Совершенствование конструкции и методики расчета многоребристого пролетного строения моста из клееной древесины с учетом совместной работы перекрестной деревоплиты и балок

• Автор: Кобзев, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Обоснование актуальности совершенствования конструктивных форм балочных пролтных строений из клееной древесины.

1.1. Перспективы применения клееной древесины в мостовых конструкциях.

1.2. Анализ существующих конструктивных решений балочных пролтных строений из клееной древесины

1.2.1. Пролтные строения с поперечной деревоплнтой

1.2.2. Пролтные строения с продольной деревоплнтой

1.2.3. Пролтные строения с железобетонной плитой

1.3. Оценка опыта эксплуатации пролтных строений с применением клееной древесины.

1.4. Постановка вопроса. Цель и задачи исследования.

1.5. Конструкции пролтного строения с перекрстной деревопли

той проезжей части
2. Математическая модель многорсбристого пролтного строения
с перекрстной деревоплнтой проезжей части
2.1. Анализ методов пространственного расчта многоребристых
пролтных строений
2.1.1. Расчт пролтных строений в виде системы перекрстных стержней.
2.1.2. Расчт пролтных строений в виде ребристой плиты или системы плит и рбер.
2.1.3. Расчт пролтных строений по методу конечных элементов
2.1.4. Оценка возможности применения существующих методов для расчта пролтного строения с перекрстной де
ревоплитой.
2.2. Исследование перекрстной деревоплиты как многослойной анизотропной пластины
2.2.1. Характер анизотропии упругих свойств материала многослойной пластины.
2.2.2. Жесткости и приведнные характеристики упругости материала многослойной пластины
2.2.3. Напряжннодеформированное состояние анизотропной пластины при действии внешней нагрузки.
2.3. Применение метода перемещений Александрова для расчта складчатой системы из анизотропных материалов.
2.3.1. Элементы складчатой системы.
2.3.2. Основная система метода перемещений.
2.4. Определение единичных реакций в общей системе координат
2.4.1. Связь общей системы координат конструкции с местными системами координат.
2.4.2. Определение амплитуд реакций в связях при изгибе пластин от единичных смещений кромок в местной системе координат
2.4.3. Определение амплитуд реакций в связях при плоском напряжнном состоянии пластин от единичных смещений кромок в местной системе координат.
2.5. Определение грузовых реакций в общей системе координат
2.6. Определение окончательных напряжений и деформаций
2.7. Апробация математической модели.
2.8. Основные выводы по главе
3. Экспериментальное исследование моделей деревоплиты проезжей части и пролтного строения.
3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований
3.2. Планирование экспериментальных исследований.
3.2.1. Обоснование параметров моделей
3.2.2. Определение числа моделей и объма выборки образцов материалов
3.2.3. Методика проведения экспериментальных исследований.
3.3. Материалы и средства измерения деформаций и перемещений
3.4. Экспериментальное определение упругих постоянных материалов.
3.4.1. Определение упругих постоянных древесины при сжатии
3.4.2. Определение модуля упругости древесины при изгибе
3.4.3. Определение упругих постоянных материала деревоплиты
3.5. Экспериментальное исследование моделей деревоплиты
3.5.1. Назначение размеров моделей.
3.5.2. Испытания моделей деревоплиты.
3.5.3. Результаты экспериментальных исследований моделей деревоплиты
3.6. Экспериментальное исследование моделей пролтного строения.
3.6.1. Описание конструкции моделей и испытательного стенда.
3.6.2. Испытания моделей пролтного строения
3.6.3. Результаты экспериментальных исследований моделей НО пролтного строения.
3.7. Основные выводы по главе.
4. Теоретическое исследование многоребристого пролтного строения. Практическое применение результатов исследования.
4.1. Напряжннодеформированное состояние многоребристого пролтного строения
4.1.1. Пространственная картина напряжннодеформированного состояния пролтного строения
4.1.2. Эффективность деревоплиты в совместной работе с главными балками
4.2. Разработка рекомендаций по проектированию пролтного строения.
4.2.1. Расчтные характеристики материалов.
4.2.2. Оценка влияния геометрических параметров пролтного строения на его напряжннодеформированное состояние.
4.2.3. Рекомендации по конструированию пролтного строения.
4.2.4. Методика расчта пролтного строения
4.3. Предложения по технологии изготовления пролтного строения
4.4. Экономическая эффективность новой конструкции пролтного строения.
4.5. Направления дальнейших исследований.
4.6. Основные выводы по главе
Заключение и выводы
Список литературы


В этом свете очень важной является задача создания таких конструктивных решений пролтных строениях, которые бы отвечали современным требованиям по грузоподъмности, экономичности и долговечности. Конструкционная древесина вошла в практику строительства балочных пролтных строений мостов в начале х гг. США, где успешно применяется и сейчас 6. В нашей стране первый опыт применения таких конструкций появился в начале х гг. Простота конструкции балочных пролтных строений, отсутствие сложных узлов и сопряжений, определили их высокую наджность и долговечность. В настоящее время существует множество конструктивных решений таких пролтных строений, причм все они компонуются из ряда главных балок и плиты проезжей части, свободно лежащей на них или включнной в совместную работу. В них ярко проявляются преимущества склеивания, которое позволяет создавать различные по размерам и формам поперечного сечения конструкции из пиломатериалов любой допустимой толщины и длины. При компоновке балок легко решаются вопросы рационального использования разносортных досок. По форме поперечного сечения они могут быть прямоугольными или двутавровыми. Балки, в зависимости от длины пролта и количества штук по ширине, могут изготавливаться в широком диапазоне размеров. Обычно их пролты достигают . Для компенсации прогиба, накапливающегося в эксплуатационных условиях, балкам придатся в процессе производства строительный подъм. Далее приводим краткую характеристику балочных пролтных строений с отмеченными конструктивными решениями плиты проезжей части. Балочные пролтные строения с главными балками из клееной древесины и поперечной деревоплитой проезжей части вошли в практику строительства мостов в начале х гг. США 6. Эти конструкции составлены из продольных клееных балок, и поперечной клееной или гвоздевой деревоплиты проезжей части с асфальтобетонным или цементобетонным покрытием. В качестве несущих элементов применяются двутавровые клееные балки , клеефанерные балки и балки прямоугольного сечения 6 6. Для увеличения жсткости контура поперечного сечения между главными балками устроены диафрагмы из сборных клееных элементов или крестовые связи, обычно размещаемые в опорных и приопорных зонах пролта. Характерное поперечное сечение пролтного строения с двутавровыми клееными балками приведено на рис. Клееная поперечная деревоплита составлена из панелей шириной м, уложенных плотно друг к другу на балки, и закреплнных к ним шурупами , нагелями или алюминиевыми захватами 6. Длина панелей определяется шириной пролтного строения. В отечественной практике нашла применение гребенчатая деревоплита, панели которой формируются из досок шириной 0. В зарубежных странах поперечная деревоплита составлена из досок одного размера 7 6. В нашей стране исследованию таких пролтных строений посвящены труды Е. В. Тумаса, Глинки, Н. Д. Поспелова, И. А. Тена и другие . В г. Дубну, по проекту, разработанному в СоюзДорНИИ был построен первый опытный мост из кленых двутавровых балок с поперечной деревоплитой проезжей части. В г, Ленинградским филиалом проектного института Гипроавтотранс был разработан типовой проект 0Р Пролтные строения из кленой древесины заводского изготовления с балками длиной 6, 9, , и м под нагрузки Н, НГ и Н, НК при габаритах моста Г7 и Г8. В г Ленинградский филиал ГипроДорНИИ выпустил типовой проект 0К для экспериментального строительства автодорожных мостов тех же пролтов и нагрузок, но с габаритами Г7, Г8, Г9 и Г . Рис. Характерное сечение пролтного строения с поперечной деревоплитой проезжей части а с двутавровыми клееными балками б с прямоугольными клееными балками. Простота конструкции пролтного строения определила е эффективное внедрение в практику строительства в нашей стране и за рубежом 6, 6. Существенный недостаток указанной конструкции заключается в том, что поперечная деревоплита не включена в совместную работу с главными балками, а только распределяет нагрузку между ними. Исследователи в нашей стране и за рубежом попытались устранить недостаток поперечной деревоплиты, ориентируя е доски по направлению главных балок.