Расчетные модели железобетонных плит покрытия автомобильных дорог

Abstract

В статье приведены методики расчета нормальных и пространственных сечений при действии изгибающего момента, а также при совместном воздействии изгибающего и крутящего моментов. Неравномерные деформации основания и несимметричность приложения нагрузки приводят к возникновению в сечениях дорожных плит изгибающих и крутящих моментов. В общем случае плиты работают на поперечный изгиб с кручением, в частности – на поперечный изгиб. Выполнены расчеты прочности нормальных сечений и расчеты прочности пространственных сечений для плит участка дороги с пороговыми неровностями испытательного полигона РУПП «БелАЗ» ППН-1, ППН-2, ППН-3, ППН-4, ПДТ-1, а также для железобетонных плит покрытий временных (2ПП30.18-30) и постоянных (1ПП30.18-30) дорог по серии Б3.503.1-1. При расчетах были рассмотрены четыре основные расчетные модели: альтернативная модель (эпюра напряжений в виде прямоугольника), упругопластическая модель (билинейная эпюра напряжений), линейнопараболическая и нелинейная с ниспадающей ветвью. Определение предельных усилий в нормальных и пространственных сечениях производилось с учетом следующих предпосылок: для средних деформаций бетона и арматуры считается справедливым линейный закон распределения по высоте сечений; в качестве расчетного принимается сечение со средней высотой сжатой зоны, соответствующей средним деформациям; сопротивление расчетного сечения будет исчерпано, если напряжения в растянутой арматуре достигнут предела прочности fyd. Проведен сравнительный анализ данных методик расчета, который показал незначительное расхождение (до 5 %) в несущей способности плит покрытия автомобильных дорог, вычисленной по различным методикам. The article presents methods for calculating normal and spatial cross-sections under the action of a bending moment, as well as under the combined action of bending and torque. Unequal deformations of the base and asymmetric load application lead to the appearance of bending and torque moments in the sections of road slabs. In the general case, the slabs work for transverse bending with torsion, in particular for transverse bending. Strength calculations of normal sections and strength sections of spatial sections for slabs of the road section with threshold irregularities of the BelAZ test site were performed: PPN-1, PPN-2 PPN-3, PPN-4; PDT-1; as well as for reinforced concrete slabs of coverings of temporary (2PP30.18-30) and permanent (1PP30.18-30) roads according to the B3.503.1-1 series. In the calculations, four main calculation models were considered: an alternative model (stress diagram in the form of a rectangle), an elastoplastic model (bilinear stress diagram), linearparabolic and non-linear with a falling branch. The determination of ultimate forces in normal and spatial sections was carried out taking into account the following prerequisites: for medium deformations of concrete and reinforcement, the linear law of distribution over the height of the sections is considered fair; as the calculated section is taken with the average height of the compressed zone corresponding to the average deformation; the resistance of the design cross section will be exhausted if the stresses in the tensile reinforcement reach the ultimate strength fyd. A comparative analysis of the data of calculation methods was carried out, which showed a slight discrepancy (up to 5%) in the bearing capacity of road paving slabs, calculated by various methods.