[Tratata]

Здравствуйте, неоднократно находил ответ на возникшие вопросы на форуме, но вот тут с решением как то не задалось.
Имеется кабельная линия, проложена в ж/б лотках серии 3.006.1-8 ЛК 300.120.45-1, накрыто всё это плитами. Над плитой уложено дорожное полотно (песок, дорожная плита, армсетка, асфальтобетон). Не спрашивайте, почему такие конструктивные решения, я сам не знаю, чем это объяснить.
Возник вопрос - какую нагрузку на ось транспортного средства всё это выдержит, с учётом всех коэффициентов разумеется. Именно такая формулировка, понимаю, что в идеале надо считать на действие нормативных нагрузок НК и АК согласно СНиПу "Мосты и трубы". Да и "нагрузка на ось" может быть разная с учётом площади контакта колёс с полотном, но вот вопрос стоит именно так.

Путём долгих раздумий, штудирования нормативных документов, "автомобильные дороги", "нагрузки и воздействия", кучи справочников по проектированию труб и тоннелей, пришёл к следующим вариантам решения:
1 вариант. Согласно серии 3.006.1-8, несущая способность 4,5 т/м2 (схема нагружения на рисунке).


Вес слоёв дороги примерно 1 т/м2, получили 3,5 т/м2. По сути, если умножить эту величину на площадь, на которую распределяется давление от ТС, то я получу величину сосредоточенной силы, которую выдержит лоток. Ширина лотка 1200 мм. Примерно такое же межосевой расстояние у большинства грузовых ТС, либо больше. Потому условно один лоток воспринимает нагрузку от одной оси. Согласно нормативным документам, распределение давления в грунте происходит под углами трения слоя, для песка примерно 30 градусов, в асфальтобетоне 45 градусов, жб плиту возьмём также 45 градусов. Путём построений, приняв 3,5 т/м как полосовое давление на длине 1200 мм, то на поверхности получим 369 мм, давление соответственно 11,38 т/м2, оно же - несущая способность лотка с учётом основания. Теперь домножив это значение на площадь пятна контакта какого то колеса (надо определиться какого), получу допустимую нагрузку на одно колесо. Х2 - соответственно на ось. Смущает, что взяв колесо от НК-80 габаритами 0,2х0,8 м, получаю силу 1,82 тс, или 3,64 тс на ось, как то очень мало. Полюбому где то ошибка.
2 вариант. Если допустим взять колесо с пятном контакта известной прямоугольной площади, пусть будет то же НК-80, то путём построения схемы распределения давлений по глубине, получим площадку давления колеса на лоток. Если размер какой то из сторон площадки больше размеров лотка - рубим площадку по лотку. Полученную площадь умножаем на несущую способность лотка 3,5 т/м2 - получаем допустимую нагрузку на колесо. Смущает тот же факт, что значение будет менее 3 тс на колесо. Мне кажется маловато, потому сомневаюсь в правильности.
Оба варианта не учитывают подкрепляющего действия дорожной плиты, находящейся под слоем асфальта. По ТУ на плиту есть результаты испытания на трещиностойкость, по схеме нагрузки похожей на нагрузку от наезд ТС, если бы плита работала как балка. Плита 6 м, лежит поперёк лотка. Раскрытие трещин при величине 3,6 тс, правда там опоры дальше расположены, сооответственно при пролёте 1200 мм несущая способность будет и того больше. Ширина плиты 1,5 метра, то есть наезд ТС будет сразу на две плиты, итого больше 7 тс только от действия плит должно быть. Но как всё это учесть ума не приложу. Знаю, что дорожная плита не работает на изгиб, но всё же.
Буду очень благодарен, если направите на верный путь, пример расчёта подобной конструкции не нашёл. Понимаю, что проектировать надо было озираясь на нормативную нагрузку, переложить её на лоток и просто подобрать грузоподъёмность с учётом получившегося давления. Но почему не так проектировали - не известно. Даже в справочнике нашёл посчитанные нагрузки по глубине от нормативных ТС, можно было бы и по ним подобрать. ан нет.


Расчётом ж/б конструкций до этого не занимался, потому прошу прощения за ту чушь, что, возможно, тут написал.

[asid]

Вес слоёв дороги примерно 1 т/м2

Какая толщина слоя засыпки? меньше чем 0,5м?
Нагрузку от вертикального давления от насыпи следует считать по п.6.6 (формула 6.2) и приложение Ж согласно СП 35.13330.2011 Мосты и трубы.

Временную нагрузку от НК-80 (эквивалент Н11) следует считать по п.6.17 (формула 6.8) согласно СП 35.13330.2011 Мосты и трубы.
Давление от НК-80 составит примерно 53,14 кПа или 5,42 т/м2

Так как у вас несущая способность - 4,5 т/м2 - следовательно необходима замена.

----- добавлено через ~13 мин. -----
Последовательность расчета следующая:
-Вычисляете постоянную нагрузку от собственного веса
-Определяетесь с временной нагрузкой. Если дорога общественного пользования - то расчет по СП35 (нагрузка класса Н11-если существующая дорога, Н14 - если новая дорога). Если дорога частная - запрашиваете нагрузки у владельца.
-Определяете давление, внутренние усилия.
-Выполняете расчет по прочности и трещиностойкости.

[Tratata]

Толщина дорожной одежды над лотком ровно 0.5 м. 0.2 м песок, плита 0.14 м, асфальт 0.16 м.
порядок расчета я понял, спасибо. вот только мне узнать бы, что держит имеющаяся конструкция.

По СП 35 при определении вертикального давления от насыпи нет учёта, что в насыпи дополнительно плита. Я понимаю, что так положено считать, значение нормативной нагрузки будет завышено, но всё же. Получилось 17, 53 кПа (1,787 т/м2).
Ещё вопрос, откуда вы взяли 53,14 - понятно, формула 6,8, значения все табличные. У меня толщина засыпки 0,5 м, то есть в дело вступает приписка к таблице: "В случаях когда высота засыпки менее 1 м при нагрузках Н11 и Н14, величину давления на рассматриваемую часть трубы следует определять с учетом распределения давления в грунте под углом к вертикали arctg 1/2". Угол (значение арктангенса) 26,5 градусов. Каким образом учесть распределение давления? и ещё, в таблице все нормативные нагрузки, линейная нагрузка (кН/м) и длина участка распределения (м), возможно их как то вычислить для НЕнормативного ТС? понимаю, что смысла в этом мало, но всё же.

[Grim]

Сообщение от Tratata Возник вопрос - какую нагрузку на ось транспортного средства всё это выдержит, с учётом всех коэффициентов разумеется. Именно такая формулировка, понимаю, что в идеале надо считать на действие нормативных нагрузок НК и АК согласно СНиПу "Мосты и трубы". Да и "нагрузка на ось" может быть разная с учётом площади контакта колёс с полотном, но вот вопрос стоит именно так.

Очень грамотный и конкретный вопрос, ответ на который можно нормально сформулировать. Не надо ничего приводить к нагрузкам НК и копаться в методиках расчета на все случаи. Ваша плита пролетом 1.2м и расчетной полосой 1м несет 3,5/м2. Такую площадь загружения (+/-) при высоте дорожного полотна 0,5 м создает одно колесо и соответственно, ваша плита несет 3,5x1,2=4,2 т с колеса. Так что, считайте, что ваша плита несет транспорт с нагрузкой на ось 8,4 тонны, а точнее, 7 тонн с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2. И не надо умничать, притягивая за хвост что-то там из норм. Конкретный ответ на конкретный вопрос.

Сообщение от Tratata Расчётом ж/б конструкций до этого не занимался, потому прошу прощения за ту чушь, что, возможно, тут написал.

Кстати, никакого расчета жб конструкций тут и нет, так как несущая способность плиты вам уже задана.

[Tratata]

Сообщение от Grim Очень грамотный и конкретный вопрос, ответ на который можно нормально сформулировать. Не надо ничего приводить к нагрузкам НК и копаться в методиках расчета на все случаи. Ваша плита пролетом 1.2м и расчетной полосой 1м несет 3,5/м2. Такую площадь загружения (+/-) при высоте дорожного полотна 0,5 м создает одно колесо и соответственно, ваша плита несет 3,5x1,2=4,2 т с колеса. Так что, считайте, что ваша плита несет транспорт с нагрузкой на ось 8,4 тонны, а точнее, 7 тонн с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2. И не надо умничать, притягивая за хвост что-то там из норм. Конкретный ответ на конкретный вопрос.

Но ведь распределённая нагрузка от колеса не на всю поверхность лотка передаётся. Поправьте меня, если я ошибаюсь. На картинки из серии (первая в топике) нагрузка распределена от шарнира до шарнира, т.е. 4,5 тс/м2 при условии работы 1,2 м балки. У меня дай бог метр будет задействован, и то не факт. Сформулирую своё непонимание так: если на один квадратный метр в середине плиты приходится нагрузка больше, чем 4,5 тс/м, будет ли обеспечена прочность плиты? Возможно глупый вопрос, но конкретный ответ я не нашёл в нормативных документах. Буду благодарен за разъяснение.

[Grim]

Сообщение от Tratata Но ведь распределённая нагрузка от колеса не на всю поверхность лотка передаётся. Поправьте меня, если я ошибаюсь.

Максимальная нагрузка, когда колесо будет прямо над лотком на весь пролет будет передаваться.
Если рассмотреть пятно нагруженного колеса 0,2x0,6, это создаст давление под дорожной одеждой на площадь 1,2x1,6 м. У вас пролет плиты 1,2 метра, значит вся нагрузка от колеса будет распределена по всему пролету плиты.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от Tratata Сформулирую своё непонимание так: если на один квадратный метр в середине плиты приходится нагрузка больше, чем 4,5 тс/м, будет ли обеспечена прочность плиты? Возможно глупый вопрос, но конкретный ответ я не нашёл в нормативных документах. Буду благодарен за разъяснение.

Если вы хотите проверить конкретную нагрузку, приложенную в конкретном месте, то надо составлять расчетную схему и считать, но сама исходная задача подразумевает более обобщенно и упрощенно воспринимать нагрузки. Ваши пол-метра дорожной одежды, способность их распределять нагрузку это позволяют. Именно поэтому в характеристиках этих плит указывают несущую способность в общем виде, как распределенную по единичной площади и при их грамотном применении нет нужды рассматривать какие-то малозначительные частные случаи.

[Tratata]

Сообщение от Grim Максимальная нагрузка, когда колесо будет прямо над лотком на весь пролет будет передаваться. Если рассмотреть пятно нагруженного колеса 0,2x0,6, это создаст давление под дорожной одеждой на площадь 1,2x1,6 м. У вас пролет плиты 1,2 метра, значит вся нагрузка от колеса будет распределена по всему пролету плиты.

Полностью с Вами согласен, и правда ошибался.

Сообщение от Grim Если вы хотите проверить конкретную нагрузку, приложенную в конкретном месте, то надо составлять расчетную схему и считать, но сама исходная задача подразумевает более обобщенно и упрощенно воспринимать нагрузки. Ваши пол-метра дорожной одежды, способность их распределять нагрузку это позволяют. Именно поэтому в характеристиках этих плит указывают несущую способность в общем виде, как распределенную по единичной площади и при их грамотном применении нет нужды рассматривать какие-то малозначительные частные случаи.

И снова согласен.

Помощь помогла, всем спасибо за ответы. Если какие дополнения будут - с удовольствием выслушаю.