Совершенствование конструкций пролетных строений автодорожных мостов из клееной древесины

• Автор: Уткин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 233 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Состояние и перспективы применения клееной древесины в мостостроении

1.1 Пролетные строения отечественного мостостроения.

1.1.1 Пролтные строения с поперечной деревоплитой.

1.1.2 Пролтные строения с железобетонной проезжей частью

1.1.3 Состояние обследованных мостов с клееными балками

1.2 Достижения научнотехнического 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 но 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 напряженнодеформиро 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
2.6 Основные выводы по главе
3 Плитноребристые пролетные строения из клееной древесины с многослойной деревоплитой
3.1 Новая конструкция плитнорсбристого пролетного строения
3.2 Теоретические основы исследования плитноребристых пролетных строений с многослойной деревоплитой
3.3 Математическая модель плитноребристого пролетного строения по двух расчетным схемам
3.2.1 Выбор расчетной схемы
3.2.2 Оценка влияния ориентации досок деревоплиты на напряженнодеформированное состояние пролетного строения
3.2.3 Решения дифференциальных уравнений углов закручивания с учетом различных концевых закреплений балок.
3.4 Оценка влияния концевых закреплений на НДС в балочных пролетных строениях мостов.
3.5 Особенности напряженнодеформированного состояния пролетного строения с горизонтальными диафрагмами в опорных сечениях.
3.6 Основные выводы по главе.
4 Конструирование и расчет балочных пролетных строений с многослойной плитой проезжей части из перекрестных досок.
Разработка рекомендаций по изготовлению
4.1 Основные схемы балочных пролетных строений с многослойной плитой проезжей части
4.2 Рациональные параметры пролетных строений
4.3 Конструктивные требования
4.4 Основные рекомендации по расчету пролетных строений
4.4.1 Характеристики материалов
4.4.2 Рекомендации по расчету деревоплиты проезжей части
4.4.3 Рекомендации по обеспечению совместной работы деревоплиты с ребрами на отрыв.
4.5 Разработка рекомендаций по изготовлению клееных пролетных строений с многослойной деревоплитой из перекрестных досок
4.5.1 Общие положения
4.5.2 Предложения по организации и технологии изготовления пролетного строения на месте строительства моста
4.5.3 Рекомендации по выполнению технологических операций
на месте строительства.
4.5.4. Характеристика способа производства по изготовлению 9 пролетного строения на месте строительства. Основные показатели
4.6 Основные выводы по главе.
5. Техникоэкономическое обоснование целесообразности применении пролетных строений из клееной древесины с многослойной плитой проезжей части.
5.1. Общие положения.
5.2. Сравнительная оценка экономической эффективности применения исследуемых пролетных строений
5.3. Основные выводы по главе
Заключение и выводы
Список литературы


В настоящее время этой проблеме уделяется особенно большое внимание, так как нарушение целостности пропитанного антисептиком слоя может свести на нет все меры по защите древесины от гниения. Водоотводящая и водонепроницаемая проезжая часть является гарантом долговечности и эксплуатационной надежности деревянных мостов. Ниже рассмотрим современные конструктивные решения проезжей части современных мостов с применением клееной древесины. Проезжая часть большинства современных деревянных мостов асфальтированная гидроизолированная деревоплита. Деревоплита в качестве проезжей части применяется уже более лет и показывает себя с хорошей стороны. В настоящее время в практических целях применяется несколько типов деревоплиты, отличных по конструктивному исполнению и способу изготовления. Поперечная клееная деревоплита в зарубежной практике нашла применение уже достаточно давно и зарекомендовала себя как очень технологичная при изготовлении и сборке конструкция. Рис. Плита проезжей части набирается из клееных панелей, изготавливаемых длиной, равной ширине моста. Панели деревоплиты формируются из уложенных на ребро и склеенных по пласти досок толщиной мм. Стандартная ширина панели составляет 1, м, высота 5. Для формирования плиты проезжей части панели укладываются плотно друг к другу на несущие конструкции и прикрепляются к ним стандартными алюминиевыми захватами рис. Участки стыка смежных панелей промазывают битумным герметиком для обеспечения водонепроницаемой поверхности плиты. Продольная клееная деревоплита устраивается из нескольких уложенных плотно друг к другу панелей, ориентированных вдоль моста 9. Количество панелей зависит от проектной ширины. С нижней стороны плиты устраиваются распределяющие нагрузку между отдельными панелями поперечные балки. Этот тип плиты применяется как самостоятельная несущая конструкция в плитных пролтных строениях мостов см. Деревоплита из обжатых досок. Канаде в середине х гг. США в середине х гг. Обжатие, возникающее от натяжения стальных стержней, создат трение между досками, обеспечивая эффект монолитной плиты из древесины. Благодаря этому эффекту, плита работает как вдоль, так и поперк моста при воздействии временной нагрузки, вовлекая в совместную работу большое количество досок 3. Плиты выполнены из уложенных на ребро досок, обжимаемых высокопрочными стальными стержнями. Они могут изготавливаться в двух вариантах с внешним расположением и с внутренним расположением напрягаемых стержней. Конструкция обоих вариантов плит представлена на рис. Швеллер
Рис. Напрягаемые стержни в первом варианте размещаются по нижней и верхней граням плиты, а во втором варианте в предварительно рассверленных отверстиях, которые устраиваются с определнным шагом вдоль центра досок. Для достижения требуемого обжатия и трения между слоями досок стержни натягиваются с усилием 4. Н, в зависимости от диаметра стержня и расстояния между смежными стержнями. Усилия обжатия от стержней передатся на доски плиты через распределяющие стальные элементы, размещаемые вдоль пролта. Для защиты от коррозии все стальные элементы, включая стержни и анкерные пластины, оцинковываются в соответствии с М2 США. Плиты из обжатых досок предпочтительны по ряду причин. Вопервых, они могут проектироваться из малоразмерной, низкокачественной древесины, не требуя непрерывных досокзаготовок, как, например, в случае с клееной деревоплитой. Вовторых, они могут быть изготовлены из местного строительного материала с привлечением местной рабочей силы. К настоящему времени в США построено более чем 0 мостов с подобной плитой. Такая плита применяется практически во всех типах пролтных строений. Нормы проектирования таких плит в США были опубликованы в г. В странах Европы подобная конструкция деревоплиты также находит очень широкое применение. Пример применения плиты с внешним расположением напрягаемых стержней представлен на рис. Обжатая клееная деревоплита в сущности похожа на предыдущий тип деревоплиты. Отличие заключается в том, что в данном случае отдельные доски заменены клееными балками, уложенными боковой гранью вниз 3,4. Рис.