Особенности проектирования деревянных мостов автомобильных лесовозных дорог. С. 126–152

УДК

624.21.011

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-1-126-152

Аннотация

Обеспечение народного хозяйства лесосырьевыми ресурсами непосредственно связано с транспортной доступностью, с состоянием и развитием дорожной сети богатых лесом территорий. При этом потребность в строительстве новых лесных дорог круглогодового действия составляет 2,1 тыс. км и сезонного действия – 9,3 тыс. км в год. Положение осложняется переводом транспортных сооружений на новые, более тяжелые временные нагрузки. Ранее используемые конструктивные формы транспортных сооружений устарели и требуют новых технических решений. Особенно это касается конструкций деревянных мостов, имеющих первостепенное значение для строителей лесных дорог. Предмет исследования – балочные пролетные строения деревянных мостов пролетами 12–18 м, подвергающиеся повышенным по сравнению с прежними автомобильным нагрузкам. Цель – разработка современных конструкций балочных пролетных строений из древесины на основе составных прогонов из бревен, дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков и клееных блоков заводского изготовления. Рассмотрены: пролетные строения с объединенными гребенчатыми нагельными соединениями составными прогонами из бревен, методика расчета пролетных строений с составными прогонами, конструкция опытного пролетного строения длиной 15 м, содержащего составные бревенчатые прогоны в совместной работе с железо-бетонной плитой проезжей части; новые конструкции пролетных строений длиной 15–21 м с дощато-брусчато-нагельно-гвоздевыми блоками под временные нагрузки А11 и НК-80, методика проектирования и технология изготовления блоков, примеры запроектированных и построенных мостов с пролетными строениями длиной 15 м; конструкции многоребристых пролетных строений из объединяемых при монтаже транспортабельных цельноклееных секций заводского изготовления, содержащих клееные балки и многослойную клееную деревоплиту. Предлагаемые конструкции с составными прогонами из бревен (брусьев) и дощато-гвоздевыми блоками возможно изготовить на участках и полигонах лесозаготовительных организаций с использованием повсеместно применяемого оборудования, местных квалифицированных кадров и материала. Стоимостные показатели построенных в Омской области капитальных мостов на базе этих конструкций в 1,5–2 раза ниже показателей аналогов из железобетона. Применение данных конструкций будет эффективно при пионерном способе освоения лесных массивов. Использование клееных пролетных строений связано с современным этапом развития лесной инфраструктуры.

Сведения об авторах

В.А. Уткин, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: ААC-8400-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2044-3242
С.А. Матвеев*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: Y-3137-2018, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7362-0399
Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет, просп. Мира, д. 5, г. Омск, Россия, 644080; prof.utkin@mail.ru, dfsibadi@mail.ru*

Ключевые слова

лесовозные лесные дороги, постоянные деревянные мосты, временные автомобильные нагрузки, составные прогоны из бревен, дощато-гвоздевые блоки, конструкция гребенчато-нагельного соединения, брусчатая деревоплита, клееная древесина, плитно-ребристые мосты, д

Для цитирования

Уткин В.А., Матвеев С.А. Особенности проектирования деревянных мостов автомобильных лесовозных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 126–152. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-126-152

Литература

1. А. с. 29938 U1 РФ, МПК E01D 2/0. Пролетное строение с составными прогонами из бревен: № 2002131869/20: заявл. 02.12.2002: опубл. 10.06.2003 / В.А. Уткин, В.И. Пузиков, М.Ю. Каретников. 

2. Гибшман Е.Е. Проектирование деревянных мостов. М.: Транспорт, 1976. 272 c. 

3. Дмитриев П.А. Конструкции из дерева и пластмасс. Специальный курс. Автодорожные и пешеходные мосты. Оренбург: Газпромпечать, 2002. 192 с. 

4. Инструкция по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций для производственных сельскохозяйственных зданий. М.: Минсельхоз РФ, 2004. 78 с. 

5. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. М.: Стройматериалы, 2005. 336 с. 

6. Кулиш В.И. Клееные деревянные мосты с железобетонной плитой. М.: Транспорт, 1979. 160 с. 

7. Кулиш В.И., Белуцкий И.Ю., Быков Б.С., Цуканов В.П. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации клееных деревянных мостов с железобетонной плитой // Автомобильные дороги. 1982. № 10. С. 7–9. 

8. Патент 2169812 C1 РФ, МПК E01D 2/04. Дощато-гвоздевое пролетное строение: № 99121132/03: заявл. 08.10.1999: опубл. 27.06. 2001 / В.А. Уткин, В.И. Пузиков. 

9. Патент 2204644 C2 РФ, МПК E01D 2/00, E01D 2/04. Дощато-клееное пролетное строение: № 2001113605/03: заявл. 23.05.2001: опубл. 20.05.2003 / В.А. Уткин, В.И. Пузиков, П.Н. Кобзев. 

10. Патент 35636 РФ, МПК E01D 2/04. Пролетное строение с составными прогонами из бревен и железобетонной плитой: № 2003129340/20: заявл: 06.10.2003: опубл. 27.01.2004 / В.А. Уткин, В.И. Пузиков, Е.Ю. Селезень. 

11. Патент 2258110 C1 РФ, МПК E01D 2/04. Дощато-клееное пролетное строение: № 2003134339/03: заявл. 26.11.2003: опубл. 10.08.2005 / В.А. Уткин, Г.М. Кадисов. 

12. Патент 69528 U1 РФ, МПК E01D 2/04. Плитное дощато-клееное пролетное строение: № 2006139544/03: заявл. 07.11.2006: опубл. 27.12.2007 / В.А.Уткин, Г.М. Кадисов, П.Н. Кобзев. 

13. Патент 2436889 C1 РФ, МПК E01D 2/04. Пролетное строение из коробчатых дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков: № 2010114485/03: заявл. 12.04.2010: опубл. 20.12.2011 / В.А. Уткин, В.И. Пузиков. 

14. Патент 106258 U1 РФ, МПК E01D 2/04. Дощато-клееное пролетное строение моста заводского изготовления: № 2010119623/03: заявл. 17.05.2010: опубл. 10.07.2011 / В.А. Уткин, О.С. Эпова. 

15. Патент 2574240 C1 РФ, МПК E01D 2/04. Пролетное строение из коробчатых дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков с железобетонной плитой: № 2014136865/03: заявл. 10.09.2014: опубл. 10.02.2016 / В.А. Уткин, П.Н. Кобзев, В.И. Пузиков, Б.В. Казанцев. 

16. Патент 2731968 С1 РФ, МПК E01D 2/04. Деревобетонное пролетное строение из дощато-брусчато-нагельно-гвоздевых блоков с железобетонной плитой, включенной в совместную работу с блоками: № 2019117816: заявл. 07.06.2019: опубл. 09.09.2020 / В.А. Уткин, И.И. Готовцев. 

17. Ржаницын А.Р. Составные стержни и пластинки. М.: Стройиздат, 1986. 316 с. 

18. Смирнов П.Н. Сравнение методик расчета нагельных соединений деревянных конструкций. Отечественный и зарубежный опыт // Строительная механика и расчет сооружений. 2013. № 6. С. 68–72. 

19. Смирнов П.Н., Шенгелия А.К. Особенности работы нагельных соединений со стальными накладками и прокладками. Методика расчета // Строительная механика и расчет сооружений. 2015. № 2. С. 19–25. 

20. Стуков В.П. Анализ состояния мостов с балками из клееной древесины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2006. № 6. С. 52–57. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/d42/d42084c600b91ccc1aa16e18223d16dd.pdf 

21. Стуков В.П. Деревожелезобетонные балочные мосты на автомобильных дорогах. Архангельск: Севмашвтуз, 2009. 453 с. 

22. Стуков В.П. Деревожелезобетонные балочные мосты: состояние, теория, исследование, проектирование: моногр. Архангельск: САФУ, 2014. 316 с. 

23. Стуков В.П. Основы теории расчета деревожелезобетонных пролетных строений балочных мостов на автомобильных дорогах: моногр. Архангельск: САФУ, 2014. 170 с. 

24. Уткин В.А. Проектирование и строительство балочного пролетного строения из клееной древесины // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте: cб. докл. IX Междунар. конф. по проблемам прочности материалов и сооружений на транспорте, Санкт-Петербург, 27–28 мая 2014 г. СПб.: ПГУПС императора Александра I, 2015. С. 206–215. 

25. Уткин В.А., Готовцев И.И. Применение гребенчатых упоров для объединения железобетонной плиты и дощато-гвоздевой конструкции пролетного строения моста // Вестн. СибАДИ. 2020. Т. 17, № 3. C. 414–427. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-3-414-427

26. Уткин В.А., Кобзев П.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния ребристого пролетного строения из клееной древесины // Изв. вузов. Строительство. 2005. № 10. С. 94–100. 

27. Уткин В.А., Кобзев П.Н. О совершенствовании конструктивно-технологических форм плитно-ребристых пролетных строений из клееной древесины // Вестн. СибАДИ. 2019. Т. 16, № 1. C. 76–88. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-1-76-89

28. Уткин В.А., Кобзев П.Н., Шатунова Е.Г. Разработка и совершенствование балочных пролетных строений на основе составных прогонов из бревен // Вестн. СибАДИ. 2018. Т. 15, № 5. С. 760–773. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-5-760-773

29. Уткин В.А., Пузиков В.И., Кобзев П.Н. Опыт внедрения новой конструкции дощато-гвоздевого пролетного строения в дорожном строительстве Омской области // Дороги и мосты. 2008. Вып. 19/1. С. 162–174. 

30. Ягнюк Б.Н. Теоретические основы проектирования деревянных конструкций по нормам Европейского союза – Еврокоду 5. Петрозаводск: ПетрГУ, 2002. 140 с. 

31. Cesaro G., Piva F. Timber Bridges – Design and Durability. Master’s Thesis. Göteborg, Sweden, Chalmers University of Technology, 2003.

32. Dyken T. Tynset Bridge. Nordic Road and Transport Research. 2002, no. 1.

33. Giluń A., Meronk J. Stress-Laminated Timber T-Beam and Box-Beam Bridges. Master’s Thesis. Göteborg, Sweden, Chalmers University of Technology, 2006. 125 p.

34. Handbook 1 – Timber Structures. TEMTIS, 2008. 243 p.

35. Jöbstl R.-A., Bogensperger T., Moosbrugger T., Schickhofer G. A Contribution to the Design and System Effect of Cross Laminated Timber. Proceedings of the CIB W18, 39th Meeting. Florenz, Italy, 2006.

36. Jutila A., Wiio M., Mäkipuro R., Haakana P., Wistbacka J., Salokangas L. Development of Wood Bridges Research Project: Literature Survey of Shear Connections of Wood-Concrete Composite Bridges. Espoo, TKK, 1994. 14 p.

37. Malo K., Holmestad A., Larsen P. Fatigue Strength of Dowel Joints in Timber Structures. Proceedings of the 9th World Conference on Timber Engineering 2006 (WCTE 2006). Portland, OR, 2006, pp. 1400–1408.

38. Wacker J.P. Cold Temperature Effects on Stress-Laminated Timber Bridges. A Laboratory Study. Research Paper FPL–RP–605. Madison, WI, USDA, 2003. 22 p.