Обоснование типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, доктор технических наук Савельев, Валерий Владимирович

• Савельев, Валерий Владимирович
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Савельев, Валерий Владимирович

Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Дорожно-транспортные условия перевозки лесоматериалов в России

1.2. Анализ конструкций и методики проектирования нежестких дорожных одежд автомобильных дорог

1.2.1. Конструкции нежестких дорожных одежд

1.2.2. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд на прочность и морозоустойчивость

1.3. Проблемы повышения транспортно-эксплуатационных качеств колейных покрытий из железобетонных плит

1.3.1. Конструкции железобетонных плит для колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог

1.3.2. Виды бетонов для изготовления дорожных плит и их качественная характеристика

1.3.3. Методы расчета железобетонных плит сборных и сборно-разборных колейных покрытий

1.3.4. Методика расчета ненапряженных конструкций железобетонных плит по предельным состояниям первой и второй группы

1.3.5. Расчетные схемы нагружения дорожных плит

1.3.6. Анализ методик определения толщины основания под плитами

1.4. Анализ и оценка методик определения расчетных нагрузок на дорожные одежды

1.4.1. Расчетное автотранспортное средство

1.4.2. Расчетные параметры подвижной нагрузки от колес автотранспортных средств

1.4.3. Расчетные нагрузки на дорожные одежды

1.5. Методика формирования лесовозных автопоездов

1.6. Анализ и оценка работ по автоматизированному проектированию и определению стоимости дорожных одежд

1.7. Задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

2.1. Концепция технико-экономического обоснования типа и конструкций дорожных одежд

2.2. Структура подсистем автоматизированного проектирования дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог

2.3. Математическая модель и алгоритм формирования лесовозных автопоездов

2.4. Методика статистических исследований фактических осевых нагрузок лесовозных автопоездов

2.5. Экономико-математические модели определения стоимости строительства лесовозных автомобильных дорог

2.6. Критерии оптимальности параметров железобетонных плит и колейных покрытий

2.7. Выводы по главе

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЖЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

3.1. Статистические исследования фактических осевых нагрузок лесовозных автопоездов

3.1.1. Математическая модель статистических исследований фактических осевых нагрузок лесовозных автопоездов

3.1.2. Алгоритм статистических исследований фактических осевых нагрузок лесовозных автопоездов

3.2. Математическая модель и алгоритм определения осевых нагрузок лесовозных автопоездов

3.2.1. Математические модели определения осевых нагрузок автопоездов

3.2.2. Алгоритм определения осевых нагрузок лесовозных автопоездов

3.2.3. Оценка влияния параметров размещения лесоматериалов и погрузочного оборудования на осевые нагрузки автопоездов

3.3. Математическая модель и алгоритм определения приведенной расчетной интенсивности воздействия нагрузки на дорожную одежду

3.3.1. Сравнительная оценка методик определения приведенной интенсивности воздействия нагрузки при расчете дорожных одежд

3.3.2. Алгоритм определения характеристик интенсивности воздействия подвижной нагрузки на дорожную одежду

3.4. Математические модели и алгоритмы нагружения дорожных плит колейных покрытий лесовозных дорог

3.4.1. Обоснование расчетных схем нагружения дорожных плит

3.4.2. Обоснование расчетной нагрузки на дорожные плиты

3.5. Выводы по главе

4. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД НЕЖЕСТКОГО ТИПА

4.1. Математические модели расчета дорожных одежд нежесткого типа на прочность

4.2. Математические модели расчета дорожных конструкций на морозоустойчивость

4.3. Математические модели определения стоимости подготовительных работ, возведения земляного полотна и устройства дорожной одежды

4.4. Разработка алгоритмов и программ автоматизированного проектирования дорожных одежд нежесткого типа

4.5. Выводы по главе

5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА НЕНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ДЛЯ КОЛЕЙНЫХ

ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

5.1. Разработка принципов формирования параметров колейных покрытий из железобетонных плит

5.1.1. Обоснование ширины дорожных плит и колейного покрытия

5.1.2. Обоснование длины дорожных плит

5.1.3. Обоснование толщины дорожных плит

5.1.4. Влияние параметров плит и колейного покрытия на технико-эксплуатационные показатели работы автопоездов

5.2. Обоснование метода расчета конструкций железобетонных плит сборных и сборно-разборных колейных покрытий

5.3. Математическая модель определения расчетных усилий в дорожных железобетонных плитах

5.4. Расчет ненапряженных конструкций дорожных плит из различных видов бетона

5.5. Математическая модель определения толщины основания под плитами

5.6. Выводы по главе

6. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ И ПАРАМЕТРОВ КОЛЕЙНЫХ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

6.1. Алгоритм определения расчетных усилий в сечениях железобетонных плит колейного покрытия

6.2. Математические модели и алгоритмы расчета дорожных плит по предельным состояниям первой и второй группы

6.3. Алгоритм расчета основания под железобетонными плитами колейного покрытия

6.4. Система автоматизированного проектирования ненапряженных конструкций железобетонных плит и параметров колейного покрытия

6.5. Выводы по главе

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ

ПЛИТ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ

7.1. Изготовление дорожных плит из мелкозернистых бетонов

7.1.1. Изготовление плит из плотного силикатного бетона

7.1.2. Изготовление дорожных плит из мелкозернистого (песчаного) цементного бетона на Кировском заводе ЖБИ

7.1.3. Изготовление дорожных плит из мелкозернистого (песчаного) цементного бетона на заводе ОАО "КПД"

7.2. Стендовые испытания экспериментальных образцов дорожных плит из мелкозернистых бетонов

7.2.1. Испытания экспериментальных образцов плит из плотного силикатного бетона

7.2.2. Испытания экспериментальных образцов плит из мелкозернистого цементного бетона

7.3. Испытание опытных партий плит из мелкозернистых бетонов в покрытиях лесовозных дорог

7.3.1. Характеристика опытных партий дорожных плит из плотного силикатного бетона

7.3.2. Характеристика опытных партий дорожных плит из мелкозернистого цементного бетона

7.3.3. Производственные испытания дорожных плит из плотного силикатного бетона

7.3.4. Производственные испытания дорожных плит из мелкозернистого цементного бетона

7.4. Выводы по главе

8. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОБОСНОВАНИЮ ТИПА И КОНСТРУКЦИЙ ОДЕЖД ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

8.1. Анализ влияния параметров расчетной нагрузки и методики расчета на конструкции нежестких дорожных одежд

8.2. Влияние различных факторов на параметры ненапряженных конструкций железобетонных плит и колейных покрытий

8.3. Эффективность оптимизации параметров ненапряженных конструкций дорожных плит из различных видов бетона

8.4. Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог»

Актуальность темы. Эффективность работы лесовозного автомобильного транспорта определяется наличием и качественным состоянием лесовозных автомобильных дорог круглогодового действия, ритмичностью и высокими скоростями движения лесовозных автопоездов.

Особенности объектов проектирования, разнообразие почвенно-грунтовых и инженерно-геологических условий, таксационных показателей древостоев, рельефа местности и других факторов природных условий на различных участках лесовозных дорог обуславливают необходимость проектирования плана трассы, продольного и поперечных профилей, земляного полотна, конструкций дорожной одежды и водопропускных сооружений многовариантной проработкой технических решений.

Затраты на устройство, ремонт и содержание дорожной одежды составляют основную часть всех расходов. Поэтому выбор рациональной конструкции дорожной одежды нежесткого или жесткого типа является одной из главных задач при проектировании автомобильных дорог.

Наряду с этим необходимо решать вопросы повышения качества дорог в связи с применением на вывозке лесоматериалов лесовозных автопоездов на базе автомобилей-тягачей МАЗ-509А, MA3-5434, КрАЗ-255Л, KpA3-643701, КамАЗ-43105, Урал-43204 и др., увеличением расстояний перевозки лесоматериалов и необходимостью снижения себестоимости заготовки лесопродукции.

В сложившихся условиях проблему дорожного строительства в лесу и в районах Российской Федерации (РФ), где отсутствуют или имеются незначительные запасы прочных каменных материалов, можно решить за счет применения сборных и сборно-разборных колейных покрытий из железобетонных плит. Поэтому исследования по дальнейшему совершенствованию надежных и экономичных конструкций железобетонных плит и по повышению эксплуатационных качеств колейных покрытий лесовозных дорог являются актуальными.

Экономию материалов, повышение надежности и транспортно-эксплуата-ционных качеств автомобильных дорог можно достичь учетом особенностей их эксплуатации под воздействием многократно повторяющейся подвижной нагрузки от колес лесовозных автопоездов, совершенствования методов расчета конструкций железобетонных плит, обоснования расчетных нагрузок, разработки систем автоматизированного проектирования и конструирования с целью оптимизации параметров дорожных конструкций.

Работа выполнялась в соответствии с темами: "Исследование и совершенствование конструкций и технологии строительства лесовозных автомобильных дорог с покрытием из плит из автоклавных бетонов" (№ ГР 74060889); "Разработка вопросов проектирования и строительства лесовозных дорог с колейным покрытием из бетонных плит (вопросы конструирования и расчета дорожных плит из силикатного железобетона для покрытия лесовозных автомобильных дорог)" (№ ГР 72045787); "Исследование работоспособности лесовозных дорог с покрытием из железобетонных плит" (№ ГР Б649337); "Разработка конструкций дорожных плит из различных видов бетона" (№ ГР 01.86.0033243); " Совершенствование конструкций дорожных плит для подъездных путей и технология их изготовления на основе местных материалов в ОАО «КПД»" (№ ГР 01.9.90.001027); "Вопросы теории и практики строительства и эксплуатации лесовозных дорог" (№ ГР 0182.2003308); "Разработка методологии системного проектирования сети лесных дорог и способов перевозки древесины" (№ ГР 0186016422); "Математическое и физическое моделирование технических, биологических и экономических объектов" (№ 1.1.04) и Федеральной программой развития лесопромышленного комплекса Российской Федерации, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации № 1123 от 20.11.95 г.

Цель работы. Обоснование типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог путем разработки концепции и совершенствования методов расчета дорожных конструкций, создания математического, программного и информационного обеспечения для автоматизированного проектирования.

Объекты исследований - лесовозные автомобильные дороги, автопоезда, процессы взаимодействия лесовозных автопоездов с дорожными покрытиями.

Предметы исследований - алгоритмы проектирования дорожных одежд нежесткого и жесткого типа, железобетонные плиты сборных и сборно-разборных колейных покрытий, математические модели определения расчетных нагрузок и расчета нежестких и жестких дорожных одежд.

Методы исследования. Применялись методы: механики деформируемого твердого тела, математической статистики, теории расчета конструкций на упругом основании, анализа и синтеза проектных решений, системного подхода с математическим моделированием проектируемых объектов, имитационного моделирования на ЭВМ процессов взаимодействия элементов сборных и сборно-разборных покрытий с подвижным составом, натурного эксперимента.

Научная новизна результатов. Концепция технико-экономического обоснования типа и конструкций дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог, отличающаяся учетом конкретных условий их эксплуатации. Математические модели, алгоритмы и программы: установления осевых нагрузок и коэффициентов перегрузки колес лесовозных автопоездов; обоснования расчетного автотранспортного средства и параметров расчетной нагрузки при проектировании лесовозных дорог, отличающиеся исследованиями фактических весовых и габаритных параметров перевозимых лесоматериалов, учетом влияния способов размещения лесоматериалов и навесного погрузочного оборудования.

Алгоритмы и программы автоматизированного расчета одежд нежесткого типа на прочность и морозоустойчивость, отличающиеся моделями, идентифицирующими данные графиков, номограмм и таблиц нормативных документов с доверительной вероятностью более 95 %.

Рациональные параметры железобетонных плит и колейных покрытий и схемы их нагружения, отличающиеся учетом категории дороги, состава и ширины колеи автотранспортных средств, типа лесовозных автопоездов и реальных процессов взаимодействия колес многоосных лесовозных автопоездов с колесопроводами покрытий.

Методика расчета и система автоматизированного проектирования ненапряженных конструкций плит из различных видов бетона и параметров сборных и сборно-разборных колейных покрытий, отличающиеся новым подходом в определении экстремальных расчетных усилий и размещении арматурных стержней в сечениях плит с учетом воздействия любого сочетания подвижных нагрузок от колес автотранспортных средств.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Концепция технико-экономического обоснования типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог, учитывающая конкретные природные, производственные, эксплуатационные и экономические условия.

2. Математические модели, алгоритмы, программы расчета и результаты исследований осевых нагрузок лесовозных автопоездов, позволяющие проанализировать их использование на вывозке лесоматериалов и влияние параметров размещения лесоматериалов и навесного погрузочного оборудования.

3. Математические модели и алгоритмы обоснования параметров расчетной нагрузки при проектировании лесовозных автомобильных дорог, позволяющие обосновать расчетное автотранспортное средство.

4. Комплекс компьютерных программ по совершенствованию проектных решений при обосновании типа и конструкций одежд лесовозных автомобильных дорог, обеспечивающих оптимизацию дорожных конструкций и определение технико-экономических показателей функционирования лесотранспортных систем.

5. Методика расчета железобетонных плит колейных покрытий, позволяющая размещать арматурные стержни в соответствии с действующими в их сечениях экстремальными расчетными усилиями.

6. Система автоматизированного проектирования железобетонных плит и параметров колейных покрытий лесовозных дорог, учитывающая реальные условия нагружения колесопроводов подвижной нагрузкой.

Научная и практическая значимость. Научной новизной обладают методы, математические модели, алгоритмы и программы по обоснованию типа и конструкций нежестких и жестких дорожных одежд на основании многовариантного проектирования с учетом конкретных природных, производственных, эксплуатационных и экономических условий, дополняющие математическое, программное и информационное обеспечения САПР-ЛЛД.

Применение заводами и лесозаготовительными предприятиями алгоритмов и ЭВМ-программ расчета осевых нагрузок лесовозных автопоездов обеспечит рациональное размещение различных лесоматериалов и навесного погрузочного оборудования при соблюдении нормативных весовых и габаритных параметров.

Реализация проектными организациями математического и информационного обеспечения, алгоритмов и ЭВМ-программ обоснования типа и конструкции дорожных одежд позволит получить рациональные дорожные конструкции, снизить затраты на строительство и эксплуатацию и вывозку лесоматериалов.

Применение дорожных плит из мелкозернистых бетонов вместо тяжелого цементного бетона обеспечивает снижение себестоимости их производства, экономию металла и цемента, отказ от использования дорогостоящего каменного заполнителя и снижение удельных приведенных затрат на строительство колейных покрытий дорог.

Достоверность результатов исследований. Научные положения, выводы и рекомендации работы обоснованы с использованием современных методов научных исследований, не противоречат теории расчета конструкций на упругом основании и подтверждены результатами статистической обработки экспериментальных данных, апробацией и внедрением результатов исследований в производство.

Личное участие автора в получении результатов. Все работы по разработке методик, математических моделей, алгоритмов и ЭВМ-программ, обоснованию осевых нагрузок лесовозных автопоездов и выполнению расчетов нежестких и жестких дорожных одежд с применением ЭВМ, разработке методик испытаний экспериментальных и опытных образцов плит, обработке материала, анализу и обобщению результатов исследований выполнены на основе многолетней работы автора.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при расчете и разработке конструкций дорожных плит из мелкозернистого цементного и плотного силикатного бетонов по планам объединений "Вологдалеспром" в 1975

1977 гг., "Кировлеспром" в 1986-1990 гг. и ОАО "Крупнопанельное домостроение" Республики Марий Эл в 1999 г. Изготовлены экспериментальные образцы и опытные партии плит из мелкозернистого цементного и плотного силикатного бетона, выполнены их испытания в заводских условиях и покрытиях лесовозных автомобильных дорог Вологодской и Кировской областей. Разработаны ТУ 2153-60-88 "Плиты из плотного силикатного бетона для колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог". Документация для изготовления дорожных плит из мелкозернистых бетонов передана объединениям "Вологдалеспром" и "Кировлеспром", ОАО "Крупнопанельное домостроение".

Комплекс программ автоматизированного проектирования нежестких дорожных одежд внедрен в ПСБ по проектированию объектов дорожного хозяйства.

Разработанные методики, модели, алгоритмы и программы используются в учебном процессе МарГТУ.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на Всесоюзном симпозиуме по проблемам автоматизации проектирования транспортного и мелиоративного освоения лесных массивов (Петрозаводск, 1978 г.); Международных НТК (Екатеринбург, 1999 г.) и НПК (Йошкар-Ола, 1992, 1999, 2004 гг., Сыктывкар, 2000 г.); Всероссийской НПК (Красноярск, 2002 г.); НТК МарПИ (Йошкар-Ола, 1975-1994 гг.), МЛТИ (Мытищи, 1981 г.), ЛТА (Ленинград, 1988 г.) и МарГТУ (Йошкар-Ола, 1995-2005 гг.); НТК (Пермь, 1991 г.); на технических советах ТПО "Кировлеспром" (Киров, 1986-1990 гг.); в отделе плотного силикатного бетона ВНИИстром (Красково, 1987-1988 гг.).

Публикации. Содержание диссертации опубликовано автором в 23 работах объемом 35,8 п.л. и 10 работах в соавторстве объемом 3,1 п.л. (авторский вклад 50 %), в том числе: 1 монография (15,3 п.л.); 2 учебных пособия (15,8 п.л.); 20 статей в научных журналах (5,8 п.л.), из них 8 статей (2.2 п.л.) в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикации материалов докторских диссертаций; 8 статей в материалах НТК и НПК (1,6 п.л.); 1 свидетельство регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников и 44 приложений. Объем работы изложен на 319 стр. и включает 73 рисунка, 59 таблиц. Список литературы состоит из 261 наименования. Приложения включают 197 стр. текста, 45 рисунков, 37 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», Савельев, Валерий Владимирович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В исследованиях "Обоснование типа и конструкций дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог" изложены научно-обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в области проектирования, строительства и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог. Теоретические и экспериментальные исследования по рассмотренной теме позволили сделать следующие выводы.

1. Предложена концепция технико-экономического обоснования типа и конструкций дорожных одежд в комплексе с земляным полотном по минимуму удельных приведенных затрат, для реализации которой разработаны:

- структуры подсистем САПР-ЛЛД обоснования расчетных параметров подвижной нагрузки, автоматизированного проектирования одежд нежесткого типа, параметров ненапряженных конструкций железобетонных плит и колейных' покрытий автомобильных дорог, определения технико-экономических показателей функционирования лесотранспортных систем;

- экономико-математические модели определения стоимости строительства лесовозных автомобильных дорог и критерии оптимальности параметров железобетонных плит и колейных покрытий, обеспечивающие экономическую оценку организации дорожных работ, оптимизацию дорожных конструкций и выбор рационального комплекта дорожно-строительных машин.

2. Разработанные математические модели, алгоритмы и ЭВМ-программы определения осевых нагрузок лесовозных автопоездов позволили установить:

- при использовании самозагружающихся автопоездов с гидравлическим манипулятором имеет место перегруз на 5.62 % передних осей автомобиля, что необходимо учитывать при расчете дорожных одежд;

- коэффициенты перегрузки задней оси автомобилей составляют 1,4. 1,6 (на вывозке полухлыстов и сортиментов) и более 1,7 (при вывозке хлыстов);

- колеса прицепа-роспуска ГКБ-9383 перегружаются до 47 %;

- осевые нагрузки лесовозных автопоездов зависят от вида и длины перевозимых лесоматериалов, наличия, места размещения и конструктивной массы навесного гидравлического манипулятора, марки и технических характеристик тягового и прицепного состава.

3. Расчетные параметры подвижной нагрузки при проектировании дорожных одежд зависят:

- от выбора расчетного автомобиля из состава систематически обращающихся автотранспортных средств по дороге;

- от методики определения параметров подвижной нагрузки, влияющих на значения номинальных динамических нагрузок на оси автотранспортных средств и устанавливаемых по ВСН 46-83 и ОДН 218.046-01.

4. Рациональные конструкции нежестких дорожных одежд можно получить за счет применения:

- полученных аналитических моделей, идентифицирующих данные графиков, номограмм, таблиц ОДН 218.046-01 и ВСН 46-83;

- разработанных математических моделей и алгоритмов расчета дорожных одежд нежесткого типа на прочность и морозоустойчивость;

- созданного комплекса компьютерных программ автоматизированного проектирования, позволяющего обосновать расчетные параметры подвижной нагрузки, выполнить расчет нежестких дорожных одежд на прочность и морозоустойчивость и определить технико-экономические показатели функционирования лесотранспортных систем.

5. Предлагаемая методика расчета дорожных плит колейных покрытий:

- отличается от существующей методики новым подходом в определении экстремальных расчетных усилий в сечениях плит и размещении арматурных стержней в соответствии с действующими изгибающими моментами и поперечными силами для обеспечения экономии арматуры и снижения стоимости плит;

- основывается на применение расчетных схем нагружения дорожных плит колейных покрытий: а) позволяющих определить значения максимальных расчетных усилий в заданных поперечных сечениях плиты с учетом возможных сочетаний расположения и количества расчетных подвижных нагрузок от колес автотранспортных средств и вида соединения смежных плит в колесопроводах покрытия; б) рассматривающих впервые колесопроводы покрытия из нескольких плит, количество которых зависит от их длины, числа осей и расстояний между осями расчетного автотранспортного средства; в) определяющих расчетные усилия в сечениях плит от воздействия любого автотранспортного средства (двухосного, трехосного, многоосного) для обеспечения адекватности полученных данных реальным условиям нагружения плит колейных покрытий.

6. Экстремальные расчетные усилия (изгибающие моменты и поперечные силы) в сечениях плит колейных покрытий:

- возникают от воздействия всех колес лесовозного автопоезда МАЗ-509А+ГКБ-9383, а не одиночного колеса задней оси или сдвоенных осей задней тележки автомобилей и прицепов-роспусков;

- зависят от размеров плит в плане и толщины, от количества, величины и местоположения колесных нагрузок на смежных плитах, от расстояния между задней осью автомобиля-тягача и осью прицепа-роспуска;

- зависят от модуля деформации основания, определяемого в зависимости от вида и качества материала подстилающего слоя.

7. Геометрические параметры железобетонных плит и параметров колейного покрытия рекомендуется:

- назначать в зависимости от категории дороги, расчетной скорости движения, состава и ширины колеи автотранспортных средств, типа лесовозных автопоездов;

- применять для эффективной эксплуатации лесовозных автопоездов на межплощадочных магистральных дорогах плиты шириной 1,5 м с укладкой их в покрытие с межколейным пространством 0,45.0,65 м в зависимости от типа лесовозного автопоезда;

- использовать на лесовозных ветках и внутриплощадочных дорогах целесообразно плиты шириной 1,0. 1,2 м.

8. Разработана система автоматизированного проектирования ненапряженных конструкций плит из различных видов бетона и параметров колейных покрытий автомобильных дорог различного назначения при соответствующем обосновании расчетной нагрузки, обеспечивающая:

- определение расчетных усилий в сечениях плит с различными видами стыковых соединений от колес многоосных автотранспортных средств по методу И.А. Симвулиди;

- расчет по прочности, на выносливость и по раскрытию трещин в сечениях, нормальных и наклонных к продольной и поперечной оси плиты;

- определение толщины основания под плитами по условиям сдвигоустой-чивости, морозоустойчивости и дренирующим свойствам материала;

- выполнение оптимизации плит по длине, ширине и толщине, по высоте сечения, размерам и размещению глубоких впадин (ячеек) на опорной поверхности, армированию, виду бетона при учете затрат на строительство и эксплуатацию покрытий, на перевозку лесоматериалов и эксплуатационные потери;

- расчет конструкций плит из различных видов бетона, конкурентоспособных с ранее выпускаемыми плитами и обеспечивающих снижение материалоемкости (расход бетона и арматурной стали, массу плиты).

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Методика, математическая модель и ЭВМ-программа статистических исследований фактических осевых нагрузок лесовозных автопоездов позволит лесозаготовительным предприятиям выполнить анализ использования грузоподъемности автопоездов и их составных частей, выявить недостатки по размещению лесоматериалов на подвижном составе, вскрыть резервы по увеличению рейсовых нагрузок, проконтролировать осевые нагрузки и общую массы автотранспортных средств.

2. Математическая модель, алгоритм и ЭВМ-программа определения осевых нагрузок лесовозных автопоездов дает возможность заводам и лесозаготовительным предприятиям выполнить обоснование марки автомобиля-тягача, вида прицепного состава, места размещения навесного гидравлического манипулятора на подвижном составе для обеспечения рациональных способов и параметров погрузки лесоматериалов с соблюдением действующих весовых и габаритных ограничений.

3. Для уменьшения величины расчетной нагрузки необходимо обеспечивать в лесозаготовительных предприятиях контроль над погрузкой лесоматериалов на автопоезда с целью недопущения их перегрузки, совершенствовать способы вывозки лесоматериалов, применять ЭВМ-программы, позволяющие в автоматизированном режиме выполнить расчеты по оценке влияния параметров размещения лесоматериалов и навесного погрузочного оборудования на осевые нагрузки автопоездов.

4. Предложенные подходы по обоснованию типа и конструкций нежестких дорожных одежд, оптимальных конструкций плит из различных видов бетона позволят проектным организациям разрабатывать решения на основании многовариантного проектирования с учетом состава лесовозных автопоездов, многоосной подвижной нагрузки от колес автотранспортных средств, характеристик продольного профиля автомобильной дороги, свойств грунтов земляного полотна и материалов основания, объемов перевозок лесоматериалов, интенсивности движения, категории лесовозной дороги, материалов нежесткой дорожной одежды или дорожных плит.

5. Применение дорожных плит из мелкозернистых бетонов вместо тяжелого цементного бетона обеспечивает снижение себестоимости их производства, экономию металла и цемента, отказ от использования дорогостоящего каменного заполнителя, уменьшение транспортных расходов по перевозке плит к месту укладки и снижение удельных приведенных затрат на строительство колейного покрытия автомобильных дорог.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Савельев, Валерий Владимирович, 2006 год

1. Автомобильные дороги. Одежды из местных материалов: учеб. пособие для вузов / А.К. Славуцкий, В.К. Некрасов, Г.А. Ромаданов и др. М.: Транспорт, 1987. - 255 с.

2. Автомобильные дороги: СНиП 2.05.02-85. М.: Госстрой СССР, 1985. - 153 с.

3. Автомобильные дороги: СНиП 4.07-91, 4.05-91 / Гос. строит, ком. СССР. -М.: Стройиздат, 1993. 127 с.

4. Аликин, Г.П. Технология и техника лесозаготовок в XXI веке / Г.П. Али-кин, Г.А. Рахманин // Лесн. пром-сть. 2001. - № 3. - С. 2-4.

5. Алябьев, В.И. Оптимизация производственных процессов на лесозаготовках / В.И. Алябьев. М.: Лесн. пром-сть, 1977. - 232 с.

6. Андрианов, Ю.С. Вывозка лесоматериалов самозагружающимися автопоездами: науч. издание / Ю.С. Андрианов; под ред. М.Ю. Смирнова. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 231 с.

7. Аттенков, А.В. Методы оптимизации: учебник для вузов / А.В. Аттенков, С.В. Галкин, Зарубин B.C.; под ред. B.C. Зарубина, Д.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. - 440 с.

8. Афоничев, Д.Н. Повышение надежности сборных покрытий автомобильных дорог предприятий лесного комплекса: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.21.01 / Д.Н. Афоничев. Воронеж, 1998. - 20 с.

9. Бабков, В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения / В.Ф. Бабков. -М., Транспорт, 1993. 271 с.

10. Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог. 4.1. / В.Ф. Бабков, О.В. Андреев, М.С. Замахаев. М.: Транспорт, 1970. - 400 с.

11. Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог. Ч. 1. / В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. М.: Транспорт, 1979. - 367 с.

12. Баженов, Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов: учеб. пособие / Ю.М. Баженов. М.: Стройиздат, 1975. - 268 с.

13. Бетонные и железобетонные конструкции из плотного силикатного бетона: СНиП 2.03.02-86. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 24 с.

14. Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП 2.03.01-84 / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с.

15. Бируля, А.К. Сборные железобетонные покрытия автомобильных дорог / А.К. Бируля, О.Т. Батраков, В.М. Могилевич. М.: Автотрансиздат, 1960. - 157 с.

16. Большаков, Б.М. Направления развития техники и технологии лесозаготовительного производства / Б.М. Большаков // Лесн. пром-сгь. 1998. - № 3. - С. 3-5.

17. Большаков, Б.М. Некоторые аспекты сортиментной технологии / Б.М. Большаков // Лесн. пром-сгь. 1997. - № 1. - С. 16-19.

18. Борисов, Г.А. Методы автоматизированного проектирования лесовозного автомобильного транспорта: автореф. дис. . докт. техн. наук: 05.22.12, 05.13.12 /Г.А. Борисов. Л., 1987. - 38 с.

19. Борисов, Г.А. Методы автоматизированного проектирования лесотранс-порта / Г.А. Борисов. Петрозаводск, 1978. - 198 с. «!

20. Бычков, В.В. Обоснование метода расчета плит колейных покрытий автомобильных лесовозных дорог: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.21.01 / В.В. Бычков. Химки, 1989. - 19 с.

21. Вайнштейн, В.М. Разработка конструкции и технологии строительства лесовозных дорог с использованием отсевов дробления известняков (для условий РМЭ): автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.21.01 / В.М. Вайнштейн. -Йошкар-Ола, 2002. 22 с.

22. Васильев, А.П. Проектирование дорог с учетом влияния климата на условия движения / А.П. Васильев. М.: Транспорт, 1986. - 244 с.

23. Васильев, А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях / А.П. Васильев. М.: Транспорт, 1976. - 224 с.

24. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд / Под ред. И.А. Золоторя. М.: Транспорт, 1971. - 415 с.26