 1,2 - теоретические по МКЭ и SK01 ; 3 - экспериментальная

Из сопоставления экспериментальных и теоретических прогибов в середине пролета модели на рис. 10, 11 в обоих случаях нагружения отмечается совпадающий характер распределения теоретических и эсперимен-тальных прогибов с превышением последних над теоретическими до 25 %.

Сравнение рассчитанных по программе COSMOS/M нормальных фибровых напряжений a t, а у с вычисленными по результатам измерения относительных деформаций в узловых точках модели также указывает на существенное превышение экспериментальных значений над теоретически вычисленными и на несоответствие конструктивной схемы модели теоретически обоснованному представлению ее однородной пластинкой. Как показано в работе, расчетную схему такой деревоплиты на изгиб можно представить в виде перекрестной стержневой системы из пересекающихся рядов досок.

Испытания моделей PL 90 показали, что рассматриваемая конструкция деревоплиты с досками наружных слоев, ориентированных по направлению продольной оси, обладает более высокими жесткостными и

прочностными свойствами, чем конструкция РЬ 45. При этом экспериментальные прогибы рассматриваемой модели (рис. 12, 13) при одинаковых нагрузках в 2-2,4 раза меньше прогибов модели с досками, ориентированными к продольной оси под 45° (см. рис. 10, 11). Как видно из рис. 10 и 11, распределение экспериментальных прогибов по ширине плиты согласуется с распределением теоретически вычисленных как по характеру кривых, так и по значениям прогибов.

ХГ' С1 ЧО ■о и

О __ с' <5\ О 2 /2 о о О С* о А

й а

Рис. 12. Эпюры прогибов (мм) в сечении 0,5Ь модели РЬ 90 при ЗК- 3х 10 кН: 1,2 - кривые теоретических прогибов; 3 - экспериментальная

X

Рис. 13. Эшоры прогибов (мм) в сечении 0,5Ь модели РЬ 90 при 30 кН: 1,2 - кривые теоретических прогибов; 3 - экспериментальная

По результатам замера относительных деформаций в нижних и верхних фибрах наружных слоев деревоплиты получены данные по нормальным напряжениям вдоль и поперек волокон. Сравнительный анализ напряженного состояния модели деревоплиты при различном приложении испытательной нагрузки (рис. 14, 15) показывает, что экспериментально полученные нормальные напряжения £ГХ почти во всех отме-

Рие. 14. Эпюры г.тх (МПа) в умах РЬ 90 при 3* 10 кН (в числителе - МКЭ; в знаменателе - эксперимент)

ченных узлах меньше теоретических, а численные их значения сопоставимы.

Таким образом, по результатам экспериментальных исследований можно заключить, что многослойная дере-воплита с досками, ориентированными вдоль и поперек пролета, имеет явные преимущества перед деревоплитой с ориентацией под углом 45° к оси пролета и может быть рекомендована как самостоятельная конструкция.

Результаты данного исследования позволили определить пути применения такой конструкционной древесины в плитных пролетных строениях мостов. Автором совместно с Г.М. Кадисовым и П.Н. Кобзевым разработана конструкция плитного дощато-клееного пролетного строения и получен патент РФ на полезную модель (см. рис.1).

В качестве реальной расчетной модели пролетного строения была принята конструкция плитного пролетного строения расчетным пролетом 8,60 м (полная длина 9,0 м), шириной проезжей части 10,0 м (полная ширина 10,4 м), выполненная в виде клееной деревоплиты из 9 слоев перекрестных досок толщиной 42 мм (высота плиты 37,8 см). Нечетные слои досок ориентированы вдоль моста, четные - поперек. Расчетная нагрузка НК-18К установлена в невыгодное положение при габарите Г8+2Т х 1,0 м.

На основании полученных данных о напряженно-деформированном состоянии рассмотренной конструкции, а также аналогичных расчетов пролетных строений длиной 6 м и 12 м рекомендуются следующие высотные параметры:

• для пролета длиной 6,0 м относительную высоту деревоплиты принимать равной 1/20 (7 слоев по 42 мм или 9 слоев по 33 мм);

• для пролета длиной 9,0 м относительную высоту деревоплиты принимать равной 1/24 (9 слоев по 42 мм "или 11 слоев по 33 мм);

• для пролета полной длиной 12,0 м относительную высоту деревоплиты принимать равной 1/25-1/27 (11 слоев по 42 мм или 13 слоев по 33 мм соответственно).

В третьей главе изложены теоретические основы исследования плитно-ребристых пролетных строений с многослойной деревоплитой.

Автором предложены два типа дощато-клееного пролетного строения,

Рис.15. Эпюры стх (МПа) в узлах РЬ 90 при Р=30 кН (в числителе - МКЭ; в знаменателе - эксперимент)

содержащего клееные прямоугольного поперечного сечения балки заводского изготовлении, верхнюю деревоплиту, являющуюся одновременно элементом проезжей части и элементом главных балок. Конструкции отличаются между собой ориентацией досок деревоплиты по отношению к балкам: в одном случае -- это РЬ 45 (рис.16), в другом - РЬ 90 (рис.17), свойства которых изучены во второй главе.

2

Рис. 16. Конструкция пролетного строения с деревошштой РЬ 45: 1 - клееные балки; 2 - деревоплита РЬ 45; 3 - проезжая часть

Т Г т

2

Рис. 17. Конструкция пролетного строения с деревоплитой РЬ 90: 1 - клееные балки; 2 - деревоплита РЬ 90; 3 - проезжая часть

Основной задачей данной главы является разработка методики расчета плитно-ребристых систем пролетных строений с учетом различных физико-механических свойств деревоплиты и балок, конструктивных решений и статико-геометрических параметров.

Приведенные в главе 2 результаты численных и физических экспериментов показали, что многослойные деревоплиты из перекрестных досок, ориентированных под углом 45° к продольной оси, могут быть рассмотрены как изотропные пластинки. Многослойные деревоплиты с досками, ориентированными вдоль и поперек пролета, могут быть приведены к однородной пластинке с осредненными упругими постоянными. Это позволило автору в исследовании совместной работы многослойной деревоплиты с клееными балками использовать методы пространственного расчета плитно-ребристых систем, способные оценить напряженно-деформированное состояние их с наибольшей точностью.

В практике известны два основных способа пространственного расчета плитно-ребристых систем, основанных на точных решениях теории упругости для плоского напряженного состояния и изгиба однородных пластинок с применением ординарных тригонометрических рядов. Это метод сил Б.Е. Улицкого и метод перемещений A.B. Александрова. В большинстве случаев предпочтение отдается методу перемещений, система канонических уравнений которого содержит меньшее число неизвестных.

В методе перемещений многоребристое пролетное строение представлено в виде складчатой системы из однородных изотропных пластинок. Для расчета исследуемых конструкций применен разработанный проф. Г.М. Кадисовым программный комплекс SK01.

Метод конечных элементов позволяет произвести расчет конструкции любой сложности с высокой точностью. Для расчета исследуемых конструкций применен ВК COSMOS/M и 4-узловой многослойный (до SO слоев) четырехугольный элемент оболочки SHELL 4L с возможностью учета мембранных и изгибающих сил. Каждому слою могут быть назначены различные изотропные или ортотропные свойства материала.

Рис Л 8. Схема пролетного строения. Исходные данные

Для сравнения данных методов был выполнен расчет пролетного строения / = 15,0 м из восьми клееных балок 20х 120х 1500 см и пятислой-ной деревоплиты 16,5x1040x1500 см из перекрестных досок, уложенных под углом 45° к продольной оси (рис. 18).

Масштабное и численное сопоставления величин напряжений, вычисленных этими методами, свидетельствуют о незначительной разнице в значениях напряжений и о полном совпадений характера их распределения в ребрах.

В качестве инженерного метода расчета рассматриваемой конструкции пролетного строения предложен метод пространственного расчета, разработанный автором на основе представления тонкостенной системы двумя расчетными схемами и примененный при исследовании многоребристых балочных пролетных строений с криволинейной осью в плане.

Из работ В.З. Власова, А.А. Уманского, Н.И. Поливанова известно, что тонкостенные складки с абсолютно жестким контуром поперечного сечения воспринимают внешнюю нагрузку в соответствии с законами теории изгиба и кручения тонкостенных стержней. При конструктивном обеспечении недеформируемости контура поперечного сечения можно рассматривать эти системы как простейшие брусья, стержни.

Рис. 19. Поперечное строение многоребристого пролетного строения с объединением их абсолютно жесткими поперечными диафрагмами

В случае, когда в поперечном сечении многоребристого пролетного строения балки (ребра) связаны между собою не только абсолютно жесткими диафрагмами, но и по плите (рис. 19), полный крутящий момент уравновесится усилиями изгиба (М,,0) в плоскости каждого элемента сечения. Эти усилия в обобщенном виде представлены бимоментом В и изгибно-крутящим моментом М-

У

Ц.и.

Открытый / контур

О

Диафрагма

В = -Е1а-в"-МВ1=-Е1а'вГ.

где 1а - \со2с1Р _ секториальный момент инерции; 0 - угол закручивания контура сечения.

Очевидно, что распределение полного крутящего момента по жестко-стям элементов, образующих поперечное сечение пролетного строения, определяется составляющими секториального момента инерции контура сечения, который для рассматриваемого случая может быть представлен в виде

7 _ Г*» „2 . V* 7ст „2

Л> -ау+Ъ1*. 'а> ■ (Ю)

Из формулы (10) видно, что в распределении полного крутящего момента участвует горизонтальная плита как элемент всего сечения в целом и система жестко связанных посредством диафрагм ребер. Влияние горизонтальной плиты на жесткость контура сечения определяется слагаемым

I™ ' а1, а влияние жестко связанных ребер - X '■

В соответствии с вышеизложенным выражение бимомента (9) можно записать следующим образом:

В = -Е1а-в' = -Е-(/? + Гат)-вп=В'+В", (П)

где

Поскольку обобщенная сила В пропорциональна нагрузке, действующей на систему, то:

1пл / Тст /

В1 = А В = уВ; В" Л 5 = (l - у)В . (12)

/ ^ чз / ы

[ценная сила В пропорциональна L' - у-L, Р'=уР,

где Р1- часть внешней нагрузки, отнесенная к плите, а Р " - другая часть внешней нагрузки, отнесенная к ребрам, объединенным поперечной конструкцией.

Полагая, что объединение балок по плите обеспечивает абсолютную жесткость контура поперечного сечения, пролетное строение на действие первой части нагрузки Р' -у хР может быть рассмотрено по схеме I -тонкостенный стержень (рис. 20,а). При этом доля внешней нагрузки определится коэффициентом распределения У = /™ ¡1а .

Предполагая, что жесткость контура сечения за счет объединения балок поперечной конструкцией не обеспечена, для расчета следует при-

нять схему II (рис. 20,6) - балочного ростверка под воздействием второй части нагрузки Р" = (1 - у) • Р.

а)

Рис. 20. Метод двух расчетных схем: а - схема I - жесткий тонкостенный брус; б - схема II - балочный ростверк

В результате расчета по двум расчетным схемам напряженно деформированное состояние пролетного строения определяется суммированием результатов от воздействия силовых факторов, связанных с изгибом и кручением жесткого бруса и изгибом элементов балочного ростверка.

М'-у , В'-

О)

т = т'+т" =

1,п к

\ ) ш /

У

^■п-Ь

К

1

*;

(14)

где индексом / отмечены напряжения (усилия), соответствующие расчетной схеме I а индексом // - расчетной схеме И.

Полученные аналитические зависимости усилий для двух расчетных схем с высокой степенью точности оценивают напряженно деформированное состояние пролетного строения в зависимости от изменения конструктивных форм отдельных элементов при проектировании. Расчет может быть выполнен с использованием программных комплексов типа МаШсаб И др.

На рис. 21 показано напряженное состояние наиболее нагруженных балок Б2 и БЗ в середине пролета (см. рис. 18, сечение ш-т), полученное по результатам расчета тремя методами. Как видно из сравнения, численные значения напряжений, полученные тремя разными способами, мало отличаются друг от друга, а характер напряжений совпадает.

6.42/6.17/6.05, 9.51/8159/8.55^2

Рис. 21. Эпюры ах (МПа) на срединной поверхности сечения (т-т) в середине пролета (рис. 19). Порядок значений: первое - МКЭ, второе - БКО1, третье - метод двух расчетных схем

Таким образом, рассмотренные выше способы пространственного расчета могут служить инструментом для исследования и проектирования многоребристых пролетных строений из клееной древесины с многослойной плитой проезжей части.

При оценке напряженно-деформированного состояния пролетных строений, составленных из равного числа одинаковых клееных балок с де-ревоплитой, отличающейся ориентацией досок (РЬ 45 и РЬ 90), установлена более высокая (на 20%) несущая способность конструкции с деревопли-той РЬ 90.

В многоребристых пролетных строениях установка временной нагрузки на пролете с большими эксцентриситетами сопровождается значительными крутящими воздействиями. Влияние В'т и М'а на напряженно-деформированное состояние возрастет с увеличением количества ребер и ширины пролетного строения. В этих условиях опорные закрепления пролетных строений непосредственно влияют на характер распределения де-планаций, а следовательно, на изгибно-крутильные факторы рассматриваемых конструкций.

Для пролетного строения, рассматриваемого по схеме I (жесткий брус), характерны три условия закрепления концов (рис. 22): 1 - оба конца закреплены от закручивания и не имеют связей, препятствующих де-планациям; 2 - оба конца закреплены от закручивания и депланаций; 3 -оба конца закреплены от закручивания, один (правый) - от депланаций.

В практике проектирования и строительства балочных пролетных строений мостов применяют, как правило, два способа опорных закреплений через посредство опорных частей типа РОЧ (первый способ), через посредство подвижной и неподвижной стальных опорных частей (третий способ).

Установка по концам пролета неподвижных опорных частей решает проблему депланационных заделок, но вместе с тем превращает систему пролетного строения в статически неопределимую.

С целью оценки влияния депланационных заделок решены дифференциальные уравнения углов закручивания тонкостенного стержня при равномерно распределенной крутящей нагрузке т:

Рис. 22. Условия закрепления концов пролетного строения (1,2,3)

и при сосредоточенном крутящем моменте Мкр\

М„„

(16)

вт-к20' -----"р

Е1т

Общее решение уравнения (15) представим в развернутом виде:

т

в = С, +С, -г + С, ■ $Ькг. + С. -скЬ + -

2 к2в1л

<Л 1.2. \

к \ к I -) _ .

—г3--г2 +2 г-\

3 2

(17)

Постоянные интегрирования С,,С2,С3,С4 определяются из условий концевых закреплений: 1) в0 = О,0Ц = 0,Ва =0 и = 0,6" ~ 0, Вш =0; 2) 0О =0И 0, = 0, = 0; 3) 6>0 = О,#0" = Ои ^ =о,б»; = о.

В результате получены формулы для определения изгибно-крутильных факторов.

Общий интеграл дифференциального уравнения (16) представлен в следующем виде:

_ _ _ м

в(г)=С1+С1-еь+С}-е'ь--^г . (18)

Постоянные интегрирования найдены из условий концевых закреплений и граничных условий. В результате получены все необходимые формулы и выражения для определения изгибно-крутильных факторов. Ниже приводим полученные выражения для стержней с депланационными заделками на концах (см. рис. 22, схема 3).

Формулы в,М<1,В<а,Мт от сосредоточенного крутящего момента

при концевых закреплениях (О0 = 0,6^ = 0 и в, = 0,0/ = 0)

Участок 1 {0<г<а)

I

кЮ1л

(19)

^ =у[4Ь "1)+П-е1а(е1Ь -\\shkz]- (20)

+П-еы{еи -\\chh)- (21)

< = --¿г1ь ■■е1°+* ■'И -'1)'^ (22)

'С,/,.,

/ '

Участок 2 (а<г<1)

19 ь '

где 7

Где ' (1->>Ш-<?*'(1-еи>й*а •

(25)

(26)

(27)

(28)

455

0*10

0.420С

0.5 0.719

Ми*103 кН-м

Рис. 23. Эшоры 0, в',Ва,Ма в пролетном строении Ь=15.0 м от НК-80 при трех способах (см. рис. 22) концевых закреплений

Аналитические зависимости изгибно-крутильных факторов 0,6',Ва,Ма, полученные для различных концевых условий (рис. 23), характеризуют напряженно деформированное состояние рассматриваемых пролетных строений. Приведенные на рис. 23 данные свидетельствуют о положительной роли опорных связей, препятствующих депланациям опорных сечений. При этом наибольший эффект может быть получен в случае размещения депланационных заделок у обоих концов. Как следует из сравнения эпюр бимоментов, численные значения в середине пролета при отсутствии депланационных заделок на концах пролета более чем в два раза (3,4x10 3 кН-м2 против 1,61-10 3 кН-м2) превышают со-

значения с обеих

НК-80

а)

I! §6 !й Щ Ш 21 II

б)

Сх

ответствующие при наличии их сторон пролета.

• Автором предложена конструкция плитно ребристого пролетного строения с горизонтальными диафрагмами в опорных сечениях на уровне нижнего пояса ребер. Плита проезжей части пролетных строений и жесткие горизонтальные диафрагмы в опорных сечениях создают неизменяемый замкнутый контур, препятствующий депланациям опорных сечений. При этом опорные сечения пролетных строений могут свободно поворачиваться при опорных закреплениях, выполненных любым из приведенных выше способов.

На рис. 24 представлены эпюры прогибов пролетных строений с горизонтальными диафрагмами и без них длиной 15 м с балками сечением 20* 100 см и деревоплитой РЬ 90.

Анализ НДС рассматриваемых конструкций показал, что за счет увеличения крутильной жесткости уменьшились прогибы крайних балок на 20% и нормальные напряжения на 10-12%. Однако в области наиболее нагруженных балок (см. рис. 18, сечение т-т) существенных отличий не отмечается. Вместе с тем необходимо обратить внимание на напряженно деформированное состояние опорных зон пролетных строений.

В общем случае напряженное состояние опорного сечения при кручении пролетного строения со связями, препятствующими депланации, представлено на рис. 25. Бимомент в опорном сечении может быть заменен эквивалентной парой изгибающих моментов, действующих в уровне плиты проезжей части и в уровне горизонтальных опорных связей Полагая, что реакция N¡ является равнодействующей нормальных напряжений сг,, сосредоточенных на площади А„ можно напи-

в)

Рис. 24. Эпюры прогибов в сечениях: а - 0.25Ц б - 0,51,; б- 0,75Ь (сплошная кривая - в конструкции с диафрагмами, пунктирная - без диафрагм)

сать формулу для определения напряжений и горизонтальных реакций в связях:

Мгор-а, _ ва,

(29)

в)

Рис. 25. Напряженное состояние опорного сечения с противо-депланационными связями

Согласно расчету для пролетного строения (рис. 25) с концевыми закреплениями против закручивания и депланаций горизонтальная реакция в крайних балках Ац= 100,4 кН. Очевидно, для передачи такого опорного давления потребуется достаточно сложное закрепление опорной части к балке из древесины.

В области сосредоточенного приложения реакций характер распределения нормальных напряжений определяется более сложными законами, чем закон плоских нормалей. Об этом же свидетельствуют расчеты данно-

го пролетного строения по методу конечных элементов. На рис. 26 приведено поле изменения нормальных напряжений в опорной зоне ребер бездиафрагменного пролетного строения от НК-80.

Рис. 26. Концентрация напряжений в опорных зонах бездиафрагменного пролетного стсоегшя

Горизонтальные реакции в опорных связях, препятствующих продольным перемещениям опорных сечений отдельных балок, с учетом эксцентричности их приложения создают в опорных зонах отдельных балок очень сложное напряженное состояние.

Введение в конструкцию пролетного строения депланациоиных заделок в виде горизонтальных диафрагм в опорных участках пролетных строений в уровне нижнего пояса ребер существенно изменяет характер напряженно-деформированного состояния опорных зон (рис. 27).

Рис. 27. Напряженное состояние в опорных зонах пролетного строения с горизонтальными диафрагмами

Приведенные в работе результаты расчета свидетельствуют о положительном влиянии данного конструктивного приема на напряженно-деформированное состояние, прежде всего зон опирания пролетного строения.

Рассматривая напряженно-деформированное состояние исследуемых пролетных строений, следует отметить, что полученные МКЭ результаты согласуются с результатами по методу двух расчетных схем.

Четвертая глава посвящена разработке рекомендаций по проектированию балочных пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из перекрестных досок и изготовлению их на месте строительства.

Автором предложены, рассмотрены и обработаны три основных типа новых балочных пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из перекрестных досок (рис. 28).

а) По а-а а

» 1 llHlü 1 "1 i I 1 I I IT

Рис. 28. Типы предложенных пролетных строений: а- плитное; б - плитпо-ребристое с поперечными диафрагмами; в - плитно-ребристое с горизонтальными диафрагмами

Основные размеры пролетных строений принято назначать с соблюдением модульности и унификации в строительстве. В автодорожных мостах высота балок, их количество, расстояние между ними, толщина плиты во многом зависят от габаритов проезжей части. Указанные параметры устанавливаются, на основании расчета конструкции в соответствии с действующими нагрузками и качеством материалов, из которых она сделана. Однако на этапе эскизного проектирования необходимо заранее знать основные размеры элементов пролетного строения с последующим их уточнением и исправлением на основании расчетов. Кроме того, надо хотя бы примерно оценить стоимость конструкции для сравнения с другими возможными решениями.

Оценка влияния геометрических параметров на напряженно деформированное состояние исследуемых конструкций была выполнена на основе

многочисленных расчетов плитных пролетных строений полной длиной 6, 9, 12 м для габарита Г10 и многорсбристого пролетного строения полной длиной 15 м для габарита Г 8+2x1,5 м под нагрузку НК-18К (класс 11).

Основным параметром пролетного строения - деревоплигы является высота плиты, которая, в свою очередь, зависит от количества и толщины слоев досок. Высоту плиты при пролетах 6, 9, 12 м рекомендуется принимать, равной соответственно 1/20 - 1/24 - 1/28 полной длины пролета.

С дальнейшим увеличением пролета, включая 12 м, следует переходить на плитно-ребристые конструкции. Сравнение результатов проектирования этого пролетного строения в плитном и плитно-ребристом вариантах указывает на более высокую материалоемкость первого варианта при меньшей стоимости материала.

Предельные размеры плитпо-ребристых пролетных строений ограничены возможностями производителей балок и комплектующих их досок-заготовок. При этом назначение размеров многорсбристых пролетных строений стандартной длины сводится к пролетам 12, 15, 18 м из балок с параметрами до 20x200x2000 см.

Напряженное состояние деревонлиты на изгиб в поперечном направлении в плитно-ребристых конструкциях от временной нагрузки характеризуется наибольшими нормальными напряжениями над балками и в середине пролета между ними. При этом возникает необходимость внешнего размещения досок этого направления с нечетным числом слоев. Суммарное число перекрестных слоев деревоплиты с учетом симметричного размещения внешних слоев поперечного направления рекомендуется не менее пяти (5,7,9,...).

Рассмотрено напряженно-деформированное состояние многоребристых пролетных строений в совместной работе с деревоплитой, содержащей 5 и 7 слоев перекрестных досок. Расстояния между осями главных балок приближены к установленным в типовых конструкциях балочных железобетонных пролетных строений с обычной арматурой (1,2; 1,4; 1,6 м). На основании расчетов с использованием программного комплекса COSMOS/M построены графики зависимости максимальных прогибов, нормальных напряжений от высоты ребер и расстояния между балками.

Установлено, что при назначении основных размеров рассматриваемых пролетных строений необходима комплексная оценка их влияния на напряженно-деформированное состояние конструкции.

Допуски на применение конструкции многоребристого пролетного строения длиной 15 м в зависимости от установленных параметров обоснованы в табл. 3, из которой видно, что лучшие показатели имеют пролетные строения, содержащие пятислойную деревоплиту с балками высотой 1,0 м при отношении высоты пролета к его длине 1/12.

Таблица 3

Допуски на применение многоребристого пролетного строения длиной 15 м при установленных параметрах конструкции

Основные параметры конструкции Допустимость применения конструкции в зависимости от максимальных значений Допуск на применение

Высота балок, м Расстояние между балками, м < < ^тпяX

при количестве слоев де ревоплиты

5 7 5 7 5 7 5 7 5 7

0,8 1,2 + - + - + * - - -

1,4 - - - - + * - - - -

1,6 - - - - - + - - - -

1,0 1Д * + + - + * + - + -

1,4 + * + * , + * * + + *

1,6 + + * + * * + + *

1,2 1,2 * + * + + * * + * *

1,4 + * - + + * + * - *

1,6 + * - - + * - + - -

Примечание. Знак (+) означает предпочтение для применения указанных параметров по данному критерию; знак (*) означает возможность применения конструкции с указанными параметрами; знак (-) означает отрицание возможности применения конструкции с указанными параметрами; знак (+') допускает применение конструкции в случае уменьшения допусков по прогибам.

Применение балок высотой 0,8 м с расстоянием между ними 1,2 м позволяет уменьшить относительную высоту до 1/15 расчетной длины пролета. Применение семислойной деревоплйты возможно при увеличении расстояния между балками до 1,4 -1,6 м и высоты балок до 1,2 м. При этом относительная высота возрастает до 1/10 пролета.

Кроме этого, сформулированы конструктивные требования, обеспечивающие повышение эксплуатационной надежности и долговечности предлагаемых конструкций.

При проектировании пролетного строения необходимо знать упругие постоянные материалов отдельных элементов и их показатели прочности. Рассматриваемые пролетные строения формируются из клееных главных балок и многослойной клееной плиты проезжей части. Материал главных балок достаточно полно изучен, а его расчетные характеристики определены нормативными документами. Многослойная деревоплита из перекрестных досок представлена в виде однородной ортотропной пластинки с приведенными к срединной плоскости упругими постоянными. Как установлено, численные значения упругих постоянных зависят от количества

слоев и направления досок внешних слоев деревоплиты относительно осей изгиба деревоплиты (см. табл. 1 и 2).

В основу расчета совместной работы клееных балок и многослойной деревоплиты заложены отношения модулей упругости деревоплиты по направлениям осей и древесины вдоль волокон. По аналогии со сталежелезо-бетонными и железобетонными конструкциями их можно использовать в качестве коэффициентов приведения расчетных сопротивлений древесины к расчетным сопротивлениям конструкционного материала деревоплиты.

Усилия, действующие в деревоплите проезжей части, следует определять, исходя из двух случаев загружения:

• от местной нагрузки, как для плит, защемленных двумя сторонами в ребрах;

• от участия плит в работе всего пролетного строения в целом.

В первом случае плита будет находиться в условиях частичного защемления. Во втором случае разработанный автором метод расчета по двум расчетным схемам дает возможность оценить напряженно-деформированное состояние деревоплиты на поперечный изгиб по расчетной схеме «балочный ростверк». При этом действующие в сечениях условной поперечной балки усилия будут характеризовать напряженно-деформированное состояние деревоплиты приведенной ширины.

Совместная работа деревоплиты с главными балками по контакту деревоплиты и ребер обеспечивается посредством клеевого соединения, выполненного при сборке первого поперечного слоя деревоплиты. От качества изготовления этого соединения зависит эксплуатационная надежность конструкции. Прочность соединений в процессе эксплуатации конструкции может измениться, при допущении непроклеенных мест в соединениях первого слоя деревоплиты с балками могут развиваться деформации отрыва и т.п. В этом смысле представляет интерес напряженное состояние в контакте изготавливаемой деревоплиты с балками.

Определение реакций (отрыва) в связях между деревоплитой и главными балками может быть выполнено по законам балочного ростверка, в котором поперечная конструкция, имеющая определенную жесткость, участвует в распределении давления между балками, представленными в виде упругооседающих опор. Приведены результаты расчета пролетного строения с деревоплитой из перекрестных досок и восьмью ребрами на нагрузку НК-80. Полученные значения реакций взаимодействия продольных балок и условной поперечной конструкции являются усилиями отрыва деревоплиты от ребер. Запроектированные на восприятие этих усилий элементы обжатия клеевого соединения нижнего слоя деревоплиты с балками могут служить в качестве постоянных соединительных элементов. При возможных непроклейках они будут обеспечивать неразрывную связь плиты и балок.

Организация производства по изготовлению клееного пролетного строения на месте строительства требует строгого выполнения режимов и условий для качественного склеивания, высокой квалификации исполнителей, опыта, знаний, более глубокого изучения производства у нас и за рубежей. В 2005 году вышло 3-е переработанное и дополненное издание «Производство деревянных клееных конструкций» д-ра техн. наук, проф. Л.М. Ковальчука, в котором подробно описан технологический процесс производства ДКК, представлена отечественная и зарубежная нормативно-техническая документация, регламентирующая производство и применение ДКК, описаны методики контроля качества и влияние технологии на прочность и долговечность конструкции. Представленная информация, а также достижения мостостроительной практики в области создания необходимых условий для выполнения, например, бетонных, гидроизоляционных, отделочных, сварочных работ при неблагоприятных климатических воздействиях позволяют рассматривать процесс изготовления клееной де-ревоплиты в полевых условиях реально выполнимым.

Поскольку основные элементы пролетного строения (балки и доски-заготовки) изготавливают на специализированных предприятиях, их высокое качество гарантировано строгим выполнением всех требований, предъявляемых к продукции этих предприятий. Непосредственно на строителей ложится ответственность за доставку упакованной на заводах продукции, обеспечение сохранности температурно-влажностных показателей ее в процессе изготовления пролетных строений, выполнение технологических операций по изготовлению деревоплиты в соответствии с требованиями стандартов и объединение ее с балками для совместной работы.

В этой связи разработаны и предложены технологические и организационные схемы по изготовлению пролетных строений в полевых условиях строительства на примере опытного моста.

Весь технологический процесс изготовления деревоплиты выполняется под защитой шатровых покрытий как на участке складирования и хранения доставленных с завода заготовок, так и на сборочном участке в пролете.

В основу разработанного способа производства работ положен принцип поэлементной сборки деревоплиты с формированием клеевого соединения в течение жизнеспособности клея и выдержкой его в запрессованном состоянии до набора проектной прочности. Такой подход гарантирует высокое качество клеевых соединений вне зависимости от остановок и перерывов в выполнении сборочных операций. Как показали расчеты, норма времени для укладки и приклеивания отдельной доски-заготовки длиной до 20 м и шириной до 20 см вписывается в режим жизнеспособности рекомендуемых клеев. Это позволило все связанные с укладкой и приклеиванием одной доски-заготовки операции включить в цикл изготовления сло-

ев деревоплиты. В результате на основе современной нормативной базы построены циклограммы, описывающие процесс изготовления отдельных слоев, установлены нормативы изготовления слоев, составлен график производства работ по изготовлению пролетного строения в целом.

Получены основные технико-экономические показатели изготовления клееной деревоплиты проезжей части пролетного строения, собираемой на месте строительства из заготовок заводского изготовления:

• полные трудозатраты на изготовление пятислойной деревоплиты площадью 10,4x15,0 м .....................2258 чел.-час;

• трудозатраты на 1 пог. метр пролетного строения......150,5 чел.-час;

• трудозатраты на 1 м2 пролетного строения................14,5 чел.-час;

• состав рабочего звена................................................. 10 чел.

• продолжительность изготовления при двухсменной работе 14 дней.

Приведенные показатели могут быть рекомендованы для составления

проектов мостов из клееной древесины на стадии технико-экономических обоснований предлагаемых вариантов.

В пятой главе приведены результаты технико-экономического обоснования целесообразности применения исследуемых конструкций.

Оценка экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса производится, как правило, по величине общественной (социально-экономической) эффективности. Показателями экономической эффективности служат все виды затрат и результатов в стоимостной форме. Показатели ресурсной эффективности отражают влияние инвестиций на объем производства и потребление различных видов ресурсов в натуральных измерителях. Результаты выполнения проекта в социальной сфере (улучшение жилищно-бытовых условий, инфраструктуры населенного пункта, прирост рабочих мест и т.п.) являются показателями социальной эффективности. Показатели экологической эффективности отражают влияние реализации проекта на окружающую среду (почва, водоемы, флора и т.д.).

Величина эффекта может быть определена сравнением между собой предполагаемых затрат и результатов при сравнении вариантов проекта. В качестве моста-аналога был выбран трехпролетный железобетонный мост через реку Оша у с. Ложниково Тарского района Омской области, построенный в 2007 году. При составлении проекта этого моста рассматривался альтернативный вариант с пролетными строениями из клееной древесины.

Для анализа затрат при сравнении вариантов были выполнены необходимые расчеты, представленные в приложениях.

Показателями экономической эффективности являются все виды затрат, распределение которых представлено в табл. 4.

Таблица 4

Сравнение показателей стоимости пролетных строений (ЖБК и ДКК) _ по видам затрат____

Стоимость пролетных строений, руб.

Статья расхода ЖБК ДКК

Балки Проезж. Всего

часть

Материалы 4499847 649011 790194 1439205

Машины и механизмы 104328 70011 106083 176094

Фонд оплаты труда 156144 20361 601176 621538

Накладные расходы 169626 22551 598371 620922

Сметная прибыль 128151 12903 467691 480594

Итого 5038299 773874 2563452 3338353

Данные табл. 4 демонстрируют во многом различный расклад стоимости по статьям расхода в рассматриваемых вариантах пролетных строений. Эффективность применения пролетных строений из клееной древесины очевидна как для инвесторов, так и для заказчиков-подрядчиков. В случае железобетонного варианта почти 90 % вложенных средств уходит в дорогостоящий железобетон и только 10 % составляют другие статьи расходов. Применение пролетных строений из клееной древесины при уменьшении вложений на 34 % позволяет создавать дополнительные рабочие места (фонд оплаты труда в 4 раза выше аналога), развивать социальные условия, платить налоги, получать прибыль, совершенствовать производство.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Большую роль в развитии индустриального мостостроения играют клееные конструкции, отвечающие всем современным требованиям, предъявляемым к строительству. В работе рассматривается одна из актуальных проблем современного мостостроения - совершенствование конструктивно-технологических форм пролетных строений автодорожных мостов из клееной древесины.

2. Предложены, разработаны и изучены три типа балочных пролетных строений с новой конструкцией многослойной плиты проезжей части из клееной древесины: плитное пролетное строение; плитно-ребристое пролетное строение с поперечными диафрагмами и плитно-ребристое пролетное строение с горизонтальными диафрагмами в опорных сечениях.

3. Разработанная методика определения упругих постоянных многослойной деревоплиты с приведением к однородной ортотропной пластинке

выявила свойства деревоплиты в зависимости от количества слоев и их ориентации относительно главных осей.

4. Гипотеза приведения многослойной деревоплиты к однородной пластинке с осредненными упругими характеристиками подтверждена расчетами НДС численными методами (по методике для изотропной складки и методом конечных элементов) и проведенными экспериментами на физических моделях. Установлено, что многослойная деревоплита с досками,

, ориентированными вдоль и поперек пролета, имеет показатели прочности и жесткости в 2-2,5 раза выше, чем плита, в которой доски размещены под углом 45° к пролету, и поэтому может быть рекомендована как самостоятельная конструкция.

5. Идея приведения многослойной деревоплиты к однородной пластинке получила подтверждение в расчетах плитно-ребристых систем. Разработанный автором упрощенный способ пространственного расчета многоребристых пролетных строений с применением двух расчетных схем, реализуемый в программном комплексе МаЛсаё, позволяет с высокой точностью оценить напряженно-деформированное состояние рассматриваемых конструкций и влияние на него основных параметров.

6. Предложенная конструкция плитно-ребристого пролетного строения с многослойной деревоплитой, ориентированной досками вдоль и поперек моста, имеет несущую способность на 20 % выше, чем конструкция, в которой доски деревоплиты ориентированы под углом 45° к пролету.

7. Предложенная конструкция пролетного строения с горизонтальными диафрагмами в опорных сечениях обладает определенными преимуществами в сравнении с конструкцией с поперечными диафрагмами. В результате ее исследования с использованием выбранных методов пространственного расчета выявлен положительный эффект, связанный с уменьшением напряженного состояния в крайних балках на 10-12 % и в опорных зонах балок, ведущий к конструктивным упрощениям и повышению надежности этих участков.

8. Получены рациональные соотношения основных параметров плитно-ребристых пролетных строений с многослойной плитой проезжей части.

9. Предложенные конструкции отличаются от зарубежных аналогов не только конструктивными формами, но и учитывают возможности изготовления их в полевых условиях строительства. Разработанный способ производства работ и рекомендации по изготовлению клееной деревоплиты на месте строительства моста расширяют возможности цельноклееных пролетных строений.

10. Полученные технико-экономические показатели с пролетными строениями из клееной древесины указывает на эффективность клееных конструкций и целесообразность их применения в сравнении с конструкциями из железобетона в строительстве малых и средних мостов.

Основные результаты исследований изложены в следующих работах:

Монография

1. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Автодорожные деревянные мосты новою поколения: монография.- Омск: Изд-во СибАДИ, 2004.-50 с. (3,0 п.л.).

Статьи в журналах по списку ВАК

2. Уткин В.А. О совместной работе многоребристых балочных автодорожных пролетных строений с деформируемым контуром на действие изгиба и кручения // Известия вузов. Строительство и архитектура.- 1971.-№11.- С.142-148 (0,43 п.л.)

3. Уткин В.А. Приближенный метод расчета многоребристых балочных пролетных строений с криволинейной осью в плане // Известия вузов. Строительство и архитектура,-1972.-№2,- С.161-165 (0,31 п.л.).

4. Дощато-гвоздевое пролетное строение: патент Ки 2169812 С1 РФ/ В.А. Уткин, В.И. Пузиков; СибАДИ; заяв. 08.10.1999; опубл. 27.06.2001.

5. Дощато-клееное пролётное строение: патент 1Ш 2204644 С2 РФ / В.А. Уткин, В.И. Пузиков, П.Н. Кобзев; СибАДИ; заяв. 23.05.2001; опубл. 20.05.2003.

6. Дощато-клееное пролетное строение: патент 1Ш 2258110 С1, Е 01 I) 2/04 РФ / В.А.Уткин, Г.М. Кадисов; СибАДИ; заявл. 26.11.2003; опубл. 10.08.2005.

7. Уткин В.А., Кобзев П.Н., Пузиков В.И. Экспериментальное исследование модели дощато-гвоздевого коробчатого блока // Строительные материалы,- 2005,-№10,- С. 36-38 (0,19 п.л.).

8. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния ребристого пролетного строения из клееной древесины // Известия вузов. Строительство,- 2005,-№10.- С.94-100 (0,44 пл.).

9. Уткин В.А., Пузиков В.И., Шишова Т.А. О применении древесины для строительства мостов нового поколения в Омской области // Строительные материалы.- 2006,- №1.- С.28-30 (0,19 пл.).

10. Уткин В.А. Технология изготовления пролетных строений из клееной древесины с многослойной плитой проезжей части // Строительные материалы,- 2007.-№5,-С.31-34 (0,25 п.л.).

11. Плитное дощато-клееное пролетное строение: патент РФ на полезную модель №69528 / В.А. Уткин, Г.М. Кадясов; СибАДИ; опубл. 27.12.2007.

12. Уткин В.А., Кадисов Г.М. О методах пространственного расчета балочных пролетных строений деревянных мостов с многослойной проезжей частью из клееной древесины // Известия вузов. Строительство,- 2007,- № 6,- С.98-104 (0,44 п.л.).

13. Плитно-ребристое пролетное строение с горизонтальными диафрагмами в опорных участках: патент на полезную модель №64646 РФ / В.А. Уткин, Г.М. Кадисов; СибАДИ; опубл. 07.2007.

14. Уткин В.А Обеспечение совместной работы перекрестной деревоплиты с ребрами в пролетных строениях из клееной древесины // Промышленное и гражданское строительство,- 2008.- № 3,- С.40-41 (0,125 п.л.).

15. Уткин В.А., Пузиков В.И., Кобзев П.Н. Опыт внедрения новых дощато-гвоздевых пролетных строений в дорожном строительстве Омской области // Дороги и мосты: сборник / ФГУП, «РосдорНИИ».-М., 2008.- Вып. 19/1.- С.162-171 (0,69 п.л.).

16. Уткин В.А., Кобзев П.Н. К вопросу об исследовании многослойной клееной де-ревоплиты из перекрестных досок на изгиб // Промышленное и гражданское строительство,- 2009,- № 7.-С. 51-53 (0,19 пл.).

Статьи в сборниках научных трудов, материалах конференций

17. Уткин В. А. Об одном способе пространственного расчета балочных пролетных строений // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и строительных конструкций: сб. науч. тр. №4.-Омск, 1971,- С.59-76 (1,125 пл.).

18. Уткин В.А. Характерные особенности приближенных способов пространственного расчета балочных пролетных строений // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и строительных конструкций: сб. науч. тр. №4.-Омск, 1971.- С.77-83 (0,44 пл.).

19. Уткин В.А. Статические испытания модели миогорсбристого балочного пролетного строения с криволинейной осью в плане // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и сооружений: сб. науч. тр. №6.- Омск, 1973-С.25-32 (0,5 пл.).

20. Уткин В.А. Учет влияния неразрезности при расчете многоребристых балочных пролетных строений с криволинейной осью в плане // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и строительных конструкций: сб. науч. тр. №7.-Омск, 1974.-С.5-12 (0,5 пл.).

21. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Экспериментальное исследование прочности клеевого шва соединения деревянных элементов // Дорожно-транспортный комплекс как основа рационального природопользования: материалы Международной научно-технической конференции,- Омск: Изд-во СибЛДИ, 2004. - Книга 1. -С.144-148 (0,31 пл.).

22. Уткин В.А., Кобзев П.Н. К вопросу об исследовании перекрестной деревопли-ты пролетного строения из клееной древесины // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд. дом «ЛЕО», 2004. - Выи. 1. - С.36-41 (0,37 пл.).

23. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Исследование совместной работы перекрестной клееной деревоплиты и клееных балок пролетного строения // Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте: материалы III Международной научно-технической конференции.- Самара: СГАСУ, 2005.- С.311-317 (0,44 пл.).

24. Уткин В.А., Пузиков В.И. Дощато-гвоздевые пролетные строения мостов: учебное пособие,- Омск: Изд-во СибАДИ, 2005.-190 с. (12,0 пл.).

25. Уткин В.А. Пролетные строения из клееной древесины. Теоретические исследования свойств многослойной деревоплиты из перекрестных досок // Проблемы оптимального проектирования сооружений: доклады I Всероссийской конференции,- Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2008.- С. 404-412 (0,56 пл.).

26. Уткин В.А. Результаты экспериментального исследования многослойной перекрестной деревоплиты на изгиб // Проблемы оптимального проектирования сооружений: доклады I Всероссийской конференции,- Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2008,- С. 413-420 (0,5 пл.).

Подписано к печати 14.09.09 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Уч. изд. л. 1,8 Тираж 150 экз. Заказ № 102,

Отпечатано в подразделении ОП

издательства СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10

Введение.

1. Состояние и перспективы применения клееной древесины в мостостроении.

1.1 Пролетные строения отечественного мостостроения.

1.1.1 Пролётные строения с поперечной деревоплитой.

1.1.2 Пролётные строения с железобетонной проезжей частью.

1.1.3 Состояние обследованных мостов с клееными балками.

1.2 Достижения научно-технического прогресса в конструкции пролетных строений мостов из клееной древесины.

1.2.1 Проезжая часть автодорожных деревянных мостов.

1.2.2 Конструкции балочных пролетных строений.

1.2.3 Скандинавская программа по деревянным мостам

1.2.4 Показательные мосты из клееной древесины.

1.3 Перспективные конструкции балочных мостов из клееной древесины. Цель и задачи исследования.

2. Плитные пролетные строения из клееной древесины.

2.1 Новая конструкция плитного пролетного строения.

2.2 Приведенные упругие характеристики клееной деревоплиты

2.3 Численное моделирование многослойной деревоплиты из ортогональных слоев досок.

2.3.1 Методика расчета деревоплиты по схеме изотропной пластинки с осредненными упругими постоянными.

2.3.2 Применение МКЭ для оценки напряженно-деформиро ванного состояния многослойной деревоплиты.

2.3.3 Результаты численного моделирования.

2.4 Эксперименты на физических моделях деревоплиты.

2.4.1 Планирование и подготовка эксперимента.

2.4.2 Материалы и средства измерения деформаций.

2.4.3 Сравнение численных и экспериментальных результатов

2.5 Рекомендации по проектированию плитного пролетного строения с многослойной клееной деревоплитой.

2.5.1 Расчетные характеристики материалов.

2.5.2 Назначение основных параметров. Рекомендации по расчету.

Отечественное деревянное мостостроение шло и развивалось своим самобытным путем, опираясь на неограниченные лесные ресурсы и высокое плотничное мастерство русского работника. Великая отечественная война 1941-45 годов и послевоенное восстановление мостов стимулировали быстрое, но однобокое развитие деревянного мостостроения на основе старых конструктивно-технологических форм мостов. Эти тенденции нашли отражение в нормативных документах. В 1960 году на автодорогах России из общего количества мостов 92 % были деревянными, построенными по нормам военного времени.

Во второй половине 50-х годов прошлого столетия основой государственной технической политики в области строительства, в том числе транспортного, стало повсеместное внедрение сборного железобетона. Был отдан бескомпромиссный приоритет сборному железобетону в ущерб всем другим материалам, конструкциям и технологиям. Было ограничено применение в конструкциях леса и металла.

Комплексная целевая программа на 1988-1990 и до 2000 года «Мировой уровень», обозначившая до конца века рубежи отечественного мостостроения для железобетонных и стальных мостов, начисто игнорировала деревянные мосты вопреки мировому опыту и собственным нормам проектирования [54].

К концу 80-х годов на автомобильных дорогах федерального значения деревянные мосты были полностью заменены железобетонными или стальными. На дорогах других категорий они также утратили своё лидирующее положение и доля их постоянно снижается до сегодняшних дней. В этой свя зи накопленный опыт проектирования и строительства деревянных, комбинированных (с использование деревянных конструкций) мостов оказался практически утраченным. Ранее разработанные серии типовых проектов деревянных мостов устарели. В каталогах действующих типовых проектов нет современных проектов пролетных строений и опор, отвечающих мировому уровню.

Содержащиеся в СНиП 2.05.03-84* нормы и правила по-прежнему ограничивают применение и развитие деревянных конструкций в капитальном мостостроении. Так, например: нормы допускают применение деревянных мостов на дорогах IV категории, но не допускают - на автодорогах I, II, III категории; на автодорогах V категории и на внутрихозяйственных дорогах II-с и Ш-с категорий допускается (рекомендуется) понижение класса нагрузки с А11 до А8, что делает эти мосты не пригодными для современных временных нагрузок.

В настоящее время деревянные мосты в России находят применение главным образом в лесных районах страны через малые водотоки, в условиях удаления от развитых центров строительной индустрии. Грузоподъемность этих мостов не соответствует требованиям, предъявляемым к капитальным мостам ни по прочности, ни по долговечности. Опоры таких мостов устраивают обычно деревянными, а длины пролётных строений не превышают 4. .6 м. В этих условиях часто наблюдаются заторы льда, засорение отверстий карчеходом, обрушение опор и пролётных строений. Фактором, оказывающим негативное влияние на долговечность деревянных конструкций мостов, стал отказ от мероприятий по комплексной защите древесины от гниения, приведший к сокращению срока службы таких мостов до 10-12 лет. Совершенно очевидно, что отечественное деревянное мостостроение находится в глубоком кризисе. Для его преодоления необходима комплексная целевая программа, хорошо скоординированная и поддержанная централизованным финансированием, учитывающая прежде всего достижения и опыт зарубежных мостостроителей, а также накопленный опыт в нашей стране.

США является самой передовой страной по количеству построенных деревянных мостов, рассчитанных на пропуск современной нагрузки. При этом следует отметить, что в США, Канаде и Скандинавских странах деревянные мосты возводят на автомобильных дорогах всех категорий и без ограничений [35,124].По данным службы инвентаризации мостов (National Bridge Inventory) на февраль 1998 г на дорогах США эксплуатировалось 582750 мостов, из которых 38298 мостов - деревянные, при этом 401 сооружение расположено на федеральных дорогах, а остальные — на вспомогательных. Как правило, это малые и средние мосты с пролетами от 6 до 27м, причем большинство из них из клееной древесины [124]. Согласно [107] общее количество мостов в России и странах СНГ на то же время было в 10 раз меньше, 25% из них деревянные и не многим более 100 штук - с применением клееных балок. Долговечность деревянных мостов из антисептированной клееной древесины в 50 и более лет доказана мировой практикой мостостроения [146] Более того классификация Еврокода 1 [53] предусматривает длительность периода эксплуатации мостов из деревянных клееных конструкций (ДКК) 100 лет. Создание современных производств ДКК и технологий сборки сооружений на месте строительства явилось основой поступательного развития деревянного мостостроения в США, Канаде и странах Евросоюза.

В настоящее время в зарубежной практике высокосортная конструкционная древесина представлена разнообразными типоразмерами монолитных элементов, склеиваемых из отдельных досок-заготовок. Массовому применению клееной древесины в качестве конструкционного материала способствует ее высокая прочность, малый собственный вес, обрабатываемость и технологичность изготовления; низкие энергозатраты на обработку сырья и изготовление конструкций (в 8-10 раз ниже металлических и в 3-4 раза железобетонных конструкций), низкие затраты на транспортировку и монтаж.

Опыт США, Канады и Скандинавских стран указывает на перспективный путь развития деревянного мостостроения, на необходимость и эффективность новых конструктивных и технологических решений с применением ДКК, причем одним из направлений этого пути является применение деревянной проезжей части, включенной в совместную работу с главными несущими элементами. Широкое распространение получили пролетные строения на основе объединения клееных балок и плит в плитные и плитно-ребристые системы посредством поперечного обжатия усилиями напрягаемой стержневой арматуры. В результате, появились конструкции пролетных строений, отличающиеся от традиционных (металлических и железобетонных) легкостью, высокой индустриальностью, относительной дешевизной, экологической и архитектурной востребованностью.

Вместе с тем высокая деформативность древесины при поперечном обжатии и связанные с ней потери напряжений потребовали постоянного контроля за усилиями в арматурных стержнях и периодических «дотяжек» их до проектных значений. Это несомненно снижает эксплуатационные качества конструкции.

Автором совместно с коллегами по научной работе предложены технические решения дощато-клееных пролетных строений, содержащих в своем составе многослойную деревоплиту, изготавливаемую из ортогональных слоев досок-заготовок на месте строительства [179,180,181]. Эксплуатационная надежность её выше зарубежного аналога. Она обладает высокой водонепроницаемостью, обеспечивает водоотвод и защиту несущих балок от атмосферных воздействий, что способствует увеличению долговечности всей конструкции. Наконец, как элемент проезжей части она включена в совместную работу с балками, что позволяет снизить материалоёмкость и трудоемкость конструкции пролётного строения в целом.

Мировой опыт указывает на все возрастающие потребности в деревянных конструкциях в различных отраслях строительства, на эффективность их применения как в промышленном и гражданском, так и транспортном строительстве. Отечественный же опыт свидетельствует прежде всего о не использовании имеющихся в нашей стране возможностях, имея в виду огромный сырьевой, научный, производственный потенциал, потребности народного хозяйства, масштабы лесопереработки. Выход нашей страны на передовые позиции использования продукции лесоперерабатывающей промышленности в дорожном строительстве и, особенно, в мостостроении является весьма актуальной задачей.

Научная новизна работы заключается:

- в разработке новых конструкций дощато-клееных пролётных строений с многослойной деревоплитой проезжей части из ортогонально перекрестных слоев досок, склеенных по пласти на месте строительства;

- в теоретическом и экспериментальном обосновании упругих характеристик и свойств многослойной деревоплиты из перекрестных досок, необходимых для проектирования дощато-клееных пролетных строений;

- в разработке теоретических основ для проектирования плитно-ребристых пролетных строений с многослойной плитой проезжей части, включенной в совместную работу с балками;

- в определении рациональных параметров плитно-ребристых пролетных строений с многослойной деревоплитой проезжей части;

- в разработке рекомендаций по изготовлению пролетных строений из элементов заводского изготовления в условиях строительства;

- в технико-экономическом обосновании эффективности и целесообразности применения инноваций в дорожном строительстве.

Практическая ценность. Разрабатываемые в диссертации новые конструктивно-технологические формы пролетных строений из клееной древесины и рекомендации по проектированию и технологии изготовления их в условиях строительства позволят расширить область применения деревянного мостостроения в отдаленных районах нашей страны с наибольшим эффектом.

Апробация работы и публикации.

Результаты работы докладывались: на круглом столе «Клееные деревянные конструкции. Новые решения и пути развития» в рамках Международной специализированной выставки архитектуры и строительства «Стройсиб-2003»; на международной научно-технической конференции в Сибирской автомобильно-дорожной академии (2003-2004г.); на III Международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных и пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте» в Самарском государственном архитектурно-строительном университете (2005г.); на всероссийской конференции «Проблемы оптимального проектирования сооружений» в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (2008г.).

Основные результаты диссертации опубликованы в пяти патентах на изобретение, монографии и 9 научных статьях в изданиях, рекомендованных ВАКом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Материал изложен на 233 страницах машинописного текста, содержит 117 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 190 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. Большую роль в развитии индустриального мостостроения играют клееные конструкции, отвечающие всем современным требованиям, предъявляемым к строительству. В работе рассматривается одна из актуальных проблем современного мостостроения - совершенствование конструктивно-технологических форм пролетных строений автодорожных мостов из клееной древесины.

2. Предложены, рассмотрены и изучены три типа балочных пролетных строений с новой конструкцией многослойной плиты проезжей части: плитное пролетное строение; плитно-ребристое пролетное строение с поперечными диафрагмами и плитно-ребристое пролетное строение с горизонтальными диафрагмами в опорных сечениях.

3. Гипотеза приведения многослойной деревоплиты к однородной пластинке с осредненными упругими характеристиками подтверждена расчетами НДС численными методами (по методике для изотропной складки и методом конечных элементов) и проведенными экспериментами на физических моделях.

4. Разработанная методика определения упругих постоянных многослойной деревоплиты с приведением к однородной ортотропной пластинке выявила свойства деревоплиты в зависимости от количества слоев и их ориентации относительно главных осей.

5 Идея приведения многослойной деревоплиты к однородной пластинке получила подтверждение в расчетах плитно-ребристых систем. Разработанный автором упрощенный способ пространственного расчета многоребристых пролетных строений с применением двух расчетных схем, реализуемый в программном комплексе МаЙюаё, позволяет с высокой точностью оценить напряженно-деформированное состояние рассматриваемых конструкций и влияние на него основных параметров.

6. Получены рациональные соотношения основных параметров плитно-ребристых пролетных строений с многослойной плитой проезжей части.

7. Разработанный способ производства работ и рекомендации по изготовлению клееной деревоплиты на месте строительства моста расширяют возможности применения цельноклееных пролетных строений.

8. Полученные технико-экономические показатели строительства моста с пролетными строениями из клееной древесины указывает на эффективность клееных конструкций и целесообразность их применения в сравнении с конструкциями из железобетона в строительстве малых и средних мостов.

1. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцов Б.А. -Теории подобия и размерностей. Моделирование М. Высшая школа, 1968-208 с.

2. Александров A.B. Метод перемещений для расчёта плитно-балочных конструкций. В сб.: Строительная механика. Тр. МИИТ, Вып. 174, М., 1963.-С.4-18.

3. Александров A.B., Лащеников Б.Я., Шапошников H.H. Строительная механика. Тонкостенные пространственные системы. М.: Стройиз-дат, 1983.-488 с.

4. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. 399с.

5. Александров A.B., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. Изд. 3-е. М.: Высшая школа. 2003. 560 с.

6. Амбарцумян С.А. Теория анизотропных пластин. Прочность устойчивость и колебания. М.: Издательство «Наука». 1967,- 268 с.

7. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. — М.: «Лесная промышленность», 1978. 224 с.

8. Боголюбова Л.С. Приближенный метод учёта распределения временной нагрузки между главными балками с учётом сопротивления пролётного строения кручению. Автореферат дис. . канд. техн. наук. -М., 1955.

9. Борисов М.Д. Расчет на кручение балочных и рамных систем из тонкостенных составных стержней на планках. Ленинград: Издательство литературы по строительству, 1970. - 150с.

10. Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине: Справочник. Под ред. Б.Н. Уголева. М.: Лесная пром-ть, 1989. - 296 с.

11. Быков Б.С., Корляков В.Д. Результаты статических и динамических испытаний клееных деревянных мостов с железобетонной плитой //

12. Известия вузов. Строительство и архитектура. 1972. - №11 - С.138-141.

13. Бычков Д.В. Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций. М.: Гос. издательство литературы по строительству, архитектуре и стр. материалам, 1962.475с.

14. Варданян Г.С. Применение теории подобия и анализа размерностей к моделированию задач механики деформируемого твёрдого тела — М.,1980- 104 с.

15. Варфоломеев Ю.А. Оценка стойкости клееных конструкций из лиственницы и сосны к неравномерным температурно-влажностным воздействиям // Известия вузов. Строительство. 1991. - №4 - С.56-58.

16. Васильев В.В. О теории тонких пластин / Изв. РАН. МТТ. 1992 — №3 - С 26-А7.

17. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. М.: Физматгиз. 1959.

18. Власов Г.М. Расчет мостовых конструкций с элементами переменного сечения. М.: «Транспорт». 1969 - 72с.

19. Власов Г.М., Козлов В.М. Обобщенный способ определения напряженно-деформированного состояния нормальных сечений элементов, состоящих из нескольких материалов/ТИзвестия вузов. Строительство и архитектура. 1986. №4. С. 104-104.

20. Власов Г.М., Устинов В.П. Расчет железобетонных мостов. М.: «Транспорт». 1992 - 256с.

21. Гибшман Е.Е. Деревянные клееные мосты в Финляндии // Автомобильные дороги. 1967. — №1.

22. Гибшман Е.Е., Калмыков Н.Я., Поливанов Н.И., Кириллов B.C. Мосты и сооружения на дорогах. М.: Автотрансиздат, 1961.

23. Гибшман Е.Е. Проектирование деревянных мостов. М.,1976. - 272 с.

24. Глинка H.H., Поспелов Н.Д. Клееные пролётные строения мостов. -М.: Транспорт, 1964.- 88с.

25. Гребенюк Г.И., Дмитриев П.А., Жаданов В.И. Большеразмерные совмещенные плиты из клееной древесины и пространственные конструкции на их основе. Разработка, исследования, оптимизация. Оренбург-Новосибирск. - 2007. - 210с.

26. Гурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Высш. шк., 1998. 479 с.

27. Губенко А.Б. Изготовление клееных деревянных конструкций и деталей. M.-JL: Гослесбумиздат, 1957. — 347 с.

28. Губенко А.Б. Клееные деревянные конструкции в строительстве М.: Госстройиздат, 1957. - 240 с.

29. Дарков A.B., Кузнецов В.И. Статика сооружений. 4-е переработанное издание. М.: Гострансжелдориздат, 1951, с.421-461.

30. Дайчик M.JL, Пригоровский Н.И., Хуршудов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник. М., Машиностроение, 1989. -240 с.

31. Деревянные клееные конструкции: между прошлым и будущим // Архитектура и строительство Сибири. — 2003. №11-12 — С.34-36.

32. Деревянные конструкции СНиП П-25-80*: Введ. в действие с 01.01.82//-М.: Госстрой СССР, 1981.

33. Дмитриев П.А. Новое в зарубежном строительстве деревянных автодорожных и пешеходных мостов // Известия вузов. Строительство. -1997.-№1-2-С.84-89.

34. Дмитриев П.А. Конструкции из дерева и пластмасс. Специальный курс. Автодорожные и пешеходные мосты. Оренбург. ИПК «Газ-промпечать, 2002. - 192с.

35. Древесина. Показатели физико-механических свойств. М., Госстройиздат, 1962. 48 с.

36. Золотухин Ю.Д. Испытание строительных конструкций Мн., Выш. Школа, 1983-208 с.

37. Елизаров C.B., Бенин A.B., Тананайко О.Д. Современные методы расчёта инженерных конструкций на железнодорожном транспорте. Метод конечных элементов и программа COSMOS/M. СПб.: ПГУПС, 2002. - 226 с.

38. Иванова В.М. Математическая статистика — М.: Высш. Школа. 1981 — 368 с.

39. Иванова Е.К. Современные деревянные мосты на автомобильных дорогах США. М.: 1961. - 36 с.

40. Испытания строительных конструкций с применением электротензо-метрического метода измерения деформаций. М.: Стройиздат, 1970.

41. Кадисов Г.М. Методы пространственных расчётов неразрезных плит-но-ребристых пролётных строений и тонкостенных призматических упругих систем. Омск: СибАДИ, 1982. - 80 с.

42. Кадисов Г.М. Статический расчёт тонкостенных призматических складок с регулярным набором диафрагм // Исследования по строительной механике и строительным конструкциям. Томск: ТГУ, 1992. - С.22-27.

43. Кадисов Г.М. Динамика складчатых систем при подвижных нагрузках: Монография. Омск: СибАДИ, 1997. - 178 с.

44. Кадисов Г.М. Специализированное программное обеспечение для статических и динамических расчетов пространственных систем // Методы и программное обеспечение расчетов на прочность. Сборник докладов 1-й Российской конференции. М.: ФГУПНИКИЭТ, 2001.

45. Катцын П.А. Анализ работы на скалывание клееных деревобетонным мостовых балок // Разработка рациональных методов проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог и мостов. -Томск: ТГУ, 1981. С.47-52.

46. Катцын П.А. Влияние влажности на образование трещин в клееных деревянных мостах //Автомобильные дороги. 1972. — №9. — С.23.

47. Катцын П.А. Исследование напряжённого и деформированного состояния неразрезных клееных деревянных балок, работающих совместно с железобетонной плитой проезжей части автодорожных мостов. Дис. . канд. техн. наук. Омск, 1973. - 117 с.

48. Кириллов А.Н. Конструкционная фанера. М.: Лесная промышленность, 1981.-112 с.

49. Клееные деревянные конструкции и технологии их изготовления. Под ред. А.Б. Губенко. -М.: Гослесбумиздат, 1962. 180 с.

50. Кобзев П.Н. Совершенствование конструкции и методики расчета много ребристого пролетного строения моста из клееной древесины с учетом совместной работы перекрестной деревоплиты и балок. Дис. .канд. техн. наук. Омск, 2006. 190с.

51. Ковальчук JI.M. Технология изготовления и надёжность деревянных конструкций // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. -№8 - С.24-28.

52. Ковальчук Л.М., Жукова A.C. Влияние влажности древесины на качество склеивания // Новые исследования в области технологии изготовления деревянных конструкций: Сб. науч. тр./ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко М., 1988. - С.34-42.

53. Ковальчук Л.М., Славик Ю.Ю., Знаменский Е.М., Преображенская И.П. Прочность деревянных клееных конструкций серийного изготовления // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1978. - №12 - С. 16-21.

54. Ковальчук Л.М., Турковский С.Б., Пискунов Ю.В. и др. Деревянные конструкции в строительстве. М.: Стройиздат, 1995. - 248 с.

55. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. Изд. третье переработанное и дополненное. М.: РИФ «Стройматериалы», 2005.-336с.

56. Костелянец Б.А., Картопольцев В.М. Деревянные мосты на автодорогах России // Известия вузов. Строительство. 1997. - №1-2 - С.89-93.

57. Коченов В.М. Несущая способность элементов и соединений деревянных конструкций. М.: Гос. изд-во лит. по строительству и архитектуре. - 1953.-320 с.

58. Крылов H.A., Глуховский К.А. Испытание конструкций сооружений — Л.,1970. 209с.

59. Кувшинов А.П. Выбор внешнего давления при склеивании деревянных клееных конструкций. Реф. инф. Серия IV «Строительная индустрия». 1976. Вып. 12.С. 12-14.

60. Кулиш В.И. Исследование работы и расчёт на прочность деревянных клееных конструкций балочных мостов, объединённых с железобетонной плитой проезжей части. Автореферат дис. . канд. техн. наук. -Омск, 1965.-25 с.

61. Кулиш В.И. Клееные деревянные мосты с железобетонной плитой. -М.: Транспорт, 1979. 160 с.

62. Кулиш В.И. Особенности расчёта балок, работающих с различными модулями упругости при сжатии и растяжении // Мосты и автомобильные дороги: Сб. науч. тр. Хабаровск, ХабПИ, 1969. - С.28-30.

63. Кулиш В.И., Белуцкий И.Ю., Быков Б.С., Цуканов В.П. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации клееных деревянных мостов с железобетонной плитой //Автомобильные дороги. 1982. - №10. -С.7-9.

64. Леонтьев Н. Л. Упругие деформации древесины. М.-Л., 1952, 117 с.

65. Лехницкий С.Г. Анизотропные пластинки. М.: Гостехиздат, 1957. -464 с.

66. Лужин О.В. Теория тонкостенных стержней замкнутого профиля и ее применение в мостостроении. Учебное пособие. М.: Издание ВИА, 1959.-247 с.

67. Мастаченко В.Н. Надёжность моделирования строительных конструкций М.: Стройиздат, 1974. - 88 с.

68. Мельников Ю.О. Применение метода начальных параметров для расчёта деревобетонных мостовых балок / Теоретические и экспериментальные исследования мостов и строительных конструкций-. Сб. научных трудов -Омск: 1970.- №1 -С.27-34.

69. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений М.: ВНИИТИ, 1982. - 41 с.

70. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. /Официальное издание. -М., Экономика. 2001/.

71. Митинский А. Н. Упругие постоянные древесины как ортотропного маетериала. Тр. ЛТА, № 63, Л., 1948. С.22-54.

72. Мосты и трубы. СНиП 2.05.03-84*: Введен в действие с 01.01.96// -М.: ГПЦПП, 1996.-216 с.

73. Мухин А,А. Мосты из клееной древесины //Автомобильные дороги. -1982. — №1. — С.13-14.

74. Нетушил Н.Е. Влияние впитываемости клея на прочность клеевых соединений // Новые исследования в области технологии изготовления деревянных конструкций: Сб. науч. тр./ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко -М., 1988. С.181-185.

75. Овчинников Ю.С. Исследование прочности склейки под углом деревянных элементов // Клееные и клеефанерные конструкции с применением пластических масс: Сб. науч. тр. Л., ЛИСИ, 1961. - Вып. 34.- С. 150-155.

76. Осипов B.C. Расчет концевых частей наплавных мостов лент на кручение. Вестник ВИА №122, 1957.

77. Осипов B.C. Справочные таблицы для расчета неразрезных балок на упруго оседающих опорах. М., 1953

78. Павлов А.П. Деревянные конструкции сооружения М.-Л.: Гослес-бумиздат, 1955.-451 с.

79. Питлюк Д.А. Испытание строительных конструкций на моделях. Л., 1971.- 160 с.

80. Поливанов Н.И. Железобетонные мосты на автомобильных дорогах. М.: Научно-техническое издательство автотранспортной литературы, 1056. С.288-297.

81. Поляков Л.П., Файнбурд В.М. Моделирование строительных конструкций. -Киев.: «Будивельник», 1975. 160 с.

82. Поспелов Н.Д., Ляк С.И., Брук А.Ю. Опыт эксплуатации клееных деревянных мостов // Автомобильные дороги. 1976. - №9. - С. 10-11.

83. Поспелов Н.Д., Постовой Ю.В., Ивянский М.Г., Хариф Л.Я. Пролётные строения мостов из клееной древесины //Автомобильные дороги.- 1982. -№10. С.9-10.

84. Потапов В.Д., Александров A.B., Косицин С.Б., Долотказин Д. Б. Строительная механика. В двух книгах. Книга 1. Статика упругих систем. Учебное издание. М.: «Высшая школа». 2007. - 512с.

85. Предложения по проектированию и изготовлению конструкций пролётных строений автодорожных мостов из клееных и клеефанерных элементов/СоюздорНИИ. М.:1962. - 77 с.

86. Прокофьев A.C. Почему продолжают разрушаться клееные деревянные конструкции // Строитель 1991. - №4 - С.34-35.

87. Прокофьев A.C. Проектирование мостов с учётом усталости клееной древесины

88. Прокофьев A.C., Масалов A.B., Мебония И.К. Работоспособность клееных деревянных балок // Известия вузов. Строительство. — 1992. — №8 С.24-26.

89. Пролётные строения из клееной древесины заводского изготовления длиной 6, 9, 12, 15 и 18 м для экспериментального строительства автодорожных мостов. Серия 810-К / Разраб. Ленинградским филиалом ГИПРОДОРНИИ. Ленинград, 1974.-44 с.

90. Рабинович А. Л. Об упругих постоянных и прочности анизотропных материалов. Тр. ЦАГИ, М., 1946, № 582. 56 с.

91. Рвачев Ю.А. Работа пространственных конструкций клееных дощато-фанерных высоководных мостов. М.: Издательство ВИА, 1959.

92. Рекомендации по испытаниям клеевых соединений деревянных строительных конструкций. М.:ЦНИИСК. 2003. 60с.

93. Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для деревянных конструкций. М.:ЦРИИСК. 1983. 46с.

94. Рудяков Г., Покрасс Л. Деревянные мосты заводского изготовления // Автомобильные дороги. 1962. - №12. - С. 13-15.

95. Руководство по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1982.-79с.

96. Светозарова Е.И. Хапин A.B. Некоторые вопросы исследования прочности клеедощатых балок // Конструкции из клееной древесины и пластмасс: Сб. науч. тр. Л., ЛИСИ, 1980. - С.12-19.

97. Семенец Л.В. О классификации пространственных методов расчёта мостов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1970. - №10

98. Семенец JI.B. Пространственные расчёты плитных мостов. Киев, Вища школа, 1976. - 164 с.

99. Серов E.H. Учёт трансверсальной изотропии клееной древесины при расчёте изгибаемых элементов // Облегченные конструкции из древесины, фанеры и пластмасс: Сб. науч. тр. JL, ЛИСИ, 1984. - С. 19-30.

100. Славик Ю.Ю., Гусаров Е.Ф. Защитно-декоративные лакокрасочные акриловые составы для деревянных конструкций и изделий // Строительные материалы. 2003. №5. С.38-39.

101. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Шапошников H.H., Лащеников Б .Я. Расчёт сооружений с применением вычислительных машин. М.: Изд-во литературы по строительству, 1964. - 380 с.

102. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Лащеников Б.Я., Шапошников H.H. Строительная механика. Стержневые системы. М.: Стройиздат. 1981. 512с.

103. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. Под редакцией д.т.н., проф. А.А.Уманского. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. 1960. 1040с.

104. СНиП П-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

105. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы / Минстрой России. М.: ГП ЦПП1996.-214с.

106. СНиП 2.01.02-85*. Противопожарные нормы.

107. Соболев Ю.С. Древесина как конструкционный материал. М.: «Лесная промышленность», 1979. - 248 с.

108. Стуков В.П. Клееная древесина и мостовые конструкции // Автомобильные дороги. 1990. - №6. — С.11-12.

109. Стуков В.П. Мосты с балками комбинированного сечения из клееной древесины и железобетона / Арханг. Гос. Техн. Ун-т. Архангельск:1997.- 175 с.

110. Стуков В.П. Пространственный расчёт балочных пролётных строений мостов на лесовозных дорогах по методу "упруго оседающих и поворачивающихся опор" // Известия вузов. Лесной журнал. — 1973. №6 - С.55-62.

111. Тарасов A.M. Исследование пространственной работы мостовых сооружений современными методами моделирования / Автореф. дис. канд. техн. наук М., 1975. - 23 с.

112. Телов В.И., Картопольцев В.М., Боровиков А.Г. Автодорожные деревянные мосты. Издательство Томского университета. Томск 1998. -306с.

113. Тен И.А. Поспелов Н.Д. Внедрять клееные деревянные конструкции // Автомобильные дороги. 1961. - №4. - С. 10-11.

114. Тимошенко С.П., Войновский -Кригер С. Пластинки и оболочки. Государственное издательство физико-математической литературы. М., 1963. -636с.

115. Тумас Е.В., Поспелов Н.Д. Обоснование некоторых прочностных характеристик клееной древесины и бакелизированной фанеры // Труды СоюзДорНИИ 1969. - Вып. 31.- С.83-95.

116. ТУ 5772-002-47279475-03. Клеи на основе фенолорезорциноформаль-дегидных смол марок Каскосинол для деревянных строительных конструкций.

117. Улицкий Б.Е. Пространственные расчёты балочных мостов. — М.: Ав-тотрансиздат, 1962. 181 с.

118. Улицкий Б.Е. Пространственные расчёты мостов /Б.Е.Улицкий, A.A. Потапкин и др. М.: Транспорт, 1967.

119. Уманский A.A. Кручение и изгиб тонкостенных авиационных конструкций. Оборонгиз, 1939.

120. Устинов В.П. Жесткость при стесненном кручении железобетонных элементов симметричного двутаврового сечения. //Исследования работы искусственных сооружений. Новосибирск, 1970. С. 52-73. (Труды НИИЖТа; Вып. 102.

121. Уткин В.А. Об одном способе пространственного расчёта балочных пролётных строений // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и строительных конструкций. Сб. трудов №4. Омск, 1971. - С.59-76.

122. Уткин В.А. О совместной работе многоребристых балочных автодорожных пролетных строений с деформируемым контуром на действие изгиба и кручения. Известия вузов. Строительство и архитектура, №11, 1971, г. Новосибирск. С.142-148.

123. Уткин В.А. Приближенный метод расчета много ребристых балочных пролетных строений с криволинейной осью в плане. Известия вузов. Строительство и архитектура, №2, 1972, г. Новосибирск. С. 161-165.

124. Уткин В.А. Исследование напряженно-деформированного состояния много ребристых балочных пролетных строений с криволинейной осью в плане. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техн. наук. Омск, 1972. 22с.

125. Уткин В. А., Пузиков В. И., Казанцев Б. В., Кобзев П. Н. Испытания дощато-гвоздевой конструкции моста // Автомобильные дороги и мосты №3 - 2002.

126. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Автодорожные деревянные мосты нового поколения: Монография. Омск: Изд-во СибАДИ, 2004. - 56 с.

127. Уткин В.А., Кобзев П.Н. К вопросу об исследовании перекрестной де-ревоплиты пролетного строения из клееной древесины. Вестник СибАДИ. Омск: Изд. Дом «ЛЕО»,2004. - Вып. 1. - с.36-41.

128. Уткин В.А., Кобзев П.Н., Пузиков В.И., Тараданов Е.Л. Экспериментальное исследование модели дощато-гвоздевого коробчатого блока // Строительные материалы 2005 - №10 — С.36-37.

129. Уткин В.А., Пузиков В.И. Дощато-гвоздевые пролетные строения мостов. Учебное пособие. Издание 2-е, исправленное и переработанное. Омск, 2005.- 190с.

130. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния ребристого пролетного строения из клееной древесины. Известия вузов. Строительство, №10, 2005, г. Новосибирск, с.94-100.

131. Уткин В.А., Шишова Т.А., Кобзев П.Н., Рычилов Н.Е. О применении древесины для строительства мостов нового поколения в Омской области. Строительные материалы, №1, 2006, с.28-30.

132. Уткин В.А. Технология изготовления пролетных строений из клееной древесины с многослойной плитой проезжей части. Строительные материалы, №5, 2007, с.31-34.

133. Уткин В.А., Кадисов Г.М. О методах пространственного расчета балочных пролетных строений деревянных мостов с многослойной проезжей частью из клееной древесины. Известия вузов. Строительство, № 6, 2007, г. Новосибирск, с.98-104.

134. Уткин В.А Обеспечение совместной работы перекрестной деревопли-ты с ребрами в пролетных строениях из клееной древесины. Промышленное и гражданское строительство, № 3, 2008г. с. 48-49.

135. Уткин В.А., Кобзев П.Н. К вопросу об исследовании многослойной клееной деревоплиты из перекрестных досок на изгиб. Промышленное и гражданское строительство, № , 2009г.

136. Уткин В.А. Пролетные строения из клееной древесины. Теоретические исследования свойств многослойной деревоплиты из перекрестных досок. Проблемы оптимального проектирования сооружений. Доклады I Всероссийской конференции, 2008г. с. 404-412.

137. Уткин В.А., Пузиков В.И., Кобзев П.Н. Опыт внедрения новых дощато-гвоздевых пролетных строений в дорожном строительстве Омской области. // Дороги и мосты. Сборник ФГУП «РОСДОРНИИ». М., 2008, вып. 19/1.- С. 162-171.

138. Фаизов И.Н., Курганский В.З. К вопросу о моделировании клееных деревянных элементов и конструкций // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1977. - №10 — С.23-26.

139. Хрулёв В.М. Прочность клеевых соединений. М. Стройиздат, 1973. -84 с.

140. Хрулёв В.М. Синтетические клеи и мастики. М.: 1970.

141. Хрулёв В.М., Гребенщиков В.И., Мартынов К.Я. Технология изготовления клееных конструкций // Индустриальные деревянные конструкции в сельском строительстве Сибири. Новосибирск, ЗападноСибирское книжное издательство, 1972. - С.22-39.

142. Шевченко Г.В. Экспериментально-теоретическое исследование работы клеефанерного блочного пролетного строения. Вестник ВИА № 122, 1957.

143. Шмидт А.Б., Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры. Учебное пособие. М., Издательство «Ассоциация строительных вузов», 2002г. - 292с.

144. Шумахер А.В. Исследование выносливости клееных балок, объединённых с железобетонной плитой. Дис. канд. техн. наук. Омск, 1969. -216 с.

145. Gutkowski R.; Williamson T Timber bridge: State of the art // Journal of Structural Engineering, 1983. - Vol.109, №9. -P.2175-2191.

146. Sheila R. Duwadi; Michael A. Ritter. Timber bridges in the United States. Pp 32-40 in Public roads Winter 1997, Vol 60, No.3.

147. Sheila R. Duwadi; Michael A. Ritter; Edward Cesa. Wood in Transportation Program. Pp 310-315 in Transportation Research Record No. 1696, Vol.1. Fifth International Bridge Engineering Conference, 3-5 April 2000, Tampa, Florida.

148. Tormod Dyken. Tynset Bridge. Nordic Road & Transport Research No. 1.2002.

149. ГОСТ 1145 80 Шурупы с потайной головкой. Конструкция и размеры-М.: Изд-во стандартов, 1981.

150. ГОСТ 2140-81*. Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения.

151. ГОСТ 3808.1-80*. Пиломатериалы хвойных пород. Фтмосферная сушка и хранение.

152. ГОСТ 4028 63* Гвозди строительные - М.: Изд-во стандартов, 1964.

153. ГОСТ 8486 86*Е Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия - М.: Изд-во стандартов, 1987.

154. ГОСТ 15613.4-78* Древесина клееная. Методы определения предела прочности зубчатых соединений при статическом изгибе.

155. ГОСТ 15613.1-84. Древесина клееная массивная. Методы определения предела прочности клеевых соединений при скалывании.

156. ГОСТ 16363-98. Средства защитные для древесины. Метод определения огнезащитных средств.

157. ГОСТ 16483.0 89 Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. -М.: Изд-во стандартов, 1989.

158. ГОСТ 16483.9 73 Древесина. Методы определения модуля упругости при статическом изгибе. -М.: Изд-во стандартов, 1974.

159. ГОСТ 16483.24 73 Древесина. Метод определения модуля упругости при сжатии вдоль волокон. - М.: Изд-во стандартов, 1974.

160. ГОСТ 16483.25 73 Древесина. Метод определения модуля упругости при сжатии поперёк волокон. - М.: Изд-во стандартов, 1974.

161. ГОСТ 16483.29 73 Древесина. Метод определения коэффициентов поперечной деформации. -М.: Изд-во стандартов, 1974.

162. ГОСТ 16483.30 73 Древесина. Метод определения модулей сдвига. -М.: Изд-во стандартов, 1974.

163. ГОСТ 20850 84 Конструкции деревянные клееные. Общие технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1985.

164. ГОСТ24454-80*Е. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.

165. ГОСТ 25884 83 Конструкции деревянные клееные. Метод определения прочности клеевых соединений при послойном скалывании. - М.: Изд-во стандартов, 1984.

166. ГОСТ Р 52748-2007. Дороги автомобильные общего назначения. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. -М.: Стандартинформ, 2008.

167. ГОСТ 27812-88. Древесина клееная массивная. Метод испытания клеевых соединений на расслаивание.

168. EN 301. Клеи фенольные и аминопластовые для несущих деревянных конструкций. Классификация и требования к изготовлению.

169. EN 302.1-4. Клеи для несущих деревянных конструкций. Методы испытаний.

170. EN 386. Клееная древесина. Требования к производству и минимальные требования к продукции.

171. EN 338. Конструкционная древесина. Классы прочности.

172. Пат. RU 2169812 С1. Дощато-гвоздевое пролётное строение / В. А. Уткин, В. И. Пузиков (РФ). Заяв. 08.10.1999; Опубл. 27.06.2001.

173. Пат. RU 2204644 С2. Дощато-клееное пролётное строение / В. А. Уткин, В. И. Пузиков, П. Н. Кобзев (РФ). Заяв. 23.05.2001; Опубл. 20.05.2003.

174. Пат. RU 2258110 CI, Е 01 D 2/04. Дощато-клееное пролетное строение /В.А. Уткин, Г.М. Кадисов: заявл. 26.11.2003; опубл. Бюл.№2210.08.2005.

175. Патент РФ на полезную модель №69528. Плитное дощато-клееное пролетное строение. Уткин В.А., Кадисов Г.М./- 27.12.2007г.

176. Патент на полезную модель №64646. Плитно-ребристое пролетное строение с горизонтальными диафрагмами в опорных участках./Уткин В.А., Кадисов Г.М./- 10.07.2007.

177. Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)1. На правах рукописи

178. Уткин Владимир Александрович