ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭРОДРОМОВ

А.К. Раимбекова

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭРОДРОМОВ

Краткий курс лекций для студентов

специальности 5В074500 «Транспортное строительство» по специализации «Строительство автомобильных дорог и аэродромов»

АЭРОДРОМДАРДЫҢ ЖОБАЛАУ НЕГІЗДЕРІ

5В074500 «Кө лік қ ұ рылысы» мамандығ ының «Автомобиль жолдары мен аэродромдар қ ұ рылысы» мамандыруының барлық оқ у тү рі

студенттеріне арналғ ан

қ ысқ а дә рістер курсы

Усть-Каменогорск

Ә ДК 625.721

Раимбекова А.К. «Основы проектирования аэродромов»: Краткий курс лекций для студентов специальности 5В074500 «Транспортное строительство» по специализации «Строительство автомобильных дорог и аэродромов» для студентов всех форм обучения –. Изд./Раимбекова А.К./ ВКГТУ. – Усть-Каменогорск, 2016. – 94 с.

Утверждено методической комиссией факультета «Инженерии»

Протокол № 15 от апрель 2016 г.

Государственный

Технический университет,

СОДЕРЖАНИЕ

	Воздушные трассы и аэропорты гражданской авиации.
1.1	Краткая история развития авиастроения.
1.2	Части аэропорта и их назначение.
1.3	Классификация воздушных трасс, аэропортов и аэродромов
1.4	Общая характеристика технологического процесса транспортных операций в аэропорту.
	Обоснование планировочных решений аэропортов.
2.1	Требования к генеральному плану аэропорта и его служебно- технической территории.
2.2	Приаэродромная территория и полосы воздушных подходов.
	Проектирование летных полос аэродрома.
3.1	Элементы летных полос и их назначение.
3.2	Назначение ширины взлетно-посадочных полос.
	Пропускная способность аэропортов и взлетно-посадочных полос аэродромов.
4.1	Системный подход к оценке пропускной способности аэропортов. Общие положения по оценке расчетной пропускной способности ВПП.
4.2	Пропускная способность одиночной ВПП.
4.3	Пропускная способность многополосных аэродромов.
	Проектирование рулежных дорожек, перрона и мест стоянки воздушных судов.
5.1	Общие требования к планировке рулежных дорожек, перронов МС. Планировка сети рулежных дорожек.
	Общие принципы планировки аэропортов.
6.1	Принципы проектирования планировки аэропортов. Принципиальные схемы планировки аэропортов.
	Вертикальная планировка аэродромов.
7.1	Общие сведения о проектировании вертикальной планировки. Требования к вертикальной планировке аэродромов. Способы изображения рельефа и методы проектирования вертикальной планировки.
7.2	Проектирование вертикальной планировки грунтовой поверхности аэродромов. Проектирование вертикальной планировки искусственных покрытий аэродромов.
7.3	Вертикальная планировка. Построение проектных горизонталей на улице. Размещение водоприемных колодцев.
	Водоотвод и дренаж на аэродромах.
8.1	Основные сведения о водном режиме грунтов. Климатическое районирование.
8.2	Виды переувлажнения грунтов на аэродромах и инженерные мероприятия по отводу воды. Водоотвод и дренажные системы искусственных покрытий и грунтовой части летного поля.

	Конструкции искусственных покрытий аэродромов.
9.1	Типы искусственных покрытий. Основные требования к искусственным покрытиям. Конструктивные слои искусственных покрытий. Классификация покрытий и общие положения по их конструированию.
9.2	Покрытия жесткого типа. Принципы конструирования покрытий жесткого типа. Бетонное покрытие. Железобетонные и армобетонные покрытия. Усиление существующих жестких покрытий при реконструкции аэродромов.
9.3	Покрытия нежесткого типа. Принципы конструирования аэродромных покрытий нежесткого типа. Асфальтобетонные покрытия. Покрытия из щебеночных материалов, из гравийных и щебеночных смесей. Усиление существующих нежестких покрытий при реконструкции аэродромов.
9.4	Сборно-разборные покрытия аэродромов. Водосточная и осушительная сеть искусственных покрытий аэродромов. Подъездные автомобильные дороги аэродромов.
	Изыскания аэропортов и составление проектов строительства.
10.1	Организация проектно-изыскательски работ. Задачи изысканий и разработки проекта аэропорта.
10.2	Требования к грунтовым элементам летного поля.
	Охрана окружающей среды аэропортов.
11.1	Общие требования по охране окружающей среды. Оценка и нормирование уровня авиационного шума.
11.2	Защита окружающей местности от загрязнений поверхностными сточными водами.
	Перечень использованной литературы.

1. ВОЗДУШНЫЕ ТРАССЫ И АЭРОПОРТЫ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ.

Классификация воздушных трасс, аэропортов и аэродромов.

Аэродром предназначен для взлетов, посадок, руления, хранения и обслуживания воздушных судов.

Служебно-техническая территория(СТТ) предназначена для устройства зданий и сооружений обслуживания пассажирских, грузовых и почтовых перевозок, технического обслуживания воздушных судов и вспомогательного назначения.

Для круглосуточной работы транспортной авиации, особенно ночью и в сложных метеорологических условиях (туман, низкая облачность, снегопад, дождь), аэропорты оборудуют радиотехническими и светотехническими средствами для работы на аэродромах и управления полетами в воздухе.

По назначению различают аэропорты международного, республиканского и местного значения.Международные аэропорты открыты для международных воздушных сообщений и специально оборудованы для приема и отправления пассажиров и грузов из-за границы. Аэропорты республиканского значения располагаются на магистральных воздушных линиях. Международные и республиканские аэропорты, на которых эксплуатируются скоростные пассажирские самолеты с большим взлетным весом, должны обеспечивать круглогодичную работу в сложных метеорологических условиях. Такие аэропорты имеют наиболее совершенное оборудование. Аэропорты местных воздушных линий, на которых эксплуатируются самолеты легких или средних типов, обычно имеют оборудование, минимально необходимое для выполнения полетов в дневное и ночное время.

В зависимости от годового объема пассажирских перевозок – суммарного количества всех прилетающих и вылетающих пассажиров, включая пассажиров транзитных рейсов, аэропорты подразделяются на пять классов (табл. 1.1).

Аэропорты с годовым объемом перевозок более 7 млн. чел. рассматривают как внеклассные и устраивают по индивидуальным проектам, а с годовым объемом менее 25 тыс. чел. относят к неклассифицированным и проектируют исходя из местных требований к их эксплуатации и возможности строительства.

Таблица 1.1 Классификация аэропортов

Класс аэропорта	Годовой объем пассажирских перевозок, тыс. чел.
I	4000-7000
II	2000-4000
III	600-2000
IV	150-600
V	25-150

Системный подход к оценке пропускной способности аэропортов. Общие положения по оценке расчетной пропускной способности ВПП.

Аэродром – основная подсистема, обеспечивающая пропускную способность аэропорта. Пропускная способность зависит от типа эксплуатируемых ВС и режима их полета, планировки и размеров аэродрома и его размеров, главным образом длины, количества и взаиморасположения ВПП, а также степени развития магистральных и соединительных РД, наличия средств посадки и управления воздушным движением, ограничений, связанных с допустимым уровнем шума в районе аэропорта, взлетно-посадочных характеристик ВС, возможностей бортового оборудования навигационных систем, метеоусловий, высоты расположения аэродрома и других факторов. Все эти факторы в савокупности определяют минимально допустимые интервалы между взлетно-посадочными операциями ВС, которые и предопределяют пропускную способность ВПП. Эти интервалы зависят также от правил производства полетов ВС: по правилам визуальных полетов ВС: по правилам визуальных полетов (ПВП) или полетов по приборам (ППП).

При определении минимальных временных интервалов между смежными взлетно-посадочными операциями должны приниматься во внимание следующие условия. ВС может начать выруливание с места ожидания на РД к исполнительному старту в момент, когда предыдущее ВС начало разбег или приземлилось на ВПП.

Воздушное судно может начать разбег только после освобождения ВПП ранее взлетевшим или приземлившимся ВС.

При правилах полетов по приборам взлет производится только после того, как ранее взлетевшее судно наберет установленную высоту.

При полетах по приборам с непрерывным радиолакоционным контролем за положением ВС минимальное расстояние между снижающимися по глиссаде судами должно быть не менее 5 км, а при отсутствии такого контроля на глиссаде не должно находится более одного ВС. При полетах ПВП минимальное расстояние между ВС должно быть 2 км.

Воздушное судно, выполнившее взлет или посадку, должно освободить ВПП до занятия высоты безопасного ухода на второй круг ВС, заходящим на посадку.

Минимальный интервал времени между последовательными или посадками, а также между взлетом и посадкой ВС на одиночную ВПП должен приниматься не менее 45 с.

Покрытия жесткого типа. Принципы конструирования покрытий жесткого типа. Бетонное покрытие. Железобетонные и армобетонные покрытия. Усиление существующих жестких покрытий при реконструкции аэродромов.

Жесткие покрытия на аэродромах начали устраивать с 1930 годов. Это были покрытия из бетонных шестигранных плит толщиной 10-14 см с размером стороны 1, 25 м. Плиты укладывали вручную. Покрытия такого типа строили до 1941 г. и в первые послевоенные годы, и они надежно обеспечивали эксплуатацию самолетов того периода. Однако такие покрытия непригодны для эксплуатации скоростных тяжелых самолетов, так как их прочность оказалась недостаточной. Кроме этого, и размеры старых бетонных взлетно-посадочных полос были малы для новых самолетов, длина разбега и пробега которых значительно увеличилась по сравнению с самолетами старого типа.

Позднее начали применять более мощные бетонные покрытия. Первоначально увеличение их прочности обеспечивалось лишь увеличением толщины бетонных плит с 10-14 до 14-22 см и сторон шестигранных плит до 1, 5 м. Такие покрытия также устраивали вручную с применением средств малой механизации. В последующие годы на строительстве аэродромов появились бетоноукладочные машины, которые позволили полностью механизировать устройство бетонных покрытий. При этом пришлось отказаться от шестигранных плит и перейти на плиты прямоугольной формы, применение средств механизации для укладки которых значительно проще. Однако бетонные покрытия обладают рядом существенных недостатков. Поэтому дальнейшее совершенствование жестких аэродромных покрытий происходило за счет изменения их конструкции.

Армобетонные покрытия – первый этап совершенствования бетонных покрытий. Они нашли широкое применение для аэродромов, рассчитанных на средние и тяжелые нагрузки. Еще более

совершенны предварительно напряженные бетонные и железобетонные покрытия.

Большую перспективу имеют жесткие покрытия, собираемые из предварительно напряженных железобетонных плит, изготовляемых на заводах железобетонных изделий. Заводское изготовление плит обеспечивает их высокое качество. На месте осуществляется только монтаж плит, в результате чего резко сокращаются сроки реконструкции или возведения ВПП. В настоящее время они практически полностью вытеснили другие виды жестких покрытий.

Тип и конструкцию покрытий назначают на основе технико-экономического сопоставления вариантов с учетом класса аэродрома, его назначения и величины нормативной нагрузки (табл. 9.1), климатических, гидрогеологических и грунтовых условий района строительства, предполагаемой интенсивности эксплуатации, концентрации и направленности движения и особенностей воздействия на покрытия предполагаемых к эксплуатации самолетов, наличия местных строительных материалов.

Таблица 9.1. Категории нормативной нагрузки на жесткие дорожные одежды ИВВП

Категория нормативной нагрузки	Величина нормативной нагрузки на опору, кН	Давление в пневматических шинах, МПа	Тип основной опоры
некатегорийная		1, 0	Четырехколесная
I		1, 0
II		1, 0
III		1, 0
IV		1, 0	Одноколесная
V		0, 6
VI		0, 4

Примечания. 1. Расстояния между пневматическими шинами условной четырехколесной опоры приняты равными 70 и 130 см. 2. Заданием на проектирование нормативные нагрузки III и IV категорий могут устанавливаться одноколесными, равными

соответственно 170 и 120 кН, а давление в пневматических шинах для V и VI категорий нагрузки равным 0, 8 МПа.

Рекомендуемые конструкции покрытий в зависимости от категории нормативной нагрузки приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Рекомендуемые конструкции жестких покрытий

Тип покрытия	Рекомендуемые конструкции для категории нагрузки
I	II	III	IV	V	VI
Монолитное предварительно напряженное	+	+	+	–	–	–
Армобетонное	+	+	+	+	+	–
Сборное из предварительно напряженных плит (заводского изготовления)	–	+	+	+	+	–
Бетонное	–	–	–	–	+	–

Примечания. 1. Знак «+» означает целесообразность применения конструкций, знак «–» – нецелесообразность. 2. Для I и II категорий нормативных нагрузок разрешается применять обычные железобетонные покрытия. На пучинистых и просадочных грунтах обычные железобетонные покрытия могут применяться и для более низких категорий нормативных нагрузок. 3. Применение монолитных предварительно напряженных покрытий наиболее целесообразно на прямолинейных участках длиной не менее 500 м. 4. При расчетной интенсивности эксплуатации покрытия, не превышающего 1000 рулений расчетного самолета в год, бетонные покрытия могут применяться и для IV категории нормативных нагрузок.

Жесткие типы покрытий можно устраивать во всех дорожно-климатических районах на участках с гидрогеологическими условиями I и II типов по классификации аналогичной с дорожным строительством (СНиП 2.05.02-85). Жесткие покрытия в гидрогеологических условиях III типа не применяются.

При строительстве жестких покрытий на участках с III типом гидрогеологических условий предусматриваются соответствующие инженерные мероприятия (осушение, понижение уровня грунтовых вод, возведение насыпей) с целью приведения имеющихся условий к II типу.

Между плитами и основанием в монолитных жестких покрытиях предусматривают разделяющие прослойки из битуминизированной

бумаги, пергамина, пластмассовой пленки или песчано-битумной смеси. При неровностях основания, превышающих 20 мм, кроме того, должна устраиваться выравнивающая прослойка из пескоцемента или песчаного асфальта.

При устройстве покрытий из сборных предварительно напряженных железобетонных плит, укладываемых на все типы искусственных оснований, кроме песчаных, предусматривается выравнивающая прослойка из пескоцементной смеси толщиной 2-4 см. Разделяющая прослойка в этом случае не требуется.

При изменении температуры и влажности в монолитных жестких покрытиях возникают растягивающие, сжимающие и изгибающие усилия, вызывающие растрескивание плит. Для снижения этих условий и предотвращения растрескивания бетонные армобетонные и железобетонные покрытия разбивают на отдельные плиты продольными и поперечными швами. Как правило, продольные и поперечные швы покрытия в плите пересекаются под прямым углом. При разбивке швов вразбежку или смещении их в плане наблюдается образование трещин по направлению примыкающих поперечных швов в виде отколов углов. Такие разрушения появляются вследствие температурных деформаций и больших сил трения в швах.

Продольные и поперечные швы, образующие стандартные прямоугольные плиты, устраивают по типу швов сжатия или по типу швов расширения (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Схема швов: а – шов сжатия; б – шов расширения; в – ложный шов; 1 – положение будущего рабочего шва; 2 – конструктивные швы

Швы сжатия дают возможность плитам сокращать свои размеры, т.е. сжиматься при усадке бетона в процессе его твердения и при понижении температуры. Швы расширения представляют собой зазоры между

соседними плитами, ширина которых обеспечивает свободу перемещения плит при расширении, при повышении температуры или при увеличении влажности бетона. Швы сжатия могут выполняться в виде ложных швов (см. рис. 39.39). Ложные швы создаются надрезом плит сверху виброножом на глубину 1/3 толщины плиты, в результате чего создается ослабленное сечение. Образовавшиеся трещины в этом сечении имеют правильную прямоугольную форму и обеспечивают работу шва по типу шва сжатия.

В местах перерыва работ при строительстве покрытий устраивают рабочие швы, выполняемые по типу швов расширения (см. рис. 9.5). При устройстве нестандартных плит в местах присоединения РД к ВПП, РД и МС и перронам устраивают конструктивные швы. Для предотвращения попадания через швы под покрытие воды швы заполняют водонепроницаемым и теплоустойчивым материалом. Заполняющий материал швов должен хорошо сцепляться с бетоном, быть морозостойким, упругим, вязким, не выдавливаться из шва и восстанавливаться после подвижки плит при температурных деформациях.

Расстояния между поперечными швами сжатия бетонных покрытий толщиной до 30 см принимают равным 25- кратной толщине, более 30 см – 7, 5 м. Для армобетонных и обычных железобетонных покрытий расстояния между поперечными швами сжатия l и поперечными швами расширения l₁ принимают в зависимости от толщины плиты h:

h, см 16-22 24-26 28-30;

l, м 20 25 30;

l₁, м 40 50 60.

В монолитных предварительно напряженных покрытиях швы сжатия не устраивают, а продольные швы расширения не устраивают в монолитных покрытиях.

Продольные швы сжатия всех типов покрытий, кроме бетонных, совмещают с технологическими. В бетонных покрытиях расстояние между продольными швами сжатия составляет около 3, 5-5, 0 м.

В сборных покрытиях устраивают температурные швы. Расстояние между температурными швами в продольном и поперечном направлениях принимаются равными 12-30 м при годовой амплитуде среднемесячных температур 20-40°С. Для промежуточных значений амплитуд расстояния между швами устанавливают интерполяцией.

Все швы ослабляют покрытие. При нагружении покрытий краевые и угловые участки не соединенных друг с другом плит оказываются более слабыми, чем центральные участки плит (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Схема работы плит под нагрузкой: а – при передаче нагрузки на одну плиту; б – при передаче нагрузки на две смежные плиты

Из рис. 9.6 видно, что при передаче нагрузки одновременно на две смежные плиты каждая из них будет нести лишь половину всей нагрузки. Стыковые соединения как раз и предназначены для связи соседних плит с целью передачи нагрузки от колеса самолета с одной плиты на другую. Таким образом, стыковые соединения усиливают краевые и угловые участки плит.

К стыковым соединениям предъявляются два требования: они должны допускать горизонтальное перемещение плит при температурных деформациях плит (сжатие зимой, расширение летом); не должны допускать взаимные вертикальные поперечные смещения смежных плит при воздействии колес самолета, т.е. обеспечивать передачу части нагрузки с одной плиты на другую.

Во всех швах, как правило, предусматриваются стыковые соединения: штыревые, шпунтовые и т.п. В отдельных случаях вместо устройства стыковых соединений производится усилие краевых участков плит армированием или утолщение этих участков. В поперечных швах расширения рекомендуется устройство подшовных плит. Устройство швов без стыковых соединений или без усилений краевых участков допускается только для продольных швов монолитных предварительно напряженных покрытий с двухосным обжатием.

Схемы конструкций швов монолитных жестких покрытий приведены на рис. 9.7.

Толщина однослойных жестких покрытий, как правило, не должна превышать 30 см. Когда по расчету требуется большая толщина, необходимы более эффективные по несущей способности конструкции покрытий, прочные основания или двухслойные покрытия. Двухслойные покрытия устраивают методом наращивания по разделительной прослойке.

В качестве разделительной прослойки используется пергамин и другие рулонные материалы, уложенные в два слоя, или слой пескобитума толщиной 1, 0 см. Нижний слой двухслойного покрытия целесообразно делать из бетона, керамзита, песко- и шлакобетона.

В верхнем слое может применяться предварительно напряженный железобетон и армобетон. Взаимное расположение плит верхнего и нижнего слоя должно быть таким, чтобы по возможности избежать совпадения швов.

Рис. 9.7. Схемы конструкций швов (размеры в сантиметрах): 1 – плита покрытия; 2 – штырь;

3 – подшовная плита; 4 – дощатая прокладка; 5 – герметизирующий материал; 6 – деревянная пробка диаметром 10-15 мм; 7 – колпачок с упругой набивкой; 8 – рабочая арматура; 9 – нижняя прокладка

Участки обочин, непосредственно примыкающие к искусственным покрытиям ВПП, РД, МС и перронов и подвергающиеся воздействию газовых и воздушных струй от двигателей самолетов, а также возможным воздействиям аэродромных транспортных и эксплуатационных средств, укрепляются.

Требуемые толщины конструктивных слоев аэродромных покрытий определяются расчетом. Минимально допустимые толщины слоев покрытия составляют:

– для предварительно напряженного железобетона – 14 см;

– армобетона, бетона и обычного железобетона – 16 см.

Для устройства жестких покрытий следует применять тяжелый бетон, отвечающий требованиям ГОСТ 26633-85 «Бетон дорожный» и СНБ 5.03.01-02. Минимальные проектные марки бетона по прочности на сжатие исходят из нагрузок 40-25 МПа (С³⁵/₄₀ – С²⁰/₂₅) на растяжение при изгибе – 5, 0-3, 5 МПа соответственно для однослойных (верхних слоев двухслойных) покрытий и нижних слоев двухслойных покрытий.

Для армирования жестких аэродромных покрытий используют стержневую, проволочную и прядевую арматуру. Вид и класс арматуры устанавливают в зависимости от типа покрытия и назначения арматуры в покрытии. Обычно применяют арматуру классов S300-S400.

Далее кратко рассмотрим разновидности жестких покрытий аэродромов.

1. Бетонные покрытия имели наибольшее распространение в аэропортах бывшего СССР в прошлом веке. Простота конструкции и технологии устройства обеспечивали им широкое применение, несмотря на ряд существенных недостатков.

Поскольку плиты бетонных покрытий под воздействием эксплуатационных нагрузок и природных факторов работают на изгиб, растяжение и сжатие, то определяющими характеристиками аэродромного бетона являются предел прочности при изгибе и растяжении.

Это обстоятельство приводит к тому, что высокая прочность бетона при сжатии в конструкции покрытия не используется, а используется способность бетона воспринимать изгибающие и растягивающие усилия, которая в 8-12 раз ниже способности бетона воспринимать сжимающие усилия.

Бетонные покрытия устраивают, как правило, из прямоугольных плит при соотношении размеров сторон в пределах 1: 1-1: 1, 5. Наибольший размер стороны плиты не должен превышать 5 м. Таким образом, бетонное покрытие разделяется на отдельные плиты продольными и поперечными швами.

Конструкция шва имеет большое значение для несущей способности и долговечности покрытия. Опыт строительства и эксплуатации жестких покрытий показывает, что при неудачной конструкции швов именно они являются источником прогрессирующих разрушений всего покрытия в целом. Для заполнения швов в бетонных покрытиях применяются мастика «Изол» и резинобитумное вяжущее.

Толщина бетонных покрытий обычно изменяется в пределах 16-28 см (рассчитанных на V и VI категорию нормативных нагрузок).

2. Железобетонные покрытия. Основной особенностью жестких покрытий является их работа на изгиб, т.е. способность сопротивляться растягивающим напряжениям. Предел прочности бетона на растяжение значительно меньше, чем на сжатие, в результате чего бетонные покрытия имеют значительную толщину и небольшие размеры в плане. Для устранения этого недостатка в железобетонных покрытиях в бетон вводят стальную арматуру, которая воспринимает растягивающие напряжения.

Арматура располагается в зоне растяжения и принимает растягивающие усилия на себя. Арматуру в железобетонных покрытиях располагают в тех участках плиты, где возникают наибольшие растягивающие напряжения. Степень насыщения бетона арматурой характеризуется процентом армирования , где F_а – площадь поперечного сечения арматуры, м²; bh_o – площадь сечения плиты при высоте h_o и ширине b, м².

Оптимальное значение m для железобетонных покрытий составляет 0, 25-0, 40. При таком проценте армирования работа бетона в сжатых зонах плит и стальной арматуры в растянутых зонах наиболее эффективна.

Железобетонные покрытия так же, как и бетонные, разбиваются в плане продольными и поперечными швами на прямоугольные плиты. Ширина плит соответствует захвату бетоноукладочной машины, т.е. 7 м. Длину плит, т. е. расстояние между поперечными швами сжатия, принимают равной 20-30 м.

Увеличение размеров железобетонных плит в плане по сравнению с бетонными возможно благодаря тому, что растягивающие усилия воспринимает отдельная арматура, хорошо сопротивляющаяся изгибным напряжениям.

Арматуру рассчитывают на воспринятое усилий, возникающих в плитах от воздействия самолетных нагрузок и природных факторов. Для одной и той же нагрузки толщина железобетонной плиты меньше на 15-25%, чем для бетонной, но расход стали значительно возрастает. Расход стали в железобетонных покрытиях составляет 12-22 кг/м². В отличие от бетонных покрытий качество бетона для железобетонных покрытий контролируют прочностью не на растяжение, а на сжатие.

Для армирования железобетонных покрытий используют стальную арматуру периодического профиля класса S300 диаметром 12-16 мм в виде сеток и каркасов, свариваемых контактным способом. Арматуру размещают в продольном и поперечном направлениях в верхней и нижней зонах сечения плиты в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Максимальное количество арматуры располагается вверху и внизу вдоль краевых участков плит и в нижней зоне центральной части плит. Минимальное количество арматуры укладывают в верхней плоскости в центре плиты и поперек краевых участков плит.

Продольные и поперечные швы железобетонных покрытий устраивают так же, как и бетонные со стыковыми соединениями. Продольные швы сжатия, как правило, устраивают со шпунтом, а поперечные швы сжатия и растяжения – штыревые, сквозные (швы растяжения), ложные (швы сжатия). Усиление краевых участков сквозных и ложных швов осуществляется более частым расположением стрежней арматуры.

3. Армобетонные покрытия. К армобетонным относятся такие покрытия, в которых процент армирования меньше минимального, предусматриваемого для железобетонных плит. В армобетонных сечениях при расчетных нагрузках растягивающие напряжения воспринимаются как арматурой, так и бетоном. Армирование бетонных покрытий существенно повышает долговечность и устойчивость их работы при воздействии многократно повторяющихся подвижных нагрузок за счет уменьшения количества швов, а также упрочнения верхнего слоя арматурной сталью. Наличие арматуры предотвращает раскрытие трещин, вызванных подвижными нагрузками и колебаниями температуры, вследствие чего обеспечиваются высокие эксплуатационные качества покрытий.

Армобетонные покрытия армируют сетками из стержневой арматуры класса S-300, диаметром 16-14 мм. Сетки располагают в верхней зоне сечения покрытий на расстоянии от поверхности, равном 1/3 толщины плиты.

Процент продольного армирования плит составляет 0, 15-0, 25, шаг продольных стержней – в пределах 15-30 см. Поперечное армирование

является конструктивным. Расстояние между поперечными стержнями принимают следующим: 40 см при толщине плиты до 22 см; 30 см при большей толщине.

Поперечные и продольные стержни сетки рекомендуются одного диаметра. Расход стали для армобетонных покрытий составляет 5-8 кг/м².

Армирование армобетонных покрытий выполняют сварными сетками. Отдельные сетки между собой стыкуют внахлестку без сварки или с частичной сваркой и связыванием сетки. Длина перепуска сеток из стержней периодического профиля в поперечном направлении плиты должна быть не менее 15 диаметров стержней, а в продольном направлении плиты равной 30 диаметрам. По длине плиты поперечные стыки сеток следует располагать вразбивку на расстоянии не менее 1 м друг от друга.

Армобетонные покрытия разделяются на отдельные прямоугольные плиты продольными швами сжатия и поперечными швами сжатия и растяжения. Размеры армобетонных плит в плане точно такие же, как и железобетонные от 7х20 до 7х30 м.

Продольные швы сжатия обычно выполняют со шпунтовым соединением, а поперечные – со штыревыми, сквозными и ложными.

Большим достоинством армобетонных покрытий является не только увеличение прочности плит, но и повышение их трещиностойкости от воздействия самолетных нагрузок и природных факторов при относительно малом расходе стали.

4. Монолитные предварительно напряженные покрытия. К монолитным предварительно напряженным относятся такие покрытия, у которых при строительстве осуществляется предварительное обжатие бетона. Сжимающие напряжения предупреждают возникновение растягивающих напряжений от эксплуатации нагрузок. Это позволяет передать на конструкцию значительно большие, чем на бетонные покрытия, растягивающие напряжения.

Покрытия из монолитного предварительно напряженного железобетона обладают высокой трещиностойкостью благодаря хорошей сопротивляемости растягивающим и изгибающим усилиям, не боятся небольшого раскрытия трещин в бетоне растянутой зоны, так как под влиянием предварительных напряжений сжатия они после снятия нагрузки закрываются. Толщина этих покрытий уменьшается в 1, 5-2, 0 раза по сравнению с бетонными, а расход арматурной стали в 2-3 раза по сравнению с обычными железобетонными покрытиями за счет использования высокопрочной арматурной стали и бетонов высоких

марок. Их можно устраивать из плит больших размеров, что резко снижает количество швов и тем самым улучшает эксплуатационные качества покрытия. Некоторые разновидности предварительно напряженных покрытий могут совсем не иметь швов расширения. Преимущества монолитных предварительно напряженных покрытий наиболее явно проявляются при эксплуатации тяжелых самолетов.

Тип преднапряженного покрытия должен выбираться с учетом климатических и гидрогеологических условий расположения аэропорта, размеров и конфигурации сооружаемого участка покрытия, наличия местных строительных материалов.

Участки покрытий протяженностью менее 500 м целесообразно устраивать с натяжением арматуры на затвердевший бетон. При протяженности участка 500 м и более могут устраиваться струно-бетонные и безарматурно обжатые предварительно напряженные покрытия.

5. Предварительно напряженные покрытия с натяжением арматуры на затвердевший бетон. Для армирования покрытий этого типа применяют пучки или пряди из высокопрочной холоднотянутой проволоки либо стержни из высокопрочных низколегированных горячекатаных сталей.

Арматуру устанавливают до бетонирования. Сцепление ее с бетоном предотвращается, как правило, благодаря применению металлических гофрированных трубок, в которых пропущена арматура. При армировании покрытия в поперечном направлении в процессе бетонирования при помощи металлических стержней, шлангов и других подобных предметов в плитах устраивают каналы, через которые после затвердения бетона протаскивают арматурные пучки или стержни.

Предварительное напряжение в покрытиях создается после набора бетоном проектной прочности путем вытяжки арматуры гидравлическими домкратами, упирающимися в вертикальные боковые грани плит, с последующей анкеровкой этой арматуры в напряженном состоянии.

Способ натяжения арматуры на бетон позволяет осуществлять ступенчатое приложение предварительного напряжения, что целесообразно делать при устройстве покрытий, чтобы снять с плит, имеющих недостаточную прочность, усадочные и температурные напряжения и восстановить потери предварительных напряжений, происходящих из-за усадки и ползучести бетона.

Технологическим недостатком покрытий этого типа является трудность механизации строительства и большое количество ручных операций при монтаже и изоляции арматуры и ее ступенчатом натяжении и анкеровке.

Кроме этого, при натяжении арматуры в каналах затвердевшего бетона, если прямолинейность этих каналов даже незначительно нарушена, происходят большие потери предварительных напряжений на трение между арматурой и стенками каналов, которые достигают иногда 20-40%, что равносильно потере соответствующего количества арматурной стали.

12 3 4 5 6 7 Следующая ⇒