 |
Расчет жестких аэродромных покрытий
|
|
|
|
Жесткие покрытия
7.3.1 Новые жесткие монолитные покрытия следует проектировать, как правило, однослойными. Двухслойные монолитные покрытия могут применяться только при технической невозможности укладки слоя бетона требуемой расчетом толщины или усилении существующих покрытий, обоснованными технико-экономическими расчетами.
7.3.2 Строительство жестких покрытий следует, как правило, выполнять из тяжелого бетона, отвечающего требованиям ГОСТ 26633 и настоящего свода правил. Допускается применять при технико-экономическом обосновании мелкозернистый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 26633, при этом класс прочности на сжатие при использовании его в однослойном или верхнем слое двухслойного покрытия должен быть не ниже В30.
Коррозийная стойкость бетона должна быть обеспечена с учетом химической агрессивности среды и компонентов бетонной смеси.
Таблица 7.3
| Грунт естественного основания | Минимальная толщина дренирующего слоя для дорожно-климатических зон, м | |||
| I | II | III | IV | |
| Глина, суглинок | 0,35 | 0,30/0,35 | 0,20/0,25 | 0,15 |
| Суглинок и супесь пылеватые | 0,50 | 0,40/0,50 | 0,30/0,35 | 0,15/0,20 |
| Примечания 1 Толщину слоя, указанную перед чертой, следует принимать для районов, расположенных в южной части дорожно-климатической зоны, за чертой - в северной части. 2 Толщина дренирующего слоя в конструкции покрытия на пучинистых грунтах должна уточняться расчетом на морозное пучение (приложение Е). 3 Для снижения толщины дренирующего слоя допускается использовать дренирующие геосинтетические прослойки. Толщина дренирующего слоя при этом должна уточняться расчетом. |
Рисунок 7. 1 - Районирование территории Российской Федерации по требуемой морозостойкости бетона для однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий
|
|
|
Таблица 7.4
| Аэродромное покрытие | Минимальный класс бетона по прочности на | |
| растяжение при изгибе | сжатие | |
| Однослойное монолитное покрытие из бетона, армобетона, железобетона (с ненапрягаемой арматурой) | В tb 4,0 | В30 |
| Верхний слой двухслойного монолитного покрытия из бетона, армобетона, железобетона (с ненапрягаемой арматурой) | В tb 4,0 | В30 |
| Нижний слой двухслойного покрытия | В tb 2,8 | В20 |
| Сборное из железобетонных предварительно напряженных плит, армированных: | ||
| проволочной арматурой или арматурными канатами | В tb 4,0 | В30 |
| стержневой арматурой | В tb 3,6 | В25 |
| Примечания 1 Для покрытий, рассчитанных на внекатегорийную нагрузку (таблица 7.8), следует применять бетон класса не ниже В tb 4,4 (В40). 2 Для сборных предварительно напряженных железобетонных плит должно быть обеспечено дополнительное требование к минимальному проектному классу прочности бетона на сжатие: В30 - для плит, армированных проволочной арматурой или арматурными канатами, и В25 - для плит, армированных стержневой арматурой. 3 Для покрытий, рассчитанных на нагрузки с давлением воздуха в пневматиках колес не более 0,6 МПа, допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании применять бетон класса В tb 3,2 (В25). |
7.3.4 Требуемую толщину монолитного жесткого слоя следует определять расчетом и принимать не менее 0,16 м.
Расстояния между деформационными швами сжатия (длина плит) не должны превышать, м, для монолитных покрытий:
| бетонных толщиной менее 30 см 25-кратной толщины слоя |
| (допускается округление до целых метров) |
| бетонных толщиной 30 см и более 7,5 |
| железобетонных с арматурой в одном уровне 7,5 |
| железобетонных с арматурой в двух уровнях 20 |
| армобетонных при годовой амплитуде среднемесячных температур, °С: |
| 45 и выше 10 |
| менее 45 15 |
|
|
|
Нежесткие покрытия устраивают многослойными. Требуемую толщину слоев обосновывают расчетом. Минимально допускаемую толщину конструктивного слоя (в уплотненном состоянии) принимают согласно таблице 7.5.
Таблица 7.5
| Материал конструктивного слоя нежесткого покрытия и искусственного основания | Минимальная толщина конструктивного слоя, м |
| Асфальтобетон при внутреннем давлении воздуха в пневматиках колес воздушных судов, МПа: | |
| менее 0,6 | 0,05 |
| от 0,6 до 0,7 | 0,07 |
| св. 0,7» 1,0 | 0,09 |
| св. 1,0 | 0,12 |
| Щебень, гравий, грунты, обработанные органическими вяжущими | 0,08 |
| Щебень, обработанный органическими вяжущими по способу пропитки | 0,08 |
| Щебень, не обработанный вяжущим и укладываемый на прочное (каменное или укрепленное вяжущими, грунтовое) основание | 0,08 |
| Грунты и малопрочные каменные материалы, обработанные минеральными вяжущими | 0,15 |
| Щебень или гравий, не обработанные вяжущими и укладываемые на песчаное основание | 0,15 |
| Примечания 1 Максимальный размер зерна крупной фракции, применяемого в слое минерального материала, должен быть не менее чем в 1,5 раза меньше толщины конструктивного слоя. 2 Допускается устройство асфальтобетонных слоев толщиной 0,09 - 0,12 м в два слоя из смеси того же качества при условии обеспечения сцепления между ними. |
7.5.2 Общая толщина асфальтобетонных слоев на основаниях из материалов, обработанных неорганическими вяжущими, должна быть не менее приведенной в таблице 7.6.
7.7.1 Аэродромные покрытия, как правило, следует рассчитывать на воздействие нагрузок от воздушного судна конкретного типа.
Допускается проводить расчет на нормативные нагрузки, категории и параметры которых приведены в таблицах 7.9 (для самолетов) и 7.10 (для вертолетов).
Таблица 7.8
| Среднемесячная температура воздуха наиболее холодного месяца, °С | Расстояние между деформационными швами, м |
| Минус 5 и выше | 25 - 35 |
| Ниже минус 5 до минус 15 | 15 - 25 |
| Ниже минус 15 или число переходов температуры через 0 °С более 50 раз в году | 10 - 15 |
| Примечание - Расстояния между деформационными швами должны быть кратными длине плит существующего покрытия. |
Таблица 7.9
| Категория нормативной нагрузки для аэродромов | Нормативная нагрузка Fn, на основную (условную) опору самолета, кН | Внутреннее давление воздуха в пневматиках колес pa, МПа | Основная опора |
| в/к | 1,0 | Четырехколесная | |
| I | |||
| II | 1,0 | ||
| III | |||
| IV | |||
| V | 0,6 | Одноколесная | |
| VI | 0,4 | ||
| Примечания 1 Расстояния между пневматиками четырехколесной опоры приняты равными 0,7 м между смежными колесами и 1,3 м - между рядами колес. 2 Нормативные нагрузки III и IV категорий допускается заменять нагрузками на одноколесную основную опору и принимать соответственно 170 и 120 кН, а давление в пневматиках колес для нормативных нагрузок V и VI категорий - равным 0,8 МПа. |
Таблица 7.10
|
|
|
| Категория вертолетов по взлетной массе | Нормативная нагрузка Fn, на основную (условную) опору, кН | Внутреннее давление воздуха в пневматиках колес ра, МПа |
| Тяжелые | 0,7 | |
| Средние | 0,6 | |
| Легкие | 0,4 | |
| Примечания 1 Основная опора - одноколесная. 2 При назначении конструктивных требований к вертодромам и их элементам нагрузки тяжелых вертолетов (со взлетной массой свыше 15 т) приравниваются к III категории нормативной нагрузки, средних (от 5 до 15 т) - к V категории, легких (менее 5 т) - к VI категории. |
7.7.2 Аэродромные покрытия надлежит рассчитывать по методу предельных состояний. Расчетными предельными состояниями жестких покрытий являются:
бетонных и армобетонных - предельное состояние по прочности;
железобетонных с ненапрягаемой арматурой - предельные состояния по прочности, раскрытию трещин и давлению на грунтовое основание;
железобетонных с напрягаемой арматурой - предельное состояние по образованию трещин и давлению на грунтовое основание.
Расчетными предельными состояниями нежестких покрытий являются:
для покрытий капитального типа - предельные состояния по относительному прогибу всей конструкции и по прочности слоев из асфальтобетона;
для покрытий облегченного типа - предельное состояние по относительному прогибу всей конструкции.
7.7.3 При расчете прочности покрытий воздействие нагрузок от различных типов воздушных судов следует приводить к эквивалентному воздействию расчетной нагрузки. В качестве расчетной нагрузки должно приниматься воздушное судно (категория нормативной нагрузки), оказывающее максимальное силовое воздействие на покрытие.
|
|
|
7.7.4 Покрытия аэродромов по степени воздействия нагрузок воздушных судов и несущей способности подразделяются на группы участков, в соответствии с приложением Л. Приведенные в нем схемы следует уточнять в зависимости от назначения и ведомственной принадлежности аэродромов.
Расчет покрытий вертодромов следует выполнять в соответствии с требованиями для участков группы А (рисунок Л.1).
Толщины конструктивных слоев покрытия обочин и укрепляемых участков, примыкающих к торцам ИВПП, надлежит рассчитывать как для участков группы Г с однократным приложением расчетной нагрузки, но принимать не менее минимально допускаемых значений для материалов конструктивных слоев.
7.7.5 При расчете аэродромных покрытий на прочность коэффициенты динамичности kd и разгрузки g f (учитывающий движение по покрытию воздушных судов с большими скоростями) для всех групп участков аэродрома следует принимать в соответствии с таблицей 7.11.
7.7.6 При расчете усиления многослойной конструкции допускается использовать в качестве расчетной модель упругого многослойного полупространства ограниченной мощности.
Таблица 7.11
| Группа участков аэродромных покрытий | Коэффициент разгрузки g f | Коэффициент динамичности kd при внутреннем давлении воздуха в пневматиках колес, МПа | ||
| 1,0 и менее | свыше 1,0 до 1,5 | свыше 1,5 | ||
| А | 1,2 | 1,25 | 1,3 | |
| Б | 1,1 | 1,15 | 1,2 | |
| В и Г | 0,85 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| Примечания 1 При расчете нежестких покрытий для всех участков и давлений воздуха в пневматиках колес коэффициент динамичности принимают равным 1,1. 2 Для искусственных покрытий обочин и укрепляемых участков, примыкающих к торцам ИВПП, коэффициенты динамичности и разгрузки принимают равным 1. |
Расчет жестких аэродромных покрытий
7.8.1 При расчете жестких аэродромных покрытий по прочности и образованию трещин должно удовлетворяться условие
md £ mu, (7.1)
где md - расчетный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия, определяемый в соответствии с 7.8.2, если слой (слои) основания предусматривают из неукрепленных материалов, и в соответствии с приложением М, если слой основания предусматривают из материалов, укрепленных вяжущими;
ти - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении плиты покрытия, определяемый в соответствии с 7.8.4.
7.8.2 Расчетные значения изгибающих моментов md, МН×м/м, на единицу ширины сечения однослойных жестких покрытий всех типов следует определять по формуле
|
|
|
md = mc ,max kkNkx (y), (7.2)
где тс ,mах - максимальный изгибающий момент при центральном загружении плиты, МН×м/м, который вычисляется как наибольший суммарный момент, создаваемый колесами опоры воздушного судна в расчетных сечениях плиты, перпендикулярных осям х или у (рисунок 7.2), при этом должны исключаться колеса, вызывающие отрицательное значение изгибающего момента в расчетном сечении:
0156S10-05630
k - переходный коэффициент от изгибающего момента при центральном загружении к моменту при краевом загружении плиты, принимаемый равным: для бетонных и армобетонных покрытий со стыковыми соединениями или конструктивным краевым армированием - 1,2; для бетонных и армобетонных покрытий, устраиваемых без стыковых соединений и краевого армирования плит, - 1,5; для сборных покрытий из предварительно напряженных железобетонных плит - 1,0;для железобетонных покрытий с ненапрягаемой арматурой - по рисунку К.1 как для покрытий со стыковыми соединениями;
kN - коэффициент, учитывающий накопление остаточных прогибов в основании из материалов, не обработанных вяжущими, и принимаемый равным 1,1 для участков группы А и МС (см. схему рисунка Л.1); для оснований из материалов, обработанных вяжущими, а также независимо от вида оснований для участков групп Б (кроме МС), В и Г следует принимать kN = 1,0;
kx (y) - коэффициент, учитывающий перераспределение внутренних усилий в ортотропных плитах покрытий с различной жесткостью Вх и Ву в продольном и поперечном направлениях и принимаемый по графику рисунка К.2; для бетонных, армобетонных и железобетонных покрытий с ненапрягаемой арматурой kx (y) = 1;
т 1 - изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, МН×м/м:
тх (у) i - изгибающий момент, создаваемый действием i -го колеса, расположенного за пределами расчетного сечения плиты, МН×м/м:
Fd - расчетная нагрузка на колесо, МН:
- единичный изгибающий момент от действия колеса, центр отпечатка которого совпадает с расчетным сечением, определяемый по таблице К.1 в зависимости от приведенного радиуса 
Re - радиус круга, равновеликого площади отпечатка пневматика колеса, м:
ра - внутреннее давление воздуха в пневматиках колес, МПа;
l - упругая характеристика плиты, м:
Fn - нагрузка на основную опору расчетного воздушного судна (или нормативная нагрузка), МН;
пk - число колес на опоре;
kd, g f - коэффициенты соответственно динамичности и разгрузки, определяемые по таблице 7.11;
Ks - расчетный коэффициент постели однородного грунтового основания, МН/м3, определяемый в соответствии с приложением В. Для многослойного грунтового основания, а также для искусственного основания, не обработанного вяжущим, в расчет вводится значение эквивалентного коэффициента постели Kse, определяемого в соответствии с приложением Г;
, 
- единичные изгибающие моменты, действующие в расчетном сечении плиты, от воздействия i -го колеса опоры воздушного судна, определяемые по таблице К.2 в зависимости от координат x = yi / l и h = xi / l, где yi, xi - координаты приложения силы Fd, считая за начало координат пересечение рассматриваемых сечений (см. рисунок 7.2);
В - жесткость сечения плиты покрытия, МПа×м4/м, отнесенная к единице ширины ее сечения и определяемая в соответствии с 7.8.3.
Примечание - Для многоколесных опор необходимо путем пробных расчетов найти колесо, под центром отпечатка которого возникает максимальный изгибающий момент.
|
|
|
