СП 35.13330.2011
Часть 1
Свод правил
Мосты и трубы
Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*
Предисловие
Сведения о СНиП 2.05.03-84* (актуализированный)
1 РАЗРАБОТАН ОАО ЦНИИС
2 ВНЕСЕН Министерством регионального развития Российской Федерации
3 УТВЕРЖДЕН И введен в действие Приказом Минрегиона России
4 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
СНиП 2.05.03-84* (актуализированный) по проектированию мостов и труб разработан в развитие положений и требований СНиП 2.05.03-84*.
СНиП содержит нормы по проектированию новых и реконструкции существующих мостовых сооружений и труб под насыпями.
1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий документ распространяется на проектирование новых и реконструируемых постоянных мостовых сооружений и труб:
- на автомобильных дорогах, включая внутрихозяйственные дороги сельскохозяйственных и промышленных предприятий, на улицах и дорогах населенных пунктов;
- на железных дорогах колеи 1520 мм, при движении пассажирских поездов со скоростями до 200 км/ч, линиях метрополитена и трамвая;
- на дорогах под совмещенное движение транспортных средств – автомобильных и поездов железных дорог, трамваев и метрополитена;
- на пешеходных дорогах.
Данные нормы не распространяется на проектирование:
- механизмов разводных пролетов мостов;
- мостов и труб на внутренних автомобильных дорогах лесозаготовительных и лесохозяйственных организаций, не выходящих на сеть дорог общего пользования и к водным путям;
- служебных эстакад и галерей зданий и промышленных сооружений;
- коммуникационных мостов, не предназначенных для пропуска транспортных средств и пешеходов.
В настоящем нормативном документе использованы ссылки на нормативные документы, приведенные в приложении А.
В настоящем нормативном документе применены термины и соответствующие определения, приведенные в приложении Б.
Классификация мостовых сооружений и труб приведена в приложении В.
Проектные решения должны обеспечивать долговечность конструкций не ниже, чем сроки службы мостовых сооружений и их элементов, приведенные в приложении Г.
Основные буквенные обозначения, принятые в формулах настоящего СНиП, приведены в приложении Д.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1 При проектировании новых и реконструкции существующих мостов и труб следует выполнять требования Градостроительного кодекса Российской Федерации и постановления Правительства Российской Федерации от 16.02.2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»:
выполнять требования по обеспечению надежности, долговечности и бесперебойности эксплуатации сооружений, а также безопасности и плавности движения транспортных средств, безопасности для пешеходов и охране труда в процессе строительства и эксплуатации;
предусматривать безопасный пропуск возможных паводков и ледохода на водотоках, а, кроме того, на водных путях – выполнение требований судоходства и лесосплава;
принимать проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов, экономию топливных и энергетических ресурсов, снижение стоимости и трудоемкости строительства и эксплуатации;
предусматривать возможность обеспечения высоких темпов возведения конструкций, широкой индустриализации строительства на базе современных средств механизации и автоматизации строительного производства, использование деталей и материалов, обеспеченных стандартами и техническими условиями;
учитывать перспективы развития транспортных средств и дорожной сети, реконструкции имеющихся и строительства новых подземных и наземных коммуникаций, благоустройства и планировки населенных пунктов, освоения земель в сельскохозяйственных целях;
предусматривать меры по охране окружающей среды (в том числе по предотвращению заболачивания, проявлению термокарстовых, эрозионных, наледных и других вредных процессов), по поддержанию экологического равновесия и охране рыбных запасов;
предусматривать разработку технологических регламентов, необходимых для реализации принятых конструктивно-технологических решений.
1.2 Основные технические решения, принимаемые в проектах новых и реконструируемых мостов и труб, следует обосновывать путем сравнения технико-экономических показателей конкурентоспособных вариантов.
1.3 При реконструкции мостов и труб следует учитывать их физическое состояние, грузоподъемность конструкций, продолжительность и режим эксплуатации сооружений после реконструкции.
При строительстве вторых путей следует учитывать конструктивные особенности и опыт эксплуатации сооружений на действующем пути.
1.4 Мосты и трубы следует проектировать капитального типа.
При проектировании пешеходных мостов, а также при реконструкции и усилении мостов (кроме железнодорожных) допускается применять полимерно-композиционные материалы.
Не допускается сооружать:
деревянные трубы;
деревянные мосты на путях и дорогах, предназначенных для перевозки горячих грузов (жидкого чугуна, шлака и т.п.).
Деревянные мосты допускается проектировать на автомобильных дорогах IV и V категорий по ГОСТ Р 52398.
РАСПОЛОЖЕНИЕ МОСТОВ И ТРУБ
1.5 Выбор места перехода, положение сооружения в плане и профиле, разбивку мостов на пролеты, следует производить с учетом условий трассирования дороги, принятых градостроительно-планировочных решений, а также опасных геологических процессов, русловых, гидрогеологических, экологических, ландшафтных и других местных условий, влияющих на технико-экономические и эксплуатационные показатели соответствующего участка дороги (линии).
При выборе места мостового перехода через судоходные реки по возможности следует:
мост располагать перпендикулярно течению воды (с косиной не более 10°) на прямолинейном участке с устойчивым руслом, в месте с неширокой (малозатопляемой) поймой, удаленном от перекатов на расстояние не менее 1,5 длины расчетного судового или плотового состава;
середину судоходных пролетов совмещать с осью соответствующего судового хода, учитывая возможные русловые переформирования и смещения за расчетный период службы моста;
обеспечивать взаимопараллельность оси судового хода, направления течения воды и плоскостей опор, обращенных в сторону судоходных пролетов;
отклонение от параллельности судового хода и направления течения реки принимать не более 10°;
не допускать увеличения скорости течения воды в русле при расчетном судоходном уровне, вызванного строительством мостового перехода, свыше 20 % при скорости течения воды в естественных условиях до 2 м/с и 10 % – при скорости свыше 2,4 м/с (при скорости течения воды в естественных условиях выше 2 до 2,4 м/с процент допускаемого увеличения средней скорости следует определять по интерполяции);
поперечное сечение опор моста в пределах затопления до отметки расчетного судоходного уровня воды, как правило, предусматривать обтекаемым.
1.6 Число и размеры водопропускных сооружений на пересечении водотока следует определять на основе гидравлических расчетов, при этом необходимо учитывать последующее влияние сооружения на окружающую природную среду.
Пропуск вод нескольких водотоков через одно сооружение должен быть обоснован, а при наличии вечномерзлых грунтов, селевого стока, лессовых грунтов и возможности образования наледи – не допускается.
1.7 Железнодорожные мосты с устройством рельсового пути на балласте, малые и средние автодорожные и городские мосты (приложение В), а также трубы разрешается располагать на участках дороги (улицы) с любым профилем и планом, принятыми для проектируемой дороги (улицы).
Железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью следует располагать на прямых участках пути, горизонтальных площадках или уклонах не круче 4 ‰. Расположение таких мостов на уклонах круче 4 ‰, а на железных дорогах предприятий – также на кривых в плане допускается только при технико-экономическом обосновании.
Деревянные железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью допускается располагать на уклонах до 15 ‰ и на кривых в плане радиусом 250 м и более.
Продольный уклон проезжей части больших мостов должен быть, ‰, не более:
30 – для автодорожных мостов;
40 – для городских мостов;
20 – для всех мостов с деревянным настилом.
В горной местности, при необходимости расположения мостового сооружения на большом уклоне, следует применять покрытия проезжей части с повышенной шероховатостью и ограждения с повышенной удерживающей способностью.
1.8 Толщину засыпки над звеньями или плитами перекрытия труб (включая пешеходные тоннели), а также над сводами мостов следует принимать не менее указанной в таблице 1.1.
Таблица 1.1
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ
1.9 Конструктивные, архитектурные и объемно-планировочные решения мостовых сооружений и труб, применяемые материалы и изделия должны быть технологически целесообразными и исполнимыми при строительстве, текущем содержании в период эксплуатации, при ремонтах и реконструкции.
Основные размеры пролетных строений и опор новых мостовых сооружений следует назначать с учетом условий изготовления, транспортирования и монтажа конструкций.
В проектах железнодорожных мостов и труб следует предусматривать возможность использования их при строительстве вторых путей и замене пролетных строений на эксплуатируемой сети.
При применении в конструкциях сооружений типовых элементов или стандартных деталей необходимо учитывать установленные для них допустимые отклонения формы и геометрических размеров согласно ГОСТ 26607. Для нетиповых элементов и нестандартных изделий при соответствующем обосновании могут быть установлены свои величины этих отклонений.
1.10 Массу и размеры элементов сборных конструкций следует назначать исходя из возможности использования при монтаже и перевозке общестроительных и специализированных кранов и транспортных средств серийного производства. Указанное требование не относится к уникальным сооружениям.
1.11 Конструкции деформационных устройств (опорных частей, шарниров, деформационных швов, уравнительных приборов, сезонных уравнительных рельсов) и их расположение должны обеспечивать необходимую свободу предусматриваемых взаимных перемещений (линейных, угловых) отдельных частей (элементов) сооружения.
Проектная документация должна содержать указания по установке деформационных устройств с учетом степени готовности сооружения и температуры воздуха (конструкции) во время замыкания конструкции согласно требованиям п. 2.27.
1.12 На мостовых переходах при необходимости регулирования направления потока и предотвращения подмывов (размывов) следует предусматривать струенаправляющие и берегоукрепительные сооружения.
Струенаправляющие дамбы следует предусматривать при пойменном расходе воды не менее 15 % расчетного расхода или при средних расчетных скоростях течения воды под мостом до размыва свыше 1 м/с, а также при соответствующих ситуационных особенностях перехода (прижимных течениях, перекрытиях проток и т.п.).
Для труб и малых мостов на основании гидравлических расчетов следует предусматривать углубление, планировку и укрепление русел, устройства, препятствующие накоплению наносов, а также устройства для гашения скоростей протекающей воды на входе и выходе.
При использовании принципа строительства с сохранением вечной мерзлоты возведение струенаправляющих и берегоукрепительных сооружений не должно вызывать изменения состояния вечномерзлых грунтов в основании, нарушения условий протекания грунтовых вод, местных застоев воды и других значительных изменений бытового режима водотока.
1.13 Отверстие (и высоту в свету) труб следует назначать, как правило, м, не менее:
1,0 – при длине трубы (или при расстоянии между смотровыми колодцами в междупутье на станциях) до 20 м;
1,25 – при длине трубы 20 м и более.
Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными, м:
1,0 – при длине трубы до 30 м;
0,75 – при длине трубы до 15 м;
0,5 – на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждений на входе.
В обоснованных случаях на улицах и дорогах местного значения, а также в районах орошаемого земледелия, в поселках и сельских населенных пунктах на автомобильных дорогах ниже II-с категории допускается применение труб отверстием 0,5 м при длине трубы до 15 м, устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждения на входе.
Отверстия труб на внутрихозяйственных автомобильных дорогах (СНиП 2.05.11) при длине трубы 10 м и менее допускается принимать 0,5 м.
Отверстия труб на железных дорогах общей сети и автомобильных дорогах общего пользования в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С (с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01) следует назначать не менее 1,5 м независимо от длины трубы.
Отверстия труб и малых мостов допускается увеличивать для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрогонов, а в случае технико-экономической целесообразности – для пропуска низких, узкозахватных сельскохозяйственных машин с обеспечением соответствующих габаритов.
1.14 Для водопропускных труб следует, как правило, предусматривать безнапорный режим работы. Допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы водопропускных труб, располагаемых на железных дорогах общей сети для пропуска только наибольшего расхода, на всех остальных дорогах – расчетного расхода (п. 1.25). При этом под оголовками и звеньями следует предусматривать фундаменты, а при необходимости – также противофильтрационные экраны. При напорном режиме следует предусматривать специальные входные оголовки и обеспечивать водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов, надежное укрепление русла, устойчивость насыпи против напора и фильтрации.
Для труб, расположенных в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, не допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.
1.15 Водопропускные трубы, как правило, следует предусматривать с входными и выходными оголовками, форма и размеры которых обеспечивают принятые в расчетах условия протекания воды и устойчивость насыпи, окружающей трубу.
Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков. При этом нижняя часть несрезаемой трубы должна выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м, а сечение трубы со срезанным концом должно выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.
1.16 Применять трубы не допускается при наличии ледохода и карчехода, а также, как правило, в местах возможного возникновения селей и образования наледи.
В местах возможного образования наледи в виде исключения может быть допущено применение прямоугольных железобетонных труб (шириной не менее 3 м и высотой не менее 2 м) в комплексе с постоянными противоналедными сооружениями.
При этом боковые стенки трубы должны быть массивными бетонными.
Для пропуска селевых потоков следует предусматривать однопролетные мосты отверстиями не менее 4 м или селеспуски с минимальным стеснением потока.
1.17 В проектной документации должны быть предусмотрены мероприятия по защите элементов и частей мостов и труб от повреждений при отсыпке насыпи и укреплении откосов, от засорения и загрязнения, вредных воздействий агрессивных сред, высоких температур, блуждающих токов и т.п.
1.18 Для вновь проектируемых мостов расстояния между соседними главными фермами (балками) следует назначать из условия обеспечения осмотра, текущего содержания.
При раздельных пролетных строениях (под каждый путь или проезжую часть одного направления движения транспортных средств) расстояние в свету следует назначать не менее: 1,0 м – между смежными главными фермами (балками) и 0,20 м – между гранями плит проезжей части.
1.19 В конструктивных решениях, принимаемых для малых железнодорожных мостов с ездой на балласте, должна быть предусмотрена возможность подъема пути при его капитальном ремонте.
ГАБАРИТЫ
1.20 Габариты приближения конструкций проектируемых сооружений должны удовлетворять требованиям:
на железных дорогах – ГОСТ 9238;
на линиях метрополитена – ГОСТ 23961;
на автомобильных дорогах общего пользования, внутрихозяйственных дорогах, на дорогах промышленных предприятий, а также на улицах и дорогах в населенных пунктах – ГОСТ Р 52748 и приложения Ж.
Если в перспективном плане развития дорожной сети или в техническом задании на проектирование предусматривается перевод дороги в более высокую категорию, габариты приближения конструкций проектируемых сооружений, а также их грузоподъемность должны соответствовать требованиям, предусмотренным для сооружений на дорогах более высокой категории.
1.21 Ширину пешеходных мостов и сооружений тоннельного типа следует определять в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения пешеходов в час пик и принимать, м, не менее: 2,25 – для мостов и 3,0 – для тоннелей (в городских условиях соответственно – 3,0 и 4,0 м).
Высота пешеходных тоннелей и надземных закрытых переходов должна быть не менее 2,30 м в свету.
Среднюю расчетную пропускную способность 1 м ширины следует принимать для пешеходных мостов и тоннелей – 2000 чел/ч, для лестниц – 1500 чел/ч.
Габариты сооружений для пропуска полевых дорог и прогона скота (миграции диких животных) при отсутствии специальных требований следует принимать, м:
а) для полевых дорог: высоту не менее 4,5, ширину – 6,0, но не менее максимальной ширины, увеличенной на 1,0 м, сельскохозяйственных машин, движение которых возможно на дороге;
б) для прогона скота: высоту не менее 3,0, ширину – по формуле 2 + λ/6, где λ – длина скотопрогона, но не менее 4,0 и не более 8,0.
Полевая дорога или дорога для прогона скота, проходящая под пролетом моста или в трубе под насыпью, должна быть укреплена по всей ее ширине и на участках длиной не менее 10,0 м в каждую сторону от сооружения. При необходимости у сооружений устраивают направляющие ограждения.
1.22 Габариты подмостовых судоходных пролетов на внутренних водных путях следует принимать в соответствии с ГОСТ 26775. При строительстве мостов под второй путь или дополнительные полосы движения автотранспорта (при расширении существующих мостовых переходов) подмостовые габариты следует принимать на основании технико-экономических расчетов с учетом подмостовых габаритов существующих мостов.
1.23 Положение элементов моста над уровнями воды и ледохода на несудоходных и несплавных водотоках, а также в несудоходных пролетах мостов на судоходных водных путях следует определять в зависимости от местных условий и принятой схемы моста. Размеры возвышений отдельных элементов моста над соответствующими уровнями воды и ледохода во всех случаях не должны быть менее величин, указанных в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Таблица 1.3
Возвышение низа пролетных строений над наивысшим статическим уровнем водохранилища у мостов, расположенных в несудоходных и несплавных зонах водохранилища, должно быть не менее 0,75 высоты расчетной ветровой волны с увеличением на 0,25 м.
Наименьшее возвышение низа пролетных строений при наличии наледи необходимо назначать с учетом их высоты.
При одновременном наличии карчехода и наледных явлений возвышения, приведенные в таблице 1.2, следует увеличивать не менее чем на 0,50 м.
Расстояние между опорами в свету при наличии карчехода следует назначать с учетом размеров карчей, но не менее 15,0 м, за исключением береговых пролетов мостов с обсыпными устоями.
1.24 Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы в любом поперечном сечении над поверхностью воды в трубе при максимальном расходе расчетного паводка и безнапорном режиме работы должно быть в свету: в круглых и сводчатых трубах высотой до 3,0 м – не менее 1/4 высоты трубы, свыше 3,0 м – не менее 0,75 м, в прямоугольных трубах высотой до 3,0 м – не менее 1/6 высоты трубы, выше 3,0 м – не менее 0,50 м.
РАСЧЕТ МОСТОВ И ТРУБ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДНОГО ПОТОКА
Общие указания
1.25 Расчет мостов, труб и пойменных насыпей на воздействие водного потока следует производить, как правило, по гидрографам и водомерным графикам расчетных паводков. Кроме того, мосты, трубы и пойменные насыпи на железных дорогах общей сети необходимо рассчитывать по гидрографам и водомерным графикам паводков, условно именуемых наибольшими. При этом вероятности превышения расчетных и наибольших паводков следует принимать одинаковыми с указанными в таблице 1.3 вероятностями превышения максимальных расходов соответствующих паводков.
При отсутствии гидрографов и водомерных графиков паводков, а также в других обоснованных случаях расчет сооружений на воздействие водного потока допускается производить по максимальным расходам и соответствующим им уровням расчетных и наибольших паводков.
В расчетах следует учитывать опыт водопропускной работы близко расположенных сооружений на том же водотоке, взаимное влияние водопропускных сооружений, а также влияние на проектируемые водопропускные сооружения существующих или намечаемых к строительству гидротехнических и других речных сооружений.
При наличии вблизи мостов и труб инженерных сооружений, зданий и сельскохозяйственных угодий необходимо проверить их безопасность от подтопления вследствие подпора воды перед сооружением.
Для водопропускных сооружений, расположенных вблизи некапитальных плотин, необходимо учитывать возможность прорыва этих плотин. Вопрос об усилении таких плотин или увеличении отверстий сооружений необходимо решать комплексно путем сравнения технико-экономических показателей возможных решений.
1.26 В расчетах следует принимать максимальные расходы паводков того происхождения, при которых для заданного значения вероятности превышения создаются наиболее неблагоприятные условия работы сооружения.
Построение гидрографов и водомерных графиков, определение максимальных расходов при разных паводках и соответствующих им уровней воды рекомендуется производить согласно СП 33-101.
1.27 Размеры отверстий малых мостов и труб допускается определять по средним скоростям течения воды, допустимым для грунта русла (в том числе на входе и выходе из сооружения), его укрепления и укрепления конусов, при этом необходимо соблюдать требования, приведенные в пп. 1.23, 1.24 и 1.34.
Отверстия малых мостов и труб допускается назначать с учетом аккумуляции воды у сооружения. Уменьшение расходов воды в сооружениях вследствие учета аккумуляции, возможно, не более чем: в 3 раза – если размеры отверстия назначают по ливневому стоку; в 2 раза – если размеры отверстия назначают по снеговому стоку и отсутствуют ледовые и другие явления, уменьшающие размеры отверстия. При этом независимо от вида расчетного стока для труб должны, в зависимости от характера их работы в условиях аккумуляции, выполняться указания, содержащиеся в п. 1.14 или п. 1.24, а для малых мостов – требования по положению низа конструкций, содержащиеся в п. 1.23.
При наличии вечномерзлых грунтов аккумуляция воды у сооружений не допускается.
1.28 Размеры отверстий больших и средних мостов следует определять с учетом подпора, естественной деформации русла, устойчивого уширения подмостового русла (срезки), общего и местного размывов у опор, конусов и регуляционных сооружений. Отверстие моста в свету не должно быть меньше устойчивой ширины русла.
Размеры отверстий городских мостов следует назначать с учетом намечаемого регулирования реки и требований планировки набережных.
1.29 Расчет общего размыва под мостами следует производить на основе решения уравнения баланса наносов на участках русел рек у мостовых переходов при паводках, указанных в п. 1.25.
Если проход паводков, меньших по величине, чем расчетные (наибольшие), вызывает необратимые изменения в подмостовом русле (что возможно при стеснении потока более чем в 2 раза, на мостовых переходах в условиях подпора, в нижних бьефах плотин, деформации русел в пойменных отверстиях и т.п.), определение общего размыва следует выполнять из условий прохода расчетного (наибольшего) паводка после серии натурных наблюденных паводков одного из многоводных периодов.
Для предварительных расчетов, а также при отсутствии необходимых данных о режиме водотока общий размыв допускается определять по скорости течения, соответствующей балансу наносов.
При морфометрической основе расчета вычисленные максимальные глубины общего размыва следует увеличивать на 15%.
Расчеты мостов на воздействие сейсмических нагрузок следует производить без учета местного размыва русла у опор.
1.30 При построении линии наибольших размывов надлежит учитывать кроме общего размыва местные размывы у опор, влияние регуляционных сооружений и других элементов мостового перехода, возможные естественные переформирования русла и особенности его геологического строения.
1.31 Величину коэффициента общего размыва под мостом следует обосновать технико-экономическим расчетом. При этом надлежит учитывать вид грунтов русла, конструкцию фундаментов опор моста и глубину их заложения, разбивку моста на пролеты, величины подпоров, возможное уширение русла, скорости течения, допустимые для судоходства и миграции рыбы, а также другие местные условия. Величину коэффициента размыва, как правило, следует принимать не более 2.
В обоснованных случаях для мостов через неглубокие реки и водотоки могут приниматься коэффициенты общего размыва более указанного значения.
1.32 Срезку грунта в пойменной части отверстия моста допускается предусматривать только на равнинных реках. Размеры и конфигурацию срезки следует определять расчетом исходя из условий ее незаносимости в зависимости от частоты затопления поймы и степени стеснения потока мостовым переходом при расчетном уровне высокой воды.
Срезка в русле побочней, отмелей при расчете площади живого сечения под мостом не учитывается.
1.33 Уширение под мостом срезкой грунта следует плавно сопрягать с не уширенными частями русла для обеспечения благоприятных условий подвода потока воды и руслоформирующих наносов в подмостовое сечение. Общая длина срезки (в верховую и низовую стороны от оси перехода) должна быть в 4 – 6 раз больше ее ширины в створе моста. Следует избегать наибольшей ширины в створах голов регуляционных сооружений.
При срезке грунта на пойме необходимо предусматривать удаление пойменного наилка до обнажения несвязных аллювиальных грунтов на всей площади срезки.
1.34 Возвышение бровок земляных сооружений на подходах к большим и средним мостам над уровнями воды при паводках по п. 1.25 (с учетом набега волны на откосы и возможного подпора) следует принимать, м, не менее 0,5 – для земляного полотна, водоразделительных и ограждающих дамб, а также струенаправляющих дамб на реках с блуждающими руслами, 0,25 – для регуляционных сооружений и берм насыпей.
Возвышение бровки земляного полотна на подходах к малым мостам и трубам над уровнями воды при паводках по п. 1.25 (с учетом подпора и аккумуляции) следует принимать не менее 0,5 м, а для труб при напорном или полунапорном режиме работы – не менее 1,0 м. Кроме того, на автомобильных дорогах при назначении возвышения бровки земляного полотна на подходах к указанным сооружениям следует соблюдать требования по возвышению низа дорожной одежды над уровнем грунтовых и поверхностных вод, установленные СНиП 2.05.02.
В пределах воздействия льда на пойменную насыпь отметка ее бровки должна быть не ниже отметок верха навала льда, а также отметок наивысшего заторного или зажорного льда с учетом полуторной толщины льда.
Подпоры на мостовых переходах рассчитываются по уравнениям движения жидкости или по зависимостям, учитывающим в достаточной мере данные явления на проектируемых переходах.
РАСЧЕТ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
МОСТОВ И ТРУБ НА СИЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Общие указания
1.35 Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы конструкций мостов и труб при их эксплуатации и строительстве.
При этом должна быть предусмотрена конструктивная схема мостового сооружения, не допускающая возможность прогрессирующего обрушения при выходе из строя одного или нескольких элементов в случае экстремальных природных или техногенных воздействий, а также потери эффекта регулирования усилий в мостовых конструкциях. Соответствующие проверки следует проводить при учете только постоянных нагрузок и воздействий (при коэффициентах надежности по нагрузке gf = 1). Конкретные требования должны содержаться в задании на проектирование.
При расчете металлических гофрированных труб под насыпями следует учитывать их совместную работу с грунтовой обоймой и основанием.
1.36 Несущие конструкции и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок, указанных в разделе 2. Расчеты следует выполнять по предельным состояниям в соответствии с требованиями ГОСТ 27751 и приложением Е.
1.37 Временные нагрузки от подвижного состава (транспортных средств) железных и автомобильных дорог в случаях, предусмотренных настоящими нормами, следует вводить в расчет с соответствующими динамическими коэффициентами.
При одновременном учете действия на сооружение двух или более временных нагрузок расчетные значения этих нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, меньше или равные единице.
1.38 Величины напряжений (деформаций), определяемые в элементах конструкций при расчетах сооружений в стадии эксплуатации и при строительстве, а также величины напряжений (деформаций), определяемые расчетами в монтажных элементах или блоках при их изготовлении, транспортировании и монтаже, не должны превышать расчетных сопротивлений (предельных деформаций), установленных в нормах на проектирование соответствующих конструкций мостов и труб.
1.39 За расчетную минимальную температуру следует принимать среднюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства в соответствии с требованиями таблицы 1* СНиП 23-01 с обеспеченностью:
0,92 – для бетонных и железобетонных конструкций;
0,98 – для стальных конструкций, стальных частей сталежелезобетонных конструкций и элементов из полимерно-композиционных материалов.
1.40 Устойчивость положения конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле
Mu £
Мz , (1.1)
где Мu – момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания;
Мz – момент удерживающих сил относительно той же оси;
m – коэффициент условий работы, принимаемый равным:
при проверке конструкций, опирающихся на отдельные опоры:
в стадии строительства – 0,95;
в стадии постоянной эксплуатации – 1,0;
при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов:
на скальных основаниях – 0,9;
на нескальных основаниях – 0,8;
gn – коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным при расчетах:
в стадии строительства – 1,0;
в стадии постоянной эксплуатации – 1,1.
Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке бòльшими единицы.
Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке:
для постоянных нагрузок – g¦ < 1;
для временной вертикальной подвижной нагрузки от порожнего состава железных дорог, метрополитена и трамвая – g¦ = 1.
В соответствующих случаях, руководствуясь указаниями п. 7.6, необходимо учитывать уменьшение веса конструкции вследствие взвешивающего действия воды.
1.41 Устойчивость положения конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле:
Qr £ Qz , (1.2)
где Qr – сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление
возможного сдвига;
Qz – удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига;
m – коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9;
gn – п. 1.40.
Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке, бòльшими единицы, а удерживающие силы – с коэффициентами надежности по нагрузке, меньшими единицы.
П р и м е ч а н и я
1 В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, можно принимать силу, величина которой не превышает активного давления грунта. При соответствующем обосновании удерживающую силу, создаваемую грунтом, можно принимать равной давлению грунта в состоянии покоя.
2 Силы трения в основании определяют по коэффициентам трения, указанным в п. 7.14. Коэффициент трения бетонной кладки по кладке следует принимать равным 0,55.
ДЕФОРМАЦИИ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ,
ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ КОНСТРУКЦИЙ
1.42 Для мостов следует обеспечивать плавность движения транспортных средств путем ограничения упругих прогибов пролетных строений от подвижной временной вертикальной нагрузки и назначения для продольного профиля пути или проезжей части соответствующего очертания.
1.43 Вертикальные упругие прогибы пролетных строений, вычисленные при действии подвижной временной вертикальной нагрузки (при gf= 1 и 1 + m = 1), не должны превышать значений, м:
для железнодорожных мостов – определяемых по формуле
, но не более 
;
для городских и автодорожных мостов (включая мосты на внутрихозяйственных дорогах и дорогах промышленных предприятий), а также для пешеходных мостов с балочными пролетными строениями –
, где l – расчетная длина пролета, м.
Указанные значения прогибов допускается увеличивать для балочных пролетных строений мостов (кроме пешеходных):
однопролетных и неразрезных (за исключением крайних пролетов железнодорожных мостов, опирающихся на промежуточные опоры) – на 20 %;
деревянных – на 50 %.
1.44 Необходимое очертание рельсовому пути и покрытию проезжей части на пролетных строениях мостов следует придавать за счет: строительного подъема пролетных строений; изменения толщины выравнивающего слоя конструкции одежды проезжей части и балластного слоя; рабочей высоты мостовых брусьев.
Строительный подъем балочных пролетных строений железнодорожных мостов, а также стальных, сталежелезобетонных и деревянных балочных пролетных строений автодорожных и городских мостов следует предусматривать по плавной кривой, стрела которой после учета деформаций от постоянной нагрузки равна не менее 40 % упругого прогиба пролетного строения от подвижной временной вертикальной нагрузки (при gf = 1 и 1 + m = 1).
Пролетным строениям пешеходных мостов следует задавать строительный подъем, компенсирующий вертикальные деформации пролетного строения от постоянной нагрузки. Коэффициент надежности по нагрузке gf принимают при этом равным единице.
П р и м е ч а н и е – Строительный подъем допускается не предусматривать для пролетных строений, прогиб которых от постоянной и подвижной временной вертикальной нагрузок не превышает 1/1600 величины пролета (но не более 1,5 см в железнодорожных мостах с ездой на поперечинах), а также для деревянных мостов с прогонами.
1.45 Строительный подъем и очертание профиля покрытия железобетонных пролетных строений автодорожных и городских мостов следует предусматривать таким, чтобы после проявления деформаций от ползучести и усадки бетона (но не позднее двух лет с момента действия полной постоянной нагрузки) алгебраическая разность сопрягаемых уклонов продольного профиля по осям полос движения в местах сопряжения пролетных строений между собой и с подходами не превышала:
при отсутствии на мосту подвижной временной вертикальной нагрузки – значений, приведенных в таблице 1.4;
при загружении моста подвижной временной вертикальной нагрузкой по осям полос движения – 24 ‰ для нагрузок АК и НК.
В проектной документации следует указывать продольный профиль проезда на момент устройства одежды проезжей части (с намечаемым улучшением его очертания посредством изменения толщины выравнивающего слоя) и после проявления деформаций от усадки и ползучести бетона.
П р и м е ч а н и я
1 До проявления длительных деформаций алгебраическая разность сопрягаемых уклонов продольного профиля при отсутствии на мосту подвижной временной вертикальной нагрузки может превышать значения, приведенные в таблице 1.4, не более чем в 2 раза.
2 В случаях применения для вантовых и висячих пролетных строений витых канатов необходимо при задании строительного подъема и очертания профиля проезда учитывать возможность деформации ползучести канатов.
Таблица 1.4
1.46 Для пролетных строений внешне статически неопределимых систем в расчетах следует учитывать возможные перемещения верха опор и их осадки.
Горизонтальные и вертикальные перемещения верха опор следует также учитывать при назначении конструкций опорных частей и деформационных швов, размеров подферменных площадок, оголовков опор, ригелей.
1.47 Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для мостов:
автодорожных и городских – 2 ‰;
железнодорожных – 1 ‰.
Предельные продольные и поперечные смещения верха опор железнодорожных мостов с разрезными балочными пролетными строениями с учетом общего размыва русла не должны превышать значения 0,5
, см, где l0 – длина меньшего примыкающего к опоре пролета, но не менее 25 м.
1.48 Расчетный период собственных поперечных горизонтальных колебаний для балочных разрезных металлических и сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов должен быть (в секундах) не более 0,01 l (l – пролет, м) и не превышать 1,5 с.
В пролетных строениях пешеходных мостов расчетные периоды собственных колебаний (в незагруженном состоянии) по двум низшим формам (в балочных разрезных системах – по одной низшей форме) не должны быть от 0,45 до 0,60 с – в вертикальной и от 0,9 до 1,2 с – в горизонтальной плоскостях.
Для пролетных строений пешеходных мостов следует при этом учитывать возможность загружения их толпой, создающей нагрузку 0,49 кПа.
На стадии монтажа пролетных строений для консолей, образующихся при навесной сборке или при продольной надвижке, периоды собственных поперечных колебаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях не должны превышать 3,0 с, а период собственных крутильных колебаний при этом не должен быть более 2,0 с. Отступления от указанных требований могут быть допущены после проведения соответствующих расчетов или специальных аэродинамических исследований по оценке устойчивости и пространственной жесткости собираемых консолей. При этом необходимо соблюдать требования, содержащиеся в п. 2.24, по расчету конструкций на воздействие ветра.
Висячие и вантовые мосты, а также большепролетные гибкие балочные мосты, у которых отношение высоты пролетного строения к длине пролета меньше 1/40, следует проверять на аэродинамическую устойчивость и пространственную жесткость. Для конструкций с динамическими характеристиками, существенно отличающимися от аналогичных характеристик построенных мостов, кроме аналитических расчетов следует проводить соответствующие исследования на моделях.
1.49 Строительный подъем труб при высоте насыпи свыше 12 м следует назначать в соответствии с расчетом ожидаемых осадок от веса грунта насыпи. При расчете осадок труб допускается использовать методику, применяемую при расчете осадок фундаментов.
Трубы под насыпями высотой 12 м и менее следует укладывать со строительным подъемом (по лотку) равным:
1/80 h – при фундаментах на песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания;
1/50 h – при фундаментах на глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания;
1/40 h – при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебеночной смеси; здесь h – высота насыпи.
Отметки лотка входного оголовка (или входного звена) трубы следует назначать так, чтобы они были выше отметок среднего звена трубы как до проявления осадок основания, так и после прекращения этих осадок.
Стабильность проектного положения секций фундаментов и звеньев водопропускных труб в направлении продольной оси сооружений должна быть обеспечена устойчивостью откосов насыпи и прочностью грунтов основания.
П р и м е ч а н и е – При устройстве труб на скальных грунтах и на свайных фундаментах строительный подъем назначать не следует.
ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТАХ
1.50 Путь на железобетонных пролетных строениях следует укладывать на щебеночном балласте. Мостовое полотно на металлических пролетных строениях, как правило, должно устраиваться на безбалластных железобетонных плитах или на балласте.
Рельсы на мостах следует укладывать тяжелого типа (не легче типа Р50 и не легче типа рельсов, укладываемых на подходах).
На больших мостах, на мостах с разводными пролетами и на подходах к этим сооружениям на протяжении не менее 200 м в каждую сторону следует укладывать рельсы не легче типа Р65.
Бесстыковой путь допускается укладывать на мостах с мостовым полотном на балласте, на мостах с безбалластным мостовым полотном, – как правило, при суммарной длине пролетных строений 66 м и менее.
1.51 Конструкция мостового полотна должна обеспечивать:
возможность прохода колес подвижного состава в случае схода их с рельсов;
содержание и ремонт пути с использованием средств механизации.
1.52 Балластное корыто устоев и пролетных строений с ездой на балласте должно обеспечивать размещение балластной призмы типового поперечного профиля, принятого для мостов.
1.53 Мостовое полотно (включая охранные приспособления, уравнительные приборы или сезонные уравнительные рельсы) следует предусматривать, руководствуясь "Указаниями по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах", утвержденными МПС.
1.54 Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах должно иметь ширину не менее 3,20 м.
1.55 Мостовые брусья (деревянные поперечины) должны соответствовать требованиям ГОСТ 8486, иметь сечение 20х24 см и длину 3,25 м.
1.56 Мосты полной длиной более 25 м, а также все мосты высотой более 3 м, мосты, расположенные в пределах станций, и все путепроводы должны иметь двухсторонние служебные проходы с перилами (высотой не менее 1,10 м), располагаемые вне габаритов приближений строений.
В районах со среднесуточной минимальной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (с обеспеченностью 0,92) двухсторонние боковые тротуары должны иметь все мосты полной длиной более 10 м.
На двухпутных и многопутных мостах следует предусматривать тротуары (без перил) также и в междупутье.
Настил тротуаров, как правило, следует предусматривать из железобетонных плит.
1.57 Для пути на подходах следует предусматривать меры, препятствующие угону пути с подходов на мост.
Путь на подходах к мостам, путепроводам и эстакадам в пределах городской территории и в застроенных промышленных зонах следует предусматривать бесстыковым с шумопоглощающей конструкцией скреплений и шумопоглощающими экранами.
1.58 На железнодорожных путях общей сети и железных дорогах промышленных предприятий, проходящих под путепроводами и пешеходными мостами с опорами стоечного типа, при расстоянии от оси железнодорожного пути до грани опоры менее 3,0 м необходимо укладывать контруголки, выходящие в каждую сторону за боковые грани путепровода или пешеходного моста не менее чем на 10 м.
В пути на мостах и путепроводах дорог промышленных предприятий при кривых радиусом 500 м и менее следует предусматривать специальные устройства, препятствующие изменению ширины колеи.
МОСТОВОЕ ПОЛОТНО АВТОДОРОЖНЫХ И ГОРОДСКИХ МОСТОВ
1.59 Конструкция и геометрические параметры мостового полотна должны отвечать требованиям, установленным для данной дороги или улицы ГОСТ Р 52398, ГОСТ Р 52748, СНиП 2.05.02, СНиП 2.07.01, СНиП 2.05.11.
Конструкция и геометрические параметры мостового полотна должны обеспечивать комфортность и безопасность движения пешеходов и транспортных средств со скоростями, соответствующими категории дороги или улицы, на которых расположено мостовое сооружение.
Мостовое полотно должно быть запроектировано в увязке всех его элементов между собой и с несущей конструкцией пролетного строения и обеспечивать её защиту от негативного воздействия атмосферных осадков, нефтепродуктов и агрессивных сред, образуемых средствами ухода за проезжей частью.
Конструкция мостового полотна должна обеспечивать возможность механизированной безопасной для службы эксплуатации уборки проезжей части и тротуаров.
1.60 Компоновочное решение мостового полотна зависит от материала пролетного строения, места расположения мостового сооружения, его функционального назначения, вида транспортных средств, обращающихся по нему, наличия пешеходного движения.
В поперечном сечении мостового полотна, предназначенного для автомобильного движения, выделяют проезжую часть, ширина которой определяется габаритом приближения конструкций, принимаемым по ГОСТ Р 52748 и приложению Ж, и, как правило, тротуары.
При наличии на сооружении трамвайного движения предпочтительно располагать трамвайные пути на необособленном полотне.
Головки рельсов со стороны автопроезда должны располагаться на уровне верха покрытия проезжей части.
Разделительную полосу на мостовом сооружении предусматривают при условии, что она имеется на прилегающих участках дороги и на подходах к сооружению.
Конструкция разделительной полосы на пролетном строении, общем под встречные направления движения, должна воспринимать нагрузку от транспортных средств, обращающихся по мостовому сооружению.
1.61 Исходя из интенсивности пешеходного движения и ситуационных условий, тротуары могут быть расположены как с одной, так и с обеих сторон мостового сооружения. При одностороннем расположении тротуара при необходимости должен быть предусмотрен безопасный переход пешеходов с одной стороны сооружения на другую посредством устройства пешеходного тоннеля под насыпью или тротуарного перехода, располагаемого под мостовым сооружением на берме насыпи.
На пролетных строениях, раздельных под направления встречного движения, тротуары устраивают только с одной – наружной стороны.
На путепроводных развязках в разных уровнях, путепроводах, расположенных таким образом, что на них не могут попадать пешеходы, тротуары не устраивают при любой длине сооружения.
За пределами населенного пункта при интенсивности пешеходного движения менее 200 чел/сутки тротуары разрешается не устраивать на мостовых сооружениях длиной до 50 м, но при этом не допускается уменьшение ширины полосы безопасности.
Ширину тротуаров назначают по расчету. Минимальную ширину тротуаров принимают равной 1,0 м, а в городах и населенных пунктах – 1,5 м. При большей ширине тротуаров ее назначают равной 1,5; 2,25 м и далее – кратной 0,75 м. При соответствующем обосновании допускается принимать ширину тротуаров не кратную 0,75 м.
При отсутствии регулярного движения (менее 200 чел/сутки) устраивают служебные проходы шириной 0,75 м (с одной или с обеих сторон мостового сооружения).
На мостовых сооружениях тротуары следует располагать в уровне проезжей части.
На мостовых сооружениях в городах тротуары могут быть расположены в повышенном уровне.
1.62 Тротуары и обособленное трамвайное полотно на мостовом сооружении должны быть отделены от проезжей части ограждающими устройствами барьерного или парапетного типа. Применение тросовых ограждений не допускается.
На деревянных мостах устанавливают колесоотбойный брус высотой не менее 0,5 м.
На разделительной полосе следует предусматривать ограждения в случае, если:
- ограждения имеются на разделительной полосе подходов;
- на разделительной полосе расположены элементы конструкций мостового сооружения, опоры контактной сети, освещения и т.п.
- конструкция разделительной полосы не рассчитана на выезд транспортных средств на полосу.
Конструкцию ограждения, его удерживающую способность, высоту принимают в зависимости от категории дороги или улицы, сложности дорожных условий, наличия или отсутствия на мостовом сооружении тротуаров или служебных проходов в соответствии с ГОСТ Р 52289, ГОСТ Р 52606, ГОСТ Р 52607.
На переходных плитах в узлах сопряжения мостового сооружения с насыпями подходов ограждения принимают такой же конструкции, как на пролетном строении.
Над деформационными швами пролетного строения в ограждении должна быть обеспечена возможность перемещения, соответствующего перемещению в деформационном шве, при сохранении в зоне перекрытия деформационного шва требуемой удерживающей способности ограждения.
При отсутствии на мостовом сооружении тротуаров или служебных проходов ограждение устанавливают на расстоянии не менее 0,4 м от задней поверхности ограждения до кромки плиты проезжей части.
С внешней стороны пролетного строения тротуары и служебные проходы ограждают перилами высотой не менее 1,1 м.
Конструкция перил должна иметь заполнение, исключающее возможность падения пешеходов с мостового сооружения. Расстояния в свету между элементами заполнения не должны превышать 150 мм.
1.63 Опоры контактной сети и освещения следует располагать, как правило, в створе перил (при ширине тротуаров 2,25 м и менее) или в междупутье трамвайных путей при расположении их на обособленном полотне. В других случаях опоры контактной сети и освещения следует защищать от наездов ограждениями.
На городских и пешеходных мостах, как правило, должно предусматриваться стационарное электрическое освещение.
Необходимость освещения на мостовых сооружениях на автомобильных дорогах должна быть предусмотрена заданием на проектирование. Расстояние между опорами освещения принимают по расчету.
1.64 В зависимости от материала плиты проезжей части конструкцию дорожной одежды принимают состоящей из нескольких слоев, каждый из которых имеет свое функциональное назначение.
Все слои дорожной одежды должны иметь сцепление между собой и с плитой проезжей части, а верхний слой покрытия - также обладать необходимой шероховатостью.
Дорожная одежда на пролетных строениях с железобетонной плитой проезжей части может быть выполнена:
- многослойной, включающей, как правило, выравнивающий слой (при необходимости), гидроизоляцию, защитный слой, асфальтобетонное покрытие. По согласованию с заказчиком покрытие может быть уложено непосредственно на гидроизоляцию, материал которой обладает необходимой теплостойкостью;
- двух- или однослойной, включающей асфальтобетонное покрытие и выравнивающий слой из бетона особо низкой водопроницаемости или только выравнивающий бетонный слой, выполняющий гидроизолирующие функции и функцию покрытия.
Однослойную или двухслойную одежду с выравнивающим слоем из бетона особо низкой водопроницаемости, выполняющего гидроизолирующие функции, допускается устраивать на пролетных строениях, не имеющих в железобетонной плите проезжей части предварительно напряженной арматуры, и при условии, что действующие в верхних фибрах выравнивающего слоя растягивающие напряжения не превосходят расчетных сопротивлений бетона растяжению при изгибе Rbt.ser.
На стальных пролетных строениях конструкция дорожной одежды может быть выполнена с устройством защитно-сцепляющего слоя (гидроизоляции) и асфальтобетонного покрытия, либо в виде тонкослойного (двух- или трехслойного) полимерного покрытия.
1.65 Выравнивающий слой под гидроизоляцию в многослойной конструкции дорожной одежды выполняют на плите проезжей части сборных пролетных строений минимальной толщиной 30 мм из мелкозернистого бетона класса по прочности на сжатие не ниже В25 по ГОСТ 26633 с морозостойкостью F200-F300 по ГОСТ 10060, маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5.
Защитный слой гидроизоляции выполняют толщиной не менее 40 мм из мелкозернистого бетона с водоцементным отношением не выше 0,42, прочностью на сжатие не ниже В30 по ГОСТ 26633 с морозостойкостью F200-F300 по ГОСТ 10060 при испытаниях в хлористых слоях, с маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5. Защитный слой армируют плоскими сварными сетками по ГОСТ 23279, укладка которых непосредственно на гидроизоляцию не допускается.
Применение для бетонных слоев дорожной одежды цементно-песчаного раствора не допускается.
1.66 Асфальтобетонное покрытие на проезжей части выполняют двухслойным: на пролетных строениях с железобетонной плитой проезжей части минимальной толщиной 90 мм при укладке его на защитный бетонный слой и 110 мм при укладке непосредственно на гидроизоляцию.
Толщина асфальтобетонного покрытия на стальной ортотропной плите зависит от параметров ортотропной плиты (толщины листа, шага продольных ребер) и должна быть не менее 110 мм при применении уплотняемых асфальтобетонов. При применении литых асфальтобетонов суммарная толщина асфальтобетонного покрытия может быть уменьшена до 80 мм при применении литого асфальтобетона в обоих слоях и до 90 мм при применении литого асфальтобетона в одном из слоев.
Для покрытия из уплотняемого асфальтобетона применяют горячие асфальтобетонные смеси высокоплотные 1 марки или типа Б I марки (II марки на мостовых сооружениях дорог ниже III категории) по ГОСТ 9128 – в обоих слоях, либо только в нижнем слое покрытия при применении для верхнего слоя щебеночно-мастичной смеси (ЩМАС) по ГОСТ 31015.
На мостах с ортотропными плитами не допускается применение уплотняемых асфальтобетонов на полимерно-битумном вяжущем.
При уплотнении асфальтобетонных смесей на мостовых сооружениях не допускается включение вибрации на катках.
Литые асфальтобетонные смеси применяют на основе специальных технических условий или стандартов организаций.
При применении для покрытия проезжей части цементобетона его толщину принимают не менее 120 мм. Покрытие выполняют из мелкозернистого бетона с водоцементным отношением не выше 0,42, класса по прочности на сжатие не ниже В30 по ГОСТ 26633, маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5 и маркой по морозостойкости F300 по ГОСТ 10060 при испытаниях в хлористых солях.
На пролетных строениях мостовых сооружений дорог IV - V, I-с - III-с категорий допускается в качестве дорожной одежды применять сборные железобетонные плиты толщиной не менее 120 мм поверх цементно-песчаной смеси (1:1) толщиной не менее 50мм, уложенной непосредственно на гидроизоляцию. Стыки между плитами должны быть загерметизированы битумно-полимерной мастикой.
1.67 На тротуарах покрытие выполняют толщиной 30-40 мм из асфальтобетонов типа Г, Д не ниже II марки по ГОСТ 9128, либо из литого асфальтобетона.
1.68 Гидроизоляцию на железобетонной плите проезжей части и защитно-сцепляющий слой на ортотропной плите проектируют, исходя из требований обеспечения их эксплуатационной надежности при воздействии обращающихся нагрузок в интервале температур наружного воздуха от абсолютной максимальной температуры до температуры наиболее холодных суток (по СНиП 23-01) с обеспеченностью 0,98.
Для гидроизоляции и защитно-сцепляющего слоя применяют мастичные, рулонные битумно-полимерные, полимерные гидроизолирующие материалы, обладающие работоспособностью в интервале указанных температур в районе строительства, необходимыми прочностью, адгезией к основанию, теплостойкостью. Гидроизоляционные материалы должны быть водостойкими, водонепроницаемыми, обладать устойчивостью к действию кислых, щелочных, солевых растворов, микроорганизмов.
1.69 Конструкции деформационных швов должны обеспечивать перемещения пролетных строений в заданном интервале, не нарушать плавности движения транспортных средств и исключать попадание воды и грязи на опорные площадки и нижерасположенные части мостового сооружения.
Конструкции деформационных швов следует анкеровать в несущих элементах пролетных строений. Анкеровка конструкций деформационных швов в дорожной одежде не допускается.
Конструкции швов должны быть рассчитаны на воздействия ударных нагрузок при проходе транспортных средств и обладать устойчивостью против истирания.
При применении конструкций деформационных швов, пропускающих воду (гребенчатого типа, со скользящими листами), под ними следует устраивать поперечные лотки с уклоном не менее 50 ‰ в одну или в обе стороны относительно оси пролетного строения.
При конструировании деформационных швов следует предусматривать возможность осмотра их снизу.
СОПРЯЖЕНИЕ МОСТОВ С ПОДХОДАМИ
1.69 Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев у больших железнодорожных мостов должно быть уширено на 0,5 м с каждой стороны, у автодорожных и городских мостов – иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны. Переход от увеличенной ширины к нормальной следует делать плавным и осуществлять на длине 15–25 м.
1.70 В местах примыкания насыпи к устоям железнодорожных мостов следует предусматривать меры для удержания балластной призмы от осыпания.
1.71 В сопряжении автодорожных и городских мостов с насыпью следует, как правило, предусматривать укладку железобетонных переходных плит, опираемых одним концом на шкафную стенку устоя, а другим – на лежень.
Переходные плиты укладывают на полную ширину сооружения. В пределах ширины тротуаров укладывают плиты укороченной длины.
Длину плит следует принимать в зависимости от высоты насыпи и ожидаемых осадок грунта под лежнем плиты, как правило, в диапазоне от 4 до 8 м.
На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит следует назначать, учитывая необходимость соблюдения принятого профиля проезда при возможной разности осадок опорных площадок плиты, и принимать не менее 2 м.
Щебеночная подушка под лежнем плиты должна опираться на дренирующий грунт или на грунт насыпи ниже глубины промерзания. Щебеночная подушка должна быть отделена от грунта насыпи разделительным материалом, хорошо фильтрующим и не подверженном быстрому заиливанию. При слабых глинистых грунтах в основании насыпи лежни переходных плит и диванных устоев следует укладывать на армогрунтовое основание.
Щебеночную подушку под переходными плитами и лежнем устраивают из фракционного щебня по способу заклинки. Нижний слой толщиной 50 мм втрамбовывают в грунт.
Поверхности переходных плит и лежня должны иметь гидроизоляцию, преимущественно обмазочного типа.
Переходные плиты следует выполнять, как правило, сборно-монолитными из бетона класса В30, маркой по водонепроницаемости W6 с морозостойкостью, соответствующей району строительства.
Покрытие проезжей части в пределах переходных плит следует выполнять одновременно с устройством покрытия на мостовом сооружении.
1.72 При сопряжении конструкций мостов с насыпями подходов необходимо выполнять условия:
а) после осадки насыпи и конуса примыкающая к насыпи часть устоя должна входить в конус на величину (считая от вершины конуса насыпи на уровне бровки полотна до грани, сопрягаемой с насыпью конструкции) не менее 0,75 м при высоте насыпи до 6 м и не менее 1,00 м при высоте насыпи свыше 6 м;
б) откосы конусов должны проходить ниже подферменной площадки (в плоскости шкафной стенки) или верха боковых стенок, ограждающих шкафную часть, не менее чем на 0,50 м – для железнодорожных и на 0,40 м – для автодорожных и городских мостов. Низ конуса насыпи у необсыпных устоев не должен выходить за переднюю грань устоя. В обсыпных устоях мостов линия пересечения поверхности конуса с передней гранью устоя должна быть расположена выше уровня воды расчетного паводка (без подпора и наката волн) не менее чем на 0,50 м;
в) откосы конусов необсыпных устоев должны иметь уклоны на высоте первых 6 м, считая сверху вниз от бровки насыпи, – не круче 1:1,25, на высоте следующих 6 м – не круче 1:1,50, при высоте насыпи выше 12 м – не менее 1:1,75 в пределах всего конуса или до более пологой его части. Крутизну откосов конусов насыпей следует определять расчетом устойчивости конуса (с проверкой основания);
г) откосы конусов обсыпных устоев, устоев рамных и свайно-эстакадных мостов, а также всех мостов в пределах подтопления при уровне воды расчетного паводка должны иметь уклоны не круче 1:1,5.
Для устройства более крутых откосов рекомендуется применять армогрунтовые системы или устои с раздельными функциями.
Устойчивость концевых участков насыпей и конусов с захватом основания следует проверять по кругло цилиндрическим или иным (обусловленным геологическим строением склона) поверхностям скольжения.
При расположении опор на потенциально оползневых склонах должны быть приняты конструктивно-технологические мероприятия, исключающие активизацию оползневого процесса.
Для сейсмических районов уклоны откосов конусов следует назначать в соответствии с требованиями СНиП II-7.
1.73 Крайний ряд стоек или свай устоев деревянных мостов должен входить в насыпь не менее чем на 0,50 м, считая от оси стойки до бровки конуса, при этом концы прогонов должны быть защищены от соприкосновения с грунтом.
1.74 Отсыпку конусов, а также насыпей за устоями мостов на длину поверху – не менее высоты насыпи за устоем плюс 2,0 м и понизу (в уровне естественной поверхности грунта) – не менее 2,0 м следует предусматривать из песчаного или другого дренирующего грунта с коэффициентом фильтрации (после уплотнения) не менее 2 м/сут. Дренирующую засыпку необходимо тщательно уплотнять до коэффициента уплотнения не менее 0,98.
В особых условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение песков с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут при обеспечении с помощью конструктивных и технологических мероприятий (в том числе с применением укрепляющих и армирующих материалов и сеток) требуемой надежности и долговечности устоев, конусов и насыпей за устоями.
Разрешается также применение армогрунтовых конструкций без конусов, армированных композитными материалами.
1.75 Откосы конусов у мостов и путепроводов должны быть укреплены на всю высоту. Типы укреплений откосов и подошв конусов и насыпей в пределах подтопления на подходах к мостам и у труб, а также откосов регуляционных сооружений следует назначать в зависимости от их крутизны, условий ледохода, воздействия волн и течения воды при скоростях, отвечающих максимальным расходам во время паводков: наибольших – для мостов на железных дорогах общей сети и расчетных – для остальных мостов. Отметки верха укреплений должны быть выше уровней воды, отвечающих указанным выше паводкам, с учетом подпора и наката волны на насыпь:
у больших и средних мостов – не менее 0,50 м;
у малых мостов и труб – не менее 0,25 м.
ОТВОД ВОДЫ
1.76 Проезжую часть и другие поверхности конструкций (в том числе тротуары), на которые может попадать вода, следует проектировать с поперечным уклоном не менее 20 ‰, в балластных корытах железнодорожных мостов – не менее 30 ‰. При этом, поперечный профиль следует проектировать без перелома уклонов проезжей части и тротуаров.
Продольный уклон поверхности проезжей части на автодорожных и городских мостах следует принимать не менее 5 ‰. При продольном уклоне свыше 10 ‰ допускается уменьшение поперечного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не менее 20 ‰.
1.77 Воду с поверхности проезжей части и тротуаров следует отводить:
- при длине сбора воды не более 50 м – по продольному уклону вдоль парапета (цоколя под ограждением или перилами) со сбросом воды поперечными водоотводными лотками, расположенными на конусах;
- при длине водосбора более 50 м – сбросом воды по водосточным трубам в местах расположения опор;
- при продольных уклонах сооружения 5 - 10 ‰ – с помощью водоотводных трубок, устанавливаемых с шагом 6 – 12 м;
- поперечными лотками, устраиваемыми в разрывах цоколя под перилами с шагом 6 – 12 м.
Неорганизованный сброс воды с сооружения по всей его длине не допускается.
Вода из водоотводящих устройств не должна попадать на нижележащие конструкции, а также на железнодорожные пути и проезжую часть автомобильных дорог, расположенных под путепроводами.
При сбросе воды с мостового сооружения поперечными лотками в зоне над конусом, в их створе на конусе должен быть организован бетонный водоприемный лоток, ориентированный в продольном направлении мостового сооружения.
Поперечные телескопические лотки на насыпи подходов должны быть организованы, как правило, сразу за открылками устоев. При этом между шкафной стенкой и лотком должен быть организован подвод воды к телескопическому лотку с укреплением обочины от размыва.
Верх водоотводных трубок и дно лотков следует устраивать ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см.
При расположении мостового сооружения на уклоне, на подходах к сооружению с верховой стороны должны быть устроены перехватывающие воду поперечные лотки (один или два с шагом 10 м), перекрытые трапами и отводящие воду в телескопические лотки, расположенные на откосах подходов.
На пролетном строении следует устраивать дренажную систему, включающую продольные и поперечные дренажные каналы и дренажные трубки.
При наличии дренажной системы и достаточных уклонах водоотводные трубки можно не устанавливать.
Дренажные каналы располагают в толще защитного слоя или нижнего слоя покрытия. Материал дренажного канала должен быть пористым и обладать прочностью, соответствующей давлению колеса автомобиля. Дренажные трубки следует совмещать со створом водоотводных трубок и размещать между ними.
Дренажные каналы следует выполнять шириной 100-200 мм в поперечном, продольном и диагональном направлениях. Верх дренажных трубок должен находиться в уровне верха гидроизоляции. Продольные дренажные каналы располагают в пониженных местах плиты проезжей части, в местах перелома поперечного профиля у цоколей под ограждениями, в поперечном направлении – у приливов перед деформационными швами. Каналы диагонального направления устраивают на широких пролетных строениях и на пролетных строениях, расположенных на вираже.
Для предотвращения увлажнения нижних поверхностей железобетонных и бетонных конструкций (консольных плит крайних балок, тротуарных блоков, оголовков опор и др.) на них следует устраивать защитные выступы и слезники.
1.78 Водоотводные трубки должны иметь внутренний диаметр не менее 150 мм.
Водоотводные трубки в балластных корытах железнодорожных мостов следует устраивать из расчета не менее 5 см2 сечения трубки на 1 м2площади стока.
Расстояния между водоотводными трубками на проезжей части автодорожных и городских мостов должны составлять вдоль пролета не более 6 м при продольном уклоне до 5 ‰ и 12 м – при уклонах от 5 до 10 ‰. На более крутых уклонах расстояние между трубками может быть увеличено.
Водоотводные трубки следует устанавливать во время бетонирования конструкций. Гидроизоляция должна быть заведена в воронку трубки и защемлена водоприемным стаканом. Конструкция трубок должна позволять быструю и простую их разборку и прочистку.
1.79 При необходимости сохранения вечномерзлых грунтов в основаниях устоев следует предусматривать меры, исключающие доступ воды к основанию.
В случае притока поверхностной воды со стороны подходов необходимо предусматривать устройства для отвода ее за пределы земляного полотна.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОБУСТРОЙСТВА
1.80 Все части пролетных строений, видимые поверхности опор и труб должны быть доступны для осмотра и ухода, для чего следует устраивать проходы, люки, лестницы, перильные ограждения (высотой не менее 1,10 м), специальные смотровые приспособления, а также, при необходимости, закладные части для подвески временных подмостей. На мостах с балочными пролетными строениями и подвижными опорными частями следует предусматривать условия для выполнения работ по регулированию положения, ремонту или замене опорных частей.
1.81 У каждого конца мостового сооружения или трубы при высоте насыпи свыше 2 м для железнодорожных и свыше 4 м для автодорожных сооружений следует, как правило, устраивать по откосам постоянные лестничные сходы шириной не менее 0,75 м.
1.82 В необходимых случаях (например, при строительстве мостов и труб в опытном порядке), при применении пролетных строений статически неопределимых систем, чувствительных к осадкам, при создании в стальных конструкциях предварительно напряженного состояния и др.) в проектной документации следует предусматривать установку специальных марок или других приспособлений для осуществления контроля за общими деформациями, а также за напряженным состоянием отдельных элементов.
1.83 На железнодорожных мостах и в путепроводах тоннельного типа при их длине свыше 50 м следует предусматривать площадки-убежища в уровне железнодорожного проезда через 50 м с каждой стороны проезда, располагаемые в шахматном порядке. При длине мостового сооружения до 100 м площадки-убежища допускается устраивать по одной с каждой стороны проезда.
На линиях, где предусмотрена скорость движения поездов свыше 120 км/ч, а также в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 ниже минус 40 °С расстояние между площадками-убежищами должно быть не более 25 м.
1.84 При строительстве и реконструкции мостовых сооружений и труб должны быть запроектированы и выполнены мероприятия, направленные на обеспечение требуемого уровня пожарной безопасности сооружения в соответствии со СНиП 21-01, ГОСТ 30244, ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1.
Указанные мероприятия должны включать:
обоснованные технические решения по генеральному плану;
обоснование и обеспечение требуемых пределов огнестойкости и классов пожарной опасности применяемых строительных конструкций;
технические решения по предотвращению воспламенения проливов легковоспламеняемых и горючих жидкостей на проезжей части мостовых сооружений, а также в подмостовом пространстве;
технические решения, направленные на обеспечение условий для эффективного тушения пожара;
технические решения по обеспечению пожарной безопасности зданий, сооружений и помещений, размещаемых в подмостовом пространстве.
организационно-технические мероприятия, направленные на предотвращение чрезвычайных ситуаций с угрозой возникновения пожара.
1.85 Функциональное использование подмостового пространства (в пределах горизонтальной проекции моста) должно быть обосновано в проекте сооружения. В составе проекта разрабатываются технологические, санитарно-технические, противопожарные мероприятия и другие разделы, обусловленные спецификой объекта, а так же действующим законодательством.
Здания, сооружения и помещения, встраиваемые в подмостовое пространство, а также служебные помещения для размещения механизмов разводных мостов следует проектировать и оборудовать в соответствии с действующими нормативными документами.
Для существующих зданий и сооружений, попадающих в зону подмостового пространства, при проектировании и строительстве мостовых сооружений должны быть разработаны дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасности при пожаре для находящихся в зданиях и сооружениях подмостового пространства людей, а также на обеспечение пожарной безопасности мостового сооружения.
1.86 Все металлические конструкции мостовых сооружений должны быть заземлены, если они расположены на расстояниях менее 5 м от контактной сети постоянного тока и менее 10 м от контактной сети переменного тока. Также должны быть заземлены железобетонные и бетонные конструкции, поддерживающие контактную сеть.
1.87 На путепроводах и пешеходных мостах через пути электрифицированных железных дорог над контактной сетью следует предусматривать устройство ограждающих и предохранительных вертикальных щитов (сеток) высотой 2,0 м. Допускается применение с каждой стороны моста горизонтальных щитов (сеток) длиной не менее 1,5 м.
1.88 Железнодорожные мосты и путепроводы на путях перевозки ковшей с жидким чугуном и горячим шлаком должны иметь вместо перил специальные предохранительные ограждения, высота которых должна быть на 20 см выше верха ковшей. При этом через 50 м с каждой стороны следует предусматривать площадки-убежища, располагаемые в шахматном порядке.
Конструкции путепроводов, под которыми предполагается проход слитко-, чугуно- или шлаковозных составов, должны иметь специальные экраны, ограничивающие нагрев ограждаемых конструкций до температуры не выше 100 °С.
1.89 На всех мостах не допускается прокладка нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и, как правило, линий высоковольтных электропередач (напряжением свыше 1000 В). Кроме того, на мостах не допускается прокладка газопроводов и канализационных трубопроводов, а также водопроводных линий.
При специальном технико-экономическом обосновании на автодорожных, городских и пешеходных мостах допускается прокладка в стальных трубах тепловых сетей, водопроводных линий, напорной канализации и газопроводов с рабочим давлением не более 0,6 МПа.
Во всех случаях должны быть предусмотрены меры по обеспечению сохранности моста, а также непрерывности и безопасности движения по нему в случаях прорывов и повреждений трубопроводов и кабелей. Для этого на больших и средних мостах линии электропередачи и другие коммуникации, как правило, а на железнодорожных мостах обязательно должны иметь устройства для выключения этих линий и коммуникаций с обеих сторон моста.
П р и м е ч а н и е – В обоснованных случаях на городских и автодорожных мостах, расположенных в населенных пунктах допускается прокладка кабельных линий высоковольтных электропередач при условии обеспечения безопасности работ по текущему содержанию моста.
Прокладка кабельных маслонаполненных линий и высоковольтных воздушных электропередач по мостам не разрешается.
1.90 Мосты должны иметь приспособления для пропуска линий связи, предусмотренных на данной дороге, и других коммуникаций, разрешенных для данного сооружения, а на железных дорогах (в том числе и на линиях, где электрическая тяга поездов первоначально не предусмотрена) и в городах при троллейбусном и трамвайном движении – также устройства для подвески контактной сети.
Для прокладки труб и кабелей следует, как правило, предусматривать специальные конструктивные элементы (выносные консоли, поперечные диафрагмы, наружные подвески и т.п.), не препятствующие выполнению работ по текущему содержанию и ремонту моста.
Прокладка коммуникаций под тротуарными плитами и на разделительной полосе допускается при защите от повреждений во время эксплуатации как коммуникаций, так и конструкций моста. В случае прокладки коммуникаций в замкнутых полостях блоков под тротуарными плитами необходимо устройство в них гидроизоляции и отверстий для водоотвода.
1.91 Железнодорожные и автодорожные мосты с разводными пролетами, а также мосты с совмещенной проезжей частью (для неодновременного движения рельсовых и безрельсовых транспортных средств) должны быть ограждены с обеих сторон сигналами прикрытия, находящимися на расстоянии не менее 50 м от въездов на них.
Открывание сигналов прикрытия должно быть возможным только при неразведенном положении разводного пролета, а также при незанятом состоянии совмещенного проезда.
Железнодорожные мосты с разводными пролетами, а также однопутные мосты на двухпутных участках дороги должны быть защищены предохранительными (улавливающими) тупиками или устройствами путевого заграждения.
Для больших железнодорожных мостов следует предусматривать устройство заградительной и оповестительной сигнализации, а также контрольно-габаритных устройств.
Судоходные пролеты на мостах через водные пути должны быть оборудованы освещаемой судовой сигнализацией.
1.92 У охраняемых мостов следует предусматривать помещения для службы охраны моста и соответствующие устройства.
Около больших железнодорожных мостов, а также автодорожных и городских мостов длиной свыше 200 м следует предусматривать помещения площадью 16 – 25 м2 для их обслуживания и, кроме того, в обоснованных случаях, – помещения для компрессорных.
На больших железнодорожных мостах для механизации работ по текущему содержанию и ремонту следует предусматривать устройство линий подачи сжатого воздуха и воды, а также линий продольного электроснабжения с токоразборными точками.
Авторский надзор, научно-техническое сопровождение и
мониторинГ
1.93 В целях обеспечения качества проектных и строительно-монтажных работ, а также повышения надежности, долговечности и безопасности мостовых сооружений следует предусматривать авторский надзор, научно-техническое сопровождение проектирования и строительства, а также мониторинг.
1.94 К авторскому надзору относятся следующие основные функции:
- периодическая проверка соответствия проекту завершенных строительством конструкций;
- участие в освидетельствовании и приемке наиболее ответственных конструкций;
- корректировка в случае необходимости на месте рабочей документации в рамках своей компетенции.
1.95 Научно-техническое сопровождение проектирования и строительства мостовых сооружений осуществляет уполномоченная заказчиком специализированная организация.
Научно-техническое сопровождение заключается в разработке рекомендаций по использованию в проектах и на стадии строительства новых материалов, конструктивно-технологических решений, выполнении сложных расчетов, математическом и физическом моделировании и контроле качества работ.
1.96 В необходимых случаях в проектах с целью оценки фактической работы мостовых конструкций следует предусматривать мониторинг напряженно-деформированного состояния мостов, т. е. систему длительного контроля за их состоянием и поведением в процессе строительства (реконструкции) и эксплуатации в соответствии с ГОСТ Р 22.1.12.
Выбор организации, осуществляющей мониторинг, производится заказчиком.
Мониторинг необходимо организовывать в следующих случаях:
- при строительстве и эксплуатации больших и сложных по конструкции мостов;
- для металлических и железобетонных конструкций, в которых применено их дополнительное предварительное напряжение (регулирование усилий);
- для мостов с внешне статически неопределимыми конструкциями, в которых возможно появление дополнительных усилий, деформаций и осадок из-за геологических, гидрологических, оползневых и сейсмических явлений;
- для железобетонных конструкций, в которых возможна большая неопределенность длительных процессов, связанных с ползучестью, усадкой и температурными деформациями (разные возрасты бетона, сочетание сборных и монолитных конструкций и т.п.).
2 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК
2.1 Конструкции мостов и труб следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания, принимаемые в соответствии с таблицей 2.1.
Таблица 2.1
2.2 Коэффициенты сочетаний h, учитывающие уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок, следует во всех расчетах принимать равными:
а) к постоянным нагрузкам № 1–6, к нагрузке № 17 и весу порожнего подвижного состава железных дорог – 1,0;
б) при учете действия только одной из временных нагрузок или группы сопутствующих одна другой нагрузок № 7–9 без других нагрузок – 1,0;
в) при учете действия двух или более временных нагрузок (условно считая группу нагрузок № 7–9 за одну нагрузку) – к одной из временных нагрузок – 0,8, к остальным – 0,7.
П р и м е ч а н и я
1 К нагрузке № 12 во всех случаях сочетания с нагрузкой № 7 в зависимости от вида подвижного состава, образующего нагрузку, коэффициент h следует принимать равным:
а) при загружении железнодорожным подвижным составом и поездами метрополитена:
не защищенными от воздействия бокового ветра – 0,5;
защищенными галереями от воздействия бокового ветра – 1,0;
б) при загружении автотранспортными средствами и вагонами трамвая – 0,35.
Для автодорожных и городских мостов в случае действия нескольких временных нагрузок и отсутствия среди них нагрузки № 7 к нагрузке № 12 следует принимать h = 0,5.
2 Во всех сочетаниях нагрузок коэффициенты h необходимо принимать: к нагрузкам № 7–9 – одинаковыми, к нагрузке №11 – не более чем к нагрузке № 7.
3 При учете нагрузки № 18 совместно с нагрузкой № 7 и ей сопутствующими нагрузками коэффициенты h следует принимать к нагрузке №18 – 0,8, к остальным временным нагрузкам для мостов:
железнодорожных (только с одного пути) – 0,7;
автодорожных и городских – 0,3.
4 Значения коэффициентов h для различных комбинаций временных нагрузок и воздействий приведены в приложении К.
2.3. Величины нагрузок и воздействий для расчета конструкций по всем группам предельных состояний принимают согласно таблице 2.2 с коэффициентами надежности по нагрузке gf (по пп. 2.10, 2.23 и 2.32 для соответствующих нормативных нагрузок и воздействий) и динамическими коэффициентами 1 + m или 1 + 2/3m (по п. 2.22).
Таблица 2.2
ПОСТОЯННЫЕ НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.4 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций, а также постоянных смотровых приспособлений, опор и проводов линий электрификации и связи, трубопроводов и т.д. следует определять по проектным объемам.
Для балочных пролетных строений нагрузку от собственного веса допускается принимать равномерно распределенной по длине пролета, если величина ее на отдельных участках отклоняется от средней величины не более чем на 10 %.
Нормативную нагрузку от веса мостового полотна одного железнодорожного пути следует принимать равной:
при деревянных поперечинах и отсутствии тротуаров – 6,9 кН/м пути;
то же, при двух тротуарах с металлическими консолями и железобетонными плитами настила – 12,7 кН/м пути;
при железобетонных безбалластных плитах без тротуаров – 16,7 кН/м пути;
то же, с двумя тротуарами – 22,6 кН/м пути.
Вес сварных швов, а также выступающих частей высокопрочных болтов с гайками и двумя шайбами допускается принимать в процентах к общему весу металла по таблице 2.3.
Таблица 2.3
2.5 Нормативное воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий) в конструкции следует устанавливать по предусмотренному (контролируемому) усилию с учетом нормативных величин потерь, соответствующих рассматриваемой стадии работы.
В железобетонных и сталежелезобетонных конструкциях кроме потерь, связанных с технологией выполнения работ по напряжению и регулированию усилий, следует учитывать также потери, вызываемые усадкой и ползучестью бетона.
2.6 Нормативное давление грунта от веса насыпи на опоры мостов и звенья труб следует определять по формулам, кПа:
а) вертикальное давление:
для опор мостов
рg = gn h; (2.1)
для звеньев труб
рg = Сg gn h; (2.2)
б) горизонтальное (боковое) давление
рn = gn hхt n ; (2.3)
где h, hх – высота засыпки, м, определяемая для устоев мостов по приложению Л, для звеньев труб – приложению М;
gn – нормативный удельный вес грунта, кН/м3;
Сg – коэффициент вертикального давления, определяемый для звеньев труб по
приложению М;
tn – коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки береговых
опор мостов или звеньев труб, определяемый по формуле
t n = tg2 (45о – j n/2); (2.4)
здесь j n – нормативный угол внутреннего трения грунта, град.
Значения gn и jn следует, как правило, принимать на основании лабораторных исследований образцов грунтов, предназначенных для засыпки сооружения.
При повторном применении проектов для определения нормативного давления грунта допускается принимать удельный вес грунта засыпки gn = 17,7 кН/м3, нормативные углы внутреннего трения jn – равными:
для устоев при засыпке песчаным (дренирующим) грунтом – 35°;
для звеньев труб, находящихся в насыпи, – 30°;
для оголовков труб – 25°.
Методика определения равнодействующей нормативного горизонтального (бокового) давления на опоры мостов от собственного веса грунта приведена в приложении Л.
2.7 Нормативное гидростатическое давление (взвешивающее действие воды) следует определять в соответствии с указаниями раздела 7.
2.8 Нормативное воздействие усадки и ползучести бетона следует принимать в виде относительных деформаций и учитывать при определении перемещений и усилий в конструкциях. Ползучесть бетона определяется только от действия постоянных нагрузок.
Величины нормативных деформаций усадки и ползучести для рассматриваемой стадии работы следует определять по значениям предельных относительных деформаций усадки бетона en и удельных деформаций ползучести бетона cn в соответствии с указаниями разделов 3 и 5.
2.9 Нормативное воздействие от осадки грунта в основании опор мостов должно учитываться при применении пролетных строений внешне статически неопределимой системы и приниматься по результатам расчета осадок фундаментов.
2.10 Коэффициенты надежности по нагрузке gf для постоянных нагрузок и воздействий, указанных в пп. 2.4–2.9, следует принимать по таблице 2.4. При этом на всех загружаемых нагрузкой участках значения gf для каждой из нагрузок следует принимать одинаковыми во всех случаях, за исключением расчетов по устойчивости положения, в которых gf для разных загружаемых участков принимается в соответствии с пп. 1.40 и 1.41.
Таблица 2.4
ВРЕМЕННЫЕ НАГРУЗКИ ОТ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПЕШЕХОДОВ
2.11 Нормативную временную вертикальную нагрузку от подвижного состава железных дорог (СК) следует принимать (с учетом перспективы развития транспортных средств железных дорог) в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок n, кН/м пути, полученных от отдельных групп сосредоточенных грузов весом до 24,5К (кН) и равномерно распределенной нагрузки интенсивностью 9,81К (кН/м пути).
Показатель К обозначает класс устанавливаемой нагрузки, который принимается равным:
для капитальных сооружений – 14;
для деревянных мостов – 11.
Таблица интенсивности нормативной нагрузки n и правила загружения указанной нагрузкой линий влияния приведены в приложении Н. При этом приняты обозначения: λ – длина загружения линии влияния, м; a = а/λ – относительное положение вершины линии влияния; а – проекция наименьшего расстояния от вершины до конца линии влияния, м.
Вес нагрузки, приходящийся на 1 м пути, следует принимать равным значениям n при a = а/λ = 0,5, но не более 19,62К (кН/м пути).
Временную вертикальную нагрузку от порожнего подвижного состава следует принимать равной 13,7 кН/м пути.
Нормативную нагрузку для расчета мостов и труб на путях железных дорог промышленных предприятий, где предусмотрено обращение особо тяжелого железнодорожного подвижного состава, следует принимать с учетом его веса.
В случаях, указанных ниже, нагрузку СК необходимо вводить в расчеты с коэффициентами e £ 1, которые учитывают наличие в поездах только перспективных локомотивов и вагонов, а также отсутствие тяжелых транспортеров.
Нагрузку eСК необходимо принимать в расчетах:
на выносливость;
железобетонных конструкций по раскрытию трещин, по сейсмическим нагрузкам, а также при определении прогибов пролетных строений и перемещений опор – на всех загружаемых путях; при загружениях второго и третьего путей – во всех других случаях.
Величину коэффициента e следует определять по таблице 2.5.
Таблица 2.5
2.12 Нормативную временную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных дорогах (общего пользования, внутрихозяйственных сельскохозяйственных организаций и предприятий), на улицах и дорогах городов, поселков и сельских населенных пунктов следует принимать (с учетом перспективы):
а) от автотранспортных средств по ГОСТ Р 52748 – в виде полос АК (рисунок 2.1, а), каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой 10К (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью n (на обе колеи) – К (кН/м), где с – длина, м, соприкасания колеса с покрытием проезжей части.
Нагрузкой АК загружаются также трамвайные пути при их расположении на необособленном полотне.
Класс нагрузки К надлежит принимать равным 14 для всех мостов и труб, кроме деревянных и расположенных в рекреационных и природоохранных зонах городов, для которых класс нагрузки следует приниматься равным 11.
Для реконструируемых сооружений класс нагрузки принимается заданием на проектирование, но не менее 11;
б) от тяжелых одиночных нагрузок НК по ГОСТ Р 52748 (рисунок 2.1, б) для мостов и труб, проектируемых:
под нагрузку А14 – в виде четырехосной тележки Н14 с нагрузкой на ось 18К (кН);
под нагрузку А11 – то же, в виде тележки Н11 с нагрузкой на ось 14К (кН);
в) от подвижного состава метрополитена с каждого пути – в виде поезда расчетной длины, состоящего из четырехосных вагонов (рисунок 2.1, в) общим весом каждого загруженного вагона 588 кН. При загружении линий влияния, имеющих два или более участков одного знака, разделяющие их участки другого знака следует загружать порожними вагонами весом каждый 294 кН;
г) от трамваев (при расположении трамвайных путей на самостоятельном огражденном или обособленном полотне) с каждого пути – в виде поездов из четырехосных вагонов (рисунок 2.1, г) общим весом каждого загруженного вагона 294 кН и порожнего – 147 кН; число вагонов в поезде и расстояние между поездами должны соответствовать самому неблагоприятному загружению при следующих ограничениях: число вагонов в одном поезде – не более четырех; расстояния между крайними осями рядом расположенных поездов – не менее 8,5 м.
Загружения моста указанными нагрузками должны создавать в рассчитываемых элементах наибольшие усилия, в установленных нормами местах конструкции – максимальные перемещения (деформации). При этом для нагрузки АК во всех случаях должны быть выполнены условия:
при наличии линий влияния, имеющих три или более участков разных знаков, тележкой загружается участок, дающий для рассматриваемого знака наибольшее значение усилия (перемещения), равномерно распределенной нагрузкой (с необходимыми ее перерывами по длине) загружаются все участки, вызывающие усилие (перемещение) этого знака;
число полос нагрузки, размещаемой на мосту, не должно превышать установленного числа полос движения;
расстояния между осями смежных полос нагрузки должны быть не менее 3,0 м:
при многополосном движении в каждом направлении и отсутствии разделительной полосы на мосту ось крайней внутренней полосы нагрузки каждого направления не должна быть расположена ближе 1,5 м от осевой линии или линии, разделяющей направления движения.
При расчетах конструкций мостов по прочности и устойчивости следует рассматривать два случая воздействия нагрузки АК:
первый – предусматривающий невыгодное размещение на проезжей части (в которую не входят полосы безопасности) числа полос нагрузки, не превышающего числа полос движения;
второй – предусматривающий при незагруженных тротуарах невыгодное размещение на всей ширине ездового полотна (в которое входят полосы безопасности) двух полос нагрузки (на однополосных мостах – одной полосы нагрузки).
При этом оси крайних полос нагрузки АК должны быть расположены не ближе 1,5 м от кромки проезжей части – в первом и от ограждения ездового полотна – во втором случаях.
При расчетах конструкций на выносливость и по предельным состояниям второй группы следует рассматривать только первый случай воздействия нагрузки АК.
При определении в рассматриваемом сечении совместного воздействия нескольких силовых факторов допускается для каждого фактора нагрузку АК устанавливать в самое неблагоприятное положение.
Мосты под пути метрополитена (несовмещенные) при расчетах по предельным состояниям первой группы должны быть проверены на загружение одного из путей поездом, не создающим динамического воздействия, но имеющим длину, превышающую (до 2 раз) длину расчетного поезда. При этом на двухпутных мостах второй путь должен быть загружен поездом расчетной длины.
Тяжелую одиночную нагрузку НК следует располагать вдоль направления движения на любом участке проезжей части моста (в которую не входят полосы безопасности). Также следует проводить проверку на воздействие сдвоенных нагрузок НК, устанавливаемых на расстоянии 12 м (между последней осью первого и передней осью второй нагрузки) с учетом понижающего коэффициента 0,75.
П р и м е ч а н и я
1 Если на мосту предусмотрена разделительная полоса шириной 3 м и более без ограждений, то при загружении моста временными вертикальными нагрузками следует учитывать возможность использования в перспективе разделительной полосы для движения.
2 Нагрузку НК не учитывают совместно с временной нагрузкой на тротуарах, с сейсмическими нагрузками, а также при расчетах конструкций на выносливость. При расчетах по второму предельному состоянию нагрузка НК принимается с коэффициентом 0,8.
3 При загружении трамвайных путей временной нагрузкой от автотранспортных средств (п. 2.12,а) оси полос нагрузки АК следует совмещать с осями трамвайных путей.
4 Распределение давления в пределах толщины одежды проезжей части следует принимать под углом 45°.
2.13 Нормативную вертикальную нагрузку от подвижного состава на автомобильных дорогах промышленных предприятий, где предусмотрено обращение автомобилей особо большой грузоподъемности и на которые не распространяются ограничения весовых и габаритных параметров автотранспортных средств общего назначения, следует принимать в виде колонн двухосных автомобилей АБ с параметрами, приведенными в таблице 2.6.
При проектировании следует рассматривать случаи:
а) по мосту движутся колонны автомобилей, создающие динамическое воздействие;
б) на мосту имеет место вынужденная остановка расчетных автомобилей (динамическое воздействие не возникает).
В случае «а» расстояние между задней и передней осями соседних автомобилей в каждой колонне не должно быть менее:
20 м – для нагрузок АБ-51 и АБ-74;
26 м – для нагрузки АБ-151.
По ширине моста колонны, число которых не должно превышать числа полос движения, следует устанавливать в самое невыгодное положение с соблюдением расстояний, указанных в таблице 2.7.
Таблица 2.6
В случае «б» мост загружается одной колонной, имеющей не более трех автомобилей. Расстояние между задними и передними осями автомобилей должно быть не менее 8 м – для нагрузок АБ-51 и АБ-74 и не менее 10 м – для нагрузки АБ-151. На остальных полосах устанавливается не более одного автомобиля. По ширине моста колонна и одиночный автомобиль устанавливаются в наиболее невыгодное положение с соблюдением расстояний, указанных в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Эквивалентные нагрузки для треугольных линий влияния от одиночных автомобилей нагрузки АБ, а также от стоящих и движущихся колонн этих автомобилей (при установленных минимальных расстояниях между автомобилями) приведены в приложении П.
П р и м е ч а н и е – Мосты и трубы, расположенные на дорогах промышленных предприятий, где обращаются автомобили с расчетной шириной свыше 2,5 м, а давление задней тележки менее 196 кН, следует проектировать на нагрузки А14 и Н14.
2.14 Во всех расчетах для элементов или отдельных конструкций мостов, воспринимающих временную нагрузку с нескольких путей или полос движения, нагрузку от подвижного состава с одного пути или полосы движения (где нагрузка приводит к самым неблагоприятным результатам) следует принимать с коэффициентом s1 = 1,0.
С остальных путей (полос) нагрузки принимают с коэффициентами полосности s2 равными для:
а) нагрузки eСК (одновременно загружается не более трех путей):
1,0 – при длине загружения 15 м и менее;
0,7 – при длине загружения 25 м и более;
для промежуточных значений длин – по интерполяции;
б) нагрузки АК (для тележек и равномерно распределенной нагрузки) – 0,6;
в) нагрузки АБ – 0,7;
г) поездов метрополитена и трамвая – 1,0.
2.15 При одновременном загружении полос автомобильного движения (совместно с тротуарами) и рельсовых путей (железных дорог, метрополитена или трамвая) временную вертикальную нагрузку, которая оказывает меньшее воздействие (как вертикальное, так и горизонтальное), следует вводить в расчет с дополнительным коэффициентом s2, определяемым по формулам:
при одновременном загружении железнодорожных путей и полос автомобильного движения
s2 = 1 – 0,010 l, но не менее 0,80; (2.5)
то же, путей метрополитена или трамвая и полос автомобильного движения
s2 = 1 – 0,002 l, но не менее 0,80, (2.6)
где l – длина загружения пролетного строения нагрузкой, оказывающей меньшее воздействие, м.
2.16 Нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта на устои мостов (и промежуточные опоры, если они расположены внутри конусов) от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, следует принимать с учетом распространения нагрузки в грунте ниже подошвы рельса или верха дорожного покрытия под углом к вертикали arc tg 1/2 и определять согласно приложению Р.
П р и м е ч а н и е – Совместно с сейсмическим воздействием горизонтальное (боковое) давление грунта на устои от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, не учитывается.
2.17 Нормативное давление грунта от подвижного состава на звенья (секции) труб, кПа, на соответствующую проекцию внешнего контура трубы следует определять с учетом распределения давления нагрузки в грунте по формулам:
а) вертикальное давление:
от подвижного состава железных дорог
; (2.7)
от транспортных средств автомобильных и городских дорог (кроме нагрузки АК, на которую расчет не производится), а также дорог промышленных предприятий с обращением автомобилей АБ
; (2.8)
б) горизонтальное давление
ph = pn tn ; (2.9)
где n – интенсивность временной вертикальной нагрузки от подвижного состава железных
дорог, принимаемая по таблице Н.1 приложения Н для длины загружения
l = d + h и положения вершины линии влияния a = 0,5, но не более 19,6К кН/м,
d – диаметр (ширина) звена (секции) по внешнему контуру, м;
h – расстояние от подошвы рельса или верха дорожного покрытия до верха звена при определении вертикального давления или до рассматриваемого горизонта при определении
горизонтального (бокового) давления, м;
tn – коэффициент, определяемый по формуле (2.4);
y – линейная нагрузка, кН/м, определяемая по таблице 2.8;
а0 – длина участка распределения, м, определяемая по таблице 2.8.
Таблица 2.8
2.18 Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от центробежной силы для мостов, расположенных на кривых, следует принимать с каждого пути или полосы движения в виде равномерно распределенной нагрузки интенсивностью vh или сосредоточенной одиночной силыFh. Значения vh и Fh необходимо принимать:
а) от подвижного состава на мостах железных дорог общей сети:
под нагрузку С14 – vh =
, но не более 0,15 v ; (2.10)
под нагрузку С10 – vh =
, но не более 0,15 v, (2.11)
где r – радиус кривой, м;
v – вес подвижного состава, кН/м пути, принимаемый в соответствии с п. 2.11;
б) от подвижного состава на мостах железных дорог промышленных предприятий по формуле:
, (2.13)
где vt – наибольшая скорость, установленная для движения поездов на кривых
данного радиуса, км/ч;
в) от поездов метрополитена и трамвая – по формуле
, (2.14)
где и – величина, равная:
для поездов метрополитена – 0,241 (кН×ч2/км2);
для поездов трамвая – 0,143 (кН×ч2/км2);
г) от автомобильной нагрузки АК для всех мостов при радиусах кривых:
250 м и менее – по формуле:
; (2.15)
свыше 250 до 600 м – по формуле
; (2.16)
где Р – сила, равная 4,5 кН;
М – момент, равный 1100 кН×м.
При радиусах более 600 м vh не учитывают; во всех случаях величина vh должна быть не менее
(кН/м) и не более 0,5К (кН/м);
д) от нагрузки АБ для мостов на дорогах промышленных предприятий при радиусах кривых 400 м и менее (при расположении мостов на кривых большего радиуса нагрузку от центробежной силы в расчетах не учитывают) – по формуле:
(2.17)
где G – вес одного автомобиля (сумма нагрузок на переднюю и заднюю оси), определяемый по таблице 2.6.
При многопутном (многополосном) движении нагрузки nh и Fh учитывают с коэффициентами s1 в соответствии с п. 2.14, при этом нагрузки nh со всех полос движения (кроме одной), загружаемых автомобильной нагрузкой АК, принимают с коэффициентом s1 = 0,6.
Высоту приложения нагрузок nh и Fh (от головки рельса или верха покрытия проезжей части) следует принимать, м:
2,2 – для подвижного состава железных дорог;
2,0 – для вагонов метрополитена и трамвая;
1,5 – для транспортных средств нагрузки АК;
2,2; 2,5 и 3,1 – для нагрузок соответственно АБ-51, АБ-74 и АБ-151.
П р и м е ч а н и е – Центробежные силы от нагрузки Н14 при расчете мостов учитывать не следует.
2.19 Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава независимо от числа путей или полос движения на мосту следует принимать:
а) от подвижного состава рельсовых дорог – в виде равномерно распределенной нагрузки, приложенной в уровне верха головки рельса и равной:
для поездов железных дорог – 0,59К (кН/м);
для поездов метрополитена – 1,96 (кН/м);
для поездов трамвая – 1,47 (кН/м),
где К – класс нагрузки СК.
б) наибольшее из воздействий от автомобильной нагрузки АК – в виде равномерно распределенной нагрузки, равной 0,39К (кН/м), или сосредоточенной силы, равной 5,9К (кН), приложенных в уровне верха покрытия проезжей части, где К – класс нагрузки АК;
в) от нагрузки АБ – в виде сосредоточенной силы, приложенной к пролетному строению в уровне верха проезжей части или к ограждению проезжей части и равной 0,2G, где G – вес одного автомобиля (сумма нагрузок на переднюю и заднюю оси), определяемый по таблице 2.6.
При расчете элементов ограждений проезжей части, а также их прикреплений горизонтальные нагрузки следует принимать:
а) в автодорожных и городских мостах:
для сплошных жестких железобетонных парапетных ограждений – в виде поперечной нагрузки 11,8К (кН), распределенной по длине 1 м и приложенной к ограждению на уровне 2/3 высоты ограждения (от поверхности проезда);
для бордюров – в виде поперечной нагрузки 5,9К (кН), распределенной по длине 0,5 м и приложенной в уровне верха бордюра;
для консольных стоек полужестких металлических барьерных ограждений (при расстоянии между стойками от 2,5 до 3,0 м) – в виде сосредоточенных сил, действующих одновременно в уровне направляющих планок и равных:
поперек проезда – 4,41К (кН);
вдоль проезда – 2,45К (кН),
где К – класс нагрузки АК.
Для металлических барьерных ограждений при непрерывных направляющих планках нагрузку, действующую вдоль моста, допускается распределять на четыре расположенные рядом стойки.
Элементы металлических ограждений барьерного типа, выполняемые в соответствии с ГОСТ 26804 (группы 11 МО и 11 МД), на воздействие горизонтальных нагрузок не рассчитываются.
Крепление узла анкеровки болтов стоек барьерного ограждения должно быть отдельно проверено на действие:
горизонтального усилия, отвечающего срезу четырех болтов прикрепления;
момента, возникающего от усилия, соответствующего разрыву двух рядом расположенных болтов относительно противоположного ребра.
Поперечные нагрузки от ударов машин Н14 не учитывают;
б) в мостах на дорогах промышленных предприятий (под нагрузки АБ) – в виде равномерного давления (от указанной в "в" сосредоточенной силы 0,2G), приложенного к верхней части ограждения (парапета или бордюра) на площадках, имеющих размеры по высоте и длине соответственно, см, для нагрузок:
АБ-51 ................................................ .20 х 45;
АБ-74 ................................................ .25 х 50;
АБ-151 ............................................... 30 х 60.
П р и м е ч а н и е – Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава для мостов на железных дорогах промышленных предприятий в случаях, когда максимальная скорость движения ограничена до 40 км/ч, допускается принимать равной 0,3К (кН/м), а при скоростях движения 80 км/ч и больших – в размерах, предусмотренных для железных дорог общей сети (см. п. 2.19, а).
2.20 Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения или сил тяги подвижного состава следует принимать равной:
а) при расчете элементов пролетных строений и опор мостов, % к весу нормативной временной вертикальной подвижной нагрузки:
от железнодорожной нагрузки СК, поездов метрополитена и трамвая – 10;
от равномерно распределенной части нагрузки АК (вес тележек не учитывается) – 50, но не менее 7,8К (кН) и не более 24,5К (кН) с каждой полосы загружения (с умножением на коэффициент полосности s2 по п. 2.14,б);
от нагрузок АБ-51 и АБ-74 (к весу одного автомобиля) – от 45 (при l£20 м) до 60 (при l³60м);
от нагрузки АБ-151 (к весу одного автомобиля) – от 30 (при l £ 25 м) до 40 (при l ³ 60 м);
для промежуточных значений l величина нагрузки устанавливается по интерполяции;
б) при расчете деформационных швов автодорожных мостов на дорогах:
I-III, I-в, I-к, II-к, II-в, III-в, III-к, IV-в, IV-к категорий и городских мостов – 6,86К (кН);
IV и V категорий, а также внутрихозяйственных – 4,9К (кН);
промышленных предприятий под нагрузку АБ – 50% к весу расчетного автомобиля.
При расчетах в случае "а" высоту приложения горизонтальных продольных нагрузок следует принимать в соответствии с п. 2.18.
Горизонтальную продольную нагрузку при расчете деформационных швов следует прикладывать в уровне проезда и принимать в виде двух равных сил, удаленных одна от другой на 1,9 м для нагрузки АК и на ширину колеи задних колес для нагрузки АБ по таблице 2.6.
Продольную нагрузку следует принимать:
при двух железнодорожных путях – с одного пути, а при трех путях и более – с двух путей;
при любом числе полос автомобильного движения на мосту – со всех полос одного направления, а если в перспективе предусматривается перевод движения на одностороннее – со всех полос движения.
Во всех случаях необходимо учитывать коэффициент s1 согласно требованиям п. 2.14.
От транспортных средств, находящихся на призме обрушения грунта у устоев, продольная нагрузка не учитывается.
В мостах с балочными пролетными строениями продольную нагрузку допускается прикладывать в уровне:
проезжей части – при расчете устоев;
центров опорных частей – при расчете промежуточных опор, при этом разрешается не учитывать влияние моментов от переноса нагрузки.
Продольное усилие от торможения или силы тяги, передаваемое на неподвижные опорные части, следует принимать в размере 100 % полного продольного усилия, действующего на пролетное строение. При этом не следует учитывать продольное усилие от установленных на той же опоре подвижных опорных частей соседнего пролета, кроме случая расположения в разрезных пролетных строениях неподвижных опорных частей со стороны меньшего из примыкающих к опоре пролета. Усилие на опору в указанном случае надлежит принимать равным сумме продольных усилий, передаваемых через опорные части обоих пролетов, но не более усилия, передаваемого со стороны большего пролета при неподвижном его опирании.
Усилие, передающееся на опору с неподвижных опорных частей неразрезных и температурно-неразрезных пролетных строений, в обоснованных расчетом случаях, допускается принимать равным полной продольной нагрузке с пролетного строения за вычетом сил трения в подвижных опорных частях при минимальных коэффициентах трения, но не менее величины, приходящейся на опору при распределении полного продольного усилия между всеми промежуточными опорами пропорционально их жесткости.
Для железнодорожных мостов при определении продольной горизонтальной нагрузки от торможения или сил тяги в случаях применения деревянных опор, а также гибких (из отдельных стоек) стальных и железобетонных опор интенсивность временной подвижной вертикальной нагрузки n допускается принимать равной 9,81К (кН/м).
П р и м е ч а н и е – При проектировании в железнодорожных мостах устройств, предназначенных для восприятия продольных нагрузок, следует учитывать полную силу тяги в виде распределенной нагрузки, составляющей к весу нагрузки, %:
при длине загружения 40 м и менее ......................... 25;
то же, 100 м и более ................................................... 10;
при промежуточных значениях ................................ по интерполяции.
2.21. Нормативную временную нагрузку для пешеходных мостов и тротуаров (служебных проходов) следует принимать в виде:
1) вертикальной равномерно распределенной нагрузки:
а) на пешеходные мосты – 4,0 кПа;
б) на тротуары автодорожных мостов – при отсутствии нагрузки АК – 4,0 кПа, при учете совместно с нагрузкой АК – 2,0 кПа;
2) равномерно распределенной нагрузки, учитываемой при отсутствии других нагрузок:
а) вертикальной – при расчете только элементов тротуаров железнодорожных мостов и мостов метрополитена с устройством пути на балласте – 10,0 кПа, при расчете элементов тротуаров на прочих мостах – 4,0 кПа;
б) вертикальной и горизонтальной – при расчете перил городских мостов – 1,0 кН/м;
3) сосредоточенных давлений, учитываемых при отсутствии других нагрузок:
а) вертикального – при расчете элементов тротуаров городских мостов – 10,0 кН с площадкой распределения от колеса автомобиля 0,015 м2 (0,15 · 0,10 м), прочих мостов – 3,4 кН;
б) вертикального или горизонтального при расчете перил мостов – 1,27 кН.
При расчете элементов тротуаров (служебных проходов) мостов на внутрихозяйственных дорогах равномерно распределенная нагрузка принимается равной 2,0 кПа. При расчете основных несущих конструкций мостов указанная нагрузка на тротуары не учитывается.
При расчете элементов тротуаров необходимо учитывать также нагрузки от приспособлений, предназначенных для осмотра конструкций моста.
2.22 Динамические коэффициенты 1 + m к нагрузкам от подвижного состава железных, автомобильных и городских дорог следует принимать равными:
1) к вертикальным нагрузкам СК и eСК, а также к нагрузкам от поездов метрополитена и трамвая:
а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор:
железнодорожных мостов и обособленных мостов под пути метрополитена и трамвая всех систем (кроме основных элементов главных ферм неразрезных пролетных строений) независимо от рода езды (на балласте или поперечинах)
1 + m = 1 +
, (2.18)
но не менее 1,15;
основных элементов главных ферм железнодорожных мостов с неразрезными пролетными строениями и совмещенных мостов всех систем под железнодорожную нагрузку (включая поезда метрополитена)
1 + m = 1 +
, (2.19)
но не менее 1,15 для железнодорожных и 1,10 для совмещенных мостов;
б) для железобетонных балочных пролетных строений, рамных конструкций (в том числе для сквозных надарочных строений), а также для железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор:
железнодорожных и других мостов под рельсовые пути
1 + m = 1 +
, (2.20)
но не менее 1,15;
совмещенных мостов – по формуле (2.22), но не менее 1,10;
в) для железобетонных звеньев труб и подземных пешеходных переходов:
на железных дорогах и путях метрополитена при общей толщине балласта с засыпкой (считая от подошвы рельса):
0,40 м и менее – по формуле (2.20);
1,00 м и более – 1 + m = 1,00;
для промежуточных значений толщины – по интерполяции;
г) для железобетонных и бетонных арок со сплошным надсводным строением, для бетонных опор и звеньев труб, грунтовых оснований и всех фундаментов
1 + m = 1,00;
д) для арок и сводов арочных железобетонных пролетных строений со сквозной надарочной конструкцией железнодорожных мостов:
1 + m = 1 +
, (2.21)
где f – стрела арки; l – пролет арки;
ж) для деревянных конструкций железнодорожных мостов:
для элементов 1 + m = 1,10;
для сопряжений 1 + m = 1,20;
2) к автомобильным нагрузкам АК и НК:
а) к тележкам нагрузки АК для расчета элементов проезжей части – 1,4;
к тележкам нагрузки АК для расчета элементов стальных мостов – 1,4;
то же, железобетонных мостов – 1,3;
то же, деревянных мостов – 1,0;
к равномерно распределенной нагрузке АК – 1,0;
к нагрузке НК – 1,0;
б) для элементов деформационных швов, расположенных в уровне проезжей части автодорожных и городских мостов, и их анкеровки (к возможным вертикальным и горизонтальным усилиям)
1 + m = 2,00;
в) для железобетонных звеньев труб и подземных пешеходных переходов на автомобильных дорогах:
1 + m = 1,00;
3) к временной вертикальной нагрузке АБ:
а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор
1 + m = 1 +
, (2.22)
но не менее 1,00;
б) для железобетонных балочных пролетных строений, железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор, а также звеньев труб при отсутствии засыпки под дорожной одеждой
1 + m = 1 +
, (2.23)
но не менее 1,00;
в) для бетонных опор и звеньев труб, грунтовых оснований и всех фундаментов, а при общей толщине засыпки (включая толщину дорожной одежды) не менее 1,0 м – для железобетонных звеньев труб и не менее 0,5 м – для других элементов, перечисленных выше в "б",
1 + m = 1,00;
при толщине засыпки (включая толщину дорожной одежды), менее указанной в "в", значения динамических коэффициентов, перечисленных в "б", принимаются по интерполяции между значениями, принимаемыми по "б" и "в";
г) для деревянных конструкций:
для элементов 1 + m = 1,00;
для сопряжений 1 + m = 1,20.
Для колонны автомобилей нагрузки АБ – при расчетах на случай п. 2.13, б
1 + m = 1,00;
4) к вертикальным подвижным нагрузкам для пешеходных мостов и к нагрузкам на тротуарах
1 + m = 1,00;
5) к временным горизонтальным нагрузкам и давлению грунта на опоры от транспортных средств железных и автомобильных дорог
1 + m = 1,00;
6) при расчете мостов на выносливость (таблица 2.2) динамическую добавку m, получаемую по формулам (2.18) – (2.23) (включая ограничения), следует умножать на 2/3.
Величину l (пролета или длины загружения) в формулах следует принимать:
а) для основных элементов главных ферм (разрезных балок, арок, рам), а также для продольных и поперечных балок при загружении той части линии влияния, которая определяет их участие в работе главных ферм, – равной длине пролета или длине загружения линии влияния, если эта длина больше величины пролета;
б) для основных элементов главных ферм неразрезных систем – равной сумме длин загружаемых участков линий влияния (вместе с разделяющими их участками);
в) при расчете на местную нагрузку (при загружении той части линии влияния, которая учитывает воздействие местной нагрузки):
продольных балок и продольных ребер ортотропных плит – равной длине их пролета;
поперечных балок и поперечных ребер ортотропных плит – равной суммарной длине продольных балок в примыкающих панелях;
подвесок, стоек и других элементов, работающих только на местную нагрузку, – равной длине загружения линий влияния:
плит балластового корыта (поперек пути) – условно равной нулю;
железобетонных плит железнодорожного проезда, укладываемых по металлическим балкам, при расчете плиты поперек пути – равной ширине плиты, при расчете вдоль пути – равной длине панели продольной балки;
железобетонных плит автодорожного проезда, укладываемых по металлическим балкам, при расчете плит поперек моста – равной расстоянию между балками, на которые опирается плита;
г) при загружении линий влияния, учитывающих одновременно основную и местные нагрузки, – раздельно для каждой из этих нагрузок;
д) для элементов опор всех типов – равной длине загружения линии влияния опорной реакции, определяемой как сумма длин загружаемых участков (вместе с разделяющими их участками);
е) для звеньев труб и подземных пешеходных переходов – равной ширине звена.
П р и м е ч а н и е – В случаях, когда на железных дорогах промышленных предприятий установленная максимальная скорость движения по мосту ограничена (nt < 80 км/ч), расчетную величину динамического коэффициента допускается уменьшать, умножая соответствующую динамическую добавку m на отношение nt /80, при этом динамический коэффициент следует принимать не менее 1,10.
2.23 Коэффициенты надежности по нагрузке gf к временным нагрузкам и воздействиям, приведенным в пп. 2.11 – 2.21, следует принимать равными:
а) для железнодорожных нагрузок СК и eСК – по таблице 2.9;
Таблица 2.9
б) для нагрузки от автотранспортных средств АК и НК – по таблице 2.10;
в) к нагрузкам от подвижного состава метрополитена и трамвая – по формуле
gf = 1,3 (1
), но не менее 1,10, (2.24)
где l – длина загружения, м, принимаемая по таблице 2.9;
г) к распределенным нагрузкам для пешеходных мостов и тротуаров при расчете:
элементов пешеходных мостов и тротуаров (кроме тротуаров на мостах внутрихозяйственных дорог и служебных проходов), а также перил городских мостов – 1,40;
пролетного строения и опор при учете совместно с другими нагрузками – 1,20;
тротуаров на мостах внутрихозяйственных дорог и служебных проходов на мостах дорог всех категорий – 1,10;
д) к распределенным и сосредоточенным горизонтальным нагрузкам на ограждения проезжей части, а также к сосредоточенным давлениям на тротуары и перила – 1,00;
е) к автомобильным нагрузкам АБ и их воздействиям – в зависимости от удельного веса породы gnb , для перевозки которой строится дорога:
при gnb £ 17,7 кН/м3 .................... 1,1;
при gnb = 39,2 кН/м3 ..................... 1,4;
при промежуточных значениях – по интерполяции.
Таблица 2.10
ПРОЧИЕ ВРЕМЕННЫЕ НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.24 Нормативную величину ветровой нагрузки Wn следует определять как сумму нормативных значений средней Wm и пульсационной Wp, составляющих:
Wn = Wm + Wp. (2.25)
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки W
на высоте z над поверхностью воды или земли определяется по формуле
Wm = W0 k Cw , (2.26)
где W0 – нормативное значение ветрового давления, принимаемое по СНиП 2.01.07 в за-
висимости от ветрового района в котором возводится сооружение;
k – коэффициент, учитывающий для открытой местности (типа А) изменение ветрового давления по высоте z, принимаемый по СНиП 2.01.07;
Cw – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов и подвижного состава железных дорог и метрополитена, приведенный в приложении С.
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки Wр на высоте z следует определять по указаниям, содержащимся в СНиП 2.01.07:
WF = Wm x Ln, (2.27)
где x – коэффициент динамичности;
L – коэффициент пульсации давления ветра на уровне z;
n – коэффициент пространственной корреляции пульсации давления для расчетной поверхности сооружения.
При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки применительно к конструкциям мостов допускается руководствоваться следующим:
а) произведение коэффициентов nL принимать равным:
0,55 – 0,15 l /100, но не менее 0,30, (2.28)
где l – длина пролета или высота опоры, м;
б) коэффициент динамичности x для балочных разрезных конструкций находить в предположении, что рассматриваемая конструкция в горизонтальной плоскости является динамической системой с одной степенью свободы (с низшей частотой собственных колебаний f1, Гц); его величину определять по графику, приведенному в п. 6.7 СНиП 2.01.07, в зависимости от указанного там параметра e и логарифмического декремента затухания d = 0,3 – для железобетонных и сталежелезобетонных конструкций и d = 0,15 – для стальных конструкций.
Коэффициент динамичности принимается равным 1,2, если:
балочное пролетное строение является неразрезным;
для балочного разрезного пролетного строения имеет место условие fi > fl, где fl, Гц, – предельные значения частот собственных колебаний, приведенные в п. 6.8 СНиП 2.01.07, при которых в разных ветровых районах допускается не учитывать силы инерции, возникающие при колебаниях по собственной форме.
При расчете конструкций автодорожных и городских мостов воздействие ветра на безрельсовые транспортные средства и трамвай, находящиеся на этих мостах, не учитывается.
Типовые конструкции пролетных строений следует, как правило, проектировать на возможность их применения в V ветровом районе (при расчетной высоте до низа пролетных строений: 20 м – при езде понизу и 15 м – при езде поверху) и предусматривать возможность их усиления при применении в VI и VII ветровых районах.
Нормативную интенсивность полной ветровой поперечной горизонтальной нагрузки при проектировании индивидуальных (нетиповых) конструкций пролетных строений и опор следует принимать не менее 0,59 кПа – при загружении конструкций временной вертикальной нагрузкой и 0,98 кПа – при отсутствии загружения этой нагрузкой.
Горизонтальную поперечную ветровую нагрузку, действующую на отдельные конструкции моста, а также на поезд, находящийся на железнодорожном мосту (мосту метро), следует принимать равной произведению интенсивности ветровой нагрузки на рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава.
Рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава следует принимать равной:
для главных ферм сквозных пролетных строений и сквозных опор – площади проекции всех элементов наветренной фермы на плоскость, перпендикулярную направлению ветра, при этом для стальных ферм с треугольной или раскосой решеткой ее допускается принимать в размере 20 % площади, ограниченной контурами фермы;
для проезжей части сквозных пролетных строений – боковой поверхности ее балочной клетки, не закрытой поясом главной фермы;
для пролетных строений со сплошными балками и прогонов деревянных мостов – боковой поверхности наветренной главной балки или коробки и наветренного прогона;
для сплошных опор – площади проекции тела опоры от уровня грунта или воды на плоскость, перпендикулярную направлению ветра;
для железнодорожного подвижного состава (в том числе поездов метрополитена) – площади сплошной полосы высотой 3 м с центром давления на высоте 2 м от головки рельса.
Распределение ветровой нагрузки по длине пролета допускается принимать равномерным.
Нормативную интенсивность ветровой нагрузки, учитываемой при строительстве и монтаже, следует определять исходя из возможного в намеченный период значения средней составляющей ветровой нагрузки в данном районе. В зависимости от характера производимых работ при наличии специального обоснования, предусматривающего соответствующее ограничение времени и продолжительности выполнения отдельных этапов работ, нормативная величина средней составляющей ветровой нагрузки для проверки напряжений (но не устойчивости) может быть уменьшена, но должна быть не ниже 0,226 кПа. Для проверки типовых конструкций на стадии строительства и монтажа величину нормативной интенсивности ветровой нагрузки следует принимать по нормам для III ветрового района.
Нормативную горизонтальную продольную ветровую нагрузку для сквозных пролетных строений следует принимать в размере 60 %, для пролетных строений со сплошными балками – 20%, соответствующей полной нормативной поперечной ветровой нагрузке. Нормативную горизонтальную продольную нагрузку на опоры мостов выше уровня грунта или межени следует принимать равной поперечной ветровой нагрузке.
Продольная ветровая нагрузка на транспортные средства, находящиеся на мосту, не учитывается.
Усилия от ветровых нагрузок в элементах продольных и поперечных связей между фермами пролетных строений следует, как правило, определять посредством пространственных расчетов.
В случаях устройства в сквозных пролетных строениях двух систем продольных связей допускается поперечное давление ветра на фермы распределять на каждую из них, а давление ветра на проезжую часть и подвижной состав передавать полностью на связи, в плоскости которых расположена езда.
Горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролетное строение, следует принимать как передающееся на опоры в уровне центра опорных частей – для мостов с балочными пролетными строениями и в уровне оси ригеля рамы – для мостов рамной конструкции. Распределение усилий между опорами следует принимать таким же, как и горизонтального усилия от торможения, в соответствии с п. 2.20.
Для вантовых и висячих мостов, а также большепролетных гибких балочных мостов следует проводить проверку на аэродинамическую устойчивость и на резонанс колебаний в направлении, перпендикулярном ветровому потоку. При проверке аэродинамической устойчивости должна определяться критическая скорость ветра, при которой вследствие взаимодействия воздушного потока с сооружением возможно появление флаттера (возникновение опасных изгибно-крутильных колебаний балки жесткости). Критическая скорость, отвечающая возникновению флаттера, найденная по результатам аэродинамических испытаний моделей или определенная расчетом, должна быть больше максимальной скорости ветра, возможного в районе расположения моста, не менее чем в 1,5 раза.
2.25 Нормативную ледовую нагрузку от давления льда на опоры мостов следует принимать в виде сил, определяемых согласно приложению Т.
2.26 Нормативную нагрузку от навала судов на опоры мостов следует принимать в виде сосредоточенной продольной или поперечной силы и ограничивать в зависимости от класса внутреннего водного пути значениями, указанными в таблице 2.11.
Таблица 2.11
Нагрузка от навала судов должна прикладываться к опоре на высоте 2 м от расчетного судоходного уровня, за исключением случаев, когда опора имеет выступы, фиксирующие уровень действия этой нагрузки, и когда при менее высоком уровне нагрузка вызывает более значительные воздействия.
Для опор, защищенных от навала судов, а также для деревянных опор автодорожных мостов на внутренних водных путях VI и VII классов нагрузку от навала судов допускается не учитывать.
Для однорядных железобетонных свайных опор автодорожных мостов через внутренние водные пути VI и VII классов нагрузку вдоль оси моста допускается учитывать в размере 50 %.
2.27 Нормативное температурное климатическое воздействие следует учитывать при расчете перемещений в мостах всех систем при определении усилий во внешне статически неопределимых системах, а также при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений.
Среднюю по сечению нормативную температуру элементов или их частей допускается принимать равной:
для бетонных, железобетонных и полимерно-композиционных элементов в холодное время года, а также для металлических конструкций в любое время года – нормативной температуре наружного воздуха;
для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года – нормативной температуре наружного воздуха за вычетом величины, численно равной 0,2а, но не более 10 °С, где а – толщина элемента или его части, см, включая одежду ездового полотна автодорожных мостов.
Температуру элементов со сложным поперечным сечением следует определять как средневзвешенную по температуре отдельных элементов (стенок, полок и др.).
Нормативные температуры воздуха в теплое tn,Т и холодное, tn,Х время года следует принимать равными:
а) при разработке типовых проектов, а также проектов для повторного применения на территории страны:
- для конструкций, предназначенных для районов с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 0С
tn,Т = + 40 0С; , tn,Х = – 50 0С;
- для конструкций, предназначенных для остальных районов,
tn,Т = + 40 0С; , tn,Х = – 40 0С;
б) в других случаях
tn,Т = tVII + T, (2.29)
где tVII – средняя температура воздуха самого жаркого месяца, принимаемая по
таблице 3* СНиП 23-01;
Т – средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, принимаемая по таблице 2* СНиП 23-01.
Нормативную температуру tn,Х принимают равной расчетной минимальной температуре воздуха в районе строительства в соответствии с п. 1.39.
Влияние солнечной радиации на температуру элементов следует учитывать в виде дополнительного нагрева на 10 0С освещенного солнцем поверхностного слоя толщиной 15 см (включая одежду ездового полотна).
Температуры замыкания конструкций, если они в проекте не оговорены, следует принимать равными, 0С:
t3,Т = tn,Т – 15, (2.30)
t3,Х = tn,Х + 15, (2.31)
При расчете сталежелезобетонных пролетных строений следует учитывать влияние неравномерного распределения температуры по сечению элементов, вызываемого изменением температуры воздуха и солнечной радиацией.
При расчете перемещений коэффициент линейного расширения следует принимать для стальных и сталежелезобетонных конструкций равным 1,2 × 10
и для железобетонных конструкций – 1,0 × 10.
2.28 Нормативное сопротивление от трения в подвижных опорных частях следует принимать в виде горизонтального продольного реактивного усилия Sf и определять по формуле
Sf = mn Fv , (2.32)
где mn – нормативная величина коэффициента трения в опорных частях при их перемещении, принимаемая равной средней величине из возможных экстремальных значений:
mn =
, (2.33)
Fv – вертикальная составляющая при действии рассматриваемых нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1.
Величины максимальных и минимальных коэффициентов трения следует принимать соответственно равными:
а) при катковых, секторных или валковых опорных частях – 0,040 и 0,010;
б) при качающихся стойках или подвесках – 0,020 и 0 (условно);
в) при тангенциальных и плоских металлических опорных частях – 0,40 и 0,10;
г) при подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали – по таблице 2.12 или по данным сертификационных испытаний.
Таблица 2.12
Расчетные усилия от сил трения в подвижных опорных частях балочных пролетных строений в зависимости от вида и характера проводимых расчетов следует принимать в размерах:
Sf,maх = mmaх Fv , если при рассматриваемом сочетании нагрузок силы трения увеличивают общее воздействие на рассчитываемый элемент конструкции;
Sf,min = mmin Fv , если при рассматриваемом сочетании силы трения уменьшают общее воздействие нагрузок на рассчитываемый элемент конструкции.
Коэффициент надежности по нагрузке gf к усилиям Sf maх и Sf min не вводятся.
Воздействие на конструкции пролетных строений сил трения, возникающих в подвижных опорных частях каткового, секторного и валкового типов при числе опорных частей в поперечном направлении более двух, следует определять с коэффициентом условия работы, равным 1,1.
Опоры (включая фундаменты) и пролетные строения мостов следует проверять на воздействие расчетных сил трения, возникающих от температурных деформаций при действии постоянных нагрузок.
Опорные части и элементы их прикреплений, а также части опор и пролетных строений, примыкающие к опорным частям, должны быть проверены на расчетные силы трения, возникающие от постоянных и временных (без учета динамики) нагрузок.
При установке на промежуточной опоре двух рядов подвижных опорных частей от смежных пролетных строений, а также неподвижных опорных частей в неразрезном и температурно-неразрезном пролетном строении продольное усилие следует принимать не более разницы сил трения при максимальных и минимальных коэффициентах трения в опорных частях.
Величина реактивного продольного усилия Sh, кН, возникающего в резиновых опорных частях вследствие сопротивления их сдвигу, вычисляют по формуле
Sh =
AG, (2.34)
где d – перемещения в опорных частях, см;
а – суммарная толщина слоев резины, см;
А – площадь резиновой опорной части или нескольких опорных частей в случае
расположения их рядом под одним концом балки, м2 (см2);
G – статический модуль сдвига резины, значения которого при определении расчетных величин продольных усилий зависят от нормативной температуры окружающей среды и принимаются для употребляемых марок резины по таблице 2.13.
Таблица 2.13
Под опорными узлами балок или плит пролетных строений вдоль оси моста необходимо, как правило, устанавливать только одну опорную часть, а поперек оси моста допускается несколько одинаковых опорных частей, изготовленных из резины одной марки.
2.29 Воздействие морозного пучения грунта в пределах слоя сезонного промерзания (оттаивания) для сооружений на вечномерзлых грунтах, а также на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину свыше 2 м, следует принимать в виде приложенных по периметру фундамента (или свай) вертикальных касательных сил. Величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04.
2.30 Строительные нагрузки, действующие на конструкцию при монтаже или строительстве (собственный вес, вес подмостей, кранов, работающих людей, инструментов, мелкого оборудования, односторонний распор и др.), а также при изготовлении и транспортировании элементов, следует принимать по проектным данным с учетом предусматриваемых условий производства работ и требований СНиП 3.03.01.
При определении нагрузки от крана вес поднимаемых грузов и вес подвижной стрелы следует принимать с динамическими коэффициентами, равными соответственно 1,20 (0,85) при весе до 196 кН и 1,10 – при большем весе. При этом если отсутствие груза на кране может оказать неблагоприятное влияние на работу рассчитываемой конструкции, кран в расчетах учитывается без груза.
При расчете элементов железобетонных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их транспортировании, нагрузку от собственного веса элементов следует вводить в расчет с динамическими коэффициентами, равными при перевозке транспортом:
1,6 – автомобильным;
1,3 – железнодорожным.
Динамические коэффициенты, учитывающие условия транспортирования, допускается принимать в меньших размерах, если это подтверждено опытом, но не ниже 1,3 – при перевозке автотранспортом и не ниже 1,15 – железнодорожным транспортом.
2.31 Сейсмические нагрузки следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-7.
2.32 Коэффициенты надежности по нагрузке gf к природным и техногенным нагрузкам и воздействиям, приведенным в пп. 2.24–2.30, следует принимать по таблице 2.14.
При проверке прочности тела опор в случаях использования их для навесной уравновешенной сборки и навесного бетонирования пролетных строений, а также при проверке прочности анкеров, прикрепляющих в этих случаях пролетное строение к опорам, необходимо к собственному весу собираемых консольных частей пролетного строения, создающих на опоре изгибающие моменты разного знака, вводить коэффициенты надежности по нагрузке с учетом конкретных условий изготовления и монтажа собираемых частей (блоков). При заводской технологии изготовления железобетонных блоков пролетных строений коэффициенты надежности по нагрузке от собственного веса допускается при проверке прочности тела опоры и прикрепляющих анкеров определять по формулам:
для одной консоли gfmax =
³ 1,038, (2.35)
для другой консоли gfmin =£ 0,962, (2.36)
где z – число блоков или участков бетонирования с каждой стороны.
Таблица 2.14
3 БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
3.1 Для бетонных и железобетонных мостов и труб необходимо соблюдать указания об обеспечении требуемой надежности конструкций от возникновения предельных состояний двух групп, предусмотренных ГОСТ 27751.
Для этого, наряду с назначением соответствующих материалов и выполнением предусмотренных конструктивных требований, необходимо проведение указанных в настоящих нормах расчетов.
В расчетах конструкции в целом и отдельных ее элементов необходимо учитывать самые неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий, возможные на различных стадиях их работы.
Рассматриваемые расчетные схемы, общие требования для которых указаны в п. 1.35, должны соответствовать принятым конструктивно-технологическим решениям, учитывать условия изготовления, транспортирования и возведения сооружений, особенности их загружения постоянными и временными нагрузками, порядок предварительного напряжения и регулирования усилий в конструкции.
3.2 Для недопущения предельных состояний первой группы элементы конструкций мостов и труб должны быть рассчитаны в соответствии с указаниями настоящего раздела по прочности, устойчивости (формы и положения) и на выносливость, при этом в расчетах на выносливость должны рассматриваться нагрузки и воздействия, возможные на стадии нормальной эксплуатации сооружений.
Для недопущения предельных состояний второй группы производятся расчеты, указанные в таблице 3.1.
Таблица 3.1
3.3 Расчеты по трещиностойкости совместно с конструктивными и другими требованиями (к водоотводу и гидроизоляции конструкций, морозостойкости и водонепроницаемости бетона) должны обеспечивать коррозионную стойкость железобетонных мостов и труб, а также препятствовать возникновению повреждений в них при совместном воздействии силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.
Элементы железобетонных конструкций в зависимости от назначения, условий работы и применяемой арматуры должны удовлетворять соответствующим категориям требований по трещиностойкости, которые предусматривают различную вероятность образования (появления) трещин и предельные расчетные значения ширины их раскрытия (п. 3.95).
3.4 Усилия в сечениях элементов статически неопределимых конструкций от нагрузок и воздействий при расчетах по предельным состояниям первой и второй групп следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
В конструкциях, методика расчета которых с учетом неупругих свойств бетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств бетона усилия в сечениях элементов допускается определять в предположении их линейной упругости.
3.5 Если в процессе изготовления или монтажа конструкции изменяются расчетные схемы или геометрические характеристики сечений, то усилия, напряжения и деформации в конструкции необходимо определять суммированием их для всех предшествующих стадий работы. При этом, как правило, следует учитывать изменение усилий во времени из-за усадки и ползучести бетона и релаксации напряжений в напрягаемой арматуре.
3.6 В конструкциях с ненапрягаемой арматурой напряжения в бетоне и арматуре следует определять по правилам расчета упругих материалов без учета работы бетона растянутой зоны (пп. 3.48, 3.94 и п. 3.100).
3.7 В предварительно напряженных конструкциях напряжения в бетоне и арматуре в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, следует определять по правилам расчета упругих материалов, рассматривая сечение как сплошное. Если бетон омоноличивания напрягаемой арматуры, расположенной в открытых каналах, не имеет сцепления (п. 3.170) с бетоном основной конструкции, то следует считать, что и напрягаемая арматура, расположенная в канале, не имеет сцепления с бетоном конструкции.
При определении ширины раскрытия трещин в элементах предварительно напряженных конструкций (в том числе и со смешанным армированием) напряжения в арматуре следует определять без учета работы растянутой зоны бетона. Допускается усилия растянутой зоны бетона полностью передавать на арматуру.
Характеристики приведенного сечения во всех случаях необходимо определять с учетом имеющейся в сечении напрягаемой и ненапрягаемой арматуры с учетом п. 3.48.
Если элементы конструкции выполнены из бетона разных классов, то общую рабочую площадь сечения следует определять с учетом соответствующих им модулей упругости.
В конструкциях, напрягаемых на бетон, на стадии его обжатия в рабочей площади бетона не учитывают площадь закрытых и открытых каналов. При расчете этих конструкций на стадии эксплуатации допускается в расчетной площади сечения бетона учитывать площадь сечения заинъецированных закрытых каналов. Бетон омоноличивания открытых каналов допускается учитывать при условии выполнения требований по п. 3.104 специальных технологических мероприятий в соответствии с п. 3.170 и установки в бетоне омоноличивания ненапрягаемой арматуры. При этом ширина раскрытия трещин в бетоне омоноличивания не должна превышать размеров, принятых для элементов, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 3в.
3.8 В составных по длине (высоте) конструкциях следует производить проверки прочности и трещиностойкости в сечениях, совпадающих со стыками или пересекающих зону стыков.
Стыки должны обеспечивать передачу расчетных усилий без появления повреждений в бетоне омоноличивания и на торцах стыкуемых элементов (блоков).
Клей в стыках предназначается для герметизации стыков и равномерной передачи сжимающих усилий.
3.9 Стенки тавровых балок железнодорожных пролетных строений необходимо рассчитывать с учетом возможного на мосту поперечного смещения пути, принимаемого в размере не менее 10 см.
Расчет стенок балок пролетных строений мостов по образованию трещин рекомендуется производить с учетом кручения и изгиба стенок (из их плоскости).
3.10 Предварительное напряжение арматуры характеризуют значения начального (контролируемого) усилия, прикладываемого к концам напрягаемой арматуры через натяжные устройства, и установившегося усилия, равного контролируемому за вычетом потерь, произошедших к рассматриваемому моменту времени. При этом напряжения в арматуре, соответствующие контролируемому усилию, не должны превышать расчетных сопротивлений, указанных в таблице 3.16, с учетом коэффициентов условий работы в соответствии с п. 3.45.
Для напрягаемых арматурных элементов в проектной документации должны указываться значения контролируемых усилий и соответствующих им удлинений (вытяжек) арматуры с учетом поз. 4 таблицы У.1 приложения У.
Значения удлинений арматуры Dр в общем случае определяются по формуле
Dр =
(3.1)
где sр – напряжения, отвечающие контролируемому усилию и назначаемые с учетом требований п. 3.14;
Ер – модуль упругости напрягаемой арматуры;
l – расчетная длина арматурного элемента (расстояние от натяжного анкера до точки
арматурного элемента с нулевым перемещением).
Остальные обозначения приведены в таблицах У.1 и У.2 приложения У.
Значение вычисленной вытяжки допускается корректировать при контроле работ по натяжению напрягаемой арматуры по фактическим значениям модуля упругости арматуры и измеренным коэффициентам трения, а также с учетом конструктивных особенностей натяжного оборудования.
При определении расчетного воздействия, создаваемого усилием напрягаемой арматуры, коэффициенты надежности gf по нагрузке следует принимать равными:
для целых по длине элементов – (1,0± 0,1);
для составных по длине элементов – по п. 3.86.
3.11 При расчете предварительно напряженных элементов место передачи на бетон сосредоточенных усилий с напрягаемой арматуры следует принимать в конструкциях:
с внешними (концевыми) и внутренними (каркасно-стержневыми) анкерами – в месте опирания или закрепления анкеров;
с арматурой, не имеющей анкеров (с заанкериванием посредством сцепления арматуры с бетоном), – на расстоянии, равном 2/3 длины зоны передачи напряжений.
Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемой стержневой арматуры периодического профиля следует принимать при передаче усилия:
плавной – 20d (где d – диаметр стержня);
мгновенной посредством обрезки стержней (допускаемой при диаметрах стержней не более 18 мм) – 25d.
Для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, длину зоны передачи усилий на бетон следует увеличивать на 5d.
Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемых арматурных канатов класса К7 при отсутствии анкеров следует принимать в размерах, указанных в таблице 3.2; для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, при арматурных канатах класса К7 длину зоны следует принимать более значений, указанных в таблице 3.2:
на 27 см – при диаметре канатов 9 мм;
на 30 см – то же, 12 см;
на 38 см – то же, 15 см.
Для пучков из четырех канатов К7 длину зоны передачи усилий следует принимать с коэффициентом 1,4.
Таблица 3.2
3.12 Армирование зоны передачи на бетон сосредоточенных усилий, в том числе с напрягаемых арматурных элементов, должно выполняться с учетом напряженно-деформированного состояния этой зоны, определяемого методами теории упругости или другими обоснованными способами расчета на местные напряжения.
3.13 Влияние усадки и ползучести бетона следует учитывать при определении:
потерь предварительных напряжений в арматуре;
снижения обжатия бетона в предварительно напряженных конструкциях;
изменений усилий в конструкциях с искусственным регулированием напряжений;
перемещений (деформаций) конструкций от постоянных нагрузок и воздействий;
усилий в статически неопределимых конструкциях;
усилий в сборно-монолитных конструкциях.
Перемещения (деформации) конструкций от временных нагрузок допускается определять без учета усадки и ползучести бетона.
При расчете двухосно- и трехосно-обжатых элементов потери напряжений в напрягаемой арматуре и снижение обжатия бетона вследствие его усадки и ползучести допускается определять отдельно по каждому направлению действия усилий.
3.14 Напряжения в элементах предварительно напряженных конструкций следует определять по контролируемому усилию за вычетом:
первых потерь – на стадии обжатия бетона;
первых и вторых потерь – на стадии эксплуатации.
К первым потерям следует относить:
а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры – потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), температурного перепада, быстронатекающей ползучести, а также от деформации форм (при натяжении арматуры на формы);
б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон – потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры о стенки закрытых и открытых каналов, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных).
Ко вторым потерям следует относить:
а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры – потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных);
б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон – потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных), смятия под витками спиральной или кольцевой арматуры, навиваемой на бетон, деформации стыков между блоками в составных по длине конструкциях.
Значения отдельных из перечисленных потерь следует определять по приложению У с учетом п. 3.15.
Допускается принимать, что вторые потери от релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных) происходят равномерно и полностью завершаются в течение одного месяца после обжатия бетона.
Суммарное значение первых и вторых потерь не должно приниматься менее 98 МПа.
3.15 При определении потерь предварительного напряжения в арматуре от усадки и ползучести бетона необходимо руководствоваться следующими указаниями:
а) изменение во времени потерь Dsр(t) от усадки и ползучести бетона допускается определять по формуле
Dsр(t) = (1– е-0,1Ö t) Dsр(t ® ¥) , (3.2)
где Dsр(t ® ¥) – конечные (предельные) значения потерь в арматуре от усадки и ползучести
бетона, определяемые по приложениям У или Х;
t – время, отсчитываемое при определении потерь от ползучести – со дня
обжатия бетона, от усадки – со дня окончания бетонирования, сут;
е = 2,718 – основание натуральных логарифмов;
б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха окружающей среды ниже 40 %, потери от усадки и ползучести бетона следует увеличивать на 25%, за исключением конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП 23-01 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50 %;
в) допускается использовать более точные методы для определения потерь и перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона с учетом предельных удельных значений деформаций ползучести и усадки бетона, влияния арматуры, возраста и передаточной прочности бетона, постадийного приложения нагрузки и длительности ее воздействия на каждой стадии, скорости развития деформаций во времени, приведенных размеров поперечных сечений, относительной влажности среды и других факторов. Эти методы должны быть обоснованы в установленном порядке. При этом нормативные деформации ползучести сn и усадки бетона en следует принимать по п. 3.32.
3.16 Расчетную длину l0 сжатых элементов железобетонных решетчатых ферм следует принимать по указаниям, относящимся к определению расчетной длины сжатых элементов стальных решетчатых ферм (раздел 4).
Расчетную длину стоек отдельно стоящих рам при жестком соединении стоек с ригелем допускается принимать по таблице 3.3 в зависимости от соотношения жесткости ригеля В1 = EbI1 и стоек В2 = EbI2.
Таблица 3.3
При расчете частей или элементов опор на продольный изгиб с использованием методов строительной механики, касающихся определения расчетной (свободной) длины сжатых стержней, допускается учитывать упругое защемление (упругую податливость) концов рассматриваемых элементов вследствие деформативности грунта и наличия в подвижных опорных частях сил трения. Если такие расчеты не производятся, то при применении подвижных опорных частей каткового и секторного типа, а также на фторопластовых прокладках взаимную связанность верха опор учитывать не следует.
В сжатых железобетонных элементах минимальная площадь поперечного сечения продольной арматуры, % к полной площади расчетного сечения бетона, должна быть не менее:
0,20 – в элементах с гибкостью l0 / i £ 17;
0,60 – то же, с гибкостью l0 / i ³ 104;
для промежуточных значений гибкости – по интерполяции (l0 – расчетная длина элемента);
– радиус инерции поперечного сечения элемента, где Jb – момент инерции бетонного сечения; Аb – площадь бетонного сечения). Если требования по величине минимального армирования не удовлетворяются, то элементы конструкции следует рассчитывать как бетонные.
Гибкость сжатых железобетонных элементов в любом направлении в стадии эксплуатации сооружения не должна быть свыше 120, а на стадии монтажа – 150.
Гибкость l0 /ief элементов с косвенным армированием не должна превышать при сетках – 55, при спирали – 35, где ief – радиус инерции части бетонного сечения (ограниченной осями крайних стержней сетки или спиралью).
3.17 Звенья прямоугольных железобетонных труб следует рассчитывать как рамы замкнутого контура с дополнительной проверкой их стенок по схеме с жестко заделанными стойками.
Звенья круглых железобетонных труб допускается рассчитывать только на изгибающие моменты (без учета продольных и поперечных сил), определяемые по приложению Ф.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Бетон
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
3.18 В конструкциях мостов и труб следует предусматривать применение конструкционного тяжелого бетона со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м3 включительно 1), соответствующего ГОСТ 26633.
Применение бетона с другими признаками и плотностью допускается в опытных конструкциях в установленном порядке.
Бетон конструкции по прочности на сжатие характеризуется проектным классом, передаточной и отпускной прочностями. Класс бетона по прочности на сжатие "В" определяется значением гарантированным, обеспеченностью 0,95, прочностью на сжатие, контролируемой на кубах 150 х 150 х 150 мм в установленные сроки.
Проектный класс бетона "В" – прочность бетона конструкции, назначаемая в проекте.
Передаточная прочность бетона Rbp – прочность (соответствующая классу) бетона в момент передачи на него усилия в процессе изготовления и монтажа (п. 3.31).
Отпускная прочность бетона Rb0 – прочность (соответствующая классу) бетона в момент отгрузки (замораживания) его со склада завода-изготовителя.
3.19 Для конструкций мостов и труб следует применять тяжелый бетон классов по прочности на сжатие В20, В22,5, В25, В27,5, В30, В35, В40, В45, В50, В55 и В60. Бетон классов В22,5 и В27,5 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента и не снижает других технико-экономических показателей конструкции. Бетон класса по прочности выше В60 (в том числе получаемый с помощью добавок, повышающих прочность) следует применять по специальным техническим условиям.
В зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы применяемый бетон должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице. 3.4.
Таблица 3.4
Для омоноличивания напрягаемой арматуры, располагаемой в открытых каналах, следует предусматривать бетон класса по прочности на сжатие не ниже В35.
Инъецирование арматурных каналов в предварительно напряженных конструкциях должно производиться раствором прочностью на 28-й день не ниже 30 МПа.
Для омоноличивания стыков сборных конструкций следует применять бетон класса по прочности на сжатие не ниже принятого для стыкуемых элементов.
3.20 Марки бетона и раствора по морозостойкости F в зависимости от климатических условий зоны строительства, расположения и вида конструкций следует принимать по таблице 3.5.
3.21 Марки по морозостойкости бетона тела опор и блоков облицовки для мостов, расположенных вблизи плотин гидростанций и водохранилищ, должны устанавливаться в каждом отдельном случае на основе анализа конкретных условий эксплуатации и требований, предъявляемых в этих случаях к бетону речных гидротехнических сооружений.
3.22 В подводных и подземных сооружениях, не подвергающихся электрической и химической коррозии, следует в соответствии со СНиП 2.03.11 применять бетон с маркой по водонепроницаемости W6.
Остальные элементы и части конструкций, в том числе бетонируемые стыки железобетонных мостов и труб и защитный слой одежды ездового полотна, должны проектироваться из бетона, имеющего марку по водонепроницаемости не ниже W8.
В районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С в железобетонных опорах в зоне переменного уровня воды, в блоках облицовки опор, а также во всех случаях в выравнивающем слое бетона одно- и двухслойной одежды ездового полотна, выполняющем гидроизолирующие функции, должен применяться бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W8.
3.23 В элементах конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, должны приниматься бетон и защитные покрытия, обладающие стойкостью к такому воздействию, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11, ГОСТ 10060.0, как для бетонов дорожных и аэродромных покрытий.
Таблица 3.5
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
3.24 Основными нормативными прочностными характеристиками бетона являются значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rbn и осевому растяжению Rbtn,, определяемые с обеспеченностью 0,95.
Основные расчетные прочностные характеристики бетона сопротивление осевому сжатию Rb и осевому растяжению Rbt определяют делением нормативных значений сопротивления бетона на соответствующий коэффициент надежности по материалу gm и умножением на коэффициент условий работы по назначению mn.
Коэффициент надежности по материалу (бетону) gm для предельных состояний первой группы принимают равным 1,3 для осевого сжатия и 1,5 для осевого растяжения.
Для предельных состояний второй группы коэффициент надежности по материалу gm равен 1,0.
Коэффициент условий работы по назначению принимают равным:
0,9 – для предельных состояний первой группы;
1,0 – для предельных состояний второй группы.
Расчетные сопротивления бетона разных классов при расчете конструкций мостов и труб по предельным состояниям первой и второй групп должны приниматься по таблице 3.6.
Расчетные сопротивления бетона на непосредственный срез Rb,cut при расчетах конструкций по предельным состояниям первой группы следует принимать:
для сечений, расположенных в монолитном армированном бетоне, когда не учитывается работа арматуры – Rb,cut = 0,1 Rb;
для тех же сечений, при учете работы арматуры на срез – по указаниям п. 3.78;
в местах сопряжения бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов при соблюдении требований п. 3.170 – Rb,cut = 0,05 Rb.
Для бетонных конструкций расчетные сопротивления сжатию Rb и Rb,mc2 необходимо принимать на 10 % ниже значений, указанных в таблице 3.6, а для непосредственного среза – Rb,cut = 0,05 Rb.
Расчетные сопротивления монолитного бетона класса В20 во внутренних полостях (в ядре) круглых оболочек опор допускается в расчетах повышать на 25 %.
Таблица 3.6
3.25 Расчетные сопротивления бетона, приведенные в п. 3.24 и в таблице 3.6, в соответствующих случаях следует принимать с коэффициентами условий работы согласно таблице 3.7.
3.26 При многократно повторяющихся нагрузках, действующих на элементы, подлежащие расчету на выносливость, расчетные сопротивления бетона сжатию в расчетах на выносливость Rbf следует определять по формуле
Rbf = mb1Rb = 0,6 bbebRb , (3.3)
где mb1 – коэффициент условий работы;
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчетах по предельным состояниям первой группы (таблица 3.6);
bb – коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени и принимаемый по таблице 3.8;
eb – коэффициент, зависящий от асимметрии цикла повторяющихся напряжений rb = sb,min / sb,max и принимаемый по таблице 3.9.
Таблица 3.7
Таблица 3.8
Таблица 3.9
3.27 В расчетах предварительно напряженных конструкций при поперечном их обжатии напряжением sby к расчетным сопротивлениям бетона осевому сжатию Rb, скалыванию при изгибе Rb,sh и непосредственному срезу Rb,cut следует вводить коэффициенты условий работыmb6, равные:
а) для Rb:
mb6 = 1,1 – если 0,1Rb £ sby £ 0,2Rb;
mb6 = 1,2 – при напряжениях sby = 0,6 Rb, которые представляют собой максимальную величину, учитываемую в расчетах;
б) для Rb,sh и Rb,cut:
mb6 = 1 + 1,5 sby / Rb,sh – при sby
0,98 МПа;
mb6 = 1 + sby / Rb,sh – при sby = 2,94 МПа.
Для промежуточных значений sby коэффициенты условий работы бетона принимают по интерполяции.
3.28 При расчете составных по длине конструкций с бетонируемыми стыками значения коэффициента условий работы mb10, учитывающего разницу в прочности бетона конструкции и материала заполнения стыкового шва на каждой стадии работы стыка, следует принимать в зависимости от толщины шва b и отношения прочности бетона (раствора) в стыке (шве) Rbj к прочности бетона в блоках конструкции Rb,conпо таблице 3.10.
При толщине частей блока менее 120 мм, а также при наличии в теле блока отверстий для пропуска напрягаемой арматуры значения mb10для стыка с толщиной шва от 20 до 40 мм следует принимать как для шва толщиной 70 мм, для шва толщиной 70 мм – как для шва толщиной 200 мм.
Таблица 3.10
3.29 Составные конструкции по длине пролетных строений с клееными стыками следует проектировать такими, чтобы они были способны нести монтажные нагрузки при неотвержденном клее.
В расчетах составных конструкций по длине с клееными стыками коэффициент условий работы mb10, вводимый к расчетным сопротивлениям бетона блоков и учитывающий снижение прочности конструкции до отверждения клея, следует принимать в зависимости от вида поверхности бетона торцов блоков: при рифленой – 0,90, при гладкой – 0,85.
Для клееных стыков, расстояния между которыми менее наибольшего размера сечения, а также для стыков вставных диафрагм указанные значения mb10 следует уменьшать на 0,05.
Для клееных стыков с отвержденным клеем следует принимать mb10 = 1.
3.30 При расчете неармированной кладки из бетонных блоков на растворе к расчетным сопротивлениям бетона, принимаемым для бетонных конструкций в соответствии с п. 3.24, следует вводить коэффициенты условий работы mb10, равные:
0,85 – при классах бетона блоков В20 и В22,5;
0,75 – то же, В25–В35;
0,70 – то же, В40 и выше.
Толщина горизонтальных швов кладки не должна быть более 1,5 см, а раствор в швах должен иметь прочность в 28-дневном возрасте не ниже прочности бетонных блоков.
3.31 При изготовлении предварительно напряженных конструкций обжатие бетона допускается при его прочности не ниже установленной для проектного класса.
Расчетные сопротивления бетона для назначения передаточной прочности следует определять по таблице 3.6 путем интерполяции значений, относящихся к близким классам бетона.
Прочность бетона к моменту передачи на него полного усилия с напрягаемой арматуры и при монтаже следует назначать, как правило, не менее прочности, соответствующей классу бетона по прочности В25.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ
3.32 Основными деформационными характеристиками бетона являются нормативные значения:
- предельных деформаций бетона при: осевом сжатии ebo, сжатии при изгибе ebu, осевом растяжении ebto и растяжении при изгибе ebtu;
- модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еb;
- модуля сдвига бетона Gb;
- коэффициента поперечных деформаций n;
- предельных удельных деформаций ползучести бетона сn;
- предельных относительных деформаций усадки esn.
Значения предельных относительных деформаций бетона следует принимать:
- в случае осевого сжатия ebo = 0,002;
- в случае сжатия с изгибом ebu = 0,0035;
- в случае осевого растяжения ebto = 0,0001;
- в случае растяжения с изгибом ebtu = 0,00015.
Значение модулей упругости бетона при сжатии и растяжении Eb и при твердении бетона конструкций в естественных условия, в случае отсутствия опытных данных, следует принимать по таблице 3.11.
Таблица 3.11
Значения модулей упругости Eb, приведенные в таблице 3.11, следует уменьшать:
на 10% – для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке, а также для бетона, работающего в условиях попеременного замораживания и оттаивания;
на 15% – для бетона конструкций, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IVA в соответствии с требованиями СНиП 23-01.
Для кладки из бетонных блоков значения модулей деформации Е следует принимать для бетона классов:
В20 – В35 – 0,5 Eb;
В40 и выше – 0,6 Eb.
Приведенный модуль деформации бетона сборно-монолитной опоры в целом определяется как средневзвешенный по значениям модуля деформации бетона кладки из блоков и модуля упругости бетона ядра сечения с учетом пропорциональности их площадей сечения, по отношению ко всей площади сечения опоры.
Модуль сдвига бетона Gb следует принимать равным 0,4Eb, коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) – n = 0,2.
Минимальное значение модуля упругости клеев, используемых в стыках составных конструкций, не должно быть меньше 1500 МПа, а значение коэффициента поперечной деформации n – не более 0,25.
Нормативные значения предельных удельных деформаций ползучести Сn и относительных деформаций усадки esn следует принимать по таблице 3.12.
Таблица 3.12
Учитываемые в расчетах значения предельных удельных деформаций ползучести и деформаций усадки получают путем умножения нормативных значений на коэффициенты, принимаемые в зависимости от передаточной прочности, возраста бетона в момент загружения, модуля удельной поверхности элемента (отношения открытой поверхности элемента к его объему) и относительной влажности воздуха в соответствии с данными таблицы 3.13.
Таблица 3.13
Арматура
3.33 Основным прочностным показателем арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение. Класс арматуры отвечает гарантированному значению предела текучести физического или условного, устанавливаемому в соответствии с требованиями государственных стандартов или технических условий на арматуру.
Каждому классу арматуры, кроме характеристики по пределу текучести, соответствуют также свои значения временного сопротивления разрыву и относительного равномерного удлинения после разрыва.
Браковочные (гарантированные) значения этих характеристик принимают по действующим стандартам или техническим условиям на соответствующую арматуру и проверяются сертификационными испытаниями.
Кроме того, к арматуре предъявляются требования по дополнительным показателям качества, определяемым по соответствующим стандартам:
- свариваемость, оцениваемая испытаниями по прочности сварных соединений в зависимости от вида сварки и соединения;
- коррозионная стойкость, оцениваемая испытаниями по продолжительности пребывания арматуры в напряженном состоянии в агрессивной среде до разрушения;
- пластичность, оцениваемая испытаниями на изгиб (стержни) или перегиб (проволока) до разрушения;
- релаксационная стойкость, оцениваемая испытаниями по величине потерь под напряжением за определенный промежуток времени;
- усталостная прочность, оцениваемая пределом выносливости при нормированном количестве циклов загружения;
- хладостойкость, оцениваемая испытаниями на ударную вязкость или испытаниями на прочность образцов, в том числе и сварных, при воздействии низких отрицательных температур (минус 40 0С, минус 60 0С).
Дополнительные показатели качества арматуры при проектировании железобетонных конструкций мостов и труб устанавливают в соответствии с требованиями расчетов, условий эксплуатации и различных воздействий окружающей среды.
Марки стали для арматуры железобетонных мостов и труб, устанавливаемой по расчету, в зависимости от условий работы элементов конструкций и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства следует принимать по таблице 3.14 с учетом пп. 1.39, 3.91 и 3.133; при этом знак "плюс" означает возможность применения указанной марки стали в данных условиях.
Таблица 3.14
Арматурную сталь класса А300 марки Ст5пс допускается применять в пролетных строениях (исключая хомуты) и в опорах мостов, если диаметр ее стержней, мм, не более:
20 – для элементов с арматурой, не рассчитываемой на выносливость;
18 – то же, рассчитываемой на выносливость.
Указанную арматурную сталь при диаметрах 22 мм и более следует применять только в фундаментах и частях опор, расположенных ниже половины глубины промерзания грунта.
Сварные соединения стержневой термически упрочненной арматурной стали, высокопрочной арматурной проволоки, арматурных канатов класса К7 и стальных канатов со свивкой спиральной, двойной и закрытых не допускаются.
К стержневой напрягаемой арматуре, находящейся в пределах тела бетона конструкции, запрещается приварка каких-либо деталей или арматуры.
Применение в качестве рабочей рассчитываемой арматуры арматурных сталей, не предусмотренных таблице 3.14, в том числе импортных или выпускаемых по техническим условиям, допускается в установленном порядке, после всестороннего исследования их свойств на прочность, пластичность, свариваемость, коррозионную стойкость, релаксационную стойкость, хладостойкость, стойкость к усталостным разрушениям (работа на выносливость) и т.д. В этом случае, при использовании семипроволочных канатов в качестве напрягаемой арматуры рекомендуется применять только стабилизированные (с пониженной релаксацией) канаты обычного сечения и компактированные, в том числе в полиэтиленовой оболочке со смазкой и без смазки (моностренды), с гарантированным временным сопротивлением не выше 1860 МПа, а при применении в качестве арматуры, работающей без сцепления, не выше 1770 МПа.
В качестве арматуры могут быть применены листовой или фасонный прокат, а также композитные материалы на основе стеклянных, углеродных и минеральных волокон. Для дисперсного армирования может применяться фибра из стальной проволоки и стеклянных, углеродных и минеральных волокон. Применение этих материалов допускается на основании разработанных в установленном порядке нормативных документов.
3.34 Для монтажных (подъемных) петель следует предусматривать применение арматурной стали класса А240 марки Ст3сп.
Если проектом предусмотрен монтаж конструкции при среднесуточных температурах наружного воздуха не ниже минус 40 °С, то для монтажных петель допускается применение арматурной стали класса А240 из стали марки Ст3пс.
3.35 В качестве конструктивной арматуры при всех условиях допускается применение арматурной стали классов А240 и А300 марок, указанных в таблице 3.14, а также арматурной проволоки периодического профиля класса Вр.
СТАЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
3.36 Для закладных изделий, деформационных швов и прочих расчетных элементов следует применять стальной прокат и другие изделия согласно требований раздела 4.
В качестве неизвлекаемых металлических каналообразователей сборных и монолитных конструкций рекомендуется применение герметичных гофрированных труб, изготавливаемых из стальной ленты толщиной не менее 0,25 мм в соответствии техничекими условиями. В тех же конструкциях на кривых малого (ниже рекомендуемого) радиуса, а также на участках в зоне опирания анкеров напрягаемой арматуры допускается применение каналообразователей из труб. Применение оцинкованных каналообразователей, находящихся внутри бетона конструкции, запрещается.
Применение неизвлекаемых гофрированных полиэтиленовых каналообразователей допускается только при технико-экономическом обосновании.
Расчетные характеристики арматуры
3.37 Нормативные значения прочности арматуры гарантируют с обеспеченностью не менее 0,95, нормативные значения деформационных характеристик принимают равными их средним значениям.
Основной прочностной характеристикой стержневой арматуры при растяжении (сжатии) является нормативное значение сопротивленияRs,n, равное значениям физического предела текучести или условного, соответствующего остаточному удлинению, равному 0,2 %.
Для гладкой проволочной арматуры класса В по ГОСТ 7348 и арматурных канатов К-7 по ГОСТ 13840 в качестве нормативного значения сопротивления принимаются напряжения, соответствующие 0,95 условного предела текучести; для проволоки периодического профиля класса Вр по ГОСТ 7348 – 0,9 условного предела текучести.
Указанные характеристики определяют по действующим стандартам на арматурные стали.
Расчетные прочностные характеристики арматуры на растяжение (расчетные сопротивления) определяют делением нормативных значений на соответствующий коэффициент надежности по материалу (устанавливаемый в зависимости от вида и класса арматуры, группы предельных состояний) и умножением на коэффициент условий работы по назначению.
Для предельных состояний первой группы коэффициенты надежности по материалу приведены в таблице 3.15; коэффициенты условий работы по назначению принимают равными: для железнодорожных мостов – 0,90, для автодорожных мостов – 0,95. Для предельных состояний второй группы коэффициенты надежности по материалу и коэффициенты условий работы принимают равными 1,0.
Таблица 3.15
Расчетные сопротивления растяжению арматурных сталей следует принимать по таблице 3.16.
3.38 Расчетные сопротивления сжатию арматуры Rsc, Rрс принимают равными расчетным сопротивлениям растяжению Rs, Rр, но не более 400 МПа при действии кратковременной нагрузки и 500 МПа при действии остальных нагрузок – для всех видов арматуры, включая напрягаемую, имеющую сцепление с бетоном, и нулю – для напрягаемой арматуры, не имеющей сцепления.
Таблица 3.16
КОЭФФИЦИЕНТЫ УСЛОВИЙ РАБОТЫ АРМАТУРЫ
3.39 При расчете арматуры на выносливость расчетные сопротивления арматурной стали растяжению для ненапрягаемой Rsf и напрягаемойRpf арматуры следует определять по формулам:
Rsf = mas1 Rs = ers brw Rs; (3.4)
Rpf = map1 Rp = erp brw Rp, (3.5)
где mas1, map1 – коэффициенты условий работы арматуры, учитывающие влияние многократно повторяющейся нагрузки;
Rs, Rp – расчетные сопротивления арматурной стали растяжению, принимаемые по
таблице 3.16;
ers, erp – коэффициенты, зависящие от асимметрии цикла изменения напряжений в
арматуре r = smin/smax, приведены в таблице 3.17;
brw – коэффициент, учитывающий влияние на условия работы арматурного
элементов наличия сварных стыков или приварки к арматурным
элементам других элементов, приведен в таблице 3.18.
Таблица 3.17
Окончание таблицы 3.17
3.40 При расчете растянутой поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) в наклонных сечениях на действие поперечной силы к расчетным сопротивлениям растяжению арматурной стали, указанным в таблице 3.16, вводятся коэффициенты условий работы арматуры:
ma4 = 0,8 – для стержневой арматуры;
ma4 = 0,7 – для арматуры из высокопрочной проволоки, арматурных канатов класса К1400 и стальных канатов со спиральной и двойной свивкой и закрытых.
Если в сварных каркасах диаметр хомутов из арматурной стали класса А400 менее 1/3 диаметра продольных стержней, то учитываемые в расчете на поперечную силу напряжения в хомутах не должны превышать, МПа:
245 – при диаметре хомутов 6 и 8 мм;
255 – то же, 10 мм и более.
Таблица 3.18
3.41 Для арматурной стали классов А600 и А800 при применении стыков, выполненных контактной сваркой без продольной механической зачистки, и стыков на парных смещенных накладках к расчетным сопротивлениям растяжению, указанным в таблице 3.16, вводится коэффициент условий работы арматуры ma5 = 0,9.
Для арматурной стали классов А240, А300 и А400 при наличии стыков, выполненных контактной сваркой, ванным способом на удлиненных или коротких подкладках, на парных смещенных накладках, расчетные сопротивления растяжению следует принимать такими же, как для арматурной стали, не имеющей стыков.
3.42 При расчете по прочности нормальных сечений в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов (отдельных стержней, пучков, канатов), расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения, к расчетным сопротивлениям арматурной стали растяжению допускается вводить коэффициенты условий работы арматуры
ma6 = 1,1 – 0,5
, (3.6)
где (h – х) – высота растянутой зоны сечения;
а ³ 0,2 (h – х) – расстояние оси растянутого арматурного элемента от растянутой грани сечения.
3.43 При перегибе стальных канатов со спиральной или двойной свивкой вокруг анкерных полукруглых блоков диаметром D менее 24d (d – диаметр каната) к расчетным сопротивлениям канатов растяжению при расчетах на прочность должны вводиться коэффициенты условий работы канатов ma10, которые при отношениях D/d от 8 до 24 допускается определять по формуле
ma10 = 0,7 + 0,0125 D/d £ 1. (3.7)
При перегибах вокруг блоков диаметром D менее 8d коэффициенты условий работы канатов следует назначать по результатам опытных исследований.
3.44 При расчетах по прочности оцинкованной высокопрочной гладкой проволоки класса В диаметром 5 мм к расчетным сопротивлениям проволоки растяжению по таблице 3.16 следует вводить коэффициенты условий работы арматуры mа11, равные:
0,94 – при оцинковке проволоки по группе С, отвечающей среднеагрессивным условиям среды;
0,88 – то же, по группе Ж, отвечающей жесткоагрессивным условиям среды.
3.45 На всех стадиях работы железобетонной конструкции, на которых арматура не имеет сцепление с бетоном, арматура, не имеющая сцепление с бетоном, должна удовлетворять требованиям по предельным состояниям первой группы, включая требования по расчету на выносливость, и второй группы предъявляемым в соответствии с разделом 4.
При расчетах на прочность напрягаемых элементов на осевое растяжение на стадии создания в конструкции предварительного напряжения, а также на стадии монтажа до объединения арматуры с бетоном (омоноличивание напрягаемой арматуры) следует применять расчетные сопротивления арматурной стали растяжению с коэффициентами условий работы, равными:
1,10 – для стержневой арматурной стали, а также арматурных элементов из высокопрочной проволоки;
1,05 – для арматурных канатов класса К7, а также стальных канатов со спиральной и двойной свивкой и закрытых.
При этом если проектом предусмотрен контроль процесса натяжения механическим способом (по манометру) и по вытяжке, коэффициент надежности по нагрузке разрешается принимать равным 1,0.
Для отдельных видов напрягаемой арматуры и конкретных производителей, при соответствующем технико-экономическом обосновании и при условии проведения соответствующих испытаний регламентируемых п. 3.33, разрешается применять иные больше указанных выше, но такие, что расчетные сопротивления на этих стадииях не превышали 80% временного, но не выше нормативного сопротивления растяжению. При этом коэффициент надежности по нагрузке при определении усилий в напрягаемой арматуре принимается равным 1,10 и может быть понижен до значения 1,05 при условии, что проектом предусмотрен двойной контроль и допускаемое отклонение фактических значений усилия и вытяжки от проектных отличается не более 5% для каждого напрягаемого элемента или группы элементов при групповом натяжении.
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
3.46 Для стальных изделий железобетонных мостов и труб, представляющих отдельные их конструктивные детали (опорные части, элементы шарниров и деформационных швов, упорные устройства и т.д.), и для стальных закладных изделий из листового и фасонного проката расчетные сопротивления следует принимать такими же, как для элементов стальных конструкций мостов (см. раздел 4).
Расчетные сопротивления для арматурных стержней, анкеруемых в бетоне, следует принимать в соответствии с указаниями, относящимися к арматуре.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ АРМАТУРЫ
И ОТНОШЕНИЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ
3.47 Предельные значения относительных деформаций растянутой арматуры (при расчетах по предельным деформациям) следует принимать равными:
- для ненапрягаемой арматуры – 0,025;
- для напрягаемой арматуры – 0,015.
Значения модуля упругости арматуры следует принимать по таблице 3.19.
Таблица 3.19
3.48 Во всех расчетах элементов мостов, производимых по формулам упругого тела, кроме расчетов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость, следует использовать отношения модулей упругости n1 (Еs /Еb или Еp /Еb), определяемые по значениям модулей, приведенным для арматуры в таблице 3.19 и для бетона в таблице 3.11.
При расчетах элементов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость, при определении напряжений и геометрических характеристик приведенных сечений площадь арматуры учитывается с коэффициентом отношения модулей упругости n', при котором учитывается виброползучесть бетона. Значения n' следует принимать при бетоне классов:
В20 ...................................................... 22,5;
В22,5 и В25 ......................................... 20;
В27,5 ................................................... 17;
В30 и В35 ............................................ 15;
В40 и выше ......................................... 10.
РАСЧЕТ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ
Расчет по прочности и устойчивости
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
3.49 Расчет бетонных и железобетонных элементов мостов и труб следует производить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными усилиями.
Применение изгибаемых, центрально и внецентренно растянутых бетонных элементов в конструкциях не допускается.
3.50 Расчетные усилия в статически неопределимых конструкциях следует определять с учетом перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона, саморазогрева бетона в процессе твердения, искусственного регулирования и предварительного напряжения. Суммарное расчетное усилие от этих факторов допускается определять умножением на коэффициент надежности по нагрузке 1,1 (или 0,9).
3.51 Предельные усилия в элементах конструкций следует определять в сечениях, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.
3.52 При расчете бетонных и железобетонных элементов на воздействие сжимающей продольной силы N за предельное значение усилия необходимо принимать меньшее, полученное из расчетов по прочности и устойчивости. При расчете по прочности следует учитывать случайный эксцентриситет ес,сл = (1/400) l0 (l0 – геометрическая длина элемента или ее часть между точками закрепления элемента, принимаемая с учетом требований п. 3.16).
При расчете по трещиностойкости и деформациям случайный эксцентриситет учитывать не следует.
В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет ес (относительно центра тяжести приведенного сечения) находится как сумма эксцентриситетов – определяемого из статического расчета конструкции и случайного ес,сл.
Для элементов статически неопределимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения ес принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета, но не менее ес,сл.
3.53 Расчет по прочности и устойчивости сжатых, внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений в зависимости от величины эксцентриситета ес = М/N производится в соответствии с таблицей 3.20.
Таблица 3.20
Сжатые элементы с расчетным начальным эксцентриситетом ес > r следует рассчитывать на внецентренное сжатие.
Влияние прогиба на увеличение расчетного усилия внецентренно сжатого элемента при расчете по недеформируемой схеме следует учитывать путем умножения эксцентриситета ес на коэффициент h, определяемый по п. 3.54.
При расчете на устойчивость при ес £ r коэффициент продольного изгиба j следует принимать в соответствии с п. 3.55.
3.54 Коэффициент h, учитывающий влияние прогиба по прочности, определяется по формуле
(3.8)
где Ncr – условная критическая сила, определяемая по формулам:
для бетонных элементов
(3.9)
для железобетонных элементов
(3.10)
где Ib – момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне;
Is – момент инерции площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.
Моменты инерции определяются относительно осей, проходящих через центр тяжести приведенного сечения.
В формулах (3.9) и (3.10) коэффициентами jl и jp учитывается соответственно влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры и относительной величины эксцентриситета.
Значение коэффициента jl следует принимать равным:
, (3.11)
где М – момент относительно наиболее растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных и временных нагрузок;
Мl – то же, от действия постоянных нагрузок.
Значение коэффициента d следует принимать равным ес /h, но не менее определяемого по формуле
, (3.12)
где Rb – расчетное сопротивление бетона, МПа;
l0 – расчетная длина элемента.
Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки еc ³ 0,1 следует принимать jl = 1,0, а при еc < 0,1h – jl = 1,05.
Значение коэффициента jp, учитывающего влияние предварительного натяжения арматуры на жесткость элемента, следует определять по формуле
(3.13)
где sbp – предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести продольной арматуры с учетом всех потерь согласно приложению У;
для кольцевых и круглых сечений h = D.
В формуле (3.13) расчетные сопротивления Rb принимаются без учета коэффициентов условий работы бетона, а значения еc /h не должны превышать 1,5.
Сжатые железобетонные элементы должны иметь характеристики, при которых обеспечивается условие
N / Ncr £ 0,7 . (3.14)
При расчете элементов на внецентренное сжатие из плоскости изгиба, созданного внецентренным приложением нагрузки, необходимо учитывать значение случайного эксцентриситета (п. 3.52).
Для железобетонных элементов, имеющих несмещаемые опоры или опоры, одинаково перемещающиеся при вынужденных деформациях (например, при температурных удлинениях), значения коэффициента h следует принимать:
для сечений в средней трети длины элемента – по формуле (3.8);
то же, в пределах крайних третей длины элемента – по интерполяции между значениями, вычисленными для средней трети, и единицей, принимаемой для опорных сечений.
3.55 Коэффициент продольного изгиба j при расчетах сжатых (еc = 0) и внецентренно сжатых элементов, имеющих относительный эксцентриситет еc /r1, следует определять по формуле
(3.15)
где jm – коэффициент продольного изгиба, учитывающий воздействие временной нагрузки;
jl – то же, постоянных нагрузок;
Nl – расчетное продольное усилие от постоянной нагрузки с учетом усилия в напряга-
емой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном;
Nm – расчетное продольное усилие от временной нагрузки;
N = Nl + Nm – полное расчетное продольное усилие.
Значения коэффициентов jm и jl, при вычислении которых учтены также значения случайных эксцентриситетов по п. 3.52, следует принимать для железобетонных элементов по таблице 3.21, для бетонных элементов – по таблице 3.22.
Таблица 3.21
Таблица 3.22
В таблицах 3.21 и 3.22 обозначено:
b – сторона прямоугольного сечения, нормальная к направлению перемещения элемента;
d – диаметр круглого сечения элемента;
l0 /i – гибкость элемента (i – наименьший радиус инерции поперечного сечения);
ес /r – относительный эксцентриситет силы N;
ес – эксцентриситет силы N относительно центра тяжести приведенного сечения;
r = Wred / Ared – ядровое расстояние (Wred и Ared – момент сопротивления и площадь приведенного сечения).
Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента
3.56 Предельные усилия в сечениях согласно пп. 3.62–3.71 и п. 3.75 следует определять исходя из следующих предпосылок:
сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
сопротивление бетона сжатию ограничивается напряжениями, равными Rb и равномерно распределенными в пределах условной сжатой зоны бетона;
растягивающие напряжения в арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями растяжению в ненапрягаемой Rs и напрягаемой Rpарматуре;
сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями сжатию Rsc, а в напрягаемой – наибольшими сжимающими напряжениями sрс согласно п. 3.60.
Допускается производить указанные расчеты по предельным деформациям с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры в соответствии со СНиП 52-01, СП 52-101 и СП 52-102.
П р и м е ч а н и е – Для случаев, когда расчетные сопротивления и напряжения в бетоне и арматуре должны вводиться в формулы только в МПа, в тексте даются специальные указания.
3.57 Если в сжатой зоне расчетного сечения имеются бетоны разных классов, то их площади приводятся пропорционально расчетным сопротивлениям к бетону одного расчетного сопротивления.
3.58 При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщин hf, считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками.
Начало свеса принимается от ребра балки или от конца вута, если он имеет уклон 1:3 и более.
При переменной толщине плиты, а также при вутах с уклоном менее 1:3 длина свесов определяется по приведенной толщине плиты, которая находится с учетом площади плиты и вутов.
Площадь свесов растянутых поясов двутавровых сечений при расчете не учитывается.
3.59 Если количество растянутой арматуры по конструктивным соображениям или по расчету по трещиностойкости превышает требуемое по расчету по прочности, то в расчете допускается учитывать не всю арматуру, а только требуемую из расчета по прочности.
3.60 Напрягаемую арматуру, расположенную в сжатой зоне и имеющую сцепление с бетоном, следует вводить в расчет с напряжением
sрс = Rрс – sрс1, (3.16)
где Rрс – учитываемое расчетом наибольшее сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре согласно п. 3.38;
sрс1 – расчетное напряжение в напрягаемой арматуре (за вычетом всех потерь) при коэффициенте надежности по нагрузке, равном gg = 1,1; при sрс1 £ Rрс принимается sрс = 0.
Площадь поперечного сечения сжатой арматуры A¢s вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона х и расстояния a¢s этой арматуры до сжатой грани сечения.
При расчете изгибаемых элементов площадь A¢s учитывается полностью, если х2 ³ 2 a¢s , где х2 – высота сжатой зоны, определенная с учетом сжатой арматуры A¢s.
Если без учета сжатой арматуры высота сжатой зоны сечения отвечает условию х1 ³ 2 a¢s , а при учете сжатой арматуры х2 < 2 a¢s , то расчет на прочность допускается производить, используя условие
. (3.17)
A¢s при х1 < 2 a¢s не учитывается.
3.61 Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, должен производиться в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны x = х / h0 , определяемой из соответствующих условий равновесия. Значение x при расчете конструкций, как правило, не должно превышать относительной высоты сжатой зоны бетона xy, при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступает не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs или Rp с учетом соответствующих коэффициентов условий работы для арматуры.
Значение xy определяется по формуле
, (3.18)
где w = 0,85 – 0,008Rb – для элементов с обычным армированием;
w= 0,85 – 0,008 Rb + d £ 0,9 – для элементов с косвенным армированием;
при этом расчетное сопротивление бетона Rb следует принимать в МПа, а значение d – равным 10m, но не более 0,15 (где m – коэффициент армирования, принимаемый согласно п. 3.72);
напряжения в арматуре s1, МПа, следует принимать равными:
Rs – для ненапрягаемой арматуры;
Rp + 500 – sp – для напрягаемой арматуры;
расчетное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению Rp следует принимать с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, а величину предварительного напряжения в арматуре sp – с учетом первых и вторых потерь по приложению У;
при наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры напряжение s1 принимается по напрягаемой арматуре;
напряжение s2 является предельным напряжением в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа.
Если при расчете по прочности окажется необходимым и обоснованным сохранение полученного по расчету значения x = х / h0 по величине большего граничного значения xy, то расчет следует проводить с использованием нелинейной деформационной модели согласно указаниями СНиП 52-01, СП 52-101 и СП 52-102.
Указаниями СП 52-101 и СП 52-102 рекомендуется руководствоваться при расчетах:
- железобетонных элементов на косое внецентренное сжатие и косой изгиб;
- элементов прямоугольной и непрямоугольной формы, с арматурой произвольно распределенной по сечению; коротких консолей;
- конструкций на продавливание и отрыв;
- элементов, работающих на изгиб с кручением.
Во всех перечисленных расчетах следует для бетона и арматуры принимать расчетные сопротивления и предельные деформации, установленные в настоящих нормах.
Расчет изгибаемых железобетонных элементов
3.62 Расчет прямоугольных сечений (рисунок 3.1) при x = х/h0 £ xу следует производить из условия
, (3.19)
при этом высоту сжатой зоны х следует определять по формуле
. (3.20)
Здесь и в других формулах допускается высоту h0 принимать от равнодействующих усилий в арматуре Ар и Аs. При отсутствии напрягаемой арматуры h0 = h01.
Расчет продольного стыка плиты проезжей части ребристых пролетных строений автодорожных и городских мостов на прочность производится с введением к правой части формул (3.19) и (3.20) коэффициентов условий работы, равных 0,8 – для бездиафрагменных и 0,9 – для диафрагменных пролетных строений.
Рисунок 3.1 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
3.63 Расчет тавровых, двутавровых и коробчатых сечений с плитой в сжатой зоне при x = х/h0 £ xу следует производить в зависимости от положения границы сжатой зоны:
а) если граница сжатой зоны проходит в плите (рисунок 3.2,а), т.е. соблюдается условие
. (3.21)
расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b¢f в соответствии с п. 3.62;
б) если граница сжатой зоны проходит в ребре (рисунок 3.2,б), т.е. условие (3.21) не соблюдается, расчет должен выполняться из условия
, (3.22)
при этом высоту сжатой зоны бетона х следует определять по формуле
. (3.23)
Рисунок 3.2 Форма сжатой зоны в сечениях железобетонных элементов
с плитой в сжатой зоне
а – при расположении границы сжатой зоны в плите; б – то же, в ребре
3.64 Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r1/r2 ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее шести), должен производиться как для внецентренно сжатых элементов в соответствии с п. 3.71, принимая значение продольной силы N = 0 и подставляя вместо Nес значение изгибающего момента М.
3.65 Если рабочая напрягаемая арматура в изгибаемых железобетонных элементах автодорожных мостов не имеет сцепления с бетоном, то расчет сечений по прочности производится согласно п. 3.62 и п. 3.63, при этом в соответствующие формулы вместо расчетного сопротивления растяжению напрягаемой арматуры Rр вводится значение sр1 установившегося (за вычетом всех потерь) предварительного напряжения в напрягаемой арматуре.
Кроме этого, в составных по длине конструкциях следует дополнительно производить расчет по формулам сопротивления упругих материалов на расчетные нагрузки (с коэффициентом надежности по нагрузке), включая усилие от предварительного напряжения. На всех стадиях работы в стыках, не армированных ненапрягаемой арматурой, не допускаются растягивающие напряжения в зонах, где эти напряжения возникают от внешней нагрузки.
Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов
3.66 Внецентренно сжатые бетонные элементы с начальным эксцентриситетом ес £ r (п. 3.55) следует рассчитывать по устойчивости, выполняя условие
, (3.24)
где j – коэффициент, принимаемый по п. 3.55;
Аb – площадь сжатого сечения элемента.
3.67 Расчет по прочности внецентренно сжатых бетонных элементов при ес > r (r – ядровое расстояние по п. 3.55) производится в зависимости от положения нейтральной оси и значения а, принимаемого по формуле
а = ас – есh , (3.25)
где а – расстояние от точки приложения продольной силы N до наиболее сжатой грани сечения с учетом коэффициента h, определяемого согласно п. 3.54;
аc – расстояние от оси, проходящей через центр тяжести всего сечения, до наиболее сжатой грани;
ес – начальный эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести всего сечения.
При этом равнодействующая внешних сил должна находиться в пределах поперечного сечения элемента при соблюдении условия
. (3.26)
3.68 При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого сечений с плитой в сжатой зоне (рисунок 3.3) прочность сечения обеспечивается при соблюдении условия
, (3.27)
при этом высота сжатой зоны определяется:
при a > 0,5h¢f (нейтральная ось проходит в пределах ребра)
, (3.28)
при a £ 0,5h¢f (нейтральная ось проходит в пределах сжатой плиты) для расчета используются формулы (3.27) и (3.28) с заменой b на b¢f.
При расчете внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения прочность обеспечивается при соблюдении условия
, (3.29)
при этом высота сжатой зоны определяется по формуле
х = h – 2ech , (3.30)
Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента, элемент должен быть проверен расчетом по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента (п. 3.55).
Рисунок 3.3 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренносжатого бетонного элемента
Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов
3.69 Внецентренно сжатые железобетонные элементы с расчетным эксцентриситетом ес £ r (п. 3.55) следует рассчитывать по устойчивости и прочности исходя из следующих условий:
а) расчет по устойчивости:
при наличии сцепления арматуры с бетоном
, (3.31)
при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном
, (3.32)
б) расчет по прочности:
при наличии сцепления арматуры с бетоном
, (3.33)
при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном
. (3.34)
В формулах (3.31) – (3.34):
N – продольное сжимающее усилие от расчетных нагрузок (без учета усилия предварительного напряжения);
j – коэффициент продольного изгиба, принимаемый по п. 3.55;
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию при расчете по прочности, принимаемое по таблице 3.6;
Аb – полная площадь сечения элемента; если площадь сечения арматуры превышает 3 %, то Аb заменяют на (Аb – А¢s – А¢p);
Rsc, Rpc – расчетные сопротивления арматуры сжатию, принимаемые по п. 3.38;
spc – учитываемое в расчете, согласно п. 3.60, напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне;
spc1 – установившееся предварительное напряжение в напрягаемой арматуре А¢p, согласно п. 3.60, после проявления всех потерь;
msc = А¢s / Аb;
sb = N / Аb;
A¢s, A¢p – площади сечения соответственно всей ненапрягаемой и напрягаемой арматуры;
n1 – отношение модулей упругости, принимаемое по п. 3.48.
3.70 Расчет по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого поперечного сечений с плитой в сжатой зоне с эксцентриситетом ec > r при х > h¢f и x £ xy (рисунки 3.2 и 3.4) следует производить, используя условие
, (3.35)
и определять величину е0 по формуле
е0 = е + ес (h – 1) , (3.36)
где N – продольная сила;
h – коэффициент, определяемый по п. 3.54;
е – расстояние от точки приложения силы N до равнодействующей усилий в растянутой арматуре;
ес – начальный эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести всего сечения (с учетом случайного эксцентриситета согласно п. 3.52);
spc – сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в зоне, сжатой от внешней нагрузки, согласно п. 3.60.
Для прямоугольных сечений в формуле (3.35) принимается b¢f = b.
Высоту сжатой зоны бетона х необходимо определять по формуле
. (3.37)
Знаки при усилиях в формуле (3.37) соответствуют расположению силы N вне сечения.
При расчете двутавровых сечений с плитой в растянутой зоне свесы плиты не учитываются. Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента, следует проводить расчет по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента.
Учет работы сжатой ненапрягаемой арматуры следует производить по п. 3.60. Однако если без учета этой арматуры х > 2a¢s, а с ее учетомх < 2a¢s, то расчет по прочности допускается производить, используя условие
. (3.38)
Расчет на прочность внецентренно сжатых предварительно напряженных элементов при предварительном напряжении заменяется расчетом по образованию продольных трещин под нормативной нагрузкой (п. 3.100) с ограничением сжимающих напряжений в бетоне значениями Rb,mc1, соответствующими классу передаточной прочности бетона.
Рисунок 3.4 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренносжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
3.71 Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов кольцевого сечения при отношении внутреннего r1 и наружного r2 радиусовr1/r2 ≥ 0,5 с ненапрягаемой арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), производится в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона, равной:
. (3.39)
В зависимости от значений x cir в расчетах используются приведенные условия:
а) при 0,15 < x cir < 0,60 из условия
; (3.40)
б) при x cir £ 0,15 из условия
, (3.41)
где
; (3.42)
в) при x cir ≥ 0,6 из условия
, (3.43)
где
. (3.44)
В формулах (3.39) – (3.44):
Аb – площадь бетона кольцевого сечения;
Аs,tot – площадь сечения всей продольной арматуры;
rm = (r1 + r2) / 2, (3.45)
rs – радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры.
Эксцентриситет продольной силы eо определяется с учетом случайного эксцентриситета по п. 3.52 и прогиба элемента согласно пп. 3.54 и 3.70.
3.72 Расчет элементов сплошного сечения с косвенным армированием и с ненапрягаемой продольной арматурой следует производить согласно требованиям п. 3.69,б и п. 3.70. В расчет следует вводить часть бетонного сечения, ограниченную крайними стержнями сеток поперечной арматуры или спиралью (считая по ее оси), и подставлять в расчетные формулы вместо Rb приведенную призменную прочностьRb,red. Гибкость l0 / ief элементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании: сетками – 55, спиралью – 35 (где ief – радиус инерции вводимой в расчет части сечения).
Значения Rb,red следует определять по формулам:
а) при армировании сварными поперечными сетками
, (3.46)
где Rs – расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток;
. (3.47)
В формулах (3.46) и (3.47):
nx, Аsx, lx – соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержней сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);
ny, Аsy, ly – то же, в другом направлении;
Аef – площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней);
s – расстояние между сетками (считая по осям стержней); если устанавливается одна сетка, то величина s принимается равной 7 см;
j – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле
(3.48)
при
. (3.49)
В формуле (3.49) Rs и Rb принимаются в МПа, m = ms,xy.
Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;
б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой
, (3.50)
где Rs – расчетное сопротивление арматуры спирали;
еc – эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба);
m – коэффициент армирования, равный:
, (3.51)
Аs,cir – площадь поперечного сечения спиральной арматуры;
def – диаметр части сечения внутри спирали;
s – шаг спирали.
При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями п. 3.54, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали. ЗначениеNcr, полученное по формуле (3.9), должно быть умножено на коэффициент j1 = 0,25 + 0,05l0/cef £ 1 (где сef равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения), а при определении d второй член правой части формулы (3.12) заменяется на 0,01(l0/cef)j2, где j2 = (0,1l0/cef – 1) £ 1. Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетомАef и Rb,red, превышает его несущую способность, определенную по полному сечению Аb и с учетом Rb (но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям п. 3.153.
3.73 При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует производить согласно указаниям п. 3.69,б и п. 3.70 под эксплуатационной нагрузкой (при gf = 1), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместо Rb и Rs расчетные сопротивления Rbn и Rsn для предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным Rsc,ser, но не более 400 МПа.
Расчет центрально-растянутых элементов
3.74 При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов все расчетное усилие должно полностью восприниматься арматурой, при этом требуется соблюдение условия
, (3.52)
где N – продольное растягивающее усилие, приложенное центрально.
Расчет внецентренно растянутых элементов
3.75 Расчет сечений внецентренно растянутых железобетонных элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N исходя из следующих условий:
а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок 3.5, а), причем все сечение растянуто, то в этом случае вся расчетная сила должна быть полностью воспринята арматурой и расчет следует производить, используя условия:
, (3.53)
, (3.54)
б) если продольная сила N приложена за пределами расстояний между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок 3.5,б) с расположением нейтральной оси в пределах ребра, то прочность сечения следует устанавливать из условия
(3.55)
Высоту сжатой зоны бетона х следует определять по формуле
(3.56)
Если полученное из расчета по формуле (3.56) значение х > xу h0, то в условие (3.55) подставляется х = xуh0, где xу определяется согласно указаниям п. 3.61.
Учет работы сжатой арматуры следует производить согласно п. 3.60. Однако, если без учета этой арматуры величина х > 2a¢s, а с учетом ее х < 2a¢s, то расчет по прочности следует производить из условия
(3.57)
Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента
3.76 Расчет по прочности наклонных сечений должен производиться с учетом переменности сечения:
на действие поперечной силы между наклонными трещинами (п. 3.77) и по наклонной трещине (п. 3.78);
на действие изгибающего момента по наклонной трещине для элементов с поперечной арматурой (п. 3.83).
Рисунок 3.5 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
а – продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре;
б – то же, за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре
Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы
3.77 Для железобетонных элементов с поперечной арматурой должно быть соблюдено условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами:
(3.58)
В формуле (3.58):
– поперечная сила на расстоянии не ближе h0 от оси опоры;
jw1 = 1 +hn1mw , при расположении хомутов нормально к продольной оси jw1 £ 1,3,
где h = 5 – при хомутах, нормальных к продольной оси элемента;
h = 10 – то же, наклонных под углом 45°;
n1 – отношение модулей упругости арматуры и бетона, определяемое согласно п. 3.48;
, (3.59)
Аsw – площадь сечения ветвей хомутов, расположенных в одной плоскости;
Sw – расстояние между хомутами по нормали к ним;
b – толщина стенки (ребра);
h0 – рабочая высота сечения.
Коэффициент jb1 определяется по формуле
jb1 = 1 – 0,01Rb , (3.60)
где расчетное сопротивление Rb принимается в МПа.
3.78 Расчет наклонных сечений элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы (рисунок 3.6) следует производить из условий:
для элементов с ненапрягаемой арматурой
Q ≤ SRswAsi sin a + SRswAsw + Qb + Qrw ; (3.61)
для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов
Q ≤ SRpwApi sin a + SRswAsw + SRpwApw + Qb + Qrw . (3.62)
Рисунок 3.6 Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие поперечной силы
а – с ненапрягаемой арматурой; б – с напрягаемой арматурой
В формулах (3.61) и (3.62):
Q – максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;
SRswAsi sin a, SRswAsw – суммы проекций усилий всей пересекаемой ненапрягаемой (наклонной и нормальной к продольной оси элемента) арматуры при длине проекции сечения с, не превышающей 2h0;
SRpwApi sin a, SRpwApw – то же, в напрягаемой арматуре, имеющей сцепление с бетоном (если напрягаемая арматура не имеет сцепления с бетоном, то значение расчетного сопротивления Rpw следует принять равным установившемуся предварительному напряжению spw1 в напрягаемой арматуре);
Rsw, Rpw – расчетные сопротивления ненапрягаемой и напрягаемой арматуры с учетом коэффициентов ma4 или mp4, определяемых по п. 3.40;
a – угол наклона стержней (пучков) к продольной оси элемента в месте пересечения наклонного сечения;
Qb – поперечное усилие, передаваемое в расчете на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения и определяемое по формуле
(3.63)
где b, h0 – толщина стенки (ребра) или ширина сплошной плиты и расчетная высота сечения, пересекающего центр сжатой зоны наклонного сечения;
с – длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая сравнительными расчетами согласно требованиям п. 3.79;
m – коэффициент условий работы, равный
, (3.64)
но не менее 1,3 и не более 2,5,
где Rb,sh – расчетное сопротивление на скалывание при изгибе (таблица 3.6);
tq – наибольшее скалывающее напряжение от нормативной нагрузки;
при tq £ 0,25 Rb,sh – проверку на прочность по наклонным сечениям допускается не производить, а при tq > Rb,sh – сечение должно быть изменено;
Q rw – усилие, воспринимаемое горизонтальной арматурой, кгс:
Q rw = 1000 A rw K, (3.65)
где Arw – площадь горизонтальной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, см2, пересекаемой наклонным сечением под углом b, град.
Значение коэффициента К определяется условием
(3.66)
В сечениях, расположенных между хомутами, при b = 90°
Q rw = 1000 A rw . (3.67)
3.79 Невыгоднейшее наклонное сечение и соответствующую ему проекцию на продольную ось элемента следует определять посредством сравнительных расчетов из условия минимума поперечной силы, воспринимаемой бетоном и арматурой. При этом на участках длиной 2h0 от опорного сечения следует выполнять проверку наклонных сечений с углом наклона к опорному (вертикальному) сечению 45° для конструкций с ненапрягаемой арматурой и 60° – с напрягаемой. При сосредоточенном действии нагрузки вблизи опоры наиболее опасное наклонное сечение имеет направление от нагрузки к опоре.
3.80 При наличии напрягаемых хомутов угол к продольной оси элемента при дополнительной проверке по наклонным сечениям следует определять по формуле
, (3.68)
где smt – значение главного растягивающего напряжения;
rb – значение касательного напряжения.
3.81 Для железобетонных элементов без поперечной арматуры должно соблюдаться условие, ограничивающее развитие наклонных трещин,
Q ≤ Qb + Qrw . (3.69)
3.82 При расчете растянутых и внецентренно растянутых элементов при отсутствии в них сжатой зоны вся поперечная сила Q должна восприниматься поперечной арматурой.
При расчете внецентренно растянутых элементов при наличии сжатой зоны значение Qb, вычисленное по формуле (3.63), следует умножить на коэффициент kt, равный:
, (3.70)
но не менее 0,2 (N – продольная растягивающая сила).
Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента,
на действие изгибающих моментов
3.83 Расчет наклонных сечений по изгибающему моменту (рисунок 3.7) следует производить, используя условия:
для элементов с ненапрягаемой арматурой
М ≤ RsAszs + SRsAswzsw + SRsAsizsi ; (3.71)
для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов
М ≤ RpApzp + SRpApwzpw + SRsAswzsw + SRpApi zpi; (3.72)
где М – момент относительно оси, проходящей через центр сжатой зоны наклонного сечения, от расчетных нагрузок, расположенных по одну сторону от сжатого конца сечения;
zsw, zs, zsi, zpw, zp, zpi – расстояния от усилий в ненапрягаемой и напрягаемой арматуре до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона в сечении, для которого определяется момент; остальные обозначения приведены в п. 3.78.
Продольная арматура стенок в расчете не учитывается.
Положение невыгоднейшего наклонного сечения следует определять путем сравнительных расчетов, проводимых, как правило, в местах обрыва или отгибов арматуры и в местах резкого изменения сечения.
3.84 Для наклонных сечений, пересекающих растянутую грань элемента на участках, обеспеченных от образования нормальных трещин от нормативной нагрузки (при sbt < Rbt), расчет на действие момента допускается не производить.
3.85 При расчете по прочности на действие момента напрягаемую поперечную арматуру, не имеющую сцепления с бетоном, следует учитывать так же, как при расчете на поперечную силу по п. 3.78.
Рисунок 3.7 Схема усилий в сечении, наклонном кпродольной оси железобетонного
элемента, при расчете его по прочности на действие изгибающего момента
а – с ненапрягаемой арматурой; б – с напрягаемой арматурой
Расчет стыков на сдвиг
3.86 Клееные или бетонируемые (стыки плоские или с уступом) в изгибаемых составных по длине конструкциях следует рассчитывать на прочность по сдвигу по формуле
Q ≤ 0,45mshNa , (3.73)
где Q – максимальное сдвигающее усилие от внешних нагрузок и предварительного напряжения в наклонной арматуре, взятых с коэффициентами надежности, соответствующими расчетам по первой группе предельных состояний;
0,45 – расчетное значение коэффициента трения бетона по бетону;
msh – коэффициент условий работы стыкового шва при сдвиге, определяемый для разных видов стыков по п. 3.87;
Na – усилие, воспринимаемое площадью рабочего сечения стыка, соответствующей сжатой части эпюры нормальных напряжений.
При этом коэффициенты надежности к усилиям, возникающим в напрягаемой арматуре (вместо указанных в п. 2.5 и таблице 2.4), принимаются равными:
gf = 1 ± 0,1 – при числе напрягаемых пучков (стержней) n £ 10;
– при n > 10.
В рабочее сечение стыка входит сечение стенки (ребра) и продолжение ее в верхней и нижней плитах.
При условии пересечения стыка в пределах стенки наклонными пучками, расположенными в закрытых заинъецированных каналах, в рабочее сечение стыка могут включаться также прилегающие к стенке участки вутов и плиты протяженностью с каждой стороны не более двух толщин плиты (без вутов) или стенки, если она тоньше плиты.
При учете совместной работы на сдвиг клееного стыка и жестких элементов (уступов, шпонок и т.п.), воспринимающих поперечную силу, несущую способность жестких элементов следует принимать с коэффициентом сочетания, равным 0,7. При этом усилие, воспринимаемое жестким элементом, не должно превышать половины величины поперечной силы, действующей на стык.
3.87 Коэффициенты условий работы msh в формуле (3.73) следует принимать равными:
для клееного плотного тонкого стыка с отверждением клеем – 1,2;
для бетонируемого стыка без выпусков арматуры – 1,0;
для клееного стыка с неотвержденным клеем с гладкой поверхностью торцов блоков – 0,25;
то же, с рифленой поверхностью торцов блоков – 0,45.
3.88 В стыках составных по длине пролетных строений не допускаются растягивающие напряжения от расчетных постоянных нагрузок, учитываемых при выполнении расчетов по первой группе предельных состояний.
Расчет на местное сжатие (смятие)
3.89 При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие
N ≤ jloc Rb,loc Aloc , (3.74)
где N – продольная сжимающая сила от местной нагрузки;
jloc – коэффициент, принимаемый равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия – 1,00, при неравномерном распределении – 0,75;
Aloc – площадь смятия;
Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формулам:
Rb,loc = 13,5jloc1Rbt , (3.75)
. (3.76)
В формулах (3.75) и (3.76):
Rbt – расчетное сопротивление бетона растяжению для бетонных конструкций;
Аd – расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия в соответствии со схемами, приведенными на рисунке 3.8.
3.90 При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие
N ≤ Rb,red Aloc , (3.77)
где Aloc – площадь смятия;
Rb,red – приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле
Rb,red = Rb jloc,b + j m Rs jloc,s . (3.78)
В формуле (3.78):
Rb, Rs – в МПа;
; (3.79)
j, m – соответственно коэффициент эффективности косвенного армирования и коэффициент армирования сечения сетками или спиралями согласно п. 3.72 [формулы (3.47), (3.48) и (3.51)];
;
Aef – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие Alog < Aef £ Аd;
Аd – расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия Alog и принимаемая не более указанной на рисунке 3.8.
Остальные обозначения следует принимать согласно требованиям п. 3.89.
Бетон конструкции в зоне передачи на него сосредоточенных усилий (рисунок 3.8) должен быть рассчитан на местное сжатие (смятие), а также по трещиностойкости с учетом местных растягивающих напряжений согласно указаниям п. 3.111.
Рисунок 3.8 Схемы расположения расчетных площадей Ad
в зависимости от положения площадей смятия Aloс
Расчет на выносливость
3.91 Расчету на выносливость подлежат элементы железнодорожных мостов, мостов под пути метрополитена, совмещенных мостов и плиты проезжей части автодорожных и городских мостов; при толщине засыпки менее 1 м – ригели рам и перекрытия прямоугольных железобетонных труб, включая места их сопряжения со стенками.
На выносливость не рассчитывают:
бетонные опоры;
фундаменты всех видов;
звенья круглых труб;
прямоугольные трубы и их перекрытия при толщине засыпки 1 м и более;
стенки балок пролетных строений;
бетон растянутой зоны;
арматуру, работающую только на сжатие;
железобетонные опоры, в которых коэффициенты асимметрии цикла напряжений превышают в бетоне 0,6, в арматуре – 0,7.
Если при расчете на выносливость железобетонных опор и перекрытий труб напряжения в арматуре не превышают 75 % установленных расчетных сопротивлений (с учетом коэффициентов условий работы по п. 3.26 и п. 3.39), то дополнительные ограничения по классам арматуры и маркам стали, указанные в п. 3.33 для арматуры, рассчитываемой на выносливость при средней температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, могут не выполняться.
3.92 Расчет на выносливость элементов (или их частей) предварительно напряженных железобетонных конструкций, отнесенных к категориям требований по трещиностойкости 2а или 2б (п. 3.95), по сечениям, нормальным к продольной оси, следует производить по приведенным ниже формулам, подставляя абсолютные значения напряжений и принимая сечения элементов без трещин:
а) при расчете арматуры растянутой зоны:
sp,max = (sp1 – sel,c) + spg + spn ≤ map1Rp ; (3.80) sp,min = (sp1 – sel,c) + spg ; (3.81)
б) при расчете бетона сжатой зоны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов:
sbc,max = spc1 + spcg + spcn ≤ mb1Rb ; (3.82)
spc,min = spc1 + spcg (3.83)
(знак напряжений при расчете статически неопределимых конструкций может изменяться на противоположный).
В формулах (3.80) – (3.83):
sp,max, sp,min – напряжения в напрягаемой арматуре соответственно максимальные и минимальные;
sp1 – установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны;
s el,c – снижение напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны от упругого обжатия бетона согласно п. 3.93;
spg = n1sbtg – напряжения в арматуре от постоянной нагрузки;
spn = n1sbtn – напряжения в арматуре от временной нагрузки;
где n1 – отношение модулей упругости согласно п. 3.48;
map1 – коэффициент условий работы арматуры, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.39;
Rp – расчетное сопротивление напрягаемой арматуры согласно п. 3.37;
spc,max, spc,min – сжимающие напряжения в бетоне соответственно максимальные и минимальные;
sbc1 – установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в бетоне сжатой зоны;
sbtg, sbcn – напряжения в бетоне от постоянной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;
sbtn, sbcg – напряжения в бетоне от временной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;
mb1 – коэффициент условий работы бетона, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.26;
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию согласно п. 3.24.
П р и м е ч а н и е – При расчете как на выносливость, так и на трещиностойкость, при определении напряжений в бетоне с учетом приведенного сечения, в формулах напряжения в арматуре, напрягаемой на упоры, принимают без их снижения от упругого обжатия бетона (пои условии, если при расчете всю арматуру, имеющую сцепление с бетоном, включают в приведенные характеристики сечения).
3.93 Напряжения в напрягаемой арматуре следует вычислять с учетом снижения от упругого обжатия бетона sel,c, которое при одновременном обжатии бетона всей напрягаемой на упоры арматурой необходимо определять по формуле
sel,c = n1sbp . (3.84)
При натяжении арматуры на бетон в несколько этапов снижение предварительного напряжения в арматуре, натянутой ранее, следует определять по формуле
sel,c = n1Dsb m1. (3.85)
В формулах (3.84) и (3.85):
n1 – отношение модулей упругости согласно п. 3.48;
sbp – предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры, вызываемое обжатием сечения всей арматуры;
Dsb – напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры, вызываемое натяжением одного пучка или стержня с учетом потерь, соответствующих данной стадии работы;
m1 – число одинаковых пучков (стержней), натянутых после того пучка (стержня), для которого определяют потери напряжения.
3.94 Расчет на выносливость элементов железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой производится по формулам сопротивления материалов без учета работы бетона растянутой зоны. Этот расчет допускается производить по формулам, указанным в таблице 3.23.
Таблица 3.23
Формулы таблицы 3.23 могут использоваться для определения по их левым частям значений smin и smax при вычислении коэффициентов r, приведенных в таблицах 3.9, 3.17 и 3.18.
При расчете по формуле (3.90) следует учитывать также указания п. 3.91 по расчету на выносливость преимущественно сжатой арматуры при знакопеременных напряжениях.
Аналогичным образом следует выполнять расчет внецентренно растянутых элементов. При расчете центрально-растянутых элементов все растягивающее усилие передается на арматуру.
Кроме расчета на выносливость, сечения должны быть рассчитаны по прочности.
В формулах (3.86) – (3.90):
M, N – момент и нормальная сила;
Ired – момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси без учета растянутой зоны бетона с введением отношения n¢ к площади всей арматуры согласно п. 3.48;
х¢ – высота сжатой зоны бетона, определяемая по формулам расчета упругого тела;
mb1, mas1 – коэффициенты, учитывающие асимметрию цикла напряжений в бетоне и в ненапрягаемой арматуре (с учетом сварных соединений) согласно п. 3.26 и п. 3.39, вводимые к расчетным сопротивлениям соответственно бетона Rb и арматуры Rs;
аu, а¢u – расстояние от наружной соответственно растянутой и сжатой (или менее растянутой) граней до оси ближайшего ряда арматуры;
Аred – площадь приведенного поперечного сечения элемента с введением отношения n¢, согласно п. 3.48 к площади поперечного сечения всей арматуры.
Сведения о СНиП 2.05.03-84* (актуализированный)
1 РАЗРАБОТАН ОАО ЦНИИС
2 ВНЕСЕН Министерством регионального развития Российской Федерации
3 УТВЕРЖДЕН И введен в действие Приказом Минрегиона России
4 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение | ||
| 1 | ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ | |
| Область применения | ||
| Общие указания | ||
| Расположение мостов и труб | ||
| Основные требования к конструкциям | ||
| Габариты | ||
| Расчет мостов и труб на воздействие водного потока | ||
| Общие указания | ||
| Расчет несущих конструкций и оснований мостов и труб на силовые воздействия |
||
| Общие указания | ||
| Деформации, перемещения, продольный профиль конструкций | ||
| Верхнее строение пути на железнодорожных мостах | ||
| Мостовое полотно автодорожных и городских мостов | ||
| Сопряжение мостов с подходами | ||
| Отвод воды | ||
| Эксплуатационные обустройства. | ||
| Авторский надзор, инженерное и научно-техническое сопровождение и мониторинг напряженно-деформированного состояния | ||
| 2 | НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ | |
| Сочетания нагрузок. | ||
| Постоянные нагрузки и воздействия | ||
| Временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов. | ||
| Прочие временные нагрузки и воздействия | ||
| 3 | БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ | |
| Основные расчетные требования. | ||
| Материалы для бетонных и железобетонных конструкций | ||
| Бетон. | ||
| Общая характеристика | ||
| Расчетные сопротивления | ||
| Характеристики деформативных свойств | ||
| Арматура | ||
| Стальные изделия | ||
| Расчетные характеристики арматуры | ||
| Коэффициенты условий работы арматуры | ||
| Расчетные характеристики для стальных изделий | ||
| Характеристики деформативных свойств арматуры и отношение модулей упругости |
||
| Расчет по предельным состояниям первой группы | ||
| Расчет по прочности и устойчивости | ||
| Общие указания | ||
| Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента | ||
| Расчет изгибаемых железобетонных элементов | ||
| Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов. | ||
| Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов. | ||
| Расчет центрально-растянутых элементов | ||
| Расчет внецентренно растянутых элементов | ||
| Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента | ||
| Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы | ||
| Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие изгибающих моментов | ||
| Расчет стыков на сдвиг | ||
| Расчет на местное сжатие (смятие) | ||
| Расчет на выносливость. | ||
| Расчет по предельным состояниям второй группы | ||
| Расчет на трещиностойкость | ||
| Общие положения | ||
| Расчет по образованию трещин. | ||
| Расчет по раскрытию трещин | ||
| Определение прогибов и углов поворота. | ||
| Конструктивные требования. | ||
| Минимальные размеры сечения элементов | ||
| Наименьшие диаметры ненапрягаемой арматуры | ||
| Защитный слой бетона | ||
| Минимальные расстояния между арматурными элементами | ||
| Анкеровка ненапрягаемой арматуры | ||
| Анкеровка напрягаемой арматуры | ||
| Продольное армирование элементов | ||
| Поперечное армирование элементов | ||
| Сварные соединения арматуры. | ||
| Стыки ненапрягаемой арматуры внахлестку (без сварки). | ||
| Стыки элементов сборных конструкций. | ||
| Дополнительные указания по конструированию предварительно напряженных железобетонных элементов | ||
| Закладные изделия | ||
| Конструирование опор | ||
| Гидроизоляция конструкций. | ||
| 4 | СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. | |
| Общие положения | ||
| Материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия | ||
| Расчетные характеристики материалов и соединений | ||
| Учет условий работы и назначения конструкций. | ||
| Расчеты | ||
| Общие положения | ||
| Расчеты по прочности. | ||
| Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы | ||
| Изгибаемые элементы | ||
| Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом. | ||
| Расчеты на прочность и ползучесть стальных канатов | ||
| Расчеты по устойчивости | ||
| Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, не подкрепленных ребрами жесткости | ||
| Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости | ||
| Расчетные длины. | ||
| Предельная гибкость стержневых элементов | ||
| Расчет на выносливость элементов стальных конструкций и их соединений | ||
| Особенности расчетов несущих элементов и соединений | ||
| Элементы главных ферм | ||
| Элементы проезжей части. | ||
| Элементы связей. | ||
| Расчет соединений | ||
| Расчет соединительных планок и перфорированных листов. | ||
| Расчет опорных частей | ||
| Конструирование | ||
| Общие положения | ||
| Сечения элементов | ||
| Ребра жесткости сплошных изгибаемых балок | ||
| Предварительно напряженные пролетные строения | ||
| Сварные, фрикционные и болтовые соединения. | ||
| Детали конструкции | ||
| Конструкции планок и перфорированных листов | ||
| Особенности конструкции болтосварных пролетных строений | ||
| Конструкция ортотропной плиты проезжей части | ||
| Конструкция опорных частей | ||
| 5 | СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ. | |
| Общие положения | ||
| Расчеты | ||
| Основные положения. | ||
| Расчет конструкций. | ||
| Расчет по прочности | ||
| Расчет на выносливость. | ||
| Расчет по трещиностойкости. | ||
| Расчет объединения железобетонной плиты со стальной конструкцией | ||
| Проверка жесткости, определение строительного подъема и расчет по горизонтальным нагрузкам | ||
| Конструирование. | ||
| 6 | ДЕРЕВЯННыЕ КОНСТРУКЦИИ | |
| Общие указания | ||
| Материалы | ||
| Расчетные характеристики материалов и соединений | ||
| Расчеты | ||
| Определение усилий и моментов | ||
| Расчетная длина сжатых элементов и гибкость элементов | ||
| Расчет элементов конструкций | ||
| Расчет соединений | ||
| Конструирование. | ||
| Основные требования. | ||
| Наименьшие размеры элементов и допускаемые их гибкости | ||
| Стыки и соединения | ||
| Элементы пролетных строений и опор. | ||
| 7 | ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ | |
| Общие положения | ||
| Расчеты | ||
| Конструирование. | ||
| Приложение А. Перечень нормативных документов. | ||
| Приложение Б. Термины и определения. | ||
| Приложение В. Классификация мостовых сооружений и труб | ||
| Приложение Г. Сроки службы. | ||
| Приложение Д. Основные буквенные обозначения величин | ||
| Приложение Е. Предельные состояния | ||
| Основные положения | ||
| Критерии предельных состояний первой группы (по несущей способности) | ||
| Критерии предельных состояний второй группы (по эксплуатационной пригодности) | ||
| Приложение Ж. Габариты приближения конструкций мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования, внутрихозяйственных автомобильных дорогах, в сельскохозяйственных предприятиях, на внутренних автомобильных дорогах промышленных предприятий, а также на улицах и дорогах в городах, поселках и сельских населенных пунктах | ||
| Приложение К. Коэффициент сочетаний h для временных нагрузок и воздействий. | ||
| Приложение Л. Методика определения равнодействующей нормативного горизонтального (бокового) давления от собственного веса грунта на опоры мостов | ||
| Приложение М. Методика определения коэффициента вертикального давления грунта при расчете звеньев (секций) труб | ||
| Приложение Н. Нормативная временная вертикальная нагрузка СК от железнодорожного подвижного состава и правила загружения ею линий влияния | ||
| Приложение П. Эквивалентные нагрузки от одиночных автомобилей, стоящих и движущихся колонн автомобилей | ||
| Приложение Р. Методика определения горизонтального (бокового) давления грунта на береговые опоры (устои) от транспортных средств железных и автомобильных дорог | ||
| При расположении на призме обрушения подвижного состава железных дорог | ||
| При расположении на призме обрушения колесной и гусеничной автомобильных нагрузок | ||
| Приложение С. Аэродинамические коэффициенты | ||
| Приложение Т. Нормативная ледовая нагрузка. | ||
| Приложение У. Потери предварительного напряжения арматуры | ||
| Приложение Ф. Расчет жестких звеньев круглых железобетонных труб | ||
| Приложение Х. Определение жесткостей сечений железобетонных элементов для расчета прогибов и углов поворота с учетом ползучести бетона | ||
| Приложение Ц. Коэффициенты условий работы канатов | ||
| Приложение Ш. Коэффициенты для расчета по устойчивости стержней и балок | ||
| Приложение Щ. Расчет по устойчивости полок и стенок элементов, подкрепленных ребрами жесткости. | ||
| Приложение Э. Коэффициенты для расчета на выносливость. | ||
| Приложение Ю. Расчет ортотропной плиты проезжей части по прочности и устойчивости | ||
| Усилия в ортотропной плите при работе на изгиб между главными балками | ||
| Расчет элементов ортотропной плиты по прочности | ||
| Расчет элементов ортотропной плиты по устойчивости | ||
| Приложение Я. Учет ползучести, виброползучести бетона и обжатия поперечных швов в сталежелезобетонных конструкциях. | ||
| Приложение 1. Определение напряжений в сталежелезобетонных балках от усадки бетона и температурных воздействий. | ||
| Приложение 2. Распределение сдвигающих усилий по шву объединения железобетонной плиты и стальной конструкции в сложных случаях воздействий | ||
| Приложение 3. Расчеты по прочности объединения железобетона и стали гибкими упорами и анкерами | ||
| Приложение 4. Расчеты по прочности объединения железобетона и стали высокопрочными болтами, обжимающими железобетон | ||
| Приложение 5. Расчетное сопротивление грунтов основания осевому сжатию | ||
| Приложение 6. Методика проверки несущей способности по грунту фундамента из свай или опускного колодца как условного фундамента мелкого заложения | ||
| Приложение 7. Методика определения несущей способности подстилающего слоя грунта. | ||
| Приложение 8. Методика определения дополнительных давлений на основание устоя от веса примыкающей части подходной насыпи. |
СНиП 2.05.03-84* (актуализированный) по проектированию мостов и труб разработан в развитие положений и требований СНиП 2.05.03-84*.
СНиП содержит нормы по проектированию новых и реконструкции существующих мостовых сооружений и труб под насыпями.
1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий документ распространяется на проектирование новых и реконструируемых постоянных мостовых сооружений и труб:
- на автомобильных дорогах, включая внутрихозяйственные дороги сельскохозяйственных и промышленных предприятий, на улицах и дорогах населенных пунктов;
- на железных дорогах колеи 1520 мм, при движении пассажирских поездов со скоростями до 200 км/ч, линиях метрополитена и трамвая;
- на дорогах под совмещенное движение транспортных средств – автомобильных и поездов железных дорог, трамваев и метрополитена;
- на пешеходных дорогах.
Данные нормы не распространяется на проектирование:
- механизмов разводных пролетов мостов;
- мостов и труб на внутренних автомобильных дорогах лесозаготовительных и лесохозяйственных организаций, не выходящих на сеть дорог общего пользования и к водным путям;
- служебных эстакад и галерей зданий и промышленных сооружений;
- коммуникационных мостов, не предназначенных для пропуска транспортных средств и пешеходов.
В настоящем нормативном документе использованы ссылки на нормативные документы, приведенные в приложении А.
В настоящем нормативном документе применены термины и соответствующие определения, приведенные в приложении Б.
Классификация мостовых сооружений и труб приведена в приложении В.
Проектные решения должны обеспечивать долговечность конструкций не ниже, чем сроки службы мостовых сооружений и их элементов, приведенные в приложении Г.
Основные буквенные обозначения, принятые в формулах настоящего СНиП, приведены в приложении Д.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1 При проектировании новых и реконструкции существующих мостов и труб следует выполнять требования Градостроительного кодекса Российской Федерации и постановления Правительства Российской Федерации от 16.02.2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»:
выполнять требования по обеспечению надежности, долговечности и бесперебойности эксплуатации сооружений, а также безопасности и плавности движения транспортных средств, безопасности для пешеходов и охране труда в процессе строительства и эксплуатации;
предусматривать безопасный пропуск возможных паводков и ледохода на водотоках, а, кроме того, на водных путях – выполнение требований судоходства и лесосплава;
принимать проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов, экономию топливных и энергетических ресурсов, снижение стоимости и трудоемкости строительства и эксплуатации;
предусматривать возможность обеспечения высоких темпов возведения конструкций, широкой индустриализации строительства на базе современных средств механизации и автоматизации строительного производства, использование деталей и материалов, обеспеченных стандартами и техническими условиями;
учитывать перспективы развития транспортных средств и дорожной сети, реконструкции имеющихся и строительства новых подземных и наземных коммуникаций, благоустройства и планировки населенных пунктов, освоения земель в сельскохозяйственных целях;
предусматривать меры по охране окружающей среды (в том числе по предотвращению заболачивания, проявлению термокарстовых, эрозионных, наледных и других вредных процессов), по поддержанию экологического равновесия и охране рыбных запасов;
предусматривать разработку технологических регламентов, необходимых для реализации принятых конструктивно-технологических решений.
1.2 Основные технические решения, принимаемые в проектах новых и реконструируемых мостов и труб, следует обосновывать путем сравнения технико-экономических показателей конкурентоспособных вариантов.
1.3 При реконструкции мостов и труб следует учитывать их физическое состояние, грузоподъемность конструкций, продолжительность и режим эксплуатации сооружений после реконструкции.
При строительстве вторых путей следует учитывать конструктивные особенности и опыт эксплуатации сооружений на действующем пути.
1.4 Мосты и трубы следует проектировать капитального типа.
При проектировании пешеходных мостов, а также при реконструкции и усилении мостов (кроме железнодорожных) допускается применять полимерно-композиционные материалы.
Не допускается сооружать:
деревянные трубы;
деревянные мосты на путях и дорогах, предназначенных для перевозки горячих грузов (жидкого чугуна, шлака и т.п.).
Деревянные мосты допускается проектировать на автомобильных дорогах IV и V категорий по ГОСТ Р 52398.
РАСПОЛОЖЕНИЕ МОСТОВ И ТРУБ
1.5 Выбор места перехода, положение сооружения в плане и профиле, разбивку мостов на пролеты, следует производить с учетом условий трассирования дороги, принятых градостроительно-планировочных решений, а также опасных геологических процессов, русловых, гидрогеологических, экологических, ландшафтных и других местных условий, влияющих на технико-экономические и эксплуатационные показатели соответствующего участка дороги (линии).
При выборе места мостового перехода через судоходные реки по возможности следует:
мост располагать перпендикулярно течению воды (с косиной не более 10°) на прямолинейном участке с устойчивым руслом, в месте с неширокой (малозатопляемой) поймой, удаленном от перекатов на расстояние не менее 1,5 длины расчетного судового или плотового состава;
середину судоходных пролетов совмещать с осью соответствующего судового хода, учитывая возможные русловые переформирования и смещения за расчетный период службы моста;
обеспечивать взаимопараллельность оси судового хода, направления течения воды и плоскостей опор, обращенных в сторону судоходных пролетов;
отклонение от параллельности судового хода и направления течения реки принимать не более 10°;
не допускать увеличения скорости течения воды в русле при расчетном судоходном уровне, вызванного строительством мостового перехода, свыше 20 % при скорости течения воды в естественных условиях до 2 м/с и 10 % – при скорости свыше 2,4 м/с (при скорости течения воды в естественных условиях выше 2 до 2,4 м/с процент допускаемого увеличения средней скорости следует определять по интерполяции);
поперечное сечение опор моста в пределах затопления до отметки расчетного судоходного уровня воды, как правило, предусматривать обтекаемым.
1.6 Число и размеры водопропускных сооружений на пересечении водотока следует определять на основе гидравлических расчетов, при этом необходимо учитывать последующее влияние сооружения на окружающую природную среду.
Пропуск вод нескольких водотоков через одно сооружение должен быть обоснован, а при наличии вечномерзлых грунтов, селевого стока, лессовых грунтов и возможности образования наледи – не допускается.
1.7 Железнодорожные мосты с устройством рельсового пути на балласте, малые и средние автодорожные и городские мосты (приложение В), а также трубы разрешается располагать на участках дороги (улицы) с любым профилем и планом, принятыми для проектируемой дороги (улицы).
Железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью следует располагать на прямых участках пути, горизонтальных площадках или уклонах не круче 4 ‰. Расположение таких мостов на уклонах круче 4 ‰, а на железных дорогах предприятий – также на кривых в плане допускается только при технико-экономическом обосновании.
Деревянные железнодорожные мосты с безбалластной проезжей частью допускается располагать на уклонах до 15 ‰ и на кривых в плане радиусом 250 м и более.
Продольный уклон проезжей части больших мостов должен быть, ‰, не более:
30 – для автодорожных мостов;
40 – для городских мостов;
20 – для всех мостов с деревянным настилом.
В горной местности, при необходимости расположения мостового сооружения на большом уклоне, следует применять покрытия проезжей части с повышенной шероховатостью и ограждения с повышенной удерживающей способностью.
1.8 Толщину засыпки над звеньями или плитами перекрытия труб (включая пешеходные тоннели), а также над сводами мостов следует принимать не менее указанной в таблице 1.1.
Таблица 1.1
| Дороги | Толщина засыпки1), м, над | ||
| железобетонными трубами | металлическими гофрированными трубами | сводами мостов |
|
| Железные дороги: общей сети и подъездные пути предприятий внутренние пути предприятий Автомобильные дороги общего пользования, дороги и улицы в городах, поселках и сельских населенных пунктах, а также промышленных предприятий Внутрихозяйственные автомобильные в сельскохозяйственных предприятиях и организациях, дороги местного значения |
1,0 0,4 0,5 0,23) |
1,2 1,0 0,52) – |
0,7 0,7 0,5 – |
1) Считая от верха звена (плиты перекрытия) трубы или от верхней точки свода до подошвы рельсов – на железных дорогах и до низа конструкции дорожной одежды – на автомобильных дорогах. 2) Но не менее 0,8 м от верха звена трубы до поверхности дорожного покрытия. 3) Но не менее 0,5 м до уровня бровки земляного полотна. П р и м е ч а н и е – Толщину засыпки над железобетонными трубами и пешеходными тоннелями, расположенными в пределах железнодорожных станций, допускается принимать менее 1,0 м. В обоснованных случаях на улицах и автомобильных дорогах толщину засыпки над трубами и закрытыми лотками допускается принимать менее 0,5 м. Во всех случаях при уменьшенной толщине засыпки должны выполняться содержащиеся в п. 2.22 указания по учету динамического воздействия временных нагрузок. |
|||
1.9 Конструктивные, архитектурные и объемно-планировочные решения мостовых сооружений и труб, применяемые материалы и изделия должны быть технологически целесообразными и исполнимыми при строительстве, текущем содержании в период эксплуатации, при ремонтах и реконструкции.
Основные размеры пролетных строений и опор новых мостовых сооружений следует назначать с учетом условий изготовления, транспортирования и монтажа конструкций.
В проектах железнодорожных мостов и труб следует предусматривать возможность использования их при строительстве вторых путей и замене пролетных строений на эксплуатируемой сети.
При применении в конструкциях сооружений типовых элементов или стандартных деталей необходимо учитывать установленные для них допустимые отклонения формы и геометрических размеров согласно ГОСТ 26607. Для нетиповых элементов и нестандартных изделий при соответствующем обосновании могут быть установлены свои величины этих отклонений.
1.10 Массу и размеры элементов сборных конструкций следует назначать исходя из возможности использования при монтаже и перевозке общестроительных и специализированных кранов и транспортных средств серийного производства. Указанное требование не относится к уникальным сооружениям.
1.11 Конструкции деформационных устройств (опорных частей, шарниров, деформационных швов, уравнительных приборов, сезонных уравнительных рельсов) и их расположение должны обеспечивать необходимую свободу предусматриваемых взаимных перемещений (линейных, угловых) отдельных частей (элементов) сооружения.
Проектная документация должна содержать указания по установке деформационных устройств с учетом степени готовности сооружения и температуры воздуха (конструкции) во время замыкания конструкции согласно требованиям п. 2.27.
1.12 На мостовых переходах при необходимости регулирования направления потока и предотвращения подмывов (размывов) следует предусматривать струенаправляющие и берегоукрепительные сооружения.
Струенаправляющие дамбы следует предусматривать при пойменном расходе воды не менее 15 % расчетного расхода или при средних расчетных скоростях течения воды под мостом до размыва свыше 1 м/с, а также при соответствующих ситуационных особенностях перехода (прижимных течениях, перекрытиях проток и т.п.).
Для труб и малых мостов на основании гидравлических расчетов следует предусматривать углубление, планировку и укрепление русел, устройства, препятствующие накоплению наносов, а также устройства для гашения скоростей протекающей воды на входе и выходе.
При использовании принципа строительства с сохранением вечной мерзлоты возведение струенаправляющих и берегоукрепительных сооружений не должно вызывать изменения состояния вечномерзлых грунтов в основании, нарушения условий протекания грунтовых вод, местных застоев воды и других значительных изменений бытового режима водотока.
1.13 Отверстие (и высоту в свету) труб следует назначать, как правило, м, не менее:
1,0 – при длине трубы (или при расстоянии между смотровыми колодцами в междупутье на станциях) до 20 м;
1,25 – при длине трубы 20 м и более.
Отверстия труб на автомобильных дорогах ниже II категории допускается принимать равными, м:
1,0 – при длине трубы до 30 м;
0,75 – при длине трубы до 15 м;
0,5 – на съездах при устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждений на входе.
В обоснованных случаях на улицах и дорогах местного значения, а также в районах орошаемого земледелия, в поселках и сельских населенных пунктах на автомобильных дорогах ниже II-с категории допускается применение труб отверстием 0,5 м при длине трубы до 15 м, устройстве в пределах трубы быстротока (уклон 10 ‰ и более) и ограждения на входе.
Отверстия труб на внутрихозяйственных автомобильных дорогах (СНиП 2.05.11) при длине трубы 10 м и менее допускается принимать 0,5 м.
Отверстия труб на железных дорогах общей сети и автомобильных дорогах общего пользования в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С (с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01) следует назначать не менее 1,5 м независимо от длины трубы.
Отверстия труб и малых мостов допускается увеличивать для использования их в качестве пешеходных переходов, скотопрогонов, а в случае технико-экономической целесообразности – для пропуска низких, узкозахватных сельскохозяйственных машин с обеспечением соответствующих габаритов.
1.14 Для водопропускных труб следует, как правило, предусматривать безнапорный режим работы. Допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы водопропускных труб, располагаемых на железных дорогах общей сети для пропуска только наибольшего расхода, на всех остальных дорогах – расчетного расхода (п. 1.25). При этом под оголовками и звеньями следует предусматривать фундаменты, а при необходимости – также противофильтрационные экраны. При напорном режиме следует предусматривать специальные входные оголовки и обеспечивать водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов, надежное укрепление русла, устойчивость насыпи против напора и фильтрации.
Для труб, расположенных в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, не допускается предусматривать полунапорный и напорный режимы работы, за исключением случаев расположения труб на скальных грунтах.
1.15 Водопропускные трубы, как правило, следует предусматривать с входными и выходными оголовками, форма и размеры которых обеспечивают принятые в расчетах условия протекания воды и устойчивость насыпи, окружающей трубу.
Металлические гофрированные трубы допускается проектировать без устройства оголовков. При этом нижняя часть несрезаемой трубы должна выступать из насыпи на уровне ее подошвы не менее чем на 0,2 м, а сечение трубы со срезанным концом должно выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.
1.16 Применять трубы не допускается при наличии ледохода и карчехода, а также, как правило, в местах возможного возникновения селей и образования наледи.
В местах возможного образования наледи в виде исключения может быть допущено применение прямоугольных железобетонных труб (шириной не менее 3 м и высотой не менее 2 м) в комплексе с постоянными противоналедными сооружениями.
При этом боковые стенки трубы должны быть массивными бетонными.
Для пропуска селевых потоков следует предусматривать однопролетные мосты отверстиями не менее 4 м или селеспуски с минимальным стеснением потока.
1.17 В проектной документации должны быть предусмотрены мероприятия по защите элементов и частей мостов и труб от повреждений при отсыпке насыпи и укреплении откосов, от засорения и загрязнения, вредных воздействий агрессивных сред, высоких температур, блуждающих токов и т.п.
1.18 Для вновь проектируемых мостов расстояния между соседними главными фермами (балками) следует назначать из условия обеспечения осмотра, текущего содержания.
При раздельных пролетных строениях (под каждый путь или проезжую часть одного направления движения транспортных средств) расстояние в свету следует назначать не менее: 1,0 м – между смежными главными фермами (балками) и 0,20 м – между гранями плит проезжей части.
1.19 В конструктивных решениях, принимаемых для малых железнодорожных мостов с ездой на балласте, должна быть предусмотрена возможность подъема пути при его капитальном ремонте.
ГАБАРИТЫ
1.20 Габариты приближения конструкций проектируемых сооружений должны удовлетворять требованиям:
на железных дорогах – ГОСТ 9238;
на линиях метрополитена – ГОСТ 23961;
на автомобильных дорогах общего пользования, внутрихозяйственных дорогах, на дорогах промышленных предприятий, а также на улицах и дорогах в населенных пунктах – ГОСТ Р 52748 и приложения Ж.
Если в перспективном плане развития дорожной сети или в техническом задании на проектирование предусматривается перевод дороги в более высокую категорию, габариты приближения конструкций проектируемых сооружений, а также их грузоподъемность должны соответствовать требованиям, предусмотренным для сооружений на дорогах более высокой категории.
1.21 Ширину пешеходных мостов и сооружений тоннельного типа следует определять в зависимости от расчетной перспективной интенсивности движения пешеходов в час пик и принимать, м, не менее: 2,25 – для мостов и 3,0 – для тоннелей (в городских условиях соответственно – 3,0 и 4,0 м).
Высота пешеходных тоннелей и надземных закрытых переходов должна быть не менее 2,30 м в свету.
Среднюю расчетную пропускную способность 1 м ширины следует принимать для пешеходных мостов и тоннелей – 2000 чел/ч, для лестниц – 1500 чел/ч.
Габариты сооружений для пропуска полевых дорог и прогона скота (миграции диких животных) при отсутствии специальных требований следует принимать, м:
а) для полевых дорог: высоту не менее 4,5, ширину – 6,0, но не менее максимальной ширины, увеличенной на 1,0 м, сельскохозяйственных машин, движение которых возможно на дороге;
б) для прогона скота: высоту не менее 3,0, ширину – по формуле 2 + λ/6, где λ – длина скотопрогона, но не менее 4,0 и не более 8,0.
Полевая дорога или дорога для прогона скота, проходящая под пролетом моста или в трубе под насыпью, должна быть укреплена по всей ее ширине и на участках длиной не менее 10,0 м в каждую сторону от сооружения. При необходимости у сооружений устраивают направляющие ограждения.
1.22 Габариты подмостовых судоходных пролетов на внутренних водных путях следует принимать в соответствии с ГОСТ 26775. При строительстве мостов под второй путь или дополнительные полосы движения автотранспорта (при расширении существующих мостовых переходов) подмостовые габариты следует принимать на основании технико-экономических расчетов с учетом подмостовых габаритов существующих мостов.
1.23 Положение элементов моста над уровнями воды и ледохода на несудоходных и несплавных водотоках, а также в несудоходных пролетах мостов на судоходных водных путях следует определять в зависимости от местных условий и принятой схемы моста. Размеры возвышений отдельных элементов моста над соответствующими уровнями воды и ледохода во всех случаях не должны быть менее величин, указанных в таблице 1.2.
Таблица 1.2
| Часть или элемент моста | Возвышение частей или элементов, м | |||
| над уровнем воды (с учетом влияния подпора и волны) при максимальных расходах паводков | над наивысшим уровнем ледохода | |||
| расчетных для мостов | наибольших | |||
| на железных дорогах общей сети | на остальных железных дорогах и на всех автомобильных дорогах | |||
| Низ пролетных строений: а) при глубине подпертой воды 1 м и менее б) то же, свыше 1 м в) при наличии на реке заторов льда г) при наличии карчехода д) при селевых потоках Верх площадки для установки опорных частей Низ пят арок и сводов Низ продольных схваток и выступающих элементов конструкций в пролетах деревянных мостов |
0,50 0,75 1,00 1,50 – 0,25 0,25 0,25 |
0,50 0,50 0,75 1,00 1,00 0,25 – 0,25 |
0,25 0,25 0,75 1,00 1,00 – – – |
– 0,75 1,00 – – 0,50 0,25 0,75 |
П р и м е ч а н и я 1 Для малых мостов наименьшее возвышение низа пролетных строений допускается определять без учета высоты ветровой волны. 2 При наличии явлений, вызывающих более высокие уровни воды вследствие подпора от нижележащих рек, озер или водохранилищ, нагона воды ветром, образования заторов или прохождения паводков по руслам, покрытым льдом, и др.), указанные в таблице возвышения следует отсчитывать от этого уровня, вероятность превышения которого устанавливается в соответствии с таблицей 1.3. 3 При определении возвышения верха площадки для установки опорных частей уровень воды необходимо определять с учетом набега потока на опору моста. |
||||
| Железные дороги | Автомобильные дороги, городские улицы и дороги | |||||
| Сооружения | Категория дороги | Вероятность превышения максимальных расходов паводков, % | Сооружения | Категория дороги | Вероятность превышения максимальных расходов паводков, % | |
| расчетных | наибольших | |||||
| Мосты и трубы То же То же То же |
I и II (общей сети) III и IV (общей сети) IV и V (подъездные пути) Внутренние пути промышленных предприятий |
1 2 22) 2 |
0,33 11) – – |
Большие и средние мосты То же Малые мосты и трубы То же То же |
I - III, I-в, I-к, II-к и городские улицы и дороги IV, II-в, III-в, III-к, IV-в, IV-к, V, I-с, II-с I II, III, III-п, III-c и городские дороги IV, IV-п, V и внутренние хозяйственные дороги |
13) 23) 14) 24) 34) |
1) При расчетах отметок бровок земляного полотна, незатопляемых регуляционных сооружений и оградительных дамб русел блуждающих рек для железных дорог III категории вероятность превышения максимального расхода при наибольшем паводке следует принимать 0,33 %. 2) Если по технологическим условиям предприятий перерыв в движении не допускается, вероятность превышения следует принимать равной 1%. 3) В районах с малоразвитой сетью автомобильных дорог для сооружений, имеющих особо важное народнохозяйственное значение, при технико-экономическом обосновании вероятность превышения допускается принимать 0,33 вместо 1% и 1 вместо 2 %. 4) В районах с развитой сетью автомобильных дорог для автодорожных малых мостов и труб при технико-экономическом обосновании вероятность превышения допускается принимать 2 вместо 1 %, 3 вместо 2 %, 5 вместо 3 %, а для труб на дорогах II-с и III-с категорий – 10 %. П р и м е ч а н и я 1 Степень развития сети автомобильных дорог в районе строительства и народнохозяйственное значение проектируемых сооружений устанавливаются в разрабатываемом техническом задании. 2 Классификация дорог вне населенных пунктов принята по #M12291 5200258СНиП 2.05.02#S, классификация улиц и дорог в населенных пунктах – по #M12291 5200163СНиП 2.07.01 и для сельскохозяйственных дорог согласно СНиП 2.05.11#S. |
||||||
Наименьшее возвышение низа пролетных строений при наличии наледи необходимо назначать с учетом их высоты.
При одновременном наличии карчехода и наледных явлений возвышения, приведенные в таблице 1.2, следует увеличивать не менее чем на 0,50 м.
Расстояние между опорами в свету при наличии карчехода следует назначать с учетом размеров карчей, но не менее 15,0 м, за исключением береговых пролетов мостов с обсыпными устоями.
1.24 Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы в любом поперечном сечении над поверхностью воды в трубе при максимальном расходе расчетного паводка и безнапорном режиме работы должно быть в свету: в круглых и сводчатых трубах высотой до 3,0 м – не менее 1/4 высоты трубы, свыше 3,0 м – не менее 0,75 м, в прямоугольных трубах высотой до 3,0 м – не менее 1/6 высоты трубы, выше 3,0 м – не менее 0,50 м.
РАСЧЕТ МОСТОВ И ТРУБ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДНОГО ПОТОКА
Общие указания
1.25 Расчет мостов, труб и пойменных насыпей на воздействие водного потока следует производить, как правило, по гидрографам и водомерным графикам расчетных паводков. Кроме того, мосты, трубы и пойменные насыпи на железных дорогах общей сети необходимо рассчитывать по гидрографам и водомерным графикам паводков, условно именуемых наибольшими. При этом вероятности превышения расчетных и наибольших паводков следует принимать одинаковыми с указанными в таблице 1.3 вероятностями превышения максимальных расходов соответствующих паводков.
При отсутствии гидрографов и водомерных графиков паводков, а также в других обоснованных случаях расчет сооружений на воздействие водного потока допускается производить по максимальным расходам и соответствующим им уровням расчетных и наибольших паводков.
В расчетах следует учитывать опыт водопропускной работы близко расположенных сооружений на том же водотоке, взаимное влияние водопропускных сооружений, а также влияние на проектируемые водопропускные сооружения существующих или намечаемых к строительству гидротехнических и других речных сооружений.
При наличии вблизи мостов и труб инженерных сооружений, зданий и сельскохозяйственных угодий необходимо проверить их безопасность от подтопления вследствие подпора воды перед сооружением.
Для водопропускных сооружений, расположенных вблизи некапитальных плотин, необходимо учитывать возможность прорыва этих плотин. Вопрос об усилении таких плотин или увеличении отверстий сооружений необходимо решать комплексно путем сравнения технико-экономических показателей возможных решений.
1.26 В расчетах следует принимать максимальные расходы паводков того происхождения, при которых для заданного значения вероятности превышения создаются наиболее неблагоприятные условия работы сооружения.
Построение гидрографов и водомерных графиков, определение максимальных расходов при разных паводках и соответствующих им уровней воды рекомендуется производить согласно СП 33-101.
1.27 Размеры отверстий малых мостов и труб допускается определять по средним скоростям течения воды, допустимым для грунта русла (в том числе на входе и выходе из сооружения), его укрепления и укрепления конусов, при этом необходимо соблюдать требования, приведенные в пп. 1.23, 1.24 и 1.34.
Отверстия малых мостов и труб допускается назначать с учетом аккумуляции воды у сооружения. Уменьшение расходов воды в сооружениях вследствие учета аккумуляции, возможно, не более чем: в 3 раза – если размеры отверстия назначают по ливневому стоку; в 2 раза – если размеры отверстия назначают по снеговому стоку и отсутствуют ледовые и другие явления, уменьшающие размеры отверстия. При этом независимо от вида расчетного стока для труб должны, в зависимости от характера их работы в условиях аккумуляции, выполняться указания, содержащиеся в п. 1.14 или п. 1.24, а для малых мостов – требования по положению низа конструкций, содержащиеся в п. 1.23.
При наличии вечномерзлых грунтов аккумуляция воды у сооружений не допускается.
1.28 Размеры отверстий больших и средних мостов следует определять с учетом подпора, естественной деформации русла, устойчивого уширения подмостового русла (срезки), общего и местного размывов у опор, конусов и регуляционных сооружений. Отверстие моста в свету не должно быть меньше устойчивой ширины русла.
Размеры отверстий городских мостов следует назначать с учетом намечаемого регулирования реки и требований планировки набережных.
1.29 Расчет общего размыва под мостами следует производить на основе решения уравнения баланса наносов на участках русел рек у мостовых переходов при паводках, указанных в п. 1.25.
Если проход паводков, меньших по величине, чем расчетные (наибольшие), вызывает необратимые изменения в подмостовом русле (что возможно при стеснении потока более чем в 2 раза, на мостовых переходах в условиях подпора, в нижних бьефах плотин, деформации русел в пойменных отверстиях и т.п.), определение общего размыва следует выполнять из условий прохода расчетного (наибольшего) паводка после серии натурных наблюденных паводков одного из многоводных периодов.
Для предварительных расчетов, а также при отсутствии необходимых данных о режиме водотока общий размыв допускается определять по скорости течения, соответствующей балансу наносов.
При морфометрической основе расчета вычисленные максимальные глубины общего размыва следует увеличивать на 15%.
Расчеты мостов на воздействие сейсмических нагрузок следует производить без учета местного размыва русла у опор.
1.30 При построении линии наибольших размывов надлежит учитывать кроме общего размыва местные размывы у опор, влияние регуляционных сооружений и других элементов мостового перехода, возможные естественные переформирования русла и особенности его геологического строения.
1.31 Величину коэффициента общего размыва под мостом следует обосновать технико-экономическим расчетом. При этом надлежит учитывать вид грунтов русла, конструкцию фундаментов опор моста и глубину их заложения, разбивку моста на пролеты, величины подпоров, возможное уширение русла, скорости течения, допустимые для судоходства и миграции рыбы, а также другие местные условия. Величину коэффициента размыва, как правило, следует принимать не более 2.
В обоснованных случаях для мостов через неглубокие реки и водотоки могут приниматься коэффициенты общего размыва более указанного значения.
1.32 Срезку грунта в пойменной части отверстия моста допускается предусматривать только на равнинных реках. Размеры и конфигурацию срезки следует определять расчетом исходя из условий ее незаносимости в зависимости от частоты затопления поймы и степени стеснения потока мостовым переходом при расчетном уровне высокой воды.
Срезка в русле побочней, отмелей при расчете площади живого сечения под мостом не учитывается.
1.33 Уширение под мостом срезкой грунта следует плавно сопрягать с не уширенными частями русла для обеспечения благоприятных условий подвода потока воды и руслоформирующих наносов в подмостовое сечение. Общая длина срезки (в верховую и низовую стороны от оси перехода) должна быть в 4 – 6 раз больше ее ширины в створе моста. Следует избегать наибольшей ширины в створах голов регуляционных сооружений.
При срезке грунта на пойме необходимо предусматривать удаление пойменного наилка до обнажения несвязных аллювиальных грунтов на всей площади срезки.
1.34 Возвышение бровок земляных сооружений на подходах к большим и средним мостам над уровнями воды при паводках по п. 1.25 (с учетом набега волны на откосы и возможного подпора) следует принимать, м, не менее 0,5 – для земляного полотна, водоразделительных и ограждающих дамб, а также струенаправляющих дамб на реках с блуждающими руслами, 0,25 – для регуляционных сооружений и берм насыпей.
Возвышение бровки земляного полотна на подходах к малым мостам и трубам над уровнями воды при паводках по п. 1.25 (с учетом подпора и аккумуляции) следует принимать не менее 0,5 м, а для труб при напорном или полунапорном режиме работы – не менее 1,0 м. Кроме того, на автомобильных дорогах при назначении возвышения бровки земляного полотна на подходах к указанным сооружениям следует соблюдать требования по возвышению низа дорожной одежды над уровнем грунтовых и поверхностных вод, установленные СНиП 2.05.02.
В пределах воздействия льда на пойменную насыпь отметка ее бровки должна быть не ниже отметок верха навала льда, а также отметок наивысшего заторного или зажорного льда с учетом полуторной толщины льда.
Подпоры на мостовых переходах рассчитываются по уравнениям движения жидкости или по зависимостям, учитывающим в достаточной мере данные явления на проектируемых переходах.
РАСЧЕТ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
МОСТОВ И ТРУБ НА СИЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Общие указания
1.35 Расчетные схемы и основные предпосылки расчета должны отражать действительные условия работы конструкций мостов и труб при их эксплуатации и строительстве.
При этом должна быть предусмотрена конструктивная схема мостового сооружения, не допускающая возможность прогрессирующего обрушения при выходе из строя одного или нескольких элементов в случае экстремальных природных или техногенных воздействий, а также потери эффекта регулирования усилий в мостовых конструкциях. Соответствующие проверки следует проводить при учете только постоянных нагрузок и воздействий (при коэффициентах надежности по нагрузке gf = 1). Конкретные требования должны содержаться в задании на проектирование.
При расчете металлических гофрированных труб под насыпями следует учитывать их совместную работу с грунтовой обоймой и основанием.
1.36 Несущие конструкции и основания мостов и труб необходимо рассчитывать на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок, указанных в разделе 2. Расчеты следует выполнять по предельным состояниям в соответствии с требованиями ГОСТ 27751 и приложением Е.
1.37 Временные нагрузки от подвижного состава (транспортных средств) железных и автомобильных дорог в случаях, предусмотренных настоящими нормами, следует вводить в расчет с соответствующими динамическими коэффициентами.
При одновременном учете действия на сооружение двух или более временных нагрузок расчетные значения этих нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, меньше или равные единице.
1.38 Величины напряжений (деформаций), определяемые в элементах конструкций при расчетах сооружений в стадии эксплуатации и при строительстве, а также величины напряжений (деформаций), определяемые расчетами в монтажных элементах или блоках при их изготовлении, транспортировании и монтаже, не должны превышать расчетных сопротивлений (предельных деформаций), установленных в нормах на проектирование соответствующих конструкций мостов и труб.
1.39 За расчетную минимальную температуру следует принимать среднюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства в соответствии с требованиями таблицы 1* СНиП 23-01 с обеспеченностью:
0,92 – для бетонных и железобетонных конструкций;
0,98 – для стальных конструкций, стальных частей сталежелезобетонных конструкций и элементов из полимерно-композиционных материалов.
1.40 Устойчивость положения конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле
Mu £
Мz , (1.1)где Мu – момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания;
Мz – момент удерживающих сил относительно той же оси;
m – коэффициент условий работы, принимаемый равным:
при проверке конструкций, опирающихся на отдельные опоры:
в стадии строительства – 0,95;
в стадии постоянной эксплуатации – 1,0;
при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов:
на скальных основаниях – 0,9;
на нескальных основаниях – 0,8;
gn – коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным при расчетах:
в стадии строительства – 1,0;
в стадии постоянной эксплуатации – 1,1.
Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке бòльшими единицы.
Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке:
для постоянных нагрузок – g¦ < 1;
для временной вертикальной подвижной нагрузки от порожнего состава железных дорог, метрополитена и трамвая – g¦ = 1.
В соответствующих случаях, руководствуясь указаниями п. 7.6, необходимо учитывать уменьшение веса конструкции вследствие взвешивающего действия воды.
1.41 Устойчивость положения конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле:
Qr £
Qz , (1.2)где Qr – сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление
возможного сдвига;
Qz – удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига;
m – коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9;
gn – п. 1.40.
Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентами надежности по нагрузке, бòльшими единицы, а удерживающие силы – с коэффициентами надежности по нагрузке, меньшими единицы.
П р и м е ч а н и я
1 В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, можно принимать силу, величина которой не превышает активного давления грунта. При соответствующем обосновании удерживающую силу, создаваемую грунтом, можно принимать равной давлению грунта в состоянии покоя.
2 Силы трения в основании определяют по коэффициентам трения, указанным в п. 7.14. Коэффициент трения бетонной кладки по кладке следует принимать равным 0,55.
ДЕФОРМАЦИИ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ,
ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ КОНСТРУКЦИЙ
1.42 Для мостов следует обеспечивать плавность движения транспортных средств путем ограничения упругих прогибов пролетных строений от подвижной временной вертикальной нагрузки и назначения для продольного профиля пути или проезжей части соответствующего очертания.
1.43 Вертикальные упругие прогибы пролетных строений, вычисленные при действии подвижной временной вертикальной нагрузки (при gf= 1 и 1 + m = 1), не должны превышать значений, м:
для железнодорожных мостов – определяемых по формуле
, но не более ;для городских и автодорожных мостов (включая мосты на внутрихозяйственных дорогах и дорогах промышленных предприятий), а также для пешеходных мостов с балочными пролетными строениями –
, где l – расчетная длина пролета, м.Указанные значения прогибов допускается увеличивать для балочных пролетных строений мостов (кроме пешеходных):
однопролетных и неразрезных (за исключением крайних пролетов железнодорожных мостов, опирающихся на промежуточные опоры) – на 20 %;
деревянных – на 50 %.
1.44 Необходимое очертание рельсовому пути и покрытию проезжей части на пролетных строениях мостов следует придавать за счет: строительного подъема пролетных строений; изменения толщины выравнивающего слоя конструкции одежды проезжей части и балластного слоя; рабочей высоты мостовых брусьев.
Строительный подъем балочных пролетных строений железнодорожных мостов, а также стальных, сталежелезобетонных и деревянных балочных пролетных строений автодорожных и городских мостов следует предусматривать по плавной кривой, стрела которой после учета деформаций от постоянной нагрузки равна не менее 40 % упругого прогиба пролетного строения от подвижной временной вертикальной нагрузки (при gf = 1 и 1 + m = 1).
Пролетным строениям пешеходных мостов следует задавать строительный подъем, компенсирующий вертикальные деформации пролетного строения от постоянной нагрузки. Коэффициент надежности по нагрузке gf принимают при этом равным единице.
П р и м е ч а н и е – Строительный подъем допускается не предусматривать для пролетных строений, прогиб которых от постоянной и подвижной временной вертикальной нагрузок не превышает 1/1600 величины пролета (но не более 1,5 см в железнодорожных мостах с ездой на поперечинах), а также для деревянных мостов с прогонами.
1.45 Строительный подъем и очертание профиля покрытия железобетонных пролетных строений автодорожных и городских мостов следует предусматривать таким, чтобы после проявления деформаций от ползучести и усадки бетона (но не позднее двух лет с момента действия полной постоянной нагрузки) алгебраическая разность сопрягаемых уклонов продольного профиля по осям полос движения в местах сопряжения пролетных строений между собой и с подходами не превышала:
при отсутствии на мосту подвижной временной вертикальной нагрузки – значений, приведенных в таблице 1.4;
при загружении моста подвижной временной вертикальной нагрузкой по осям полос движения – 24 ‰ для нагрузок АК и НК.
В проектной документации следует указывать продольный профиль проезда на момент устройства одежды проезжей части (с намечаемым улучшением его очертания посредством изменения толщины выравнивающего слоя) и после проявления деформаций от усадки и ползучести бетона.
П р и м е ч а н и я
1 До проявления длительных деформаций алгебраическая разность сопрягаемых уклонов продольного профиля при отсутствии на мосту подвижной временной вертикальной нагрузки может превышать значения, приведенные в таблице 1.4, не более чем в 2 раза.
2 В случаях применения для вантовых и висячих пролетных строений витых канатов необходимо при задании строительного подъема и очертания профиля проезда учитывать возможность деформации ползучести канатов.
Таблица 1.4
| Расчетные скорости движения одиночных легковых автомобилей на участках дороги, примыкающих к мосту (в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02, СНиП 2.05.11), км/ч | Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов продольного профиля, ‰ |
| 150 – 100 80 70 60 40 |
8 9 11 13 17 |
П р и м е ч а н и я 1 Если расстояния между местами сопряжения пролетных строений между собой или с подходами превышают 50 м, предельные значения алгебраической разности сопрягаемых уклонов продольного профиля могут быть увеличены в 1,2 раза. 2 В температурно-неразрезных пролетных строениях, объединенных по плите проезжей части, алгебраическую разность сопрягаемых уклонов продольного профиля следует определять без учета влияния соединительной плиты. |
|
Горизонтальные и вертикальные перемещения верха опор следует также учитывать при назначении конструкций опорных частей и деформационных швов, размеров подферменных площадок, оголовков опор, ригелей.
1.47 Различные по величине осадки соседних опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих для мостов:
автодорожных и городских – 2 ‰;
железнодорожных – 1 ‰.
Предельные продольные и поперечные смещения верха опор железнодорожных мостов с разрезными балочными пролетными строениями с учетом общего размыва русла не должны превышать значения 0,5
, см, где l0 – длина меньшего примыкающего к опоре пролета, но не менее 25 м.1.48 Расчетный период собственных поперечных горизонтальных колебаний для балочных разрезных металлических и сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов должен быть (в секундах) не более 0,01 l (l – пролет, м) и не превышать 1,5 с.
В пролетных строениях пешеходных мостов расчетные периоды собственных колебаний (в незагруженном состоянии) по двум низшим формам (в балочных разрезных системах – по одной низшей форме) не должны быть от 0,45 до 0,60 с – в вертикальной и от 0,9 до 1,2 с – в горизонтальной плоскостях.
Для пролетных строений пешеходных мостов следует при этом учитывать возможность загружения их толпой, создающей нагрузку 0,49 кПа.
На стадии монтажа пролетных строений для консолей, образующихся при навесной сборке или при продольной надвижке, периоды собственных поперечных колебаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях не должны превышать 3,0 с, а период собственных крутильных колебаний при этом не должен быть более 2,0 с. Отступления от указанных требований могут быть допущены после проведения соответствующих расчетов или специальных аэродинамических исследований по оценке устойчивости и пространственной жесткости собираемых консолей. При этом необходимо соблюдать требования, содержащиеся в п. 2.24, по расчету конструкций на воздействие ветра.
Висячие и вантовые мосты, а также большепролетные гибкие балочные мосты, у которых отношение высоты пролетного строения к длине пролета меньше 1/40, следует проверять на аэродинамическую устойчивость и пространственную жесткость. Для конструкций с динамическими характеристиками, существенно отличающимися от аналогичных характеристик построенных мостов, кроме аналитических расчетов следует проводить соответствующие исследования на моделях.
1.49 Строительный подъем труб при высоте насыпи свыше 12 м следует назначать в соответствии с расчетом ожидаемых осадок от веса грунта насыпи. При расчете осадок труб допускается использовать методику, применяемую при расчете осадок фундаментов.
Трубы под насыпями высотой 12 м и менее следует укладывать со строительным подъемом (по лотку) равным:
1/80 h – при фундаментах на песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания;
1/50 h – при фундаментах на глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания;
1/40 h – при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебеночной смеси; здесь h – высота насыпи.
Отметки лотка входного оголовка (или входного звена) трубы следует назначать так, чтобы они были выше отметок среднего звена трубы как до проявления осадок основания, так и после прекращения этих осадок.
Стабильность проектного положения секций фундаментов и звеньев водопропускных труб в направлении продольной оси сооружений должна быть обеспечена устойчивостью откосов насыпи и прочностью грунтов основания.
П р и м е ч а н и е – При устройстве труб на скальных грунтах и на свайных фундаментах строительный подъем назначать не следует.
ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТАХ
1.50 Путь на железобетонных пролетных строениях следует укладывать на щебеночном балласте. Мостовое полотно на металлических пролетных строениях, как правило, должно устраиваться на безбалластных железобетонных плитах или на балласте.
Рельсы на мостах следует укладывать тяжелого типа (не легче типа Р50 и не легче типа рельсов, укладываемых на подходах).
На больших мостах, на мостах с разводными пролетами и на подходах к этим сооружениям на протяжении не менее 200 м в каждую сторону следует укладывать рельсы не легче типа Р65.
Бесстыковой путь допускается укладывать на мостах с мостовым полотном на балласте, на мостах с безбалластным мостовым полотном, – как правило, при суммарной длине пролетных строений 66 м и менее.
1.51 Конструкция мостового полотна должна обеспечивать:
возможность прохода колес подвижного состава в случае схода их с рельсов;
содержание и ремонт пути с использованием средств механизации.
1.52 Балластное корыто устоев и пролетных строений с ездой на балласте должно обеспечивать размещение балластной призмы типового поперечного профиля, принятого для мостов.
1.53 Мостовое полотно (включая охранные приспособления, уравнительные приборы или сезонные уравнительные рельсы) следует предусматривать, руководствуясь "Указаниями по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах", утвержденными МПС.
1.54 Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах должно иметь ширину не менее 3,20 м.
1.55 Мостовые брусья (деревянные поперечины) должны соответствовать требованиям ГОСТ 8486, иметь сечение 20х24 см и длину 3,25 м.
1.56 Мосты полной длиной более 25 м, а также все мосты высотой более 3 м, мосты, расположенные в пределах станций, и все путепроводы должны иметь двухсторонние служебные проходы с перилами (высотой не менее 1,10 м), располагаемые вне габаритов приближений строений.
В районах со среднесуточной минимальной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (с обеспеченностью 0,92) двухсторонние боковые тротуары должны иметь все мосты полной длиной более 10 м.
На двухпутных и многопутных мостах следует предусматривать тротуары (без перил) также и в междупутье.
Настил тротуаров, как правило, следует предусматривать из железобетонных плит.
1.57 Для пути на подходах следует предусматривать меры, препятствующие угону пути с подходов на мост.
Путь на подходах к мостам, путепроводам и эстакадам в пределах городской территории и в застроенных промышленных зонах следует предусматривать бесстыковым с шумопоглощающей конструкцией скреплений и шумопоглощающими экранами.
1.58 На железнодорожных путях общей сети и железных дорогах промышленных предприятий, проходящих под путепроводами и пешеходными мостами с опорами стоечного типа, при расстоянии от оси железнодорожного пути до грани опоры менее 3,0 м необходимо укладывать контруголки, выходящие в каждую сторону за боковые грани путепровода или пешеходного моста не менее чем на 10 м.
В пути на мостах и путепроводах дорог промышленных предприятий при кривых радиусом 500 м и менее следует предусматривать специальные устройства, препятствующие изменению ширины колеи.
МОСТОВОЕ ПОЛОТНО АВТОДОРОЖНЫХ И ГОРОДСКИХ МОСТОВ
1.59 Конструкция и геометрические параметры мостового полотна должны отвечать требованиям, установленным для данной дороги или улицы ГОСТ Р 52398, ГОСТ Р 52748, СНиП 2.05.02, СНиП 2.07.01, СНиП 2.05.11.
Конструкция и геометрические параметры мостового полотна должны обеспечивать комфортность и безопасность движения пешеходов и транспортных средств со скоростями, соответствующими категории дороги или улицы, на которых расположено мостовое сооружение.
Мостовое полотно должно быть запроектировано в увязке всех его элементов между собой и с несущей конструкцией пролетного строения и обеспечивать её защиту от негативного воздействия атмосферных осадков, нефтепродуктов и агрессивных сред, образуемых средствами ухода за проезжей частью.
Конструкция мостового полотна должна обеспечивать возможность механизированной безопасной для службы эксплуатации уборки проезжей части и тротуаров.
1.60 Компоновочное решение мостового полотна зависит от материала пролетного строения, места расположения мостового сооружения, его функционального назначения, вида транспортных средств, обращающихся по нему, наличия пешеходного движения.
В поперечном сечении мостового полотна, предназначенного для автомобильного движения, выделяют проезжую часть, ширина которой определяется габаритом приближения конструкций, принимаемым по ГОСТ Р 52748 и приложению Ж, и, как правило, тротуары.
При наличии на сооружении трамвайного движения предпочтительно располагать трамвайные пути на необособленном полотне.
Головки рельсов со стороны автопроезда должны располагаться на уровне верха покрытия проезжей части.
Разделительную полосу на мостовом сооружении предусматривают при условии, что она имеется на прилегающих участках дороги и на подходах к сооружению.
Конструкция разделительной полосы на пролетном строении, общем под встречные направления движения, должна воспринимать нагрузку от транспортных средств, обращающихся по мостовому сооружению.
1.61 Исходя из интенсивности пешеходного движения и ситуационных условий, тротуары могут быть расположены как с одной, так и с обеих сторон мостового сооружения. При одностороннем расположении тротуара при необходимости должен быть предусмотрен безопасный переход пешеходов с одной стороны сооружения на другую посредством устройства пешеходного тоннеля под насыпью или тротуарного перехода, располагаемого под мостовым сооружением на берме насыпи.
На пролетных строениях, раздельных под направления встречного движения, тротуары устраивают только с одной – наружной стороны.
На путепроводных развязках в разных уровнях, путепроводах, расположенных таким образом, что на них не могут попадать пешеходы, тротуары не устраивают при любой длине сооружения.
За пределами населенного пункта при интенсивности пешеходного движения менее 200 чел/сутки тротуары разрешается не устраивать на мостовых сооружениях длиной до 50 м, но при этом не допускается уменьшение ширины полосы безопасности.
Ширину тротуаров назначают по расчету. Минимальную ширину тротуаров принимают равной 1,0 м, а в городах и населенных пунктах – 1,5 м. При большей ширине тротуаров ее назначают равной 1,5; 2,25 м и далее – кратной 0,75 м. При соответствующем обосновании допускается принимать ширину тротуаров не кратную 0,75 м.
При отсутствии регулярного движения (менее 200 чел/сутки) устраивают служебные проходы шириной 0,75 м (с одной или с обеих сторон мостового сооружения).
На мостовых сооружениях тротуары следует располагать в уровне проезжей части.
На мостовых сооружениях в городах тротуары могут быть расположены в повышенном уровне.
1.62 Тротуары и обособленное трамвайное полотно на мостовом сооружении должны быть отделены от проезжей части ограждающими устройствами барьерного или парапетного типа. Применение тросовых ограждений не допускается.
На деревянных мостах устанавливают колесоотбойный брус высотой не менее 0,5 м.
На разделительной полосе следует предусматривать ограждения в случае, если:
- ограждения имеются на разделительной полосе подходов;
- на разделительной полосе расположены элементы конструкций мостового сооружения, опоры контактной сети, освещения и т.п.
- конструкция разделительной полосы не рассчитана на выезд транспортных средств на полосу.
Конструкцию ограждения, его удерживающую способность, высоту принимают в зависимости от категории дороги или улицы, сложности дорожных условий, наличия или отсутствия на мостовом сооружении тротуаров или служебных проходов в соответствии с ГОСТ Р 52289, ГОСТ Р 52606, ГОСТ Р 52607.
На переходных плитах в узлах сопряжения мостового сооружения с насыпями подходов ограждения принимают такой же конструкции, как на пролетном строении.
Над деформационными швами пролетного строения в ограждении должна быть обеспечена возможность перемещения, соответствующего перемещению в деформационном шве, при сохранении в зоне перекрытия деформационного шва требуемой удерживающей способности ограждения.
При отсутствии на мостовом сооружении тротуаров или служебных проходов ограждение устанавливают на расстоянии не менее 0,4 м от задней поверхности ограждения до кромки плиты проезжей части.
С внешней стороны пролетного строения тротуары и служебные проходы ограждают перилами высотой не менее 1,1 м.
Конструкция перил должна иметь заполнение, исключающее возможность падения пешеходов с мостового сооружения. Расстояния в свету между элементами заполнения не должны превышать 150 мм.
1.63 Опоры контактной сети и освещения следует располагать, как правило, в створе перил (при ширине тротуаров 2,25 м и менее) или в междупутье трамвайных путей при расположении их на обособленном полотне. В других случаях опоры контактной сети и освещения следует защищать от наездов ограждениями.
На городских и пешеходных мостах, как правило, должно предусматриваться стационарное электрическое освещение.
Необходимость освещения на мостовых сооружениях на автомобильных дорогах должна быть предусмотрена заданием на проектирование. Расстояние между опорами освещения принимают по расчету.
1.64 В зависимости от материала плиты проезжей части конструкцию дорожной одежды принимают состоящей из нескольких слоев, каждый из которых имеет свое функциональное назначение.
Все слои дорожной одежды должны иметь сцепление между собой и с плитой проезжей части, а верхний слой покрытия - также обладать необходимой шероховатостью.
Дорожная одежда на пролетных строениях с железобетонной плитой проезжей части может быть выполнена:
- многослойной, включающей, как правило, выравнивающий слой (при необходимости), гидроизоляцию, защитный слой, асфальтобетонное покрытие. По согласованию с заказчиком покрытие может быть уложено непосредственно на гидроизоляцию, материал которой обладает необходимой теплостойкостью;
- двух- или однослойной, включающей асфальтобетонное покрытие и выравнивающий слой из бетона особо низкой водопроницаемости или только выравнивающий бетонный слой, выполняющий гидроизолирующие функции и функцию покрытия.
Однослойную или двухслойную одежду с выравнивающим слоем из бетона особо низкой водопроницаемости, выполняющего гидроизолирующие функции, допускается устраивать на пролетных строениях, не имеющих в железобетонной плите проезжей части предварительно напряженной арматуры, и при условии, что действующие в верхних фибрах выравнивающего слоя растягивающие напряжения не превосходят расчетных сопротивлений бетона растяжению при изгибе Rbt.ser.
На стальных пролетных строениях конструкция дорожной одежды может быть выполнена с устройством защитно-сцепляющего слоя (гидроизоляции) и асфальтобетонного покрытия, либо в виде тонкослойного (двух- или трехслойного) полимерного покрытия.
1.65 Выравнивающий слой под гидроизоляцию в многослойной конструкции дорожной одежды выполняют на плите проезжей части сборных пролетных строений минимальной толщиной 30 мм из мелкозернистого бетона класса по прочности на сжатие не ниже В25 по ГОСТ 26633 с морозостойкостью F200-F300 по ГОСТ 10060, маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5.
Защитный слой гидроизоляции выполняют толщиной не менее 40 мм из мелкозернистого бетона с водоцементным отношением не выше 0,42, прочностью на сжатие не ниже В30 по ГОСТ 26633 с морозостойкостью F200-F300 по ГОСТ 10060 при испытаниях в хлористых слоях, с маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5. Защитный слой армируют плоскими сварными сетками по ГОСТ 23279, укладка которых непосредственно на гидроизоляцию не допускается.
Применение для бетонных слоев дорожной одежды цементно-песчаного раствора не допускается.
1.66 Асфальтобетонное покрытие на проезжей части выполняют двухслойным: на пролетных строениях с железобетонной плитой проезжей части минимальной толщиной 90 мм при укладке его на защитный бетонный слой и 110 мм при укладке непосредственно на гидроизоляцию.
Толщина асфальтобетонного покрытия на стальной ортотропной плите зависит от параметров ортотропной плиты (толщины листа, шага продольных ребер) и должна быть не менее 110 мм при применении уплотняемых асфальтобетонов. При применении литых асфальтобетонов суммарная толщина асфальтобетонного покрытия может быть уменьшена до 80 мм при применении литого асфальтобетона в обоих слоях и до 90 мм при применении литого асфальтобетона в одном из слоев.
Для покрытия из уплотняемого асфальтобетона применяют горячие асфальтобетонные смеси высокоплотные 1 марки или типа Б I марки (II марки на мостовых сооружениях дорог ниже III категории) по ГОСТ 9128 – в обоих слоях, либо только в нижнем слое покрытия при применении для верхнего слоя щебеночно-мастичной смеси (ЩМАС) по ГОСТ 31015.
На мостах с ортотропными плитами не допускается применение уплотняемых асфальтобетонов на полимерно-битумном вяжущем.
При уплотнении асфальтобетонных смесей на мостовых сооружениях не допускается включение вибрации на катках.
Литые асфальтобетонные смеси применяют на основе специальных технических условий или стандартов организаций.
При применении для покрытия проезжей части цементобетона его толщину принимают не менее 120 мм. Покрытие выполняют из мелкозернистого бетона с водоцементным отношением не выше 0,42, класса по прочности на сжатие не ниже В30 по ГОСТ 26633, маркой по водонепроницаемости не ниже W6 по ГОСТ 12730.5 и маркой по морозостойкости F300 по ГОСТ 10060 при испытаниях в хлористых солях.
На пролетных строениях мостовых сооружений дорог IV - V, I-с - III-с категорий допускается в качестве дорожной одежды применять сборные железобетонные плиты толщиной не менее 120 мм поверх цементно-песчаной смеси (1:1) толщиной не менее 50мм, уложенной непосредственно на гидроизоляцию. Стыки между плитами должны быть загерметизированы битумно-полимерной мастикой.
1.67 На тротуарах покрытие выполняют толщиной 30-40 мм из асфальтобетонов типа Г, Д не ниже II марки по ГОСТ 9128, либо из литого асфальтобетона.
1.68 Гидроизоляцию на железобетонной плите проезжей части и защитно-сцепляющий слой на ортотропной плите проектируют, исходя из требований обеспечения их эксплуатационной надежности при воздействии обращающихся нагрузок в интервале температур наружного воздуха от абсолютной максимальной температуры до температуры наиболее холодных суток (по СНиП 23-01) с обеспеченностью 0,98.
Для гидроизоляции и защитно-сцепляющего слоя применяют мастичные, рулонные битумно-полимерные, полимерные гидроизолирующие материалы, обладающие работоспособностью в интервале указанных температур в районе строительства, необходимыми прочностью, адгезией к основанию, теплостойкостью. Гидроизоляционные материалы должны быть водостойкими, водонепроницаемыми, обладать устойчивостью к действию кислых, щелочных, солевых растворов, микроорганизмов.
1.69 Конструкции деформационных швов должны обеспечивать перемещения пролетных строений в заданном интервале, не нарушать плавности движения транспортных средств и исключать попадание воды и грязи на опорные площадки и нижерасположенные части мостового сооружения.
Конструкции деформационных швов следует анкеровать в несущих элементах пролетных строений. Анкеровка конструкций деформационных швов в дорожной одежде не допускается.
Конструкции швов должны быть рассчитаны на воздействия ударных нагрузок при проходе транспортных средств и обладать устойчивостью против истирания.
При применении конструкций деформационных швов, пропускающих воду (гребенчатого типа, со скользящими листами), под ними следует устраивать поперечные лотки с уклоном не менее 50 ‰ в одну или в обе стороны относительно оси пролетного строения.
При конструировании деформационных швов следует предусматривать возможность осмотра их снизу.
СОПРЯЖЕНИЕ МОСТОВ С ПОДХОДАМИ
1.69 Земляное полотно на протяжении 10 м от задней грани устоев у больших железнодорожных мостов должно быть уширено на 0,5 м с каждой стороны, у автодорожных и городских мостов – иметь ширину не менее расстояния между перилами плюс 0,5 м с каждой стороны. Переход от увеличенной ширины к нормальной следует делать плавным и осуществлять на длине 15–25 м.
1.70 В местах примыкания насыпи к устоям железнодорожных мостов следует предусматривать меры для удержания балластной призмы от осыпания.
1.71 В сопряжении автодорожных и городских мостов с насыпью следует, как правило, предусматривать укладку железобетонных переходных плит, опираемых одним концом на шкафную стенку устоя, а другим – на лежень.
Переходные плиты укладывают на полную ширину сооружения. В пределах ширины тротуаров укладывают плиты укороченной длины.
Длину плит следует принимать в зависимости от высоты насыпи и ожидаемых осадок грунта под лежнем плиты, как правило, в диапазоне от 4 до 8 м.
На мостах с устоями, опирающимися непосредственно на насыпь (диванного типа), длину переходных плит следует назначать, учитывая необходимость соблюдения принятого профиля проезда при возможной разности осадок опорных площадок плиты, и принимать не менее 2 м.
Щебеночная подушка под лежнем плиты должна опираться на дренирующий грунт или на грунт насыпи ниже глубины промерзания. Щебеночная подушка должна быть отделена от грунта насыпи разделительным материалом, хорошо фильтрующим и не подверженном быстрому заиливанию. При слабых глинистых грунтах в основании насыпи лежни переходных плит и диванных устоев следует укладывать на армогрунтовое основание.
Щебеночную подушку под переходными плитами и лежнем устраивают из фракционного щебня по способу заклинки. Нижний слой толщиной 50 мм втрамбовывают в грунт.
Поверхности переходных плит и лежня должны иметь гидроизоляцию, преимущественно обмазочного типа.
Переходные плиты следует выполнять, как правило, сборно-монолитными из бетона класса В30, маркой по водонепроницаемости W6 с морозостойкостью, соответствующей району строительства.
Покрытие проезжей части в пределах переходных плит следует выполнять одновременно с устройством покрытия на мостовом сооружении.
1.72 При сопряжении конструкций мостов с насыпями подходов необходимо выполнять условия:
а) после осадки насыпи и конуса примыкающая к насыпи часть устоя должна входить в конус на величину (считая от вершины конуса насыпи на уровне бровки полотна до грани, сопрягаемой с насыпью конструкции) не менее 0,75 м при высоте насыпи до 6 м и не менее 1,00 м при высоте насыпи свыше 6 м;
б) откосы конусов должны проходить ниже подферменной площадки (в плоскости шкафной стенки) или верха боковых стенок, ограждающих шкафную часть, не менее чем на 0,50 м – для железнодорожных и на 0,40 м – для автодорожных и городских мостов. Низ конуса насыпи у необсыпных устоев не должен выходить за переднюю грань устоя. В обсыпных устоях мостов линия пересечения поверхности конуса с передней гранью устоя должна быть расположена выше уровня воды расчетного паводка (без подпора и наката волн) не менее чем на 0,50 м;
в) откосы конусов необсыпных устоев должны иметь уклоны на высоте первых 6 м, считая сверху вниз от бровки насыпи, – не круче 1:1,25, на высоте следующих 6 м – не круче 1:1,50, при высоте насыпи выше 12 м – не менее 1:1,75 в пределах всего конуса или до более пологой его части. Крутизну откосов конусов насыпей следует определять расчетом устойчивости конуса (с проверкой основания);
г) откосы конусов обсыпных устоев, устоев рамных и свайно-эстакадных мостов, а также всех мостов в пределах подтопления при уровне воды расчетного паводка должны иметь уклоны не круче 1:1,5.
Для устройства более крутых откосов рекомендуется применять армогрунтовые системы или устои с раздельными функциями.
Устойчивость концевых участков насыпей и конусов с захватом основания следует проверять по кругло цилиндрическим или иным (обусловленным геологическим строением склона) поверхностям скольжения.
При расположении опор на потенциально оползневых склонах должны быть приняты конструктивно-технологические мероприятия, исключающие активизацию оползневого процесса.
Для сейсмических районов уклоны откосов конусов следует назначать в соответствии с требованиями СНиП II-7.
1.73 Крайний ряд стоек или свай устоев деревянных мостов должен входить в насыпь не менее чем на 0,50 м, считая от оси стойки до бровки конуса, при этом концы прогонов должны быть защищены от соприкосновения с грунтом.
1.74 Отсыпку конусов, а также насыпей за устоями мостов на длину поверху – не менее высоты насыпи за устоем плюс 2,0 м и понизу (в уровне естественной поверхности грунта) – не менее 2,0 м следует предусматривать из песчаного или другого дренирующего грунта с коэффициентом фильтрации (после уплотнения) не менее 2 м/сут. Дренирующую засыпку необходимо тщательно уплотнять до коэффициента уплотнения не менее 0,98.
В особых условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение песков с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут при обеспечении с помощью конструктивных и технологических мероприятий (в том числе с применением укрепляющих и армирующих материалов и сеток) требуемой надежности и долговечности устоев, конусов и насыпей за устоями.
Разрешается также применение армогрунтовых конструкций без конусов, армированных композитными материалами.
1.75 Откосы конусов у мостов и путепроводов должны быть укреплены на всю высоту. Типы укреплений откосов и подошв конусов и насыпей в пределах подтопления на подходах к мостам и у труб, а также откосов регуляционных сооружений следует назначать в зависимости от их крутизны, условий ледохода, воздействия волн и течения воды при скоростях, отвечающих максимальным расходам во время паводков: наибольших – для мостов на железных дорогах общей сети и расчетных – для остальных мостов. Отметки верха укреплений должны быть выше уровней воды, отвечающих указанным выше паводкам, с учетом подпора и наката волны на насыпь:
у больших и средних мостов – не менее 0,50 м;
у малых мостов и труб – не менее 0,25 м.
ОТВОД ВОДЫ
1.76 Проезжую часть и другие поверхности конструкций (в том числе тротуары), на которые может попадать вода, следует проектировать с поперечным уклоном не менее 20 ‰, в балластных корытах железнодорожных мостов – не менее 30 ‰. При этом, поперечный профиль следует проектировать без перелома уклонов проезжей части и тротуаров.
Продольный уклон поверхности проезжей части на автодорожных и городских мостах следует принимать не менее 5 ‰. При продольном уклоне свыше 10 ‰ допускается уменьшение поперечного уклона при условии, что геометрическая сумма уклонов будет не менее 20 ‰.
1.77 Воду с поверхности проезжей части и тротуаров следует отводить:
- при длине сбора воды не более 50 м – по продольному уклону вдоль парапета (цоколя под ограждением или перилами) со сбросом воды поперечными водоотводными лотками, расположенными на конусах;
- при длине водосбора более 50 м – сбросом воды по водосточным трубам в местах расположения опор;
- при продольных уклонах сооружения 5 - 10 ‰ – с помощью водоотводных трубок, устанавливаемых с шагом 6 – 12 м;
- поперечными лотками, устраиваемыми в разрывах цоколя под перилами с шагом 6 – 12 м.
Неорганизованный сброс воды с сооружения по всей его длине не допускается.
Вода из водоотводящих устройств не должна попадать на нижележащие конструкции, а также на железнодорожные пути и проезжую часть автомобильных дорог, расположенных под путепроводами.
При сбросе воды с мостового сооружения поперечными лотками в зоне над конусом, в их створе на конусе должен быть организован бетонный водоприемный лоток, ориентированный в продольном направлении мостового сооружения.
Поперечные телескопические лотки на насыпи подходов должны быть организованы, как правило, сразу за открылками устоев. При этом между шкафной стенкой и лотком должен быть организован подвод воды к телескопическому лотку с укреплением обочины от размыва.
Верх водоотводных трубок и дно лотков следует устраивать ниже поверхности, с которой отводится вода, не менее чем на 1 см.
При расположении мостового сооружения на уклоне, на подходах к сооружению с верховой стороны должны быть устроены перехватывающие воду поперечные лотки (один или два с шагом 10 м), перекрытые трапами и отводящие воду в телескопические лотки, расположенные на откосах подходов.
На пролетном строении следует устраивать дренажную систему, включающую продольные и поперечные дренажные каналы и дренажные трубки.
При наличии дренажной системы и достаточных уклонах водоотводные трубки можно не устанавливать.
Дренажные каналы располагают в толще защитного слоя или нижнего слоя покрытия. Материал дренажного канала должен быть пористым и обладать прочностью, соответствующей давлению колеса автомобиля. Дренажные трубки следует совмещать со створом водоотводных трубок и размещать между ними.
Дренажные каналы следует выполнять шириной 100-200 мм в поперечном, продольном и диагональном направлениях. Верх дренажных трубок должен находиться в уровне верха гидроизоляции. Продольные дренажные каналы располагают в пониженных местах плиты проезжей части, в местах перелома поперечного профиля у цоколей под ограждениями, в поперечном направлении – у приливов перед деформационными швами. Каналы диагонального направления устраивают на широких пролетных строениях и на пролетных строениях, расположенных на вираже.
Для предотвращения увлажнения нижних поверхностей железобетонных и бетонных конструкций (консольных плит крайних балок, тротуарных блоков, оголовков опор и др.) на них следует устраивать защитные выступы и слезники.
1.78 Водоотводные трубки должны иметь внутренний диаметр не менее 150 мм.
Водоотводные трубки в балластных корытах железнодорожных мостов следует устраивать из расчета не менее 5 см2 сечения трубки на 1 м2площади стока.
Расстояния между водоотводными трубками на проезжей части автодорожных и городских мостов должны составлять вдоль пролета не более 6 м при продольном уклоне до 5 ‰ и 12 м – при уклонах от 5 до 10 ‰. На более крутых уклонах расстояние между трубками может быть увеличено.
Водоотводные трубки следует устанавливать во время бетонирования конструкций. Гидроизоляция должна быть заведена в воронку трубки и защемлена водоприемным стаканом. Конструкция трубок должна позволять быструю и простую их разборку и прочистку.
1.79 При необходимости сохранения вечномерзлых грунтов в основаниях устоев следует предусматривать меры, исключающие доступ воды к основанию.
В случае притока поверхностной воды со стороны подходов необходимо предусматривать устройства для отвода ее за пределы земляного полотна.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОБУСТРОЙСТВА
1.80 Все части пролетных строений, видимые поверхности опор и труб должны быть доступны для осмотра и ухода, для чего следует устраивать проходы, люки, лестницы, перильные ограждения (высотой не менее 1,10 м), специальные смотровые приспособления, а также, при необходимости, закладные части для подвески временных подмостей. На мостах с балочными пролетными строениями и подвижными опорными частями следует предусматривать условия для выполнения работ по регулированию положения, ремонту или замене опорных частей.
1.81 У каждого конца мостового сооружения или трубы при высоте насыпи свыше 2 м для железнодорожных и свыше 4 м для автодорожных сооружений следует, как правило, устраивать по откосам постоянные лестничные сходы шириной не менее 0,75 м.
1.82 В необходимых случаях (например, при строительстве мостов и труб в опытном порядке), при применении пролетных строений статически неопределимых систем, чувствительных к осадкам, при создании в стальных конструкциях предварительно напряженного состояния и др.) в проектной документации следует предусматривать установку специальных марок или других приспособлений для осуществления контроля за общими деформациями, а также за напряженным состоянием отдельных элементов.
1.83 На железнодорожных мостах и в путепроводах тоннельного типа при их длине свыше 50 м следует предусматривать площадки-убежища в уровне железнодорожного проезда через 50 м с каждой стороны проезда, располагаемые в шахматном порядке. При длине мостового сооружения до 100 м площадки-убежища допускается устраивать по одной с каждой стороны проезда.
На линиях, где предусмотрена скорость движения поездов свыше 120 км/ч, а также в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 ниже минус 40 °С расстояние между площадками-убежищами должно быть не более 25 м.
1.84 При строительстве и реконструкции мостовых сооружений и труб должны быть запроектированы и выполнены мероприятия, направленные на обеспечение требуемого уровня пожарной безопасности сооружения в соответствии со СНиП 21-01, ГОСТ 30244, ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1.
Указанные мероприятия должны включать:
обоснованные технические решения по генеральному плану;
обоснование и обеспечение требуемых пределов огнестойкости и классов пожарной опасности применяемых строительных конструкций;
технические решения по предотвращению воспламенения проливов легковоспламеняемых и горючих жидкостей на проезжей части мостовых сооружений, а также в подмостовом пространстве;
технические решения, направленные на обеспечение условий для эффективного тушения пожара;
технические решения по обеспечению пожарной безопасности зданий, сооружений и помещений, размещаемых в подмостовом пространстве.
организационно-технические мероприятия, направленные на предотвращение чрезвычайных ситуаций с угрозой возникновения пожара.
1.85 Функциональное использование подмостового пространства (в пределах горизонтальной проекции моста) должно быть обосновано в проекте сооружения. В составе проекта разрабатываются технологические, санитарно-технические, противопожарные мероприятия и другие разделы, обусловленные спецификой объекта, а так же действующим законодательством.
Здания, сооружения и помещения, встраиваемые в подмостовое пространство, а также служебные помещения для размещения механизмов разводных мостов следует проектировать и оборудовать в соответствии с действующими нормативными документами.
Для существующих зданий и сооружений, попадающих в зону подмостового пространства, при проектировании и строительстве мостовых сооружений должны быть разработаны дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасности при пожаре для находящихся в зданиях и сооружениях подмостового пространства людей, а также на обеспечение пожарной безопасности мостового сооружения.
1.86 Все металлические конструкции мостовых сооружений должны быть заземлены, если они расположены на расстояниях менее 5 м от контактной сети постоянного тока и менее 10 м от контактной сети переменного тока. Также должны быть заземлены железобетонные и бетонные конструкции, поддерживающие контактную сеть.
1.87 На путепроводах и пешеходных мостах через пути электрифицированных железных дорог над контактной сетью следует предусматривать устройство ограждающих и предохранительных вертикальных щитов (сеток) высотой 2,0 м. Допускается применение с каждой стороны моста горизонтальных щитов (сеток) длиной не менее 1,5 м.
1.88 Железнодорожные мосты и путепроводы на путях перевозки ковшей с жидким чугуном и горячим шлаком должны иметь вместо перил специальные предохранительные ограждения, высота которых должна быть на 20 см выше верха ковшей. При этом через 50 м с каждой стороны следует предусматривать площадки-убежища, располагаемые в шахматном порядке.
Конструкции путепроводов, под которыми предполагается проход слитко-, чугуно- или шлаковозных составов, должны иметь специальные экраны, ограничивающие нагрев ограждаемых конструкций до температуры не выше 100 °С.
1.89 На всех мостах не допускается прокладка нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и, как правило, линий высоковольтных электропередач (напряжением свыше 1000 В). Кроме того, на мостах не допускается прокладка газопроводов и канализационных трубопроводов, а также водопроводных линий.
При специальном технико-экономическом обосновании на автодорожных, городских и пешеходных мостах допускается прокладка в стальных трубах тепловых сетей, водопроводных линий, напорной канализации и газопроводов с рабочим давлением не более 0,6 МПа.
Во всех случаях должны быть предусмотрены меры по обеспечению сохранности моста, а также непрерывности и безопасности движения по нему в случаях прорывов и повреждений трубопроводов и кабелей. Для этого на больших и средних мостах линии электропередачи и другие коммуникации, как правило, а на железнодорожных мостах обязательно должны иметь устройства для выключения этих линий и коммуникаций с обеих сторон моста.
П р и м е ч а н и е – В обоснованных случаях на городских и автодорожных мостах, расположенных в населенных пунктах допускается прокладка кабельных линий высоковольтных электропередач при условии обеспечения безопасности работ по текущему содержанию моста.
Прокладка кабельных маслонаполненных линий и высоковольтных воздушных электропередач по мостам не разрешается.
1.90 Мосты должны иметь приспособления для пропуска линий связи, предусмотренных на данной дороге, и других коммуникаций, разрешенных для данного сооружения, а на железных дорогах (в том числе и на линиях, где электрическая тяга поездов первоначально не предусмотрена) и в городах при троллейбусном и трамвайном движении – также устройства для подвески контактной сети.
Для прокладки труб и кабелей следует, как правило, предусматривать специальные конструктивные элементы (выносные консоли, поперечные диафрагмы, наружные подвески и т.п.), не препятствующие выполнению работ по текущему содержанию и ремонту моста.
Прокладка коммуникаций под тротуарными плитами и на разделительной полосе допускается при защите от повреждений во время эксплуатации как коммуникаций, так и конструкций моста. В случае прокладки коммуникаций в замкнутых полостях блоков под тротуарными плитами необходимо устройство в них гидроизоляции и отверстий для водоотвода.
1.91 Железнодорожные и автодорожные мосты с разводными пролетами, а также мосты с совмещенной проезжей частью (для неодновременного движения рельсовых и безрельсовых транспортных средств) должны быть ограждены с обеих сторон сигналами прикрытия, находящимися на расстоянии не менее 50 м от въездов на них.
Открывание сигналов прикрытия должно быть возможным только при неразведенном положении разводного пролета, а также при незанятом состоянии совмещенного проезда.
Железнодорожные мосты с разводными пролетами, а также однопутные мосты на двухпутных участках дороги должны быть защищены предохранительными (улавливающими) тупиками или устройствами путевого заграждения.
Для больших железнодорожных мостов следует предусматривать устройство заградительной и оповестительной сигнализации, а также контрольно-габаритных устройств.
Судоходные пролеты на мостах через водные пути должны быть оборудованы освещаемой судовой сигнализацией.
1.92 У охраняемых мостов следует предусматривать помещения для службы охраны моста и соответствующие устройства.
Около больших железнодорожных мостов, а также автодорожных и городских мостов длиной свыше 200 м следует предусматривать помещения площадью 16 – 25 м2 для их обслуживания и, кроме того, в обоснованных случаях, – помещения для компрессорных.
На больших железнодорожных мостах для механизации работ по текущему содержанию и ремонту следует предусматривать устройство линий подачи сжатого воздуха и воды, а также линий продольного электроснабжения с токоразборными точками.
Авторский надзор, научно-техническое сопровождение и
мониторинГ
1.93 В целях обеспечения качества проектных и строительно-монтажных работ, а также повышения надежности, долговечности и безопасности мостовых сооружений следует предусматривать авторский надзор, научно-техническое сопровождение проектирования и строительства, а также мониторинг.
1.94 К авторскому надзору относятся следующие основные функции:
- периодическая проверка соответствия проекту завершенных строительством конструкций;
- участие в освидетельствовании и приемке наиболее ответственных конструкций;
- корректировка в случае необходимости на месте рабочей документации в рамках своей компетенции.
1.95 Научно-техническое сопровождение проектирования и строительства мостовых сооружений осуществляет уполномоченная заказчиком специализированная организация.
Научно-техническое сопровождение заключается в разработке рекомендаций по использованию в проектах и на стадии строительства новых материалов, конструктивно-технологических решений, выполнении сложных расчетов, математическом и физическом моделировании и контроле качества работ.
1.96 В необходимых случаях в проектах с целью оценки фактической работы мостовых конструкций следует предусматривать мониторинг напряженно-деформированного состояния мостов, т. е. систему длительного контроля за их состоянием и поведением в процессе строительства (реконструкции) и эксплуатации в соответствии с ГОСТ Р 22.1.12.
Выбор организации, осуществляющей мониторинг, производится заказчиком.
Мониторинг необходимо организовывать в следующих случаях:
- при строительстве и эксплуатации больших и сложных по конструкции мостов;
- для металлических и железобетонных конструкций, в которых применено их дополнительное предварительное напряжение (регулирование усилий);
- для мостов с внешне статически неопределимыми конструкциями, в которых возможно появление дополнительных усилий, деформаций и осадок из-за геологических, гидрологических, оползневых и сейсмических явлений;
- для железобетонных конструкций, в которых возможна большая неопределенность длительных процессов, связанных с ползучестью, усадкой и температурными деформациями (разные возрасты бетона, сочетание сборных и монолитных конструкций и т.п.).
2 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК
2.1 Конструкции мостов и труб следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания, принимаемые в соответствии с таблицей 2.1.
Таблица 2.1
| Номер нагрузки (воздействия) |
Нагрузки и воздействия | Номер нагрузки (воздействия), не учитываемой в сочетании с данной нагрузкой (воздействием) |
| А. Постоянные | ||
| 1 2 3 4 5 6 |
Собственный вес конструкций Воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий) Давление грунта от веса насыпи Гидростатическое давление Воздействие усадки и ползучести бетона Воздействие осадки грунта |
– – – – – – – |
| Б. Вертикальные От подвижного состава и пешеходов |
||
| 7 8 9 10 11 |
Вертикальные нагрузки Давление грунта от подвижного состава Горизонтальная поперечная нагрузка от центробежной силы Горизонтальные поперечные удары подвижного состава Горизонтальная продольная нагрузка от торможения или силы тяги |
16, 17 16, 17 10, 16, 17 9, 11, 12, 16–18 10, 13, 14, 16, 17 |
| Прочие | ||
| 12 13 14 15 16 17 18 19 |
Ветровая нагрузка Ледовая нагрузка Нагрузка от навала судов Температурные климатические воздействия Воздействие морозного пучения грунта Строительные нагрузки Сейсмические нагрузки Трение и сопротивление сдвигу в опорных частях |
10, 14, 18 11, 14, 16,18 11–13, 15–18 14, 18 7–11, 13, 14, 18 7–11, 14, 18 10, 12–17 11, 14, 18 |
П р и м е ч а н и я 1 Расчеты на выносливость производят на сочетания, в которые кроме постоянных нагрузок и воздействий входят временные нагрузки № 7–9, при этом вертикальную нагрузку от пешеходов на тротуарах с вертикальной нагрузкой от подвижного состава совместно учитывать не следует. 2 Расчеты по предельным состояниям II группы следует производить только на сочетания нагрузок и воздействий № 1–9, 15 и 17. При этом в расчетах железобетонных конструкций по трещиностойкости также надлежит учитывать нагрузку № 11, а при расчете горизонтальных перемещений верха опор – нагрузки № 10, 12 и 13. |
||
а) к постоянным нагрузкам № 1–6, к нагрузке № 17 и весу порожнего подвижного состава железных дорог – 1,0;
б) при учете действия только одной из временных нагрузок или группы сопутствующих одна другой нагрузок № 7–9 без других нагрузок – 1,0;
в) при учете действия двух или более временных нагрузок (условно считая группу нагрузок № 7–9 за одну нагрузку) – к одной из временных нагрузок – 0,8, к остальным – 0,7.
П р и м е ч а н и я
1 К нагрузке № 12 во всех случаях сочетания с нагрузкой № 7 в зависимости от вида подвижного состава, образующего нагрузку, коэффициент h следует принимать равным:
а) при загружении железнодорожным подвижным составом и поездами метрополитена:
не защищенными от воздействия бокового ветра – 0,5;
защищенными галереями от воздействия бокового ветра – 1,0;
б) при загружении автотранспортными средствами и вагонами трамвая – 0,35.
Для автодорожных и городских мостов в случае действия нескольких временных нагрузок и отсутствия среди них нагрузки № 7 к нагрузке № 12 следует принимать h = 0,5.
2 Во всех сочетаниях нагрузок коэффициенты h необходимо принимать: к нагрузкам № 7–9 – одинаковыми, к нагрузке №11 – не более чем к нагрузке № 7.
3 При учете нагрузки № 18 совместно с нагрузкой № 7 и ей сопутствующими нагрузками коэффициенты h следует принимать к нагрузке №18 – 0,8, к остальным временным нагрузкам для мостов:
железнодорожных (только с одного пути) – 0,7;
автодорожных и городских – 0,3.
4 Значения коэффициентов h для различных комбинаций временных нагрузок и воздействий приведены в приложении К.
2.3. Величины нагрузок и воздействий для расчета конструкций по всем группам предельных состояний принимают согласно таблице 2.2 с коэффициентами надежности по нагрузке gf (по пп. 2.10, 2.23 и 2.32 для соответствующих нормативных нагрузок и воздействий) и динамическими коэффициентами 1 + m или 1 + 2/3m (по п. 2.22).
Таблица 2.2
Группа пре- дельного состояния |
Вид расчета | Вводимый коэффициент | ||
| ко всем нагрузкам и воздействиям, кроме подвижной вертикальной | к подвижной вертикальной нагрузке1) |
|||
| I | а) Все расчеты, кроме перечисленных в "б" – "г" | gf | gf ; 1+ m | |
| б) На выносливость | gf = 1 | gf = 1; 1 + 2/3m |
||
| в) По устойчивости положения | gf | gf 3) | ||
| г) На сочетания, включающие сейсмическую нагрузку | gf 2) | gf | ||
| II | Все расчеты, включая расчеты по образованию и раскрытию трещин в железобетоне | gf = 1 | gf = 1 | |
1) Во всех не оговоренных случаях (кроме нагрузки от кранов по п. 2.30) динамический коэффициент следует принимать 1+ m = 1. 2) Для сейсмических нагрузок следует принимать gf = 1. 3) К порожнему составу железных дорог и метрополитена следует принимать gf = 1 |
||||
2.4 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций, а также постоянных смотровых приспособлений, опор и проводов линий электрификации и связи, трубопроводов и т.д. следует определять по проектным объемам.
Для балочных пролетных строений нагрузку от собственного веса допускается принимать равномерно распределенной по длине пролета, если величина ее на отдельных участках отклоняется от средней величины не более чем на 10 %.
Нормативную нагрузку от веса мостового полотна одного железнодорожного пути следует принимать равной:
при деревянных поперечинах и отсутствии тротуаров – 6,9 кН/м пути;
то же, при двух тротуарах с металлическими консолями и железобетонными плитами настила – 12,7 кН/м пути;
при железобетонных безбалластных плитах без тротуаров – 16,7 кН/м пути;
то же, с двумя тротуарами – 22,6 кН/м пути.
Вес сварных швов, а также выступающих частей высокопрочных болтов с гайками и двумя шайбами допускается принимать в процентах к общему весу металла по таблице 2.3.
Таблица 2.3
| Металлическая конструкция | Сварные швы, % | Выступающие части высокопрочных болтов, гайки и две шайбы, % |
| Болтосварная Сварная |
1,0 2,0 |
4,0 – |
В железобетонных и сталежелезобетонных конструкциях кроме потерь, связанных с технологией выполнения работ по напряжению и регулированию усилий, следует учитывать также потери, вызываемые усадкой и ползучестью бетона.
2.6 Нормативное давление грунта от веса насыпи на опоры мостов и звенья труб следует определять по формулам, кПа:
а) вертикальное давление:
для опор мостов
рg = gn h; (2.1)
для звеньев труб
рg = Сg gn h; (2.2)
б) горизонтальное (боковое) давление
рn = gn hхt n ; (2.3)
где h, hх – высота засыпки, м, определяемая для устоев мостов по приложению Л, для звеньев труб – приложению М;
gn – нормативный удельный вес грунта, кН/м3;
Сg – коэффициент вертикального давления, определяемый для звеньев труб по
приложению М;
tn – коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки береговых
опор мостов или звеньев труб, определяемый по формуле
t n = tg2 (45о – j n/2); (2.4)
здесь j n – нормативный угол внутреннего трения грунта, град.
Значения gn и jn следует, как правило, принимать на основании лабораторных исследований образцов грунтов, предназначенных для засыпки сооружения.
При повторном применении проектов для определения нормативного давления грунта допускается принимать удельный вес грунта засыпки gn = 17,7 кН/м3, нормативные углы внутреннего трения jn – равными:
для устоев при засыпке песчаным (дренирующим) грунтом – 35°;
для звеньев труб, находящихся в насыпи, – 30°;
для оголовков труб – 25°.
Методика определения равнодействующей нормативного горизонтального (бокового) давления на опоры мостов от собственного веса грунта приведена в приложении Л.
2.7 Нормативное гидростатическое давление (взвешивающее действие воды) следует определять в соответствии с указаниями раздела 7.
2.8 Нормативное воздействие усадки и ползучести бетона следует принимать в виде относительных деформаций и учитывать при определении перемещений и усилий в конструкциях. Ползучесть бетона определяется только от действия постоянных нагрузок.
Величины нормативных деформаций усадки и ползучести для рассматриваемой стадии работы следует определять по значениям предельных относительных деформаций усадки бетона en и удельных деформаций ползучести бетона cn в соответствии с указаниями разделов 3 и 5.
2.9 Нормативное воздействие от осадки грунта в основании опор мостов должно учитываться при применении пролетных строений внешне статически неопределимой системы и приниматься по результатам расчета осадок фундаментов.
2.10 Коэффициенты надежности по нагрузке gf для постоянных нагрузок и воздействий, указанных в пп. 2.4–2.9, следует принимать по таблице 2.4. При этом на всех загружаемых нагрузкой участках значения gf для каждой из нагрузок следует принимать одинаковыми во всех случаях, за исключением расчетов по устойчивости положения, в которых gf для разных загружаемых участков принимается в соответствии с пп. 1.40 и 1.41.
Таблица 2.4
| Нагрузки и воздействия | Коэффициенты надежности по нагрузке gf |
Все нагрузки и воздействия, кроме указанных ниже в данной таблице Вес мостового полотна с ездой на балласте под железную дорогу, а также пути метрополитена и трамвая Вес балластового мостового полотна под трамвайные пути на бетонных и железобетонных плитах Вес выравнивающего, изоляционного и защитного слоев автодорожных и городских мостов Вес покрытия ездового полотна и тротуаров автодорожных и городских мостов, покрытия прохожей части пешеходных мостов Вес деревянных конструкций в мостах Горизонтальное давление грунта от веса насыпи: на опоры мостов (включая устои) на звенья труб Воздействия предварительного напряжения (регулирования усилий) при контроле только по деформациям Воздействие усадки и ползучести бетона и предварительного напряжения (регулирования усилий) Воздействие осадки грунта |
1,1 (0,9) 1,3 (0,9) 1,2 (0,9) 1,3 (0,9) 1,5 (0,9) 1,2 (0,9) 1,4 (0,7) 1,3 (0,8) 1,2 (0,8) 1,1 (0,9) 1,5 (0,5) |
П р и м е ч а н и я 1 Значения gf для мостов на внутрихохяйственных автомобильных дорогах следует принимать такими же, как для мостов на автомобильных дорогах общего назначения. 2 Значения gf в скобках следует принимать в случаях, когда при этом сочетании нагрузок создается более невыгодное воздействие на элементы конструкции. |
|
2.11 Нормативную временную вертикальную нагрузку от подвижного состава железных дорог (СК) следует принимать (с учетом перспективы развития транспортных средств железных дорог) в виде объемлющих максимальных эквивалентных нагрузок n, кН/м пути, полученных от отдельных групп сосредоточенных грузов весом до 24,5К (кН) и равномерно распределенной нагрузки интенсивностью 9,81К (кН/м пути).
Показатель К обозначает класс устанавливаемой нагрузки, который принимается равным:
для капитальных сооружений – 14;
для деревянных мостов – 11.
Таблица интенсивности нормативной нагрузки n и правила загружения указанной нагрузкой линий влияния приведены в приложении Н. При этом приняты обозначения: λ – длина загружения линии влияния, м; a = а/λ – относительное положение вершины линии влияния; а – проекция наименьшего расстояния от вершины до конца линии влияния, м.
Вес нагрузки, приходящийся на 1 м пути, следует принимать равным значениям n при a = а/λ = 0,5, но не более 19,62К (кН/м пути).
Временную вертикальную нагрузку от порожнего подвижного состава следует принимать равной 13,7 кН/м пути.
Нормативную нагрузку для расчета мостов и труб на путях железных дорог промышленных предприятий, где предусмотрено обращение особо тяжелого железнодорожного подвижного состава, следует принимать с учетом его веса.
В случаях, указанных ниже, нагрузку СК необходимо вводить в расчеты с коэффициентами e £ 1, которые учитывают наличие в поездах только перспективных локомотивов и вагонов, а также отсутствие тяжелых транспортеров.
Нагрузку eСК необходимо принимать в расчетах:
на выносливость;
железобетонных конструкций по раскрытию трещин, по сейсмическим нагрузкам, а также при определении прогибов пролетных строений и перемещений опор – на всех загружаемых путях; при загружениях второго и третьего путей – во всех других случаях.
Величину коэффициента e следует определять по таблице 2.5.
Таблица 2.5
| Длина загружения l, м | Коэффициент e |
| 5 и менее от 10 до 25 50 и более |
1,00 0,85 1,00 |
| П р и м е ч а н и я 1 Если кроме коэффициента e в расчетах учитывают динамический коэффициент, то их произведение следует принимать не менее единицы. 2 Для промежуточных значений l коэффициент e следует определять по интерполяции. |
|
а) от автотранспортных средств по ГОСТ Р 52748 – в виде полос АК (рисунок 2.1, а), каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой 10К (кН) и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью n (на обе колеи) – К (кН/м), где с – длина, м, соприкасания колеса с покрытием проезжей части.
Нагрузкой АК загружаются также трамвайные пути при их расположении на необособленном полотне.
Класс нагрузки К надлежит принимать равным 14 для всех мостов и труб, кроме деревянных и расположенных в рекреационных и природоохранных зонах городов, для которых класс нагрузки следует приниматься равным 11.
Для реконструируемых сооружений класс нагрузки принимается заданием на проектирование, но не менее 11;
б) от тяжелых одиночных нагрузок НК по ГОСТ Р 52748 (рисунок 2.1, б) для мостов и труб, проектируемых:
под нагрузку А14 – в виде четырехосной тележки Н14 с нагрузкой на ось 18К (кН);
под нагрузку А11 – то же, в виде тележки Н11 с нагрузкой на ось 14К (кН);
в) от подвижного состава метрополитена с каждого пути – в виде поезда расчетной длины, состоящего из четырехосных вагонов (рисунок 2.1, в) общим весом каждого загруженного вагона 588 кН. При загружении линий влияния, имеющих два или более участков одного знака, разделяющие их участки другого знака следует загружать порожними вагонами весом каждый 294 кН;
г) от трамваев (при расположении трамвайных путей на самостоятельном огражденном или обособленном полотне) с каждого пути – в виде поездов из четырехосных вагонов (рисунок 2.1, г) общим весом каждого загруженного вагона 294 кН и порожнего – 147 кН; число вагонов в поезде и расстояние между поездами должны соответствовать самому неблагоприятному загружению при следующих ограничениях: число вагонов в одном поезде – не более четырех; расстояния между крайними осями рядом расположенных поездов – не менее 8,5 м.
Загружения моста указанными нагрузками должны создавать в рассчитываемых элементах наибольшие усилия, в установленных нормами местах конструкции – максимальные перемещения (деформации). При этом для нагрузки АК во всех случаях должны быть выполнены условия:
при наличии линий влияния, имеющих три или более участков разных знаков, тележкой загружается участок, дающий для рассматриваемого знака наибольшее значение усилия (перемещения), равномерно распределенной нагрузкой (с необходимыми ее перерывами по длине) загружаются все участки, вызывающие усилие (перемещение) этого знака;
число полос нагрузки, размещаемой на мосту, не должно превышать установленного числа полос движения;
расстояния между осями смежных полос нагрузки должны быть не менее 3,0 м:
при многополосном движении в каждом направлении и отсутствии разделительной полосы на мосту ось крайней внутренней полосы нагрузки каждого направления не должна быть расположена ближе 1,5 м от осевой линии или линии, разделяющей направления движения.
При расчетах конструкций мостов по прочности и устойчивости следует рассматривать два случая воздействия нагрузки АК:
первый – предусматривающий невыгодное размещение на проезжей части (в которую не входят полосы безопасности) числа полос нагрузки, не превышающего числа полос движения;
второй – предусматривающий при незагруженных тротуарах невыгодное размещение на всей ширине ездового полотна (в которое входят полосы безопасности) двух полос нагрузки (на однополосных мостах – одной полосы нагрузки).
При этом оси крайних полос нагрузки АК должны быть расположены не ближе 1,5 м от кромки проезжей части – в первом и от ограждения ездового полотна – во втором случаях.
При расчетах конструкций на выносливость и по предельным состояниям второй группы следует рассматривать только первый случай воздействия нагрузки АК.
При определении в рассматриваемом сечении совместного воздействия нескольких силовых факторов допускается для каждого фактора нагрузку АК устанавливать в самое неблагоприятное положение.
Мосты под пути метрополитена (несовмещенные) при расчетах по предельным состояниям первой группы должны быть проверены на загружение одного из путей поездом, не создающим динамического воздействия, но имеющим длину, превышающую (до 2 раз) длину расчетного поезда. При этом на двухпутных мостах второй путь должен быть загружен поездом расчетной длины.
Тяжелую одиночную нагрузку НК следует располагать вдоль направления движения на любом участке проезжей части моста (в которую не входят полосы безопасности). Также следует проводить проверку на воздействие сдвоенных нагрузок НК, устанавливаемых на расстоянии 12 м (между последней осью первого и передней осью второй нагрузки) с учетом понижающего коэффициента 0,75.
П р и м е ч а н и я
1 Если на мосту предусмотрена разделительная полоса шириной 3 м и более без ограждений, то при загружении моста временными вертикальными нагрузками следует учитывать возможность использования в перспективе разделительной полосы для движения.
2 Нагрузку НК не учитывают совместно с временной нагрузкой на тротуарах, с сейсмическими нагрузками, а также при расчетах конструкций на выносливость. При расчетах по второму предельному состоянию нагрузка НК принимается с коэффициентом 0,8.
3 При загружении трамвайных путей временной нагрузкой от автотранспортных средств (п. 2.12,а) оси полос нагрузки АК следует совмещать с осями трамвайных путей.
4 Распределение давления в пределах толщины одежды проезжей части следует принимать под углом 45°.
 |
| Рисунок 2.1 Схемы нагрузок от подвижного состава для расчета автодорожных и городских мостов а – автомобильная нагрузка АК в виде полосы равномерно распределенной нагрузки интенсивностью n и одиночной тележки; б – тяжелая одиночная нагрузка НК; в – поезд метрополитена; г – поезд трамвая |
При проектировании следует рассматривать случаи:
а) по мосту движутся колонны автомобилей, создающие динамическое воздействие;
б) на мосту имеет место вынужденная остановка расчетных автомобилей (динамическое воздействие не возникает).
В случае «а» расстояние между задней и передней осями соседних автомобилей в каждой колонне не должно быть менее:
20 м – для нагрузок АБ-51 и АБ-74;
26 м – для нагрузки АБ-151.
По ширине моста колонны, число которых не должно превышать числа полос движения, следует устанавливать в самое невыгодное положение с соблюдением расстояний, указанных в таблице 2.7.
Таблица 2.6
| Параметр | Нагрузки | ||
| АБ-51 | АБ-74 | АБ-151 | |
| Нагрузка на ось груженого автомобиля, кН: заднюю переднюю Расстояние между осями (база) автомобиля, м Габарит по ширине (по колесам задней оси), м Ширина колеи, м, колес: задних передних Размер площадки контакта задних колес с покрытием проезжей части, м: по длине по ширине Диаметр колеса, м |
333 167 3,5 3,5 2,4 2,8 0,4 1,1 1,5 |
490 235 4,2 3,8 2,5 2,8 0,45 1,30 1,8 |
990 490 4,5 5,4 3,75 4,1 0,80 1,65 2,5 |
Таблица 2.7
| Расстояние по ширине моста | Наименьший размер, м, для нагрузок | ||
| АБ-51 | АБ-74 | АБ-151 | |
| От ограждения до края заднего колеса автомобиля: движущегося |
1,0 |
1,2 |
1,6 |
| стоящего | Вплотную | ||
| Между краями задних колес соседних автомобилей: движущихся стоящих |
1,9 0,5 |
2,0 0,7 |
2,5 1,0 |
П р и м е ч а н и е – Мосты и трубы, расположенные на дорогах промышленных предприятий, где обращаются автомобили с расчетной шириной свыше 2,5 м, а давление задней тележки менее 196 кН, следует проектировать на нагрузки А14 и Н14.
2.14 Во всех расчетах для элементов или отдельных конструкций мостов, воспринимающих временную нагрузку с нескольких путей или полос движения, нагрузку от подвижного состава с одного пути или полосы движения (где нагрузка приводит к самым неблагоприятным результатам) следует принимать с коэффициентом s1 = 1,0.
С остальных путей (полос) нагрузки принимают с коэффициентами полосности s2 равными для:
а) нагрузки eСК (одновременно загружается не более трех путей):
1,0 – при длине загружения 15 м и менее;
0,7 – при длине загружения 25 м и более;
для промежуточных значений длин – по интерполяции;
б) нагрузки АК (для тележек и равномерно распределенной нагрузки) – 0,6;
в) нагрузки АБ – 0,7;
г) поездов метрополитена и трамвая – 1,0.
2.15 При одновременном загружении полос автомобильного движения (совместно с тротуарами) и рельсовых путей (железных дорог, метрополитена или трамвая) временную вертикальную нагрузку, которая оказывает меньшее воздействие (как вертикальное, так и горизонтальное), следует вводить в расчет с дополнительным коэффициентом s2, определяемым по формулам:
при одновременном загружении железнодорожных путей и полос автомобильного движения
s2 = 1 – 0,010 l, но не менее 0,80; (2.5)
то же, путей метрополитена или трамвая и полос автомобильного движения
s2 = 1 – 0,002 l, но не менее 0,80, (2.6)
где l – длина загружения пролетного строения нагрузкой, оказывающей меньшее воздействие, м.
2.16 Нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта на устои мостов (и промежуточные опоры, если они расположены внутри конусов) от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, следует принимать с учетом распространения нагрузки в грунте ниже подошвы рельса или верха дорожного покрытия под углом к вертикали arc tg 1/2 и определять согласно приложению Р.
П р и м е ч а н и е – Совместно с сейсмическим воздействием горизонтальное (боковое) давление грунта на устои от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, не учитывается.
2.17 Нормативное давление грунта от подвижного состава на звенья (секции) труб, кПа, на соответствующую проекцию внешнего контура трубы следует определять с учетом распределения давления нагрузки в грунте по формулам:
а) вертикальное давление:
от подвижного состава железных дорог
; (2.7)от транспортных средств автомобильных и городских дорог (кроме нагрузки АК, на которую расчет не производится), а также дорог промышленных предприятий с обращением автомобилей АБ
; (2.8)б) горизонтальное давление
ph = pn tn ; (2.9)
где n – интенсивность временной вертикальной нагрузки от подвижного состава железных
дорог, принимаемая по таблице Н.1 приложения Н для длины загружения
l = d + h и положения вершины линии влияния a = 0,5, но не более 19,6К кН/м,
d – диаметр (ширина) звена (секции) по внешнему контуру, м;
h – расстояние от подошвы рельса или верха дорожного покрытия до верха звена при определении вертикального давления или до рассматриваемого горизонта при определении
горизонтального (бокового) давления, м;
tn – коэффициент, определяемый по формуле (2.4);
y – линейная нагрузка, кН/м, определяемая по таблице 2.8;
а0 – длина участка распределения, м, определяемая по таблице 2.8.
Таблица 2.8
| Параметр | Для нагрузок | ||||||
| Н14 | АБ-51 | АБ-74 | АБ-151 | ||||
| при высоте засыпки* | |||||||
| 1 и более |
1,3 и более |
менее 1,3 | 1,9 и более |
менее 1,9 | 3 и более |
менее 3 |
|
| y а0 |
233 3 |
186 3 |
42 – 0,3 |
186 3 |
66 – 0,15 |
186 3 |
93 0 |
* В случаях, когда высота засыпки менее 1 м при нагрузке Н14, величину давления на рассматриваемую часть трубы следует определять с учетом распределения давления в грунте под углом к вертикали arc tg 1/2. |
|||||||
а) от подвижного состава на мостах железных дорог общей сети:
под нагрузку С14 – vh =
, но не более 0,15 v ; (2.10)под нагрузку С10 – vh =
, но не более 0,15 v, (2.11)где r – радиус кривой, м;
v – вес подвижного состава, кН/м пути, принимаемый в соответствии с п. 2.11;
б) от подвижного состава на мостах железных дорог промышленных предприятий по формуле:
, (2.13)где vt – наибольшая скорость, установленная для движения поездов на кривых
данного радиуса, км/ч;
в) от поездов метрополитена и трамвая – по формуле
, (2.14)где и – величина, равная:
для поездов метрополитена – 0,241 (кН×ч2/км2);
для поездов трамвая – 0,143 (кН×ч2/км2);
г) от автомобильной нагрузки АК для всех мостов при радиусах кривых:
250 м и менее – по формуле:
; (2.15)свыше 250 до 600 м – по формуле
; (2.16)где Р – сила, равная 4,5 кН;
М – момент, равный 1100 кН×м.
При радиусах более 600 м vh не учитывают; во всех случаях величина vh должна быть не менее
(кН/м) и не более 0,5К (кН/м);д) от нагрузки АБ для мостов на дорогах промышленных предприятий при радиусах кривых 400 м и менее (при расположении мостов на кривых большего радиуса нагрузку от центробежной силы в расчетах не учитывают) – по формуле:
(2.17)где G – вес одного автомобиля (сумма нагрузок на переднюю и заднюю оси), определяемый по таблице 2.6.
При многопутном (многополосном) движении нагрузки nh и Fh учитывают с коэффициентами s1 в соответствии с п. 2.14, при этом нагрузки nh со всех полос движения (кроме одной), загружаемых автомобильной нагрузкой АК, принимают с коэффициентом s1 = 0,6.
Высоту приложения нагрузок nh и Fh (от головки рельса или верха покрытия проезжей части) следует принимать, м:
2,2 – для подвижного состава железных дорог;
2,0 – для вагонов метрополитена и трамвая;
1,5 – для транспортных средств нагрузки АК;
2,2; 2,5 и 3,1 – для нагрузок соответственно АБ-51, АБ-74 и АБ-151.
П р и м е ч а н и е – Центробежные силы от нагрузки Н14 при расчете мостов учитывать не следует.
2.19 Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава независимо от числа путей или полос движения на мосту следует принимать:
а) от подвижного состава рельсовых дорог – в виде равномерно распределенной нагрузки, приложенной в уровне верха головки рельса и равной:
для поездов железных дорог – 0,59К (кН/м);
для поездов метрополитена – 1,96 (кН/м);
для поездов трамвая – 1,47 (кН/м),
где К – класс нагрузки СК.
б) наибольшее из воздействий от автомобильной нагрузки АК – в виде равномерно распределенной нагрузки, равной 0,39К (кН/м), или сосредоточенной силы, равной 5,9К (кН), приложенных в уровне верха покрытия проезжей части, где К – класс нагрузки АК;
в) от нагрузки АБ – в виде сосредоточенной силы, приложенной к пролетному строению в уровне верха проезжей части или к ограждению проезжей части и равной 0,2G, где G – вес одного автомобиля (сумма нагрузок на переднюю и заднюю оси), определяемый по таблице 2.6.
При расчете элементов ограждений проезжей части, а также их прикреплений горизонтальные нагрузки следует принимать:
а) в автодорожных и городских мостах:
для сплошных жестких железобетонных парапетных ограждений – в виде поперечной нагрузки 11,8К (кН), распределенной по длине 1 м и приложенной к ограждению на уровне 2/3 высоты ограждения (от поверхности проезда);
для бордюров – в виде поперечной нагрузки 5,9К (кН), распределенной по длине 0,5 м и приложенной в уровне верха бордюра;
для консольных стоек полужестких металлических барьерных ограждений (при расстоянии между стойками от 2,5 до 3,0 м) – в виде сосредоточенных сил, действующих одновременно в уровне направляющих планок и равных:
поперек проезда – 4,41К (кН);
вдоль проезда – 2,45К (кН),
где К – класс нагрузки АК.
Для металлических барьерных ограждений при непрерывных направляющих планках нагрузку, действующую вдоль моста, допускается распределять на четыре расположенные рядом стойки.
Элементы металлических ограждений барьерного типа, выполняемые в соответствии с ГОСТ 26804 (группы 11 МО и 11 МД), на воздействие горизонтальных нагрузок не рассчитываются.
Крепление узла анкеровки болтов стоек барьерного ограждения должно быть отдельно проверено на действие:
горизонтального усилия, отвечающего срезу четырех болтов прикрепления;
момента, возникающего от усилия, соответствующего разрыву двух рядом расположенных болтов относительно противоположного ребра.
Поперечные нагрузки от ударов машин Н14 не учитывают;
б) в мостах на дорогах промышленных предприятий (под нагрузки АБ) – в виде равномерного давления (от указанной в "в" сосредоточенной силы 0,2G), приложенного к верхней части ограждения (парапета или бордюра) на площадках, имеющих размеры по высоте и длине соответственно, см, для нагрузок:
АБ-51 ................................................ .20 х 45;
АБ-74 ................................................ .25 х 50;
АБ-151 ............................................... 30 х 60.
П р и м е ч а н и е – Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава для мостов на железных дорогах промышленных предприятий в случаях, когда максимальная скорость движения ограничена до 40 км/ч, допускается принимать равной 0,3К (кН/м), а при скоростях движения 80 км/ч и больших – в размерах, предусмотренных для железных дорог общей сети (см. п. 2.19, а).
2.20 Нормативную горизонтальную продольную нагрузку от торможения или сил тяги подвижного состава следует принимать равной:
а) при расчете элементов пролетных строений и опор мостов, % к весу нормативной временной вертикальной подвижной нагрузки:
от железнодорожной нагрузки СК, поездов метрополитена и трамвая – 10;
от равномерно распределенной части нагрузки АК (вес тележек не учитывается) – 50, но не менее 7,8К (кН) и не более 24,5К (кН) с каждой полосы загружения (с умножением на коэффициент полосности s2 по п. 2.14,б);
от нагрузок АБ-51 и АБ-74 (к весу одного автомобиля) – от 45 (при l£20 м) до 60 (при l³60м);
от нагрузки АБ-151 (к весу одного автомобиля) – от 30 (при l £ 25 м) до 40 (при l ³ 60 м);
для промежуточных значений l величина нагрузки устанавливается по интерполяции;
б) при расчете деформационных швов автодорожных мостов на дорогах:
I-III, I-в, I-к, II-к, II-в, III-в, III-к, IV-в, IV-к категорий и городских мостов – 6,86К (кН);
IV и V категорий, а также внутрихозяйственных – 4,9К (кН);
промышленных предприятий под нагрузку АБ – 50% к весу расчетного автомобиля.
При расчетах в случае "а" высоту приложения горизонтальных продольных нагрузок следует принимать в соответствии с п. 2.18.
Горизонтальную продольную нагрузку при расчете деформационных швов следует прикладывать в уровне проезда и принимать в виде двух равных сил, удаленных одна от другой на 1,9 м для нагрузки АК и на ширину колеи задних колес для нагрузки АБ по таблице 2.6.
Продольную нагрузку следует принимать:
при двух железнодорожных путях – с одного пути, а при трех путях и более – с двух путей;
при любом числе полос автомобильного движения на мосту – со всех полос одного направления, а если в перспективе предусматривается перевод движения на одностороннее – со всех полос движения.
Во всех случаях необходимо учитывать коэффициент s1 согласно требованиям п. 2.14.
От транспортных средств, находящихся на призме обрушения грунта у устоев, продольная нагрузка не учитывается.
В мостах с балочными пролетными строениями продольную нагрузку допускается прикладывать в уровне:
проезжей части – при расчете устоев;
центров опорных частей – при расчете промежуточных опор, при этом разрешается не учитывать влияние моментов от переноса нагрузки.
Продольное усилие от торможения или силы тяги, передаваемое на неподвижные опорные части, следует принимать в размере 100 % полного продольного усилия, действующего на пролетное строение. При этом не следует учитывать продольное усилие от установленных на той же опоре подвижных опорных частей соседнего пролета, кроме случая расположения в разрезных пролетных строениях неподвижных опорных частей со стороны меньшего из примыкающих к опоре пролета. Усилие на опору в указанном случае надлежит принимать равным сумме продольных усилий, передаваемых через опорные части обоих пролетов, но не более усилия, передаваемого со стороны большего пролета при неподвижном его опирании.
Усилие, передающееся на опору с неподвижных опорных частей неразрезных и температурно-неразрезных пролетных строений, в обоснованных расчетом случаях, допускается принимать равным полной продольной нагрузке с пролетного строения за вычетом сил трения в подвижных опорных частях при минимальных коэффициентах трения, но не менее величины, приходящейся на опору при распределении полного продольного усилия между всеми промежуточными опорами пропорционально их жесткости.
Для железнодорожных мостов при определении продольной горизонтальной нагрузки от торможения или сил тяги в случаях применения деревянных опор, а также гибких (из отдельных стоек) стальных и железобетонных опор интенсивность временной подвижной вертикальной нагрузки n допускается принимать равной 9,81К (кН/м).
П р и м е ч а н и е – При проектировании в железнодорожных мостах устройств, предназначенных для восприятия продольных нагрузок, следует учитывать полную силу тяги в виде распределенной нагрузки, составляющей к весу нагрузки, %:
при длине загружения 40 м и менее ......................... 25;
то же, 100 м и более ................................................... 10;
при промежуточных значениях ................................ по интерполяции.
2.21. Нормативную временную нагрузку для пешеходных мостов и тротуаров (служебных проходов) следует принимать в виде:
1) вертикальной равномерно распределенной нагрузки:
а) на пешеходные мосты – 4,0 кПа;
б) на тротуары автодорожных мостов – при отсутствии нагрузки АК – 4,0 кПа, при учете совместно с нагрузкой АК – 2,0 кПа;
2) равномерно распределенной нагрузки, учитываемой при отсутствии других нагрузок:
а) вертикальной – при расчете только элементов тротуаров железнодорожных мостов и мостов метрополитена с устройством пути на балласте – 10,0 кПа, при расчете элементов тротуаров на прочих мостах – 4,0 кПа;
б) вертикальной и горизонтальной – при расчете перил городских мостов – 1,0 кН/м;
3) сосредоточенных давлений, учитываемых при отсутствии других нагрузок:
а) вертикального – при расчете элементов тротуаров городских мостов – 10,0 кН с площадкой распределения от колеса автомобиля 0,015 м2 (0,15 · 0,10 м), прочих мостов – 3,4 кН;
б) вертикального или горизонтального при расчете перил мостов – 1,27 кН.
При расчете элементов тротуаров (служебных проходов) мостов на внутрихозяйственных дорогах равномерно распределенная нагрузка принимается равной 2,0 кПа. При расчете основных несущих конструкций мостов указанная нагрузка на тротуары не учитывается.
При расчете элементов тротуаров необходимо учитывать также нагрузки от приспособлений, предназначенных для осмотра конструкций моста.
2.22 Динамические коэффициенты 1 + m к нагрузкам от подвижного состава железных, автомобильных и городских дорог следует принимать равными:
1) к вертикальным нагрузкам СК и eСК, а также к нагрузкам от поездов метрополитена и трамвая:
а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор:
железнодорожных мостов и обособленных мостов под пути метрополитена и трамвая всех систем (кроме основных элементов главных ферм неразрезных пролетных строений) независимо от рода езды (на балласте или поперечинах)
1 + m = 1 +
, (2.18)но не менее 1,15;
основных элементов главных ферм железнодорожных мостов с неразрезными пролетными строениями и совмещенных мостов всех систем под железнодорожную нагрузку (включая поезда метрополитена)
1 + m = 1 +
, (2.19)но не менее 1,15 для железнодорожных и 1,10 для совмещенных мостов;
б) для железобетонных балочных пролетных строений, рамных конструкций (в том числе для сквозных надарочных строений), а также для железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор:
железнодорожных и других мостов под рельсовые пути
1 + m = 1 +
, (2.20)но не менее 1,15;
совмещенных мостов – по формуле (2.22), но не менее 1,10;
в) для железобетонных звеньев труб и подземных пешеходных переходов:
на железных дорогах и путях метрополитена при общей толщине балласта с засыпкой (считая от подошвы рельса):
0,40 м и менее – по формуле (2.20);
1,00 м и более – 1 + m = 1,00;
для промежуточных значений толщины – по интерполяции;
г) для железобетонных и бетонных арок со сплошным надсводным строением, для бетонных опор и звеньев труб, грунтовых оснований и всех фундаментов
1 + m = 1,00;
д) для арок и сводов арочных железобетонных пролетных строений со сквозной надарочной конструкцией железнодорожных мостов:
1 + m = 1 +
, (2.21)где f – стрела арки; l – пролет арки;
ж) для деревянных конструкций железнодорожных мостов:
для элементов 1 + m = 1,10;
для сопряжений 1 + m = 1,20;
2) к автомобильным нагрузкам АК и НК:
а) к тележкам нагрузки АК для расчета элементов проезжей части – 1,4;
к тележкам нагрузки АК для расчета элементов стальных мостов – 1,4;
то же, железобетонных мостов – 1,3;
то же, деревянных мостов – 1,0;
к равномерно распределенной нагрузке АК – 1,0;
к нагрузке НК – 1,0;
б) для элементов деформационных швов, расположенных в уровне проезжей части автодорожных и городских мостов, и их анкеровки (к возможным вертикальным и горизонтальным усилиям)
1 + m = 2,00;
в) для железобетонных звеньев труб и подземных пешеходных переходов на автомобильных дорогах:
1 + m = 1,00;
3) к временной вертикальной нагрузке АБ:
а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор
1 + m = 1 +
, (2.22)но не менее 1,00;
б) для железобетонных балочных пролетных строений, железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор, а также звеньев труб при отсутствии засыпки под дорожной одеждой
1 + m = 1 +
, (2.23)но не менее 1,00;
в) для бетонных опор и звеньев труб, грунтовых оснований и всех фундаментов, а при общей толщине засыпки (включая толщину дорожной одежды) не менее 1,0 м – для железобетонных звеньев труб и не менее 0,5 м – для других элементов, перечисленных выше в "б",
1 + m = 1,00;
при толщине засыпки (включая толщину дорожной одежды), менее указанной в "в", значения динамических коэффициентов, перечисленных в "б", принимаются по интерполяции между значениями, принимаемыми по "б" и "в";
г) для деревянных конструкций:
для элементов 1 + m = 1,00;
для сопряжений 1 + m = 1,20.
Для колонны автомобилей нагрузки АБ – при расчетах на случай п. 2.13, б
1 + m = 1,00;
4) к вертикальным подвижным нагрузкам для пешеходных мостов и к нагрузкам на тротуарах
1 + m = 1,00;
5) к временным горизонтальным нагрузкам и давлению грунта на опоры от транспортных средств железных и автомобильных дорог
1 + m = 1,00;
6) при расчете мостов на выносливость (таблица 2.2) динамическую добавку m, получаемую по формулам (2.18) – (2.23) (включая ограничения), следует умножать на 2/3.
Величину l (пролета или длины загружения) в формулах следует принимать:
а) для основных элементов главных ферм (разрезных балок, арок, рам), а также для продольных и поперечных балок при загружении той части линии влияния, которая определяет их участие в работе главных ферм, – равной длине пролета или длине загружения линии влияния, если эта длина больше величины пролета;
б) для основных элементов главных ферм неразрезных систем – равной сумме длин загружаемых участков линий влияния (вместе с разделяющими их участками);
в) при расчете на местную нагрузку (при загружении той части линии влияния, которая учитывает воздействие местной нагрузки):
продольных балок и продольных ребер ортотропных плит – равной длине их пролета;
поперечных балок и поперечных ребер ортотропных плит – равной суммарной длине продольных балок в примыкающих панелях;
подвесок, стоек и других элементов, работающих только на местную нагрузку, – равной длине загружения линий влияния:
плит балластового корыта (поперек пути) – условно равной нулю;
железобетонных плит железнодорожного проезда, укладываемых по металлическим балкам, при расчете плиты поперек пути – равной ширине плиты, при расчете вдоль пути – равной длине панели продольной балки;
железобетонных плит автодорожного проезда, укладываемых по металлическим балкам, при расчете плит поперек моста – равной расстоянию между балками, на которые опирается плита;
г) при загружении линий влияния, учитывающих одновременно основную и местные нагрузки, – раздельно для каждой из этих нагрузок;
д) для элементов опор всех типов – равной длине загружения линии влияния опорной реакции, определяемой как сумма длин загружаемых участков (вместе с разделяющими их участками);
е) для звеньев труб и подземных пешеходных переходов – равной ширине звена.
П р и м е ч а н и е – В случаях, когда на железных дорогах промышленных предприятий установленная максимальная скорость движения по мосту ограничена (nt < 80 км/ч), расчетную величину динамического коэффициента допускается уменьшать, умножая соответствующую динамическую добавку m на отношение nt /80, при этом динамический коэффициент следует принимать не менее 1,10.
2.23 Коэффициенты надежности по нагрузке gf к временным нагрузкам и воздействиям, приведенным в пп. 2.11 – 2.21, следует принимать равными:
а) для железнодорожных нагрузок СК и eСК – по таблице 2.9;
Таблица 2.9
| Воздействие | Коэффициент надежности по нагрузке gf при расчете | |||
| конструкций мостов в зависимости от длины загружения l*, м | звеньев труб | |||
| 0 | 50 | 150 и более | ||
| Вертикальное | 1,30 | 1,15 | 1,10 | 1,30 |
| Горизонтальное | 1,20 | 1,10 | 1,10 | 1,20 |
| Давление грунта от подвижного состава на призме обрушения | 1,20 независимо от длины загружения | – | ||
| * Здесь l – длина загружения линии влияния за вычетом длины участков, загруженных порожним составом (при gf = 1); для промежуточных значений l следует принимать по интерполяции. | ||||
в) к нагрузкам от подвижного состава метрополитена и трамвая – по формуле
gf = 1,3 (1
), но не менее 1,10, (2.24)где l – длина загружения, м, принимаемая по таблице 2.9;
г) к распределенным нагрузкам для пешеходных мостов и тротуаров при расчете:
элементов пешеходных мостов и тротуаров (кроме тротуаров на мостах внутрихозяйственных дорог и служебных проходов), а также перил городских мостов – 1,40;
пролетного строения и опор при учете совместно с другими нагрузками – 1,20;
тротуаров на мостах внутрихозяйственных дорог и служебных проходов на мостах дорог всех категорий – 1,10;
д) к распределенным и сосредоточенным горизонтальным нагрузкам на ограждения проезжей части, а также к сосредоточенным давлениям на тротуары и перила – 1,00;
е) к автомобильным нагрузкам АБ и их воздействиям – в зависимости от удельного веса породы gnb , для перевозки которой строится дорога:
при gnb £ 17,7 кН/м3 .................... 1,1;
при gnb = 39,2 кН/м3 ..................... 1,4;
при промежуточных значениях – по интерполяции.
Таблица 2.10
| Вид нагрузки | Коэффициент надежности по нагрузке gf |
| Тележка нагрузки АК Равномерно распределенная часть нагрузки АК Нагрузка НК |
1,50 1,15 1,10 |
2.24 Нормативную величину ветровой нагрузки Wn следует определять как сумму нормативных значений средней Wm и пульсационной Wp, составляющих:
Wn = Wm + Wp. (2.25)
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки W
на высоте z над поверхностью воды или земли определяется по формулеWm = W0 k Cw , (2.26)
где W0 – нормативное значение ветрового давления, принимаемое по СНиП 2.01.07 в за-
висимости от ветрового района в котором возводится сооружение;
k – коэффициент, учитывающий для открытой местности (типа А) изменение ветрового давления по высоте z, принимаемый по СНиП 2.01.07;
Cw – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления конструкций мостов и подвижного состава железных дорог и метрополитена, приведенный в приложении С.
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки Wр на высоте z следует определять по указаниям, содержащимся в СНиП 2.01.07:
WF = Wm x Ln, (2.27)
где x – коэффициент динамичности;
L – коэффициент пульсации давления ветра на уровне z;
n – коэффициент пространственной корреляции пульсации давления для расчетной поверхности сооружения.
При определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки применительно к конструкциям мостов допускается руководствоваться следующим:
а) произведение коэффициентов nL принимать равным:
0,55 – 0,15 l /100, но не менее 0,30, (2.28)
где l – длина пролета или высота опоры, м;
б) коэффициент динамичности x для балочных разрезных конструкций находить в предположении, что рассматриваемая конструкция в горизонтальной плоскости является динамической системой с одной степенью свободы (с низшей частотой собственных колебаний f1, Гц); его величину определять по графику, приведенному в п. 6.7 СНиП 2.01.07, в зависимости от указанного там параметра e и логарифмического декремента затухания d = 0,3 – для железобетонных и сталежелезобетонных конструкций и d = 0,15 – для стальных конструкций.
Коэффициент динамичности принимается равным 1,2, если:
балочное пролетное строение является неразрезным;
для балочного разрезного пролетного строения имеет место условие fi > fl, где fl, Гц, – предельные значения частот собственных колебаний, приведенные в п. 6.8 СНиП 2.01.07, при которых в разных ветровых районах допускается не учитывать силы инерции, возникающие при колебаниях по собственной форме.
При расчете конструкций автодорожных и городских мостов воздействие ветра на безрельсовые транспортные средства и трамвай, находящиеся на этих мостах, не учитывается.
Типовые конструкции пролетных строений следует, как правило, проектировать на возможность их применения в V ветровом районе (при расчетной высоте до низа пролетных строений: 20 м – при езде понизу и 15 м – при езде поверху) и предусматривать возможность их усиления при применении в VI и VII ветровых районах.
Нормативную интенсивность полной ветровой поперечной горизонтальной нагрузки при проектировании индивидуальных (нетиповых) конструкций пролетных строений и опор следует принимать не менее 0,59 кПа – при загружении конструкций временной вертикальной нагрузкой и 0,98 кПа – при отсутствии загружения этой нагрузкой.
Горизонтальную поперечную ветровую нагрузку, действующую на отдельные конструкции моста, а также на поезд, находящийся на железнодорожном мосту (мосту метро), следует принимать равной произведению интенсивности ветровой нагрузки на рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава.
Рабочую ветровую поверхность конструкции моста и подвижного состава следует принимать равной:
для главных ферм сквозных пролетных строений и сквозных опор – площади проекции всех элементов наветренной фермы на плоскость, перпендикулярную направлению ветра, при этом для стальных ферм с треугольной или раскосой решеткой ее допускается принимать в размере 20 % площади, ограниченной контурами фермы;
для проезжей части сквозных пролетных строений – боковой поверхности ее балочной клетки, не закрытой поясом главной фермы;
для пролетных строений со сплошными балками и прогонов деревянных мостов – боковой поверхности наветренной главной балки или коробки и наветренного прогона;
для сплошных опор – площади проекции тела опоры от уровня грунта или воды на плоскость, перпендикулярную направлению ветра;
для железнодорожного подвижного состава (в том числе поездов метрополитена) – площади сплошной полосы высотой 3 м с центром давления на высоте 2 м от головки рельса.
Распределение ветровой нагрузки по длине пролета допускается принимать равномерным.
Нормативную интенсивность ветровой нагрузки, учитываемой при строительстве и монтаже, следует определять исходя из возможного в намеченный период значения средней составляющей ветровой нагрузки в данном районе. В зависимости от характера производимых работ при наличии специального обоснования, предусматривающего соответствующее ограничение времени и продолжительности выполнения отдельных этапов работ, нормативная величина средней составляющей ветровой нагрузки для проверки напряжений (но не устойчивости) может быть уменьшена, но должна быть не ниже 0,226 кПа. Для проверки типовых конструкций на стадии строительства и монтажа величину нормативной интенсивности ветровой нагрузки следует принимать по нормам для III ветрового района.
Нормативную горизонтальную продольную ветровую нагрузку для сквозных пролетных строений следует принимать в размере 60 %, для пролетных строений со сплошными балками – 20%, соответствующей полной нормативной поперечной ветровой нагрузке. Нормативную горизонтальную продольную нагрузку на опоры мостов выше уровня грунта или межени следует принимать равной поперечной ветровой нагрузке.
Продольная ветровая нагрузка на транспортные средства, находящиеся на мосту, не учитывается.
Усилия от ветровых нагрузок в элементах продольных и поперечных связей между фермами пролетных строений следует, как правило, определять посредством пространственных расчетов.
В случаях устройства в сквозных пролетных строениях двух систем продольных связей допускается поперечное давление ветра на фермы распределять на каждую из них, а давление ветра на проезжую часть и подвижной состав передавать полностью на связи, в плоскости которых расположена езда.
Горизонтальное усилие от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролетное строение, следует принимать как передающееся на опоры в уровне центра опорных частей – для мостов с балочными пролетными строениями и в уровне оси ригеля рамы – для мостов рамной конструкции. Распределение усилий между опорами следует принимать таким же, как и горизонтального усилия от торможения, в соответствии с п. 2.20.
Для вантовых и висячих мостов, а также большепролетных гибких балочных мостов следует проводить проверку на аэродинамическую устойчивость и на резонанс колебаний в направлении, перпендикулярном ветровому потоку. При проверке аэродинамической устойчивости должна определяться критическая скорость ветра, при которой вследствие взаимодействия воздушного потока с сооружением возможно появление флаттера (возникновение опасных изгибно-крутильных колебаний балки жесткости). Критическая скорость, отвечающая возникновению флаттера, найденная по результатам аэродинамических испытаний моделей или определенная расчетом, должна быть больше максимальной скорости ветра, возможного в районе расположения моста, не менее чем в 1,5 раза.
2.25 Нормативную ледовую нагрузку от давления льда на опоры мостов следует принимать в виде сил, определяемых согласно приложению Т.
2.26 Нормативную нагрузку от навала судов на опоры мостов следует принимать в виде сосредоточенной продольной или поперечной силы и ограничивать в зависимости от класса внутреннего водного пути значениями, указанными в таблице 2.11.
Таблица 2.11
| Класс внутренних водных путей | Нагрузка от навала судов, кН | |||
| вдоль оси моста со стороны пролета | поперек оси моста со стороны | |||
судоходного |
несудоходного |
верховой при наличии течения |
низовой, при отсутствии течения – и верховой |
|
| I II III IV V VI VII |
1570 1130 1030 880 390 245 147 |
780 640 540 490 245 147 98 |
1960 1420 1275 1130 490 295 245 |
1570 1130 1030 880 390 245 147 |
Для опор, защищенных от навала судов, а также для деревянных опор автодорожных мостов на внутренних водных путях VI и VII классов нагрузку от навала судов допускается не учитывать.
Для однорядных железобетонных свайных опор автодорожных мостов через внутренние водные пути VI и VII классов нагрузку вдоль оси моста допускается учитывать в размере 50 %.
2.27 Нормативное температурное климатическое воздействие следует учитывать при расчете перемещений в мостах всех систем при определении усилий во внешне статически неопределимых системах, а также при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений.
Среднюю по сечению нормативную температуру элементов или их частей допускается принимать равной:
для бетонных, железобетонных и полимерно-композиционных элементов в холодное время года, а также для металлических конструкций в любое время года – нормативной температуре наружного воздуха;
для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года – нормативной температуре наружного воздуха за вычетом величины, численно равной 0,2а, но не более 10 °С, где а – толщина элемента или его части, см, включая одежду ездового полотна автодорожных мостов.
Температуру элементов со сложным поперечным сечением следует определять как средневзвешенную по температуре отдельных элементов (стенок, полок и др.).
Нормативные температуры воздуха в теплое tn,Т и холодное, tn,Х время года следует принимать равными:
а) при разработке типовых проектов, а также проектов для повторного применения на территории страны:
- для конструкций, предназначенных для районов с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 0С
tn,Т = + 40 0С; , tn,Х = – 50 0С;
- для конструкций, предназначенных для остальных районов,
tn,Т = + 40 0С; , tn,Х = – 40 0С;
б) в других случаях
tn,Т = tVII + T, (2.29)
где tVII – средняя температура воздуха самого жаркого месяца, принимаемая по
таблице 3* СНиП 23-01;
Т – средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, принимаемая по таблице 2* СНиП 23-01.
Нормативную температуру tn,Х принимают равной расчетной минимальной температуре воздуха в районе строительства в соответствии с п. 1.39.
Влияние солнечной радиации на температуру элементов следует учитывать в виде дополнительного нагрева на 10 0С освещенного солнцем поверхностного слоя толщиной 15 см (включая одежду ездового полотна).
Температуры замыкания конструкций, если они в проекте не оговорены, следует принимать равными, 0С:
t3,Т = tn,Т – 15, (2.30)
t3,Х = tn,Х + 15, (2.31)
При расчете сталежелезобетонных пролетных строений следует учитывать влияние неравномерного распределения температуры по сечению элементов, вызываемого изменением температуры воздуха и солнечной радиацией.
При расчете перемещений коэффициент линейного расширения следует принимать для стальных и сталежелезобетонных конструкций равным 1,2 × 10
и для железобетонных конструкций – 1,0 × 10.2.28 Нормативное сопротивление от трения в подвижных опорных частях следует принимать в виде горизонтального продольного реактивного усилия Sf и определять по формуле
Sf = mn Fv , (2.32)
где mn – нормативная величина коэффициента трения в опорных частях при их перемещении, принимаемая равной средней величине из возможных экстремальных значений:
mn =
, (2.33)Fv – вертикальная составляющая при действии рассматриваемых нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке gf = 1.
Величины максимальных и минимальных коэффициентов трения следует принимать соответственно равными:
а) при катковых, секторных или валковых опорных частях – 0,040 и 0,010;
б) при качающихся стойках или подвесках – 0,020 и 0 (условно);
в) при тангенциальных и плоских металлических опорных частях – 0,40 и 0,10;
г) при подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали – по таблице 2.12 или по данным сертификационных испытаний.
Таблица 2.12
| Среднее давление в опорных частях по фторопласту, МПа |
Коэффициент трения при температуре наиболее холодной пятидневки по СНиП 23-01 с обеспеченностью 0,92 |
|||
| минус 10 оС и выше | минус 50 оС | |||
| mmaх | mmin | mmaх | mmin | |
9,81 19,6 29,4 |
0,085 0,050 0,035 |
0,030 0,015 0,010 |
0,120 0,075 0,060 |
0,045 0,030 0,020 |
П р и м е ч а н и я 1 Коэффициенты трения при промежуточных значениях отрицательных температур и средних давлениях определяются по интерполяции. 2 Для подвижных стаканных опорных частей с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали (или с полированной твердохромированной поверхностью) среднее давление на опорную часть от нормативных постоянных нагрузок и воздействий должно быть не менее 10 МПа. |
||||
Sf,maх = mmaх Fv , если при рассматриваемом сочетании нагрузок силы трения увеличивают общее воздействие на рассчитываемый элемент конструкции;
Sf,min = mmin Fv , если при рассматриваемом сочетании силы трения уменьшают общее воздействие нагрузок на рассчитываемый элемент конструкции.
Коэффициент надежности по нагрузке gf к усилиям Sf maх и Sf min не вводятся.
Воздействие на конструкции пролетных строений сил трения, возникающих в подвижных опорных частях каткового, секторного и валкового типов при числе опорных частей в поперечном направлении более двух, следует определять с коэффициентом условия работы, равным 1,1.
Опоры (включая фундаменты) и пролетные строения мостов следует проверять на воздействие расчетных сил трения, возникающих от температурных деформаций при действии постоянных нагрузок.
Опорные части и элементы их прикреплений, а также части опор и пролетных строений, примыкающие к опорным частям, должны быть проверены на расчетные силы трения, возникающие от постоянных и временных (без учета динамики) нагрузок.
При установке на промежуточной опоре двух рядов подвижных опорных частей от смежных пролетных строений, а также неподвижных опорных частей в неразрезном и температурно-неразрезном пролетном строении продольное усилие следует принимать не более разницы сил трения при максимальных и минимальных коэффициентах трения в опорных частях.
Величина реактивного продольного усилия Sh, кН, возникающего в резиновых опорных частях вследствие сопротивления их сдвигу, вычисляют по формуле
Sh =
AG, (2.34)где d – перемещения в опорных частях, см;
а – суммарная толщина слоев резины, см;
А – площадь резиновой опорной части или нескольких опорных частей в случае
расположения их рядом под одним концом балки, м2 (см2);
G – статический модуль сдвига резины, значения которого при определении расчетных величин продольных усилий зависят от нормативной температуры окружающей среды и принимаются для употребляемых марок резины по таблице 2.13.
Таблица 2.13
| Марка резины | Модуль сдвига резины, МПа, при нормативной температуре окружающего воздуха, 0С | ||||
| минус 20 и выше | минус 30 | минус 40 | минус 50 | минус 55 | |
| НО-68-1 ИРП-1347-1 РСМ-3Л |
0,90 0,70 0,90 |
1,10 0,59 1,20 |
1,30 0,70 1,40 |
– 0,80 1,40 |
– 1,00 – |
П р и м е ч а н и е – Промежуточные значения модуля сдвига принимаются по интерполяции |
|||||
2.29 Воздействие морозного пучения грунта в пределах слоя сезонного промерзания (оттаивания) для сооружений на вечномерзлых грунтах, а также на пучинистых грунтах, сезонно промерзающих на глубину свыше 2 м, следует принимать в виде приложенных по периметру фундамента (или свай) вертикальных касательных сил. Величины сил морозного пучения следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04.
2.30 Строительные нагрузки, действующие на конструкцию при монтаже или строительстве (собственный вес, вес подмостей, кранов, работающих людей, инструментов, мелкого оборудования, односторонний распор и др.), а также при изготовлении и транспортировании элементов, следует принимать по проектным данным с учетом предусматриваемых условий производства работ и требований СНиП 3.03.01.
При определении нагрузки от крана вес поднимаемых грузов и вес подвижной стрелы следует принимать с динамическими коэффициентами, равными соответственно 1,20 (0,85) при весе до 196 кН и 1,10 – при большем весе. При этом если отсутствие груза на кране может оказать неблагоприятное влияние на работу рассчитываемой конструкции, кран в расчетах учитывается без груза.
При расчете элементов железобетонных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их транспортировании, нагрузку от собственного веса элементов следует вводить в расчет с динамическими коэффициентами, равными при перевозке транспортом:
1,6 – автомобильным;
1,3 – железнодорожным.
Динамические коэффициенты, учитывающие условия транспортирования, допускается принимать в меньших размерах, если это подтверждено опытом, но не ниже 1,3 – при перевозке автотранспортом и не ниже 1,15 – железнодорожным транспортом.
2.31 Сейсмические нагрузки следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-7.
2.32 Коэффициенты надежности по нагрузке gf к природным и техногенным нагрузкам и воздействиям, приведенным в пп. 2.24–2.30, следует принимать по таблице 2.14.
При проверке прочности тела опор в случаях использования их для навесной уравновешенной сборки и навесного бетонирования пролетных строений, а также при проверке прочности анкеров, прикрепляющих в этих случаях пролетное строение к опорам, необходимо к собственному весу собираемых консольных частей пролетного строения, создающих на опоре изгибающие моменты разного знака, вводить коэффициенты надежности по нагрузке с учетом конкретных условий изготовления и монтажа собираемых частей (блоков). При заводской технологии изготовления железобетонных блоков пролетных строений коэффициенты надежности по нагрузке от собственного веса допускается при проверке прочности тела опоры и прикрепляющих анкеров определять по формулам:
для одной консоли gfmax =
³ 1,038, (2.35)для другой консоли gfmin =
£ 0,962, (2.36)где z – число блоков или участков бетонирования с каждой стороны.
Таблица 2.14
| Прочие временные нагрузки и воздействия | Коэффициент надежности по нагрузке gf |
| Ветровые нагрузки: при эксплуатации моста при строительстве и монтаже Ледовая нагрузка Нагрузка от навала судов Температурные климатические воздействия Воздействие морозного пучения грунта Воздействие сопротивления от трения в подвижных опорных частях Строительные нагрузки: собственный вес вспомогательных обустройств вес складируемых материалов и воздействие искусственного регулирования во вспомогательных сооружениях вес работающих людей, инструментов, мелкого оборудования вес кранов, копров и транспортных средств усилия от гидравлических домкратов и электрических лебедок при подъеме и передвижке усилия от трения при перемещении пролетных строений и других грузов: - на катках - на салазках - на тележках |
1,4 1,0 1,2 1,2 1,2 1,3 по п. 2.28 1,1 (0,9) 1,3 (0,8) 1,3 (0,7) 1,1 (1,0) 1,3 (1,0) 1,3 (1,0) 1,1 (1,0) 1,2 (1,0) |
П р и м е ч а н и я 1 Значения gf , указанные в скобках, принимают в случаях, когда при невыгодном сочетании нагрузок увеличивается их суммарное воздействие на элементы конструкции. 2 Снеговая нагрузка для пешеходных мостов закрытого типа принимается согласно СНиП 2.01.07. |
|
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
3.1 Для бетонных и железобетонных мостов и труб необходимо соблюдать указания об обеспечении требуемой надежности конструкций от возникновения предельных состояний двух групп, предусмотренных ГОСТ 27751.
Для этого, наряду с назначением соответствующих материалов и выполнением предусмотренных конструктивных требований, необходимо проведение указанных в настоящих нормах расчетов.
В расчетах конструкции в целом и отдельных ее элементов необходимо учитывать самые неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий, возможные на различных стадиях их работы.
Рассматриваемые расчетные схемы, общие требования для которых указаны в п. 1.35, должны соответствовать принятым конструктивно-технологическим решениям, учитывать условия изготовления, транспортирования и возведения сооружений, особенности их загружения постоянными и временными нагрузками, порядок предварительного напряжения и регулирования усилий в конструкции.
3.2 Для недопущения предельных состояний первой группы элементы конструкций мостов и труб должны быть рассчитаны в соответствии с указаниями настоящего раздела по прочности, устойчивости (формы и положения) и на выносливость, при этом в расчетах на выносливость должны рассматриваться нагрузки и воздействия, возможные на стадии нормальной эксплуатации сооружений.
Для недопущения предельных состояний второй группы производятся расчеты, указанные в таблице 3.1.
Таблица 3.1
| Расчет | Рабочая арматура | Стадии работы конструкции |
| По образованию продольных трещин | Ненапрягаямая Напрягаемая |
Нормальная эксплуатация Все стадии (нормальная эксплуатация, возведение сооружения, предварительное напряжение, хранение, транспортирование) |
| По образованию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси элемента | Напрягаемая | Все стадии |
| По раскрытию трещин, нормальных и наклонных к продольной оси элемента | Ненапрягаемая и напрягаемая (кроме элементов с напрягаемой арматурой, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 2а, см. таблицу 3.24) | Все стадии |
| По закрытию (зажатию) трещин, нормальных к продольной оси элемента | Напрягаемая | Нормальная эксплуатация |
| По ограничению касательных напряжений | Ненапрягаемая и напрягаемая | Все стадии |
| По деформациям (прогибам) пролетных строений в мостах всех назначений и углам перелома профиля проезда в автодорожных мостах | То же | Нормальная эксплуатация |
Элементы железобетонных конструкций в зависимости от назначения, условий работы и применяемой арматуры должны удовлетворять соответствующим категориям требований по трещиностойкости, которые предусматривают различную вероятность образования (появления) трещин и предельные расчетные значения ширины их раскрытия (п. 3.95).
3.4 Усилия в сечениях элементов статически неопределимых конструкций от нагрузок и воздействий при расчетах по предельным состояниям первой и второй групп следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин.
В конструкциях, методика расчета которых с учетом неупругих свойств бетона не разработана, а также для промежуточных стадий расчета с учетом неупругих свойств бетона усилия в сечениях элементов допускается определять в предположении их линейной упругости.
3.5 Если в процессе изготовления или монтажа конструкции изменяются расчетные схемы или геометрические характеристики сечений, то усилия, напряжения и деформации в конструкции необходимо определять суммированием их для всех предшествующих стадий работы. При этом, как правило, следует учитывать изменение усилий во времени из-за усадки и ползучести бетона и релаксации напряжений в напрягаемой арматуре.
3.6 В конструкциях с ненапрягаемой арматурой напряжения в бетоне и арматуре следует определять по правилам расчета упругих материалов без учета работы бетона растянутой зоны (пп. 3.48, 3.94 и п. 3.100).
3.7 В предварительно напряженных конструкциях напряжения в бетоне и арматуре в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, следует определять по правилам расчета упругих материалов, рассматривая сечение как сплошное. Если бетон омоноличивания напрягаемой арматуры, расположенной в открытых каналах, не имеет сцепления (п. 3.170) с бетоном основной конструкции, то следует считать, что и напрягаемая арматура, расположенная в канале, не имеет сцепления с бетоном конструкции.
При определении ширины раскрытия трещин в элементах предварительно напряженных конструкций (в том числе и со смешанным армированием) напряжения в арматуре следует определять без учета работы растянутой зоны бетона. Допускается усилия растянутой зоны бетона полностью передавать на арматуру.
Характеристики приведенного сечения во всех случаях необходимо определять с учетом имеющейся в сечении напрягаемой и ненапрягаемой арматуры с учетом п. 3.48.
Если элементы конструкции выполнены из бетона разных классов, то общую рабочую площадь сечения следует определять с учетом соответствующих им модулей упругости.
В конструкциях, напрягаемых на бетон, на стадии его обжатия в рабочей площади бетона не учитывают площадь закрытых и открытых каналов. При расчете этих конструкций на стадии эксплуатации допускается в расчетной площади сечения бетона учитывать площадь сечения заинъецированных закрытых каналов. Бетон омоноличивания открытых каналов допускается учитывать при условии выполнения требований по п. 3.104 специальных технологических мероприятий в соответствии с п. 3.170 и установки в бетоне омоноличивания ненапрягаемой арматуры. При этом ширина раскрытия трещин в бетоне омоноличивания не должна превышать размеров, принятых для элементов, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 3в.
3.8 В составных по длине (высоте) конструкциях следует производить проверки прочности и трещиностойкости в сечениях, совпадающих со стыками или пересекающих зону стыков.
Стыки должны обеспечивать передачу расчетных усилий без появления повреждений в бетоне омоноличивания и на торцах стыкуемых элементов (блоков).
Клей в стыках предназначается для герметизации стыков и равномерной передачи сжимающих усилий.
3.9 Стенки тавровых балок железнодорожных пролетных строений необходимо рассчитывать с учетом возможного на мосту поперечного смещения пути, принимаемого в размере не менее 10 см.
Расчет стенок балок пролетных строений мостов по образованию трещин рекомендуется производить с учетом кручения и изгиба стенок (из их плоскости).
3.10 Предварительное напряжение арматуры характеризуют значения начального (контролируемого) усилия, прикладываемого к концам напрягаемой арматуры через натяжные устройства, и установившегося усилия, равного контролируемому за вычетом потерь, произошедших к рассматриваемому моменту времени. При этом напряжения в арматуре, соответствующие контролируемому усилию, не должны превышать расчетных сопротивлений, указанных в таблице 3.16, с учетом коэффициентов условий работы в соответствии с п. 3.45.
Для напрягаемых арматурных элементов в проектной документации должны указываться значения контролируемых усилий и соответствующих им удлинений (вытяжек) арматуры с учетом поз. 4 таблицы У.1 приложения У.
Значения удлинений арматуры Dр в общем случае определяются по формуле
Dр =
(3.1)где sр – напряжения, отвечающие контролируемому усилию и назначаемые с учетом требований п. 3.14;
Ер – модуль упругости напрягаемой арматуры;
l – расчетная длина арматурного элемента (расстояние от натяжного анкера до точки
арматурного элемента с нулевым перемещением).
Остальные обозначения приведены в таблицах У.1 и У.2 приложения У.
Значение вычисленной вытяжки допускается корректировать при контроле работ по натяжению напрягаемой арматуры по фактическим значениям модуля упругости арматуры и измеренным коэффициентам трения, а также с учетом конструктивных особенностей натяжного оборудования.
При определении расчетного воздействия, создаваемого усилием напрягаемой арматуры, коэффициенты надежности gf по нагрузке следует принимать равными:
для целых по длине элементов – (1,0± 0,1);
для составных по длине элементов – по п. 3.86.
3.11 При расчете предварительно напряженных элементов место передачи на бетон сосредоточенных усилий с напрягаемой арматуры следует принимать в конструкциях:
с внешними (концевыми) и внутренними (каркасно-стержневыми) анкерами – в месте опирания или закрепления анкеров;
с арматурой, не имеющей анкеров (с заанкериванием посредством сцепления арматуры с бетоном), – на расстоянии, равном 2/3 длины зоны передачи напряжений.
Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемой стержневой арматуры периодического профиля следует принимать при передаче усилия:
плавной – 20d (где d – диаметр стержня);
мгновенной посредством обрезки стержней (допускаемой при диаметрах стержней не более 18 мм) – 25d.
Для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, длину зоны передачи усилий на бетон следует увеличивать на 5d.
Длину зоны передачи на бетон усилий с напрягаемых арматурных канатов класса К7 при отсутствии анкеров следует принимать в размерах, указанных в таблице 3.2; для элементов конструкций, предназначенных для эксплуатации в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, при арматурных канатах класса К7 длину зоны следует принимать более значений, указанных в таблице 3.2:
на 27 см – при диаметре канатов 9 мм;
на 30 см – то же, 12 см;
на 38 см – то же, 15 см.
Для пучков из четырех канатов К7 длину зоны передачи усилий следует принимать с коэффициентом 1,4.
Таблица 3.2
| Класс канатов | Диаметр, мм | Длина зоны передачи на бетон усилий lrp, см, при передаточной прочности бетона, отвечающей бетону классов по прочности на сжатие | |||||||
| В22,5 | В25 | В27,5 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 и более | ||
| К7-1500 К7-1500 К7-1400 |
9 12 15 |
88 98 125 |
85 95 110 |
83 93 105 |
80 90 100 |
75 87 95 |
70 85 90 |
65 75 85 |
60 70 80 |
П р и м е ч а н и е – При мгновенной передаче на бетон усилия обжатия (посредством обрезки канатов) начало зоны передачи усилий следует принимать на расстоянии, равном 0,25lrp от торца элемента. |
|||||||||
3.13 Влияние усадки и ползучести бетона следует учитывать при определении:
потерь предварительных напряжений в арматуре;
снижения обжатия бетона в предварительно напряженных конструкциях;
изменений усилий в конструкциях с искусственным регулированием напряжений;
перемещений (деформаций) конструкций от постоянных нагрузок и воздействий;
усилий в статически неопределимых конструкциях;
усилий в сборно-монолитных конструкциях.
Перемещения (деформации) конструкций от временных нагрузок допускается определять без учета усадки и ползучести бетона.
При расчете двухосно- и трехосно-обжатых элементов потери напряжений в напрягаемой арматуре и снижение обжатия бетона вследствие его усадки и ползучести допускается определять отдельно по каждому направлению действия усилий.
3.14 Напряжения в элементах предварительно напряженных конструкций следует определять по контролируемому усилию за вычетом:
первых потерь – на стадии обжатия бетона;
первых и вторых потерь – на стадии эксплуатации.
К первым потерям следует относить:
а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры – потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры об огибающие приспособления, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50% полных), температурного перепада, быстронатекающей ползучести, а также от деформации форм (при натяжении арматуры на формы);
б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон – потери вследствие деформации анкеров, трения арматуры о стенки закрытых и открытых каналов, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных).
Ко вторым потерям следует относить:
а) в конструкциях с натяжением арматуры на упоры – потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных);
б) в конструкциях с натяжением арматуры на бетон – потери вследствие усадки и ползучести бетона, релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных), смятия под витками спиральной или кольцевой арматуры, навиваемой на бетон, деформации стыков между блоками в составных по длине конструкциях.
Значения отдельных из перечисленных потерь следует определять по приложению У с учетом п. 3.15.
Допускается принимать, что вторые потери от релаксации напряжений в арматуре (в размере 50 % полных) происходят равномерно и полностью завершаются в течение одного месяца после обжатия бетона.
Суммарное значение первых и вторых потерь не должно приниматься менее 98 МПа.
3.15 При определении потерь предварительного напряжения в арматуре от усадки и ползучести бетона необходимо руководствоваться следующими указаниями:
а) изменение во времени потерь Dsр(t) от усадки и ползучести бетона допускается определять по формуле
Dsр(t) = (1– е-0,1Ö t) Dsр(t ® ¥) , (3.2)
где Dsр(t ® ¥) – конечные (предельные) значения потерь в арматуре от усадки и ползучести
бетона, определяемые по приложениям У или Х;
t – время, отсчитываемое при определении потерь от ползучести – со дня
обжатия бетона, от усадки – со дня окончания бетонирования, сут;
е = 2,718 – основание натуральных логарифмов;
б) для конструкций, предназначенных для эксплуатации при влажности воздуха окружающей среды ниже 40 %, потери от усадки и ползучести бетона следует увеличивать на 25%, за исключением конструкций, предназначенных для эксплуатации в климатическом подрайоне IVA согласно СНиП 23-01 и не защищенных от солнечной радиации, для которых указанные потери увеличиваются на 50 %;
в) допускается использовать более точные методы для определения потерь и перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона с учетом предельных удельных значений деформаций ползучести и усадки бетона, влияния арматуры, возраста и передаточной прочности бетона, постадийного приложения нагрузки и длительности ее воздействия на каждой стадии, скорости развития деформаций во времени, приведенных размеров поперечных сечений, относительной влажности среды и других факторов. Эти методы должны быть обоснованы в установленном порядке. При этом нормативные деформации ползучести сn и усадки бетона en следует принимать по п. 3.32.
3.16 Расчетную длину l0 сжатых элементов железобетонных решетчатых ферм следует принимать по указаниям, относящимся к определению расчетной длины сжатых элементов стальных решетчатых ферм (раздел 4).
Расчетную длину стоек отдельно стоящих рам при жестком соединении стоек с ригелем допускается принимать по таблице 3.3 в зависимости от соотношения жесткости ригеля В1 = EbI1 и стоек В2 = EbI2.
Таблица 3.3
| Отношение пролета ригеля L к высоте стойки Н | Расчетная длина стойки l0 при отношении жесткости В1/В2 | ||
| 0,5 | 1 | 5 | |
| 0,2 1 3 |
1,1Н 1,3Н 1,5Н |
Н 1,15Н 1,4Н |
Н Н 1,1Н |
П р и м е ч а н и е – При промежуточных значениях отношений L/Н и В1/В2 расчетную длину l0 допускается определять по интерполяции. |
|||
В сжатых железобетонных элементах минимальная площадь поперечного сечения продольной арматуры, % к полной площади расчетного сечения бетона, должна быть не менее:
0,20 – в элементах с гибкостью l0 / i £ 17;
0,60 – то же, с гибкостью l0 / i ³ 104;
для промежуточных значений гибкости – по интерполяции (l0 – расчетная длина элемента);
– радиус инерции поперечного сечения элемента, где Jb – момент инерции бетонного сечения; Аb – площадь бетонного сечения). Если требования по величине минимального армирования не удовлетворяются, то элементы конструкции следует рассчитывать как бетонные.Гибкость сжатых железобетонных элементов в любом направлении в стадии эксплуатации сооружения не должна быть свыше 120, а на стадии монтажа – 150.
Гибкость l0 /ief элементов с косвенным армированием не должна превышать при сетках – 55, при спирали – 35, где ief – радиус инерции части бетонного сечения (ограниченной осями крайних стержней сетки или спиралью).
3.17 Звенья прямоугольных железобетонных труб следует рассчитывать как рамы замкнутого контура с дополнительной проверкой их стенок по схеме с жестко заделанными стойками.
Звенья круглых железобетонных труб допускается рассчитывать только на изгибающие моменты (без учета продольных и поперечных сил), определяемые по приложению Ф.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Бетон
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
3.18 В конструкциях мостов и труб следует предусматривать применение конструкционного тяжелого бетона со средней плотностью от 2200 до 2500 кг/м3 включительно 1), соответствующего ГОСТ 26633.
Применение бетона с другими признаками и плотностью допускается в опытных конструкциях в установленном порядке.
Бетон конструкции по прочности на сжатие характеризуется проектным классом, передаточной и отпускной прочностями. Класс бетона по прочности на сжатие "В" определяется значением гарантированным, обеспеченностью 0,95, прочностью на сжатие, контролируемой на кубах 150 х 150 х 150 мм в установленные сроки.
Проектный класс бетона "В" – прочность бетона конструкции, назначаемая в проекте.
Передаточная прочность бетона Rbp – прочность (соответствующая классу) бетона в момент передачи на него усилия в процессе изготовления и монтажа (п. 3.31).
Отпускная прочность бетона Rb0 – прочность (соответствующая классу) бетона в момент отгрузки (замораживания) его со склада завода-изготовителя.
3.19 Для конструкций мостов и труб следует применять тяжелый бетон классов по прочности на сжатие В20, В22,5, В25, В27,5, В30, В35, В40, В45, В50, В55 и В60. Бетон классов В22,5 и В27,5 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента и не снижает других технико-экономических показателей конструкции. Бетон класса по прочности выше В60 (в том числе получаемый с помощью добавок, повышающих прочность) следует применять по специальным техническим условиям.
В зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы применяемый бетон должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице. 3.4.
Таблица 3.4
| Конструкции, армирование и условия работы | Бетон класса по прочности на сжатие, не ниже |
|
| 1 | Бетонные | В20 |
| 2 | Железобетонные с ненапрягаемой арматурой: а) кроме пролетных строений б) пролетные строения |
В25 В30 |
| 3 | Железобетонные предварительно напряженные: а) без анкеров: при стержневой арматуре классов: А600 (А-IV), Ат600 (Ат-IV) А800 (А-V), Ат800 (Ат-V), Ат1000 (Ат-VI) при проволочной арматуре из одиночных проволок и канатов класса К7 б) с анкерами: при проволочной арматуре из одиночных проволок и из одиночных арматурных канатов класса К7 из пучков арматурных канатов класса К7 и при стальных канатах (со свивкой спиральной двойной и закрытых) |
В30 В35 В35 В30 В35 |
| 4 | Блоки облицовки опор на реках с ледоходом при расположении мостов в районах со средней температурой наружного воздуха и наиболее холодной пятидневки, 0С: минус 40 и выше ниже минус 40 |
В35 В45 |
| 5 | При расположении опор мостов в зонах действия приливов и отливов или попеременного замораживания и оттаивания при работе плотин | В45 |
Инъецирование арматурных каналов в предварительно напряженных конструкциях должно производиться раствором прочностью на 28-й день не ниже 30 МПа.
Для омоноличивания стыков сборных конструкций следует применять бетон класса по прочности на сжатие не ниже принятого для стыкуемых элементов.
3.20 Марки бетона и раствора по морозостойкости F в зависимости от климатических условий зоны строительства, расположения и вида конструкций следует принимать по таблице 3.5.
3.21 Марки по морозостойкости бетона тела опор и блоков облицовки для мостов, расположенных вблизи плотин гидростанций и водохранилищ, должны устанавливаться в каждом отдельном случае на основе анализа конкретных условий эксплуатации и требований, предъявляемых в этих случаях к бетону речных гидротехнических сооружений.
3.22 В подводных и подземных сооружениях, не подвергающихся электрической и химической коррозии, следует в соответствии со СНиП 2.03.11 применять бетон с маркой по водонепроницаемости W6.
Остальные элементы и части конструкций, в том числе бетонируемые стыки железобетонных мостов и труб и защитный слой одежды ездового полотна, должны проектироваться из бетона, имеющего марку по водонепроницаемости не ниже W8.
В районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С в железобетонных опорах в зоне переменного уровня воды, в блоках облицовки опор, а также во всех случаях в выравнивающем слое бетона одно- и двухслойной одежды ездового полотна, выполняющем гидроизолирующие функции, должен применяться бетон с маркой по водонепроницаемости не ниже W8.
3.23 В элементах конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, должны приниматься бетон и защитные покрытия, обладающие стойкостью к такому воздействию, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11, ГОСТ 10060.0, как для бетонов дорожных и аэродромных покрытий.
Таблица 3.5
| Климатические условия (характеризуемые среднемесячной температурой наиболее холодного месяца согласно СНиП 23-01, 0С, и условия эксплуатации | Расположение конструкций и их частей | |||||
| В надводной, подземной и надземной незатопляемой зонах1) | В зоне переменного уровня воды2,3) | |||||
| Вид конструкций | ||||||
| железобетонные и тонкостенные бетонные (толщиной менее 0,5 м) | бетонные массивные | железобетонные и тонкостенные бетонные | Бетонные массивные | блоки облицовки | ||
| кладка тела опор (бетон наружной зоны) | кладка заполнения при блоках облицовки (бетон внутренней зоны) | |||||
| Марка бетона по морозостойкости | ||||||
| Умеренные: минус 10 и выше |
F200 | F100 | F200 | F100 | F100 | - |
| Суровые: ниже минус 10 до минус 20 включительно |
F200 | F100 | F300 | F200 | F100 | F300 |
| Особо суровые: ниже минус 20 |
F300 | F200 | F3004) | F300 | F200 | F4005) |
| Применение антигололедных солей | F300 | |||||
1) К надземным незатопляемым зонам в опорах следует относить части, расположенные на 1 м выше поверхности грунта. Для бетона участков опор, расположенных ниже и достигающих половины глубины промерзания грунта, следует предусматривать требования, указанные для конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды. 2) За верхнюю границу зоны переменного уровня воды следует принимать условный уровень, который на 1 м выше наивысшего уровня ледостава, за нижнюю уровень на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наинизшего ледостава. 3) Марка бетона по морозостойкости для конструкций, находящихся в зоне действия приливов, по отношению к марке, приведенной в таблице, повышается на 100 циклов 4) Железобетонные элементы промежуточных опор железнодорожных и совмещенных мостов на постоянных водотоках в районах с особо суровыми климатическими условиями должны иметь марку бетона по морозостойкости F400. 5) Бетон блоков облицовки опор больших железнодорожных и совмещенных мостов через реки с ледоходом при толщине льда свыше 1,5 м и расположении моста в районе с особо суровыми климатическими условиями должен иметь марку по морозостойкости F500. П р и м е ч а н и я 1 К бетону частей конструкций подводных (на 0,5 м ниже поверхности слоя льда наинизшего ледостава), подземных (ниже половины глубины промерзания), а также находящихся в вечномерзлых грунтах требования по морозостойкости не нормируются. В обсыпных устоях к подземным частям конструкции относятся части тела устоя, расположенные ниже половины глубины промерзания грунта конуса насыпи. 2 Бетон всех элементов водопропускных труб, укрепления русел рек и конусов насыпей, берегоукрепительных и регуляционных сооружений (бетон, находящийся в сезоннооттаивающем слое грунта в районах вечной мерзлоты), всех элементов мостового полотна, включая плиты проезжей части автодорожных мостов без гидроизоляции, а также бетон выравнивающего слоя одежды ездового полотна, выполняющий гидроизолирующие функции, и плиты мостового полотна в железнодорожных пролетных строениях при безбалластной езде должен отвечать требованиям по морозостойкости, предъявляемым к бетону, находящемуся в зоне переменного уровня воды. 3 При назначении требований по морозостойкости участков буронабивных свай в зоне переменного уровня воды за нижний уровень этой зоны принимается отметка на 0,5 м ниже нижней поверхности льда. |
||||||
3.24 Основными нормативными прочностными характеристиками бетона являются значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rbn и осевому растяжению Rbtn,, определяемые с обеспеченностью 0,95.
Основные расчетные прочностные характеристики бетона сопротивление осевому сжатию Rb и осевому растяжению Rbt определяют делением нормативных значений сопротивления бетона на соответствующий коэффициент надежности по материалу gm и умножением на коэффициент условий работы по назначению mn.
Коэффициент надежности по материалу (бетону) gm для предельных состояний первой группы принимают равным 1,3 для осевого сжатия и 1,5 для осевого растяжения.
Для предельных состояний второй группы коэффициент надежности по материалу gm равен 1,0.
Коэффициент условий работы по назначению принимают равным:
0,9 – для предельных состояний первой группы;
1,0 – для предельных состояний второй группы.
Расчетные сопротивления бетона разных классов при расчете конструкций мостов и труб по предельным состояниям первой и второй групп должны приниматься по таблице 3.6.
Расчетные сопротивления бетона на непосредственный срез Rb,cut при расчетах конструкций по предельным состояниям первой группы следует принимать:
для сечений, расположенных в монолитном армированном бетоне, когда не учитывается работа арматуры – Rb,cut = 0,1 Rb;
для тех же сечений, при учете работы арматуры на срез – по указаниям п. 3.78;
в местах сопряжения бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов при соблюдении требований п. 3.170 – Rb,cut = 0,05 Rb.
Для бетонных конструкций расчетные сопротивления сжатию Rb и Rb,mc2 необходимо принимать на 10 % ниже значений, указанных в таблице 3.6, а для непосредственного среза – Rb,cut = 0,05 Rb.
Расчетные сопротивления монолитного бетона класса В20 во внутренних полостях (в ядре) круглых оболочек опор допускается в расчетах повышать на 25 %.
Таблица 3.6
| Вид сопротивления | Условное обозначение | Расчетное сопротивление, МПа, бетона классов по прочности на сжатие | ||||||||||||||||
| В20 | В22,5 | В25 | В27,5 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | ||||||||
При расчетах по предельным состояниям первой группы |
||||||||||||||||||
| Сжатие осевое (призменная прочность) Растяжение осевое |
Rb Rbt |
10,5 0,85 |
11,75 0,90 |
13,0 0,95 |
14,3 1,05 |
15,5 1,10 |
17,5 1,15 |
20,0 1,25 |
22,0 1,30 |
25,0 1,40 |
27,5 1,45 |
30,0 1,50 |
||||||
При расчетах по предельным состояниям второй группы |
||||||||||||||||||
| Сжатие осевое (призменная прочность) Растяжение осевое Скалывание при изгибе Сжатие осевое (призменная прочность) для расчетов по предотвращению образования в конструкциях продольных трещин: - при предварительном напряжении и монтаже - на стадии эксплуатации |
Rb,ser Rbt,ser Rb,sh Rb,mc1 Rb,mc2 |
15,0 1,40 1,95 – 8,8 |
16,8 1,50 2,30 – 10,3 |
18,5 1,60 2,50 13,7 11,8 |
20,5 1,70 2,75 15,2 13,2 |
22,0 1,80 2,90 16,7 14,6 |
25,5 1,95 3,25 19,6 16,7 |
29,0 2,10 3,60 23,0 19,6 |
32,0 2,20 3,80 26,0 22,0 |
36,0 2,30 4,15 29,9 25,0 |
39,5 2,40 4,45 32,8 27,5 |
43,0 2,50 4,75 36,2 30,0 |
||||||
П р и м е ч а н и е – Значения Rb,ser и Rbt,ser равны нормативным сопротивлениям бетона соответственно Rb,n и Rbt,n . |
||||||||||||||||||
3.26 При многократно повторяющихся нагрузках, действующих на элементы, подлежащие расчету на выносливость, расчетные сопротивления бетона сжатию в расчетах на выносливость Rbf следует определять по формуле
Rbf = mb1Rb = 0,6 bbebRb , (3.3)
где mb1 – коэффициент условий работы;
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при расчетах по предельным состояниям первой группы (таблица 3.6);
bb – коэффициент, учитывающий рост прочности бетона во времени и принимаемый по таблице 3.8;
eb – коэффициент, зависящий от асимметрии цикла повторяющихся напряжений rb = sb,min / sb,max и принимаемый по таблице 3.9.
Таблица 3.7
| Фактор, обусловливающий введение коэффициента условий работы |
Коэффициент условий работы | Расчетное сопротивление бетона, к которому вводится коэффициент | Значение коэффициента условий работы |
| 1 Многократно повторяющаяся нагрузка | mb1 | Rb | По п. 3.26 |
| 2 Бетонирование в вертикальном положении сжатых элементов с площадью поперечного сечения 0,3м2 и менее | mb4 | Rb | 0,85 |
| 3 Влияние двухосного напряженного состояния при поперечном обжатии бетона | mb6 | Rb Rb,sh |
По п. 3.27 |
| 4 Работа конструкции в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 0С при отсутствии водонасыщения бетона | mb7 | Rb | 0,9 |
| 5 Попеременное замораживание и оттаивание бетона, находящегося в водонасыщенном состоянии в конструкциях, эксплуатируемых в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, 0С: минус 40 и выше ниже минус 40 |
mb8 mb8 |
Rb Rb |
0,9 0,8 |
| 6 Работа конструкции, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IVА согласно СНиП 23-01 | mb9 | Rb, Rbt | 0,85 |
| 7 Наличие в составных конструкциях: бетонируемых стыков клееных стыков швов на растворе в неармированной кладке |
mb10 mb10 mb10 |
Rb Rb Rb |
По п. 3.28 и таблице 3.10 По п. 3.29 По п. 3.30 |
| 8 Расчет элементов в стадии эксплуатации по предельным состояниям второй группы: а) на косой изгиб и косое внецентренное сжатие б) на кручение в) на скалывание по плоскости сопряжения бетона омоноличивания с бетоном конструкции |
mb13 mb14 mb15 |
Rb,mc2 Rb,sh Rb,sh |
1,10 1,15 0,50 |
| Класс бетона по прочности на сжатие | В27,5 и ниже |
В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 |
| bb | 1,34 | 1,31 | 1,28 | 1,26 | 1,24 | 1,22 | 1,21 | 1,20 |
| Коэффициент цикла повторяющихся напряжений rb | 0,1 и менее |
0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 и более |
| eb | 1,00 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,24 |
П р и м е ч а н и е – При промежуточных значениях rb коэффициент eb следует определять по интерполяции. |
||||||
а) для Rb:
mb6 = 1,1 – если 0,1Rb £ sby £ 0,2Rb;
mb6 = 1,2 – при напряжениях sby = 0,6 Rb, которые представляют собой максимальную величину, учитываемую в расчетах;
б) для Rb,sh и Rb,cut:
mb6 = 1 + 1,5 sby / Rb,sh – при sby
0,98 МПа;mb6 = 1 + sby / Rb,sh – при sby = 2,94 МПа.
Для промежуточных значений sby коэффициенты условий работы бетона принимают по интерполяции.
3.28 При расчете составных по длине конструкций с бетонируемыми стыками значения коэффициента условий работы mb10, учитывающего разницу в прочности бетона конструкции и материала заполнения стыкового шва на каждой стадии работы стыка, следует принимать в зависимости от толщины шва b и отношения прочности бетона (раствора) в стыке (шве) Rbj к прочности бетона в блоках конструкции Rb,conпо таблице 3.10.
При толщине частей блока менее 120 мм, а также при наличии в теле блока отверстий для пропуска напрягаемой арматуры значения mb10для стыка с толщиной шва от 20 до 40 мм следует принимать как для шва толщиной 70 мм, для шва толщиной 70 мм – как для шва толщиной 200 мм.
Таблица 3.10
| Толщина шва, мм | Коэффициенты условий работы mb10 при отношениях Rbj/ Rb,con | ||||||||
| 0,2 и менее | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
| От 20 до 40 70 200 и более |
0,70 0,50 0,20 |
0,76 0,58 0,30 |
0,82 0,65 0,40 |
0,88 0,72 0,50 |
0,94 0,80 0,60 |
1,0 0,85 0,70 |
1,0 0,90 0,80 |
1,0 0,95 0,90 |
1,0 1,0 1,0 |
В расчетах составных конструкций по длине с клееными стыками коэффициент условий работы mb10, вводимый к расчетным сопротивлениям бетона блоков и учитывающий снижение прочности конструкции до отверждения клея, следует принимать в зависимости от вида поверхности бетона торцов блоков: при рифленой – 0,90, при гладкой – 0,85.
Для клееных стыков, расстояния между которыми менее наибольшего размера сечения, а также для стыков вставных диафрагм указанные значения mb10 следует уменьшать на 0,05.
Для клееных стыков с отвержденным клеем следует принимать mb10 = 1.
3.30 При расчете неармированной кладки из бетонных блоков на растворе к расчетным сопротивлениям бетона, принимаемым для бетонных конструкций в соответствии с п. 3.24, следует вводить коэффициенты условий работы mb10, равные:
0,85 – при классах бетона блоков В20 и В22,5;
0,75 – то же, В25–В35;
0,70 – то же, В40 и выше.
Толщина горизонтальных швов кладки не должна быть более 1,5 см, а раствор в швах должен иметь прочность в 28-дневном возрасте не ниже прочности бетонных блоков.
3.31 При изготовлении предварительно напряженных конструкций обжатие бетона допускается при его прочности не ниже установленной для проектного класса.
Расчетные сопротивления бетона для назначения передаточной прочности следует определять по таблице 3.6 путем интерполяции значений, относящихся к близким классам бетона.
Прочность бетона к моменту передачи на него полного усилия с напрягаемой арматуры и при монтаже следует назначать, как правило, не менее прочности, соответствующей классу бетона по прочности В25.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ
3.32 Основными деформационными характеристиками бетона являются нормативные значения:
- предельных деформаций бетона при: осевом сжатии ebo, сжатии при изгибе ebu, осевом растяжении ebto и растяжении при изгибе ebtu;
- модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еb;
- модуля сдвига бетона Gb;
- коэффициента поперечных деформаций n;
- предельных удельных деформаций ползучести бетона сn;
- предельных относительных деформаций усадки esn.
Значения предельных относительных деформаций бетона следует принимать:
- в случае осевого сжатия ebo = 0,002;
- в случае сжатия с изгибом ebu = 0,0035;
- в случае осевого растяжения ebto = 0,0001;
- в случае растяжения с изгибом ebtu = 0,00015.
Значение модулей упругости бетона при сжатии и растяжении Eb и при твердении бетона конструкций в естественных условия, в случае отсутствия опытных данных, следует принимать по таблице 3.11.
Таблица 3.11
| Класс бетона по прочности на сжатие | В20 | В22,5 | В25 | В27,5 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 |
| Eb × 10-3, МПа | 27,5 | 28,5 | 30,0 | 31,5 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,5 | 39,0 | 39,5 | 40,0 |
на 10% – для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке, а также для бетона, работающего в условиях попеременного замораживания и оттаивания;
на 15% – для бетона конструкций, не защищенных от солнечной радиации, в климатическом подрайоне IVA в соответствии с требованиями СНиП 23-01.
Для кладки из бетонных блоков значения модулей деформации Е следует принимать для бетона классов:
В20 – В35 – 0,5 Eb;
В40 и выше – 0,6 Eb.
Приведенный модуль деформации бетона сборно-монолитной опоры в целом определяется как средневзвешенный по значениям модуля деформации бетона кладки из блоков и модуля упругости бетона ядра сечения с учетом пропорциональности их площадей сечения, по отношению ко всей площади сечения опоры.
Модуль сдвига бетона Gb следует принимать равным 0,4Eb, коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) – n = 0,2.
Минимальное значение модуля упругости клеев, используемых в стыках составных конструкций, не должно быть меньше 1500 МПа, а значение коэффициента поперечной деформации n – не более 0,25.
Нормативные значения предельных удельных деформаций ползучести Сn и относительных деформаций усадки esn следует принимать по таблице 3.12.
Таблица 3.12
| Показатель | Нормативные значения деформаций ползучести бетона Сn и усадки esn для бетонов классов прочности на сжатие | ||||||||
| В25 | В27,5 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | |
| Cn ×106, МПа-1 |
100 | 92 | 84 | 75 | 67 | 55 | 50 | 41 | 39 |
| esn ×106 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | 365 | 330 | 315 | 300 |
Примечание: Для бетона, подвергнутого тепловлажностной обработке, значения Сn и esn следует уменьшать на 10 %. |
|||||||||
Таблица 3.13
| Фактор | Поправочные коэффициенты к значениям нормативным предельным деформаций |
|
| ползучести | усадки | |
| Передаточная прочность бетона на сжатие в долях от проектного класса бетона: 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 |
1,7 1,6 1,4 1,25 1,15 1,0 |
- - - - - - |
| Возраст бетона в момент загружения, сут 28 и менее 60 90 180 360 и более |
1,0 0,8 0,7 0,6 0,5 |
- - - - - |
| Модуль удельный поверхности элемента, м-1: 0 5 10 20 40 60 80 и более |
0,51 0,65 0,76 0,93 1,11 1,23 1,30 |
0,22 0,54 0,66 0,92 1,10 1,18 1,22 |
| Относительная влажность воздуха, %: 40 и менее 50 60 70 80 90 100 и более |
1,27 1,13 1,00 0,87 0,73 0,60 0,47 |
1,14 1,08 1,00 0,91 0,79 0,63 0 |
Примечания: 1 Для промежуточных значений факторов коэффициенты принимают по интерполяции. 2 Влажность принимается как средняя относительная влажность воздуха наиболее жаркого месяца по СНиП 23-01, а при расположении конструкций в подрайоне IVА – как среднемесячная влажность, соответствующая времени обжатия бетона. Для типовых конструкций допускается принимать влажность, равную 60%. |
||
3.33 Основным прочностным показателем арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение. Класс арматуры отвечает гарантированному значению предела текучести физического или условного, устанавливаемому в соответствии с требованиями государственных стандартов или технических условий на арматуру.
Каждому классу арматуры, кроме характеристики по пределу текучести, соответствуют также свои значения временного сопротивления разрыву и относительного равномерного удлинения после разрыва.
Браковочные (гарантированные) значения этих характеристик принимают по действующим стандартам или техническим условиям на соответствующую арматуру и проверяются сертификационными испытаниями.
Кроме того, к арматуре предъявляются требования по дополнительным показателям качества, определяемым по соответствующим стандартам:
- свариваемость, оцениваемая испытаниями по прочности сварных соединений в зависимости от вида сварки и соединения;
- коррозионная стойкость, оцениваемая испытаниями по продолжительности пребывания арматуры в напряженном состоянии в агрессивной среде до разрушения;
- пластичность, оцениваемая испытаниями на изгиб (стержни) или перегиб (проволока) до разрушения;
- релаксационная стойкость, оцениваемая испытаниями по величине потерь под напряжением за определенный промежуток времени;
- усталостная прочность, оцениваемая пределом выносливости при нормированном количестве циклов загружения;
- хладостойкость, оцениваемая испытаниями на ударную вязкость или испытаниями на прочность образцов, в том числе и сварных, при воздействии низких отрицательных температур (минус 40 0С, минус 60 0С).
Дополнительные показатели качества арматуры при проектировании железобетонных конструкций мостов и труб устанавливают в соответствии с требованиями расчетов, условий эксплуатации и различных воздействий окружающей среды.
Марки стали для арматуры железобетонных мостов и труб, устанавливаемой по расчету, в зависимости от условий работы элементов конструкций и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства следует принимать по таблице 3.14 с учетом пп. 1.39, 3.91 и 3.133; при этом знак "плюс" означает возможность применения указанной марки стали в данных условиях.
Таблица 3.14
| Вид арматуры | Класс прочности арматур- ной стали |
Документ регламентирующий качество арматурной стали |
Ограничение по пределу текучести sт, условному пределу текучести s0,2, пределу прочности sи , МПа |
Марка стали |
Диа-метр, мм |
Элементы с арматурой, не рассчитываемой на выносливость | Элементы с арматурой, рассчитываемой на выносливость | |||||
| При применении конструкций в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, )С | ||||||||||||
| Минус 30 и выше | Ниже минус 30 до минус 40 включ | Ниже минус 40 | Минус 30 и выше | Ниже минус 30 до минус 40 включ. | Ниже минус 40 | |||||||
| Стержне- вая горя- чекатан- ная глад- кая |
А240 (А-I) |
ГОСТ 5781 ГОСТ 380 |
235 < sт < 310 380 < sв < 500 |
Ст3сп | 6-10 | + | + | + | + | + | + | |
| Ст3сп | 12-40 | + | + | + | + | + | - | |||||
| Ст3пс | 6-10 | + | + | +1,2) | + | +1) | - | |||||
| Ст3пс | 12-16 | + | +1) | - | + | +1) | - | |||||
| Ст3пс | 18-40 | + | +1) | - | +1) | - | - | |||||
| Ст3кп | 6-10 | + | - | - | - | - | - | |||||
| Стержне-вая горя-чекатан- ная пери- одиче- ского про-филя |
А300 (А-II) |
ГОСТ 5781 ГОСТ 380 |
295 < sт < 370 500 < sв < 570 |
Ст5сп | 10-40 | + | + | +1,2,3) | + | + | - | |
| Ст5пс | 10-16 | + | +1) | - | + | +1) | - | |||||
| Ст5пс2 | 18-40 | + | - | - | +1) | - | - | |||||
| Аc300 (Ас-II) |
10ГТ | 10-32 | + | + | + | + | + | + | ||||
| А400 (А-III) |
300 < sт < 470 600 < sв < 700 |
25Г2С | 6-40 | + | + | +1) | + | +1) | +1) | |||
| 35ГС | 6-40 | + | +4) | - | - | - | - | |||||
| А600 (А-IV) |
Фактические значения sт, s0,2, sв не должны превышать нормируемые значения более чем на 100 |
20ХГ2Ц | 10-22 | + | + | +5) | + | + | +5) | |||
| А-800 (А-V) |
23Х2Г2Т | 10-32 | + | + | +5) | + | + | +5) | ||||
| Стержне- вая тер- мически упроч- ненная периоди- ческого профиля |
Ат6006) (Ат-IV) |
ГОСТ 10884 | 28С | 10-28 | +5) | +5) | +5,7) | - | - | - | ||
| 10ГС2 | 10-18 | +5) | +5) | +5,7) | - | - | - | |||||
| 25С2Р | 10-18 | +5) | +5) | +5,7) | - | - | - | |||||
| Ат8006) (Ат-V) |
25С2Р | 10-28 | +5) | +5) | +5,7) | - | - | - | ||||
| Ат10006) (Ат-VI) |
25С2Р | 10-16 | +5) | +5) | +5,7) | - | - | - | ||||
| Высоко- прочная гладкая проволока |
В1500- B1000 (В-II) |
ГОСТ 7348 | Фактические значения s0,2 и sв не должны превышать нормируемые значения более чем на 300 |
- | 3-8 | + | + | +8) | + | + | +8) | |
| Высоко- прочная проволока периоди- ческого профиля |
Вр1500- Bр1100 (Вр-II) |
- | 3-8 | + | + | +9) | + | + | +9) | |||
| Канаты арматурные |
К7-1500- K7-1410 (К-7) |
ГОСТ 13840 | - | 9-15 | + | + | + | + | + | + | ||
| Канаты стальные |
Спираль- ные |
- | - | - | Диа-метр проволок 3 мм и более | + | + | - | +10) | +10) | - | |
| Двойной cвивки |
ГОСТ 3067 | + | + | - | +10) | +10) | - | |||||
| Закрытые | ГОСТ 3090 ГОСТ 7675 ГОСТ 7676 |
По ГОСТ | + | + | - | +10) | +10) | - | ||||
| 1) – допускается к применению в вязаных каркасах и сетках. 2)– не допускается к применению для хомутов пролетных строений. 3)– не допускается к применению, если динамический коэффициент свыше 1,1. 4)– если динамический коэффициент свыше 1,1, допускается к применению только в вязаных каркасах и сетках. 5)– только в виде целых стержней мерной длины. 6)– допускается к применению термически упрочненная арматурная сталь только марок С (свариваемая) и К (стойкая к коррозионному растрескиванию). 7)– допускается к применению при гарантируемой величине равномерного удлинения не менее 2. 8)– допускается к применению при диаметрах проволок 5-8 мм. 9)– допускается к применению при диаметре проволок 5 мм. 10)– допускается к применению только в пролетных строениях совмещенных мостов. |
||||||||||||
20 – для элементов с арматурой, не рассчитываемой на выносливость;
18 – то же, рассчитываемой на выносливость.
Указанную арматурную сталь при диаметрах 22 мм и более следует применять только в фундаментах и частях опор, расположенных ниже половины глубины промерзания грунта.
Сварные соединения стержневой термически упрочненной арматурной стали, высокопрочной арматурной проволоки, арматурных канатов класса К7 и стальных канатов со свивкой спиральной, двойной и закрытых не допускаются.
К стержневой напрягаемой арматуре, находящейся в пределах тела бетона конструкции, запрещается приварка каких-либо деталей или арматуры.
Применение в качестве рабочей рассчитываемой арматуры арматурных сталей, не предусмотренных таблице 3.14, в том числе импортных или выпускаемых по техническим условиям, допускается в установленном порядке, после всестороннего исследования их свойств на прочность, пластичность, свариваемость, коррозионную стойкость, релаксационную стойкость, хладостойкость, стойкость к усталостным разрушениям (работа на выносливость) и т.д. В этом случае, при использовании семипроволочных канатов в качестве напрягаемой арматуры рекомендуется применять только стабилизированные (с пониженной релаксацией) канаты обычного сечения и компактированные, в том числе в полиэтиленовой оболочке со смазкой и без смазки (моностренды), с гарантированным временным сопротивлением не выше 1860 МПа, а при применении в качестве арматуры, работающей без сцепления, не выше 1770 МПа.
В качестве арматуры могут быть применены листовой или фасонный прокат, а также композитные материалы на основе стеклянных, углеродных и минеральных волокон. Для дисперсного армирования может применяться фибра из стальной проволоки и стеклянных, углеродных и минеральных волокон. Применение этих материалов допускается на основании разработанных в установленном порядке нормативных документов.
3.34 Для монтажных (подъемных) петель следует предусматривать применение арматурной стали класса А240 марки Ст3сп.
Если проектом предусмотрен монтаж конструкции при среднесуточных температурах наружного воздуха не ниже минус 40 °С, то для монтажных петель допускается применение арматурной стали класса А240 из стали марки Ст3пс.
3.35 В качестве конструктивной арматуры при всех условиях допускается применение арматурной стали классов А240 и А300 марок, указанных в таблице 3.14, а также арматурной проволоки периодического профиля класса Вр.
СТАЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
3.36 Для закладных изделий, деформационных швов и прочих расчетных элементов следует применять стальной прокат и другие изделия согласно требований раздела 4.
В качестве неизвлекаемых металлических каналообразователей сборных и монолитных конструкций рекомендуется применение герметичных гофрированных труб, изготавливаемых из стальной ленты толщиной не менее 0,25 мм в соответствии техничекими условиями. В тех же конструкциях на кривых малого (ниже рекомендуемого) радиуса, а также на участках в зоне опирания анкеров напрягаемой арматуры допускается применение каналообразователей из труб. Применение оцинкованных каналообразователей, находящихся внутри бетона конструкции, запрещается.
Применение неизвлекаемых гофрированных полиэтиленовых каналообразователей допускается только при технико-экономическом обосновании.
Расчетные характеристики арматуры
3.37 Нормативные значения прочности арматуры гарантируют с обеспеченностью не менее 0,95, нормативные значения деформационных характеристик принимают равными их средним значениям.
Основной прочностной характеристикой стержневой арматуры при растяжении (сжатии) является нормативное значение сопротивленияRs,n, равное значениям физического предела текучести или условного, соответствующего остаточному удлинению, равному 0,2 %.
Для гладкой проволочной арматуры класса В по ГОСТ 7348 и арматурных канатов К-7 по ГОСТ 13840 в качестве нормативного значения сопротивления принимаются напряжения, соответствующие 0,95 условного предела текучести; для проволоки периодического профиля класса Вр по ГОСТ 7348 – 0,9 условного предела текучести.
Указанные характеристики определяют по действующим стандартам на арматурные стали.
Расчетные прочностные характеристики арматуры на растяжение (расчетные сопротивления) определяют делением нормативных значений на соответствующий коэффициент надежности по материалу (устанавливаемый в зависимости от вида и класса арматуры, группы предельных состояний) и умножением на коэффициент условий работы по назначению.
Для предельных состояний первой группы коэффициенты надежности по материалу приведены в таблице 3.15; коэффициенты условий работы по назначению принимают равными: для железнодорожных мостов – 0,90, для автодорожных мостов – 0,95. Для предельных состояний второй группы коэффициенты надежности по материалу и коэффициенты условий работы принимают равными 1,0.
Таблица 3.15
| Вид, класс и диаметр арматуры | Коэффициент надежности по материалу при расчете по предельным состояниям первой группы |
| 1 Ненапрягаемая стержневая А240; А300 Ас300; А400, диаметр 10-40 мм А400, диаметр 6-8 мм |
1,05 1,07 1,10 |
| 2 Напрягаемая стержневая: горячекатаная: А600 А800 термически упрочненная: Ат800, диаметр 10-14 мм диаметр 16-28 мм Ат1000, диаметр 10-14 мм диаметр 16 мм |
1,20 1,25 1,15 1,25 1,20 1,25 |
| 3 Напрягаемая проволочная гладкая В и периодического профиля Вр | 1,20 |
| 4 Арматурные канаты К-7 | 1,20 |
| 5 Стальные канаты со спиральной или двойной свивкой и закрытые | 1,25 |
3.38 Расчетные сопротивления сжатию арматуры Rsc, Rрс принимают равными расчетным сопротивлениям растяжению Rs, Rр, но не более 400 МПа при действии кратковременной нагрузки и 500 МПа при действии остальных нагрузок – для всех видов арматуры, включая напрягаемую, имеющую сцепление с бетоном, и нулю – для напрягаемой арматуры, не имеющей сцепления.
Таблица 3.16
| Класс арматурной стали |
Диаметр, мм | Расчетные сопротивления растяжению при расчетах по предельным состояниям первой группы Rs и Rp, МПа, для мостов и труб | |
| железнодорожных | автодорожных и городских | ||
1 Ненапрягаемая стержневая: а) гладкая А240 б) периодического профиля А300 А400 |
6–40 |
||
200 |
210 |
||
10–40 6 и 8 10–40 10-40 |
250 320 330 – |
265 340 350 415 |
|
2 Напрягаемая стержневая: а) горячекатаная А6001) А800 |
10–32 10–32 |
||
435 565 |
465 600 |
||
| б) термически упрочненная Ат600 Ат800 Ат1000 |
10–28 10–14 16–28 10–14 16 |
– – – – – |
465 645 600 775 745 |
3 Высокопрочная проволока: а) гладкая В1500 В1400 В1400 В1300 В1200 |
3 4 5 6 7 |
1120 1060 1000 940 885 |
1180 1120 1055 995 930 |
| б) периодического профиля Вр1500 Вр1400 Вр1400 Вр1200 |
3 4 5 6 |
1100 1030 940 885 |
1155 1090 995 930 |
4 Арматурные канаты К7-1500 К7-1500 К7-1400 |
9 12 15 |
1030 1000 970 |
1090 1055 1025 |
| 5 Стальные канаты: со спиральной свивкой с двойной свивкой закрытые |
По соответ-ствующим стандартам | 0,54 Rrpn | 0,57 Rrpn |
| 1) При смешанном армировании стержневую горячекатаную арматуру класса А600 допускается применять в качестве ненапрягаемой арматуры. | |||
3.39 При расчете арматуры на выносливость расчетные сопротивления арматурной стали растяжению для ненапрягаемой Rsf и напрягаемойRpf арматуры следует определять по формулам:
Rsf = mas1 Rs = ers brw Rs; (3.4)
Rpf = map1 Rp = erp brw Rp, (3.5)
где mas1, map1 – коэффициенты условий работы арматуры, учитывающие влияние многократно повторяющейся нагрузки;
Rs, Rp – расчетные сопротивления арматурной стали растяжению, принимаемые по
таблице 3.16;
ers, erp – коэффициенты, зависящие от асимметрии цикла изменения напряжений в
арматуре r = smin/smax, приведены в таблице 3.17;
brw – коэффициент, учитывающий влияние на условия работы арматурного
элементов наличия сварных стыков или приварки к арматурным
элементам других элементов, приведен в таблице 3.18.
Таблица 3.17
| Класс (виды или особенности) применяемой арматурной стали | Значения коэффициентов ers и erp при r | ||||||||
| -1 | -0,5 | -0,2 | -0,1 | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,35 | |
| Коэффициент ers | |||||||||
| А240 | 0,48 | 0,61 | 0,72 | 0,77 | 0,81 | 0,85 | 0,89 | 0,97 | 1 |
| A300 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,63 | 0,67 | 0,70 | 0,74 | 0,81 | 0,83 |
| A300 (Ас- II) | - | - | 0,67 | 0,71 | 0,75 | 0,78 | 0,82 | 0,86 | 0,88 |
| A400 | 0,32 | 0,40 | 0,48 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,59 | 0,65 | 0,67 |
| Коэффициент erр | |||||||||
| A600 (без стыков или со стыками, выполненными контактной сваркой с механической зачисткой) | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| В или пучки из нее | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Вр или пучки из нее | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Канаты К7 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Класс (виды или особенности) применяемой арматурной стали | Значения коэффициентов ers и erp при r | ||||||||
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 1 | |
| Коэффициент ers | |||||||||
| А240 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| A300 | 0,87 | 0,94 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| A300 (Ас- II) | 0,90 | 0,92 | 0,94 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| A-400 | 0,70 | 0,75 | 0,81 | 0,90 | 0,95 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Коэффициент erр | |||||||||
| A600 (без стыков или со стыками, выполненными контактной сваркой с механической зачисткой) | 0,38 | 0,49 | 0,70 | 0,78 | 0,85 | 0,91 | 0,94 | 0,96 | 1 |
| В или пучки из нее | - | - | - | - | 0,85 | 0,97 | 1 | 1 | 1 |
| Вр или пучки из нее | - | - | - | - | 0,78 | 0,82 | 0,87 | 0,91 | 1 |
| Канаты К7 | - | - | - | - | 0,78 | 0,84 | 0,95 | 1 | 1 |
П р и м е ч а н и я 1 Для стальных канатов со спиральной или двойной свивкой и закрытых при r ³ 0,85 коэффициент erр можно принимать равным единице, а при r < 0,85 – устанавливать по п. 4.58, относящимся к расчету на выносливость канатов висячих, вантовых и предварительно напряженных стальных пролетных строений. 2 Для промежуточных значений r коэффициенты ers и erр следует определять по интерполяции. |
|||||||||
ma4 = 0,8 – для стержневой арматуры;
ma4 = 0,7 – для арматуры из высокопрочной проволоки, арматурных канатов класса К1400 и стальных канатов со спиральной и двойной свивкой и закрытых.
Если в сварных каркасах диаметр хомутов из арматурной стали класса А400 менее 1/3 диаметра продольных стержней, то учитываемые в расчете на поперечную силу напряжения в хомутах не должны превышать, МПа:
245 – при диаметре хомутов 6 и 8 мм;
255 – то же, 10 мм и более.
Таблица 3.18
| Тип сварного соединения | Коэффициент асимметрии цикла r | Коэффициент brw для стержневой диаметром 32 мм и менее для арматурной стали классов | |||
| А240 | A300 | A400 | A600 | ||
| Сварка контактным способом (без продольной зачистки) | 0 | 0,75 | 0,65 | 0,60 | - |
| 0,2 | 0,85 | 0,70 | 0,65 | - | |
| 0,4 | 1 | 0,80 | 0,75 | 0,75 | |
| 0,7 | 1 | 0,90 | 0,75 | 0,75 | |
| 0,8 | 1 | 1 | 0,75 | 0,80 | |
| 0,9 | 1 | 1 | 0,85 | 0,90 | |
| Сварка ванным способом на удлиненных накладках – подкладках | 0 | 0,75 | 0,65 | 0,60 | - |
| 0,2 | 0,80 | 0,70 | 0,65 | - | |
| 0,4 | 0,90 | 0,80 | 0,75 | - | |
| 0,7 | 0,90 | 0,90 | 0,75 | - | |
| 0,8 | 1 | 1 | 0,75 | - | |
| 0,9 | 1 | 1 | 0,85 | - | |
| Контактная точечная сварка перекрещивающихся стержней арматуры и приварка других стержней, сварка на парных смещенных накладках | 0 | 0,65 | 0,65 | 0,60 | - |
| 0,2 | 0,70 | 0,70 | 0,65 | - | |
| 0,4 | 0,75 | 0,75 | 0,65 | - | |
| 0,7 | 0,90 | 0,90 | 0,70 | - | |
| 0,8 | 1 | 1 | 0,75 | - | |
0,9 |
1 | 1 | 0,85 | - | |
П р и м е ч а н и я 1 Если диаметры стержневой растянутой арматуры свыше 32 мм, то значения brw следует уменьшить на 5 %. 2 Если значения r < 0, то значения brw следует принимать такие же, как при r = 0. 3 Для растянутой арматурной стали класса А600, стержни которой имеют сварные стыки, выполненные контактной сваркой с последующей продольной зачисткой, следует принимать brw = 1. 4 При промежуточных значениях r коэффициенты brw следует определять по интерполяции. |
|||||
Для арматурной стали классов А240, А300 и А400 при наличии стыков, выполненных контактной сваркой, ванным способом на удлиненных или коротких подкладках, на парных смещенных накладках, расчетные сопротивления растяжению следует принимать такими же, как для арматурной стали, не имеющей стыков.
3.42 При расчете по прочности нормальных сечений в изгибаемых конструкциях для арматурных элементов (отдельных стержней, пучков, канатов), расположенных от растянутой грани изгибаемого элемента на расстоянии более чем 1/5 высоты растянутой зоны сечения, к расчетным сопротивлениям арматурной стали растяжению допускается вводить коэффициенты условий работы арматуры
ma6 = 1,1 – 0,5
, (3.6)где (h – х) – высота растянутой зоны сечения;
а ³ 0,2 (h – х) – расстояние оси растянутого арматурного элемента от растянутой грани сечения.
3.43 При перегибе стальных канатов со спиральной или двойной свивкой вокруг анкерных полукруглых блоков диаметром D менее 24d (d – диаметр каната) к расчетным сопротивлениям канатов растяжению при расчетах на прочность должны вводиться коэффициенты условий работы канатов ma10, которые при отношениях D/d от 8 до 24 допускается определять по формуле
ma10 = 0,7 + 0,0125 D/d £ 1. (3.7)
При перегибах вокруг блоков диаметром D менее 8d коэффициенты условий работы канатов следует назначать по результатам опытных исследований.
3.44 При расчетах по прочности оцинкованной высокопрочной гладкой проволоки класса В диаметром 5 мм к расчетным сопротивлениям проволоки растяжению по таблице 3.16 следует вводить коэффициенты условий работы арматуры mа11, равные:
0,94 – при оцинковке проволоки по группе С, отвечающей среднеагрессивным условиям среды;
0,88 – то же, по группе Ж, отвечающей жесткоагрессивным условиям среды.
3.45 На всех стадиях работы железобетонной конструкции, на которых арматура не имеет сцепление с бетоном, арматура, не имеющая сцепление с бетоном, должна удовлетворять требованиям по предельным состояниям первой группы, включая требования по расчету на выносливость, и второй группы предъявляемым в соответствии с разделом 4.
При расчетах на прочность напрягаемых элементов на осевое растяжение на стадии создания в конструкции предварительного напряжения, а также на стадии монтажа до объединения арматуры с бетоном (омоноличивание напрягаемой арматуры) следует применять расчетные сопротивления арматурной стали растяжению с коэффициентами условий работы, равными:
1,10 – для стержневой арматурной стали, а также арматурных элементов из высокопрочной проволоки;
1,05 – для арматурных канатов класса К7, а также стальных канатов со спиральной и двойной свивкой и закрытых.
При этом если проектом предусмотрен контроль процесса натяжения механическим способом (по манометру) и по вытяжке, коэффициент надежности по нагрузке разрешается принимать равным 1,0.
Для отдельных видов напрягаемой арматуры и конкретных производителей, при соответствующем технико-экономическом обосновании и при условии проведения соответствующих испытаний регламентируемых п. 3.33, разрешается применять иные больше указанных выше, но такие, что расчетные сопротивления на этих стадииях не превышали 80% временного, но не выше нормативного сопротивления растяжению. При этом коэффициент надежности по нагрузке при определении усилий в напрягаемой арматуре принимается равным 1,10 и может быть понижен до значения 1,05 при условии, что проектом предусмотрен двойной контроль и допускаемое отклонение фактических значений усилия и вытяжки от проектных отличается не более 5% для каждого напрягаемого элемента или группы элементов при групповом натяжении.
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
3.46 Для стальных изделий железобетонных мостов и труб, представляющих отдельные их конструктивные детали (опорные части, элементы шарниров и деформационных швов, упорные устройства и т.д.), и для стальных закладных изделий из листового и фасонного проката расчетные сопротивления следует принимать такими же, как для элементов стальных конструкций мостов (см. раздел 4).
Расчетные сопротивления для арматурных стержней, анкеруемых в бетоне, следует принимать в соответствии с указаниями, относящимися к арматуре.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ АРМАТУРЫ
И ОТНОШЕНИЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ
3.47 Предельные значения относительных деформаций растянутой арматуры (при расчетах по предельным деформациям) следует принимать равными:
- для ненапрягаемой арматуры – 0,025;
- для напрягаемой арматуры – 0,015.
Значения модуля упругости арматуры следует принимать по таблице 3.19.
Таблица 3.19
| Класс (вид) арматурной стали | Модуль упругости, МПа, арматуры | |
| ненапрягаемой Еs | напрягаемой Ер | |
| A240, A300 A400 A600, А800, А1000 Проволока классов В, Вр Пучки из параллельных проволок классов В, Вр Арматурные канаты класса К7 Пучки из арматурных канатов класса К7 Стальные канаты: спиральные и двойной свивки закрытые |
2,1 × 105 2,0 × 105 – – – – – |
– – 1,9 × 105 2,0 × 105 1,9 × 105 1,95 × 105 1,95 × 105 1,7 × 105 1,6 × 105 |
При расчетах элементов мостов с ненапрягаемой арматурой на выносливость и на трещиностойкость, при определении напряжений и геометрических характеристик приведенных сечений площадь арматуры учитывается с коэффициентом отношения модулей упругости n', при котором учитывается виброползучесть бетона. Значения n' следует принимать при бетоне классов:
В20 ...................................................... 22,5;
В22,5 и В25 ......................................... 20;
В27,5 ................................................... 17;
В30 и В35 ............................................ 15;
В40 и выше ......................................... 10.
РАСЧЕТ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ
Расчет по прочности и устойчивости
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
3.49 Расчет бетонных и железобетонных элементов мостов и труб следует производить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными усилиями.
Применение изгибаемых, центрально и внецентренно растянутых бетонных элементов в конструкциях не допускается.
3.50 Расчетные усилия в статически неопределимых конструкциях следует определять с учетом перераспределения усилий от усадки и ползучести бетона, саморазогрева бетона в процессе твердения, искусственного регулирования и предварительного напряжения. Суммарное расчетное усилие от этих факторов допускается определять умножением на коэффициент надежности по нагрузке 1,1 (или 0,9).
3.51 Предельные усилия в элементах конструкций следует определять в сечениях, нормальных и наклонных к продольной оси элемента.
3.52 При расчете бетонных и железобетонных элементов на воздействие сжимающей продольной силы N за предельное значение усилия необходимо принимать меньшее, полученное из расчетов по прочности и устойчивости. При расчете по прочности следует учитывать случайный эксцентриситет ес,сл = (1/400) l0 (l0 – геометрическая длина элемента или ее часть между точками закрепления элемента, принимаемая с учетом требований п. 3.16).
При расчете по трещиностойкости и деформациям случайный эксцентриситет учитывать не следует.
В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет ес (относительно центра тяжести приведенного сечения) находится как сумма эксцентриситетов – определяемого из статического расчета конструкции и случайного ес,сл.
Для элементов статически неопределимых конструкций величина эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения ес принимается равной эксцентриситету, полученному из статического расчета, но не менее ес,сл.
3.53 Расчет по прочности и устойчивости сжатых, внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоугольного, таврового, двутаврового и коробчатого сечений в зависимости от величины эксцентриситета ес = М/N производится в соответствии с таблицей 3.20.
Таблица 3.20
| Вид расчета | Конструкции | |||
| бетонные | железобетонные | |||
| Номера пунктов настоящих норм, в соответствии с которыми следует выполнять расчеты при эксцентриситетах | ||||
| ec ≤ r | ec > r | ec ≤ r | ec > r | |
| По прочности По устойчивости |
3.68 3.54 3.66 3.55 |
3.68 3.54 – – |
3.69,б – 3.69,а 3.55 |
3.70 3.54 – – |
П р и м е ч а н и е – r – ядровое расстояние. |
||||
Влияние прогиба на увеличение расчетного усилия внецентренно сжатого элемента при расчете по недеформируемой схеме следует учитывать путем умножения эксцентриситета ес на коэффициент h, определяемый по п. 3.54.
При расчете на устойчивость при ес £ r коэффициент продольного изгиба j следует принимать в соответствии с п. 3.55.
3.54 Коэффициент h, учитывающий влияние прогиба по прочности, определяется по формуле
(3.8)где Ncr – условная критическая сила, определяемая по формулам:
для бетонных элементов
(3.9)для железобетонных элементов
(3.10)где Ib – момент инерции площади сечения бетона, определяется без учета трещин в бетоне;
Is – момент инерции площади сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры.
Моменты инерции определяются относительно осей, проходящих через центр тяжести приведенного сечения.
В формулах (3.9) и (3.10) коэффициентами jl и jp учитывается соответственно влияние на прогиб длительного действия нагрузки, предварительного напряжения арматуры и относительной величины эксцентриситета.
Значение коэффициента jl следует принимать равным:
, (3.11)где М – момент относительно наиболее растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных и временных нагрузок;
Мl – то же, от действия постоянных нагрузок.
Значение коэффициента d следует принимать равным ес /h, но не менее определяемого по формуле
, (3.12)где Rb – расчетное сопротивление бетона, МПа;
l0 – расчетная длина элемента.
Если моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от постоянной имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки еc ³ 0,1 следует принимать jl = 1,0, а при еc < 0,1h – jl = 1,05.
Значение коэффициента jp, учитывающего влияние предварительного натяжения арматуры на жесткость элемента, следует определять по формуле
(3.13)где sbp – предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести продольной арматуры с учетом всех потерь согласно приложению У;
для кольцевых и круглых сечений h = D.
В формуле (3.13) расчетные сопротивления Rb принимаются без учета коэффициентов условий работы бетона, а значения еc /h не должны превышать 1,5.
Сжатые железобетонные элементы должны иметь характеристики, при которых обеспечивается условие
N / Ncr £ 0,7 . (3.14)
При расчете элементов на внецентренное сжатие из плоскости изгиба, созданного внецентренным приложением нагрузки, необходимо учитывать значение случайного эксцентриситета (п. 3.52).
Для железобетонных элементов, имеющих несмещаемые опоры или опоры, одинаково перемещающиеся при вынужденных деформациях (например, при температурных удлинениях), значения коэффициента h следует принимать:
для сечений в средней трети длины элемента – по формуле (3.8);
то же, в пределах крайних третей длины элемента – по интерполяции между значениями, вычисленными для средней трети, и единицей, принимаемой для опорных сечений.
3.55 Коэффициент продольного изгиба j при расчетах сжатых (еc = 0) и внецентренно сжатых элементов, имеющих относительный эксцентриситет еc /r
1, следует определять по формуле (3.15)где jm – коэффициент продольного изгиба, учитывающий воздействие временной нагрузки;
jl – то же, постоянных нагрузок;
Nl – расчетное продольное усилие от постоянной нагрузки с учетом усилия в напряга-
емой арматуре, не имеющей сцепления с бетоном;
Nm – расчетное продольное усилие от временной нагрузки;
N = Nl + Nm – полное расчетное продольное усилие.
Значения коэффициентов jm и jl, при вычислении которых учтены также значения случайных эксцентриситетов по п. 3.52, следует принимать для железобетонных элементов по таблице 3.21, для бетонных элементов – по таблице 3.22.
Таблица 3.21
| Характеристики гибкости элемента | Коэффициенты продольного изгиба | ||||||
| jm при относительных эксцентриситетах ес / r | j1 | ||||||
| l0 / b | l0 / d | l0 / i | 0 | 0,25 | 0,50 | 1,00 | |
4 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 38 40 43 |
3,5 3,6 10,4 12,1 13,8 15,6 17,3 19,1 20,8 22,5 24,3 26 27,7 29 33 34,6 37,5 |
14 35 40 48,5 55 62,5 70 75 83 90 97 105 110 120 130 140 150 |
1 1 1 1 0,95 0,95 0,90 0,85 0,86 0,78 0,82 0,75 0,78 0,70 0,72 0,64 0,67 0,59 0,62 0,53 0,58 0,50 0,53 0,46 0,48 0,42 0,43 0,39 0,38 0,33 0,35 0,32 0,33 0,30 |
0,90 0,90 0,86 0,86 0,83 0,83 0,79 0,74 0,75 0,67 0,71 0,64 0,67 0,59 0,60 0,52 0,55 0,47 0,51 0,42 0,49 0,41 0,45 0,38 0,41 0,35 0,36 0,32 0,32 0,28 0,29 0,26 0,28 0,25 |
0,81 0,81 0,77 0,77 0,74 0,74 0,70 0,65 0,66 0,58 0,62 0,55 0,57 0,47 0,52 0,44 0,47 0,39 0,44 0,35 0,43 0,35 0,39 0,32 0,36 0,30 0,31 0,27 0,28 0,24 0,25 0,22 0,24 0,21 |
0,69 0,69 0,65 0,65 0,62 0,62 0,58 0,53 0,55 0,47 0,51 0,44 0,48 0,40 0,43 0,35 0,38 0,30 0,35 0,26 0,34 0,26 0,32 0,25 0,31 0,25 0,25 0,21 0,24 0,20 0,21 0,18 0,21 0,18 |
1 0,84 0,79 0,70 0,65 0,56 0,47 0,41 0,32 0,25 0,20 0,16 0,14 0,10 0,08 0,07 0,06 |
| П р и м е ч а н и е – Над чертой приведены значения для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой и предварительно напряженных элементов при отсутствии на данной стадии их работы сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, под чертой – для предварительно напряженных элементов при наличии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном. | |||||||
| Характеристики гибкости элемента | Коэффициенты продольного изгиба | |||||
| jm при относительных эксцентриситетах ес / r | jl | |||||
| l0 / b | l0 / i | 0 | 0,25 | 0,50 | 1,00 | |
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 |
14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 |
1 098 0,95 0,92 0,88 0,85 0,79 0,74 0,67 0,63 0,58 0,49 |
0,86 0,84 0,81 0,78 0,76 0,74 0,68 0,63 0,56 0,51 0,46 0,38 |
0,77 0,75 0,72 0,69 0,67 0,65 0,59 0,54 0,46 0,43 0,38 0,31 |
0,65 0,63 0,60 0,57 0,55 0,53 0,48 0,43 0,37 0,34 0,29 0,22 |
1 0,94 0,88 0,80 0,72 0,62 0,58 0,43 0,32 0,26 0,20 0,16 |
b – сторона прямоугольного сечения, нормальная к направлению перемещения элемента;
d – диаметр круглого сечения элемента;
l0 /i – гибкость элемента (i – наименьший радиус инерции поперечного сечения);
ес /r – относительный эксцентриситет силы N;
ес – эксцентриситет силы N относительно центра тяжести приведенного сечения;
r = Wred / Ared – ядровое расстояние (Wred и Ared – момент сопротивления и площадь приведенного сечения).
Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента
3.56 Предельные усилия в сечениях согласно пп. 3.62–3.71 и п. 3.75 следует определять исходя из следующих предпосылок:
сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю;
сопротивление бетона сжатию ограничивается напряжениями, равными Rb и равномерно распределенными в пределах условной сжатой зоны бетона;
растягивающие напряжения в арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями растяжению в ненапрягаемой Rs и напрягаемой Rpарматуре;
сжимающие напряжения в ненапрягаемой арматуре ограничиваются расчетными сопротивлениями сжатию Rsc, а в напрягаемой – наибольшими сжимающими напряжениями sрс согласно п. 3.60.
Допускается производить указанные расчеты по предельным деформациям с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры в соответствии со СНиП 52-01, СП 52-101 и СП 52-102.
П р и м е ч а н и е – Для случаев, когда расчетные сопротивления и напряжения в бетоне и арматуре должны вводиться в формулы только в МПа, в тексте даются специальные указания.
3.57 Если в сжатой зоне расчетного сечения имеются бетоны разных классов, то их площади приводятся пропорционально расчетным сопротивлениям к бетону одного расчетного сопротивления.
3.58 При расчете балок с плитой в сжатой зоне длина свесов плиты, вводимая в расчет, не должна превышать шести ее толщин hf, считая от начала свеса, и должна быть не более половины расстояния в свету между балками.
Начало свеса принимается от ребра балки или от конца вута, если он имеет уклон 1:3 и более.
При переменной толщине плиты, а также при вутах с уклоном менее 1:3 длина свесов определяется по приведенной толщине плиты, которая находится с учетом площади плиты и вутов.
Площадь свесов растянутых поясов двутавровых сечений при расчете не учитывается.
3.59 Если количество растянутой арматуры по конструктивным соображениям или по расчету по трещиностойкости превышает требуемое по расчету по прочности, то в расчете допускается учитывать не всю арматуру, а только требуемую из расчета по прочности.
3.60 Напрягаемую арматуру, расположенную в сжатой зоне и имеющую сцепление с бетоном, следует вводить в расчет с напряжением
sрс = Rрс – sрс1, (3.16)
где Rрс – учитываемое расчетом наибольшее сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре согласно п. 3.38;
sрс1 – расчетное напряжение в напрягаемой арматуре (за вычетом всех потерь) при коэффициенте надежности по нагрузке, равном gg = 1,1; при sрс1 £ Rрс принимается sрс = 0.
Площадь поперечного сечения сжатой арматуры A¢s вводится в расчет в зависимости от соотношения расчетной высоты сжатой зоны бетона х и расстояния a¢s этой арматуры до сжатой грани сечения.
При расчете изгибаемых элементов площадь A¢s учитывается полностью, если х2 ³ 2 a¢s , где х2 – высота сжатой зоны, определенная с учетом сжатой арматуры A¢s.
Если без учета сжатой арматуры высота сжатой зоны сечения отвечает условию х1 ³ 2 a¢s , а при учете сжатой арматуры х2 < 2 a¢s , то расчет на прочность допускается производить, используя условие
. (3.17)A¢s при х1 < 2 a¢s не учитывается.
3.61 Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, когда внешняя сила действует в плоскости оси симметрии сечения и арматура сосредоточена у перпендикулярных указанной плоскости граней элемента, должен производиться в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны x = х / h0 , определяемой из соответствующих условий равновесия. Значение x при расчете конструкций, как правило, не должно превышать относительной высоты сжатой зоны бетона xy, при которой предельное состояние бетона сжатой зоны наступает не ранее достижения в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs или Rp с учетом соответствующих коэффициентов условий работы для арматуры.
Значение xy определяется по формуле
, (3.18)где w = 0,85 – 0,008Rb – для элементов с обычным армированием;
w= 0,85 – 0,008 Rb + d £ 0,9 – для элементов с косвенным армированием;
при этом расчетное сопротивление бетона Rb следует принимать в МПа, а значение d – равным 10m, но не более 0,15 (где m – коэффициент армирования, принимаемый согласно п. 3.72);
напряжения в арматуре s1, МПа, следует принимать равными:
Rs – для ненапрягаемой арматуры;
Rp + 500 – sp – для напрягаемой арматуры;
расчетное сопротивление напрягаемой арматуры растяжению Rp следует принимать с учетом соответствующих коэффициентов условий работы арматуры, а величину предварительного напряжения в арматуре sp – с учетом первых и вторых потерь по приложению У;
при наличии напрягаемой и ненапрягаемой арматуры напряжение s1 принимается по напрягаемой арматуре;
напряжение s2 является предельным напряжением в арматуре сжатой зоны и должно приниматься равным 500 МПа.
Если при расчете по прочности окажется необходимым и обоснованным сохранение полученного по расчету значения x = х / h0 по величине большего граничного значения xy, то расчет следует проводить с использованием нелинейной деформационной модели согласно указаниями СНиП 52-01, СП 52-101 и СП 52-102.
Указаниями СП 52-101 и СП 52-102 рекомендуется руководствоваться при расчетах:
- железобетонных элементов на косое внецентренное сжатие и косой изгиб;
- элементов прямоугольной и непрямоугольной формы, с арматурой произвольно распределенной по сечению; коротких консолей;
- конструкций на продавливание и отрыв;
- элементов, работающих на изгиб с кручением.
Во всех перечисленных расчетах следует для бетона и арматуры принимать расчетные сопротивления и предельные деформации, установленные в настоящих нормах.
Расчет изгибаемых железобетонных элементов
3.62 Расчет прямоугольных сечений (рисунок 3.1) при x = х/h0 £ xу следует производить из условия
, (3.19)при этом высоту сжатой зоны х следует определять по формуле
. (3.20)Здесь и в других формулах допускается высоту h0 принимать от равнодействующих усилий в арматуре Ар и Аs. При отсутствии напрягаемой арматуры h0 = h01.
Расчет продольного стыка плиты проезжей части ребристых пролетных строений автодорожных и городских мостов на прочность производится с введением к правой части формул (3.19) и (3.20) коэффициентов условий работы, равных 0,8 – для бездиафрагменных и 0,9 – для диафрагменных пролетных строений.
Рисунок 3.1 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
3.63 Расчет тавровых, двутавровых и коробчатых сечений с плитой в сжатой зоне при x = х/h0 £ xу следует производить в зависимости от положения границы сжатой зоны:
а) если граница сжатой зоны проходит в плите (рисунок 3.2,а), т.е. соблюдается условие
. (3.21)расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b¢f в соответствии с п. 3.62;
б) если граница сжатой зоны проходит в ребре (рисунок 3.2,б), т.е. условие (3.21) не соблюдается, расчет должен выполняться из условия
, (3.22)при этом высоту сжатой зоны бетона х следует определять по формуле
. (3.23)Рисунок 3.2 Форма сжатой зоны в сечениях железобетонных элементов
с плитой в сжатой зоне
а – при расположении границы сжатой зоны в плите; б – то же, в ребре
3.64 Расчет изгибаемых элементов кольцевого сечения при соотношении внутреннего и наружного радиусов r1/r2 ³ 0,5 с арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее шести), должен производиться как для внецентренно сжатых элементов в соответствии с п. 3.71, принимая значение продольной силы N = 0 и подставляя вместо Nес значение изгибающего момента М.
3.65 Если рабочая напрягаемая арматура в изгибаемых железобетонных элементах автодорожных мостов не имеет сцепления с бетоном, то расчет сечений по прочности производится согласно п. 3.62 и п. 3.63, при этом в соответствующие формулы вместо расчетного сопротивления растяжению напрягаемой арматуры Rр вводится значение sр1 установившегося (за вычетом всех потерь) предварительного напряжения в напрягаемой арматуре.
Кроме этого, в составных по длине конструкциях следует дополнительно производить расчет по формулам сопротивления упругих материалов на расчетные нагрузки (с коэффициентом надежности по нагрузке), включая усилие от предварительного напряжения. На всех стадиях работы в стыках, не армированных ненапрягаемой арматурой, не допускаются растягивающие напряжения в зонах, где эти напряжения возникают от внешней нагрузки.
Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов
3.66 Внецентренно сжатые бетонные элементы с начальным эксцентриситетом ес £ r (п. 3.55) следует рассчитывать по устойчивости, выполняя условие
, (3.24)где j – коэффициент, принимаемый по п. 3.55;
Аb – площадь сжатого сечения элемента.
3.67 Расчет по прочности внецентренно сжатых бетонных элементов при ес > r (r – ядровое расстояние по п. 3.55) производится в зависимости от положения нейтральной оси и значения а, принимаемого по формуле
а = ас – есh , (3.25)
где а – расстояние от точки приложения продольной силы N до наиболее сжатой грани сечения с учетом коэффициента h, определяемого согласно п. 3.54;
аc – расстояние от оси, проходящей через центр тяжести всего сечения, до наиболее сжатой грани;
ес – начальный эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести всего сечения.
При этом равнодействующая внешних сил должна находиться в пределах поперечного сечения элемента при соблюдении условия
. (3.26)3.68 При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого сечений с плитой в сжатой зоне (рисунок 3.3) прочность сечения обеспечивается при соблюдении условия
, (3.27)при этом высота сжатой зоны определяется:
при a > 0,5h¢f (нейтральная ось проходит в пределах ребра)
, (3.28)при a £ 0,5h¢f (нейтральная ось проходит в пределах сжатой плиты) для расчета используются формулы (3.27) и (3.28) с заменой b на b¢f.
При расчете внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения прочность обеспечивается при соблюдении условия
, (3.29)при этом высота сжатой зоны определяется по формуле
х = h – 2ech , (3.30)
Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента, элемент должен быть проверен расчетом по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента (п. 3.55).
Рисунок 3.3 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренносжатого бетонного элемента
Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов
3.69 Внецентренно сжатые железобетонные элементы с расчетным эксцентриситетом ес £ r (п. 3.55) следует рассчитывать по устойчивости и прочности исходя из следующих условий:
а) расчет по устойчивости:
при наличии сцепления арматуры с бетоном
, (3.31)при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном
, (3.32)б) расчет по прочности:
при наличии сцепления арматуры с бетоном
, (3.33)при отсутствии сцепления напрягаемой арматуры с бетоном
. (3.34)В формулах (3.31) – (3.34):
N – продольное сжимающее усилие от расчетных нагрузок (без учета усилия предварительного напряжения);
j – коэффициент продольного изгиба, принимаемый по п. 3.55;
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию при расчете по прочности, принимаемое по таблице 3.6;
Аb – полная площадь сечения элемента; если площадь сечения арматуры превышает 3 %, то Аb заменяют на (Аb – А¢s – А¢p);
Rsc, Rpc – расчетные сопротивления арматуры сжатию, принимаемые по п. 3.38;
spc – учитываемое в расчете, согласно п. 3.60, напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в сжатой зоне;
spc1 – установившееся предварительное напряжение в напрягаемой арматуре А¢p, согласно п. 3.60, после проявления всех потерь;
msc = А¢s / Аb;
sb = N / Аb;
A¢s, A¢p – площади сечения соответственно всей ненапрягаемой и напрягаемой арматуры;
n1 – отношение модулей упругости, принимаемое по п. 3.48.
3.70 Расчет по прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов таврового, двутаврового и коробчатого поперечного сечений с плитой в сжатой зоне с эксцентриситетом ec > r при х > h¢f и x £ xy (рисунки 3.2 и 3.4) следует производить, используя условие
, (3.35)и определять величину е0 по формуле
е0 = е + ес (h – 1) , (3.36)
где N – продольная сила;
h – коэффициент, определяемый по п. 3.54;
е – расстояние от точки приложения силы N до равнодействующей усилий в растянутой арматуре;
ес – начальный эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести всего сечения (с учетом случайного эксцентриситета согласно п. 3.52);
spc – сжимающее напряжение в напрягаемой арматуре, расположенной в зоне, сжатой от внешней нагрузки, согласно п. 3.60.
Для прямоугольных сечений в формуле (3.35) принимается b¢f = b.
Высоту сжатой зоны бетона х необходимо определять по формуле
. (3.37)Знаки при усилиях в формуле (3.37) соответствуют расположению силы N вне сечения.
При расчете двутавровых сечений с плитой в растянутой зоне свесы плиты не учитываются. Кроме расчета по прочности в плоскости действия изгибающего момента, следует проводить расчет по устойчивости с изгибом из плоскости действия момента.
Учет работы сжатой ненапрягаемой арматуры следует производить по п. 3.60. Однако если без учета этой арматуры х > 2a¢s, а с ее учетомх < 2a¢s, то расчет по прочности допускается производить, используя условие
. (3.38)Расчет на прочность внецентренно сжатых предварительно напряженных элементов при предварительном напряжении заменяется расчетом по образованию продольных трещин под нормативной нагрузкой (п. 3.100) с ограничением сжимающих напряжений в бетоне значениями Rb,mc1, соответствующими классу передаточной прочности бетона.
Рисунок 3.4 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренносжатого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
3.71 Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов кольцевого сечения при отношении внутреннего r1 и наружного r2 радиусовr1/r2 ≥ 0,5 с ненапрягаемой арматурой, равномерно распределенной по длине окружности (при числе продольных стержней не менее 6), производится в зависимости от относительной площади сжатой зоны бетона, равной:
. (3.39)В зависимости от значений x cir в расчетах используются приведенные условия:
а) при 0,15 < x cir < 0,60 из условия
; (3.40)б) при x cir £ 0,15 из условия
, (3.41)где
; (3.42)в) при x cir ≥ 0,6 из условия
, (3.43)где
. (3.44)В формулах (3.39) – (3.44):
Аb – площадь бетона кольцевого сечения;
Аs,tot – площадь сечения всей продольной арматуры;
rm = (r1 + r2) / 2, (3.45)
rs – радиус окружности, проходящей через центры тяжести стержней рассматриваемой арматуры.
Эксцентриситет продольной силы eо определяется с учетом случайного эксцентриситета по п. 3.52 и прогиба элемента согласно пп. 3.54 и 3.70.
3.72 Расчет элементов сплошного сечения с косвенным армированием и с ненапрягаемой продольной арматурой следует производить согласно требованиям п. 3.69,б и п. 3.70. В расчет следует вводить часть бетонного сечения, ограниченную крайними стержнями сеток поперечной арматуры или спиралью (считая по ее оси), и подставлять в расчетные формулы вместо Rb приведенную призменную прочностьRb,red. Гибкость l0 / ief элементов с косвенным армированием не должна превышать при армировании: сетками – 55, спиралью – 35 (где ief – радиус инерции вводимой в расчет части сечения).
Значения Rb,red следует определять по формулам:
а) при армировании сварными поперечными сетками
, (3.46)где Rs – расчетное сопротивление растяжению арматуры сеток;
. (3.47)В формулах (3.46) и (3.47):
nx, Аsx, lx – соответственно число стержней, площадь поперечного сечения и длина стержней сетки в одном направлении (считая в осях крайних стержней);
ny, Аsy, ly – то же, в другом направлении;
Аef – площадь сечения бетона, заключенного внутри контура сеток (считая по осям крайних стержней);
s – расстояние между сетками (считая по осям стержней); если устанавливается одна сетка, то величина s принимается равной 7 см;
j – коэффициент эффективности косвенного армирования, определяемый по формуле
(3.48)при
. (3.49)В формуле (3.49) Rs и Rb принимаются в МПа, m = ms,xy.
Площади поперечного сечения стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлениях должны различаться не более чем в 1,5 раза;
б) при армировании спиральной или кольцевой арматурой
, (3.50)где Rs – расчетное сопротивление арматуры спирали;
еc – эксцентриситет приложения продольной силы (без учета влияния прогиба);
m – коэффициент армирования, равный:
, (3.51)Аs,cir – площадь поперечного сечения спиральной арматуры;
def – диаметр части сечения внутри спирали;
s – шаг спирали.
При учете влияния прогиба на несущую способность элементов с косвенным армированием следует пользоваться указаниями п. 3.54, определяя момент инерции для части их сечения, ограниченной крайними стержнями сеток или заключенной внутри спирали. ЗначениеNcr, полученное по формуле (3.9), должно быть умножено на коэффициент j1 = 0,25 + 0,05l0/cef £ 1 (где сef равно высоте или диаметру учитываемой части бетонного сечения), а при определении d второй член правой части формулы (3.12) заменяется на 0,01(l0/cef)j2, где j2 = (0,1l0/cef – 1) £ 1. Косвенное армирование учитывается в расчете при условии, что несущая способность элемента, определенная с учетомАef и Rb,red, превышает его несущую способность, определенную по полному сечению Аb и с учетом Rb (но без учета косвенной арматуры). Кроме этого, косвенное армирование должно соответствовать конструктивным требованиям п. 3.153.
3.73 При расчете элементов с косвенным армированием наряду с расчетом по прочности следует производить расчет, обеспечивающий трещиностойкость защитного слоя бетона. Этот расчет следует производить согласно указаниям п. 3.69,б и п. 3.70 под эксплуатационной нагрузкой (при gf = 1), учитывая всю площадь сечения бетона и принимая вместо Rb и Rs расчетные сопротивления Rbn и Rsn для предельных состояний второй группы, а также принимая расчетное сопротивление арматуры сжатию равным Rsc,ser, но не более 400 МПа.
Расчет центрально-растянутых элементов
3.74 При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов все расчетное усилие должно полностью восприниматься арматурой, при этом требуется соблюдение условия
, (3.52)где N – продольное растягивающее усилие, приложенное центрально.
Расчет внецентренно растянутых элементов
3.75 Расчет сечений внецентренно растянутых железобетонных элементов следует производить в зависимости от положения продольной силы N исходя из следующих условий:
а) если продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок 3.5, а), причем все сечение растянуто, то в этом случае вся расчетная сила должна быть полностью воспринята арматурой и расчет следует производить, используя условия:
, (3.53), (3.54)б) если продольная сила N приложена за пределами расстояний между равнодействующими усилий в соответствующей арматуре (рисунок 3.5,б) с расположением нейтральной оси в пределах ребра, то прочность сечения следует устанавливать из условия
(3.55)Высоту сжатой зоны бетона х следует определять по формуле
(3.56)Если полученное из расчета по формуле (3.56) значение х > xу h0, то в условие (3.55) подставляется х = xуh0, где xу определяется согласно указаниям п. 3.61.
Учет работы сжатой арматуры следует производить согласно п. 3.60. Однако, если без учета этой арматуры величина х > 2a¢s, а с учетом ее х < 2a¢s, то расчет по прочности следует производить из условия
(3.57)Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента
3.76 Расчет по прочности наклонных сечений должен производиться с учетом переменности сечения:
на действие поперечной силы между наклонными трещинами (п. 3.77) и по наклонной трещине (п. 3.78);
на действие изгибающего момента по наклонной трещине для элементов с поперечной арматурой (п. 3.83).
Рисунок 3.5 Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого железобетонного элемента, при расчете его по прочности
а – продольная сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре;
б – то же, за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре
Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы
3.77 Для железобетонных элементов с поперечной арматурой должно быть соблюдено условие, обеспечивающее прочность по сжатому бетону между наклонными трещинами:
(3.58)В формуле (3.58):
– поперечная сила на расстоянии не ближе h0 от оси опоры;jw1 = 1 +hn1mw , при расположении хомутов нормально к продольной оси jw1 £ 1,3,
где h = 5 – при хомутах, нормальных к продольной оси элемента;
h = 10 – то же, наклонных под углом 45°;
n1 – отношение модулей упругости арматуры и бетона, определяемое согласно п. 3.48;
, (3.59)Аsw – площадь сечения ветвей хомутов, расположенных в одной плоскости;
Sw – расстояние между хомутами по нормали к ним;
b – толщина стенки (ребра);
h0 – рабочая высота сечения.
Коэффициент jb1 определяется по формуле
jb1 = 1 – 0,01Rb , (3.60)
где расчетное сопротивление Rb принимается в МПа.
3.78 Расчет наклонных сечений элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы (рисунок 3.6) следует производить из условий:
для элементов с ненапрягаемой арматурой
Q ≤ SRswAsi sin a + SRswAsw + Qb + Qrw ; (3.61)
для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов
Q ≤ SRpwApi sin a + SRswAsw + SRpwApw + Qb + Qrw . (3.62)
Рисунок 3.6 Схема усилий в сечении, наклонном к продольной оси железобетонного элемента, при расчете его по прочности на действие поперечной силы
а – с ненапрягаемой арматурой; б – с напрягаемой арматурой
В формулах (3.61) и (3.62):
Q – максимальное значение поперечной силы от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;
SRswAsi sin a, SRswAsw – суммы проекций усилий всей пересекаемой ненапрягаемой (наклонной и нормальной к продольной оси элемента) арматуры при длине проекции сечения с, не превышающей 2h0;
SRpwApi sin a, SRpwApw – то же, в напрягаемой арматуре, имеющей сцепление с бетоном (если напрягаемая арматура не имеет сцепления с бетоном, то значение расчетного сопротивления Rpw следует принять равным установившемуся предварительному напряжению spw1 в напрягаемой арматуре);
Rsw, Rpw – расчетные сопротивления ненапрягаемой и напрягаемой арматуры с учетом коэффициентов ma4 или mp4, определяемых по п. 3.40;
a – угол наклона стержней (пучков) к продольной оси элемента в месте пересечения наклонного сечения;
Qb – поперечное усилие, передаваемое в расчете на бетон сжатой зоны над концом наклонного сечения и определяемое по формуле
(3.63)где b, h0 – толщина стенки (ребра) или ширина сплошной плиты и расчетная высота сечения, пересекающего центр сжатой зоны наклонного сечения;
с – длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая сравнительными расчетами согласно требованиям п. 3.79;
m – коэффициент условий работы, равный
, (3.64)но не менее 1,3 и не более 2,5,
где Rb,sh – расчетное сопротивление на скалывание при изгибе (таблица 3.6);
tq – наибольшее скалывающее напряжение от нормативной нагрузки;
при tq £ 0,25 Rb,sh – проверку на прочность по наклонным сечениям допускается не производить, а при tq > Rb,sh – сечение должно быть изменено;
Q rw – усилие, воспринимаемое горизонтальной арматурой, кгс:
Q rw = 1000 A rw K, (3.65)
где Arw – площадь горизонтальной напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, см2, пересекаемой наклонным сечением под углом b, град.
Значение коэффициента К определяется условием
(3.66)В сечениях, расположенных между хомутами, при b = 90°
Q rw = 1000 A rw . (3.67)
3.79 Невыгоднейшее наклонное сечение и соответствующую ему проекцию на продольную ось элемента следует определять посредством сравнительных расчетов из условия минимума поперечной силы, воспринимаемой бетоном и арматурой. При этом на участках длиной 2h0 от опорного сечения следует выполнять проверку наклонных сечений с углом наклона к опорному (вертикальному) сечению 45° для конструкций с ненапрягаемой арматурой и 60° – с напрягаемой. При сосредоточенном действии нагрузки вблизи опоры наиболее опасное наклонное сечение имеет направление от нагрузки к опоре.
3.80 При наличии напрягаемых хомутов угол к продольной оси элемента при дополнительной проверке по наклонным сечениям следует определять по формуле
, (3.68)где smt – значение главного растягивающего напряжения;
rb – значение касательного напряжения.
3.81 Для железобетонных элементов без поперечной арматуры должно соблюдаться условие, ограничивающее развитие наклонных трещин,
Q ≤ Qb + Qrw . (3.69)
3.82 При расчете растянутых и внецентренно растянутых элементов при отсутствии в них сжатой зоны вся поперечная сила Q должна восприниматься поперечной арматурой.
При расчете внецентренно растянутых элементов при наличии сжатой зоны значение Qb, вычисленное по формуле (3.63), следует умножить на коэффициент kt, равный:
, (3.70)но не менее 0,2 (N – продольная растягивающая сила).
Расчет сечений, наклонных к продольной оси элемента,
на действие изгибающих моментов
3.83 Расчет наклонных сечений по изгибающему моменту (рисунок 3.7) следует производить, используя условия:
для элементов с ненапрягаемой арматурой
М ≤ RsAszs + SRsAswzsw + SRsAsizsi ; (3.71)
для элементов с напрягаемой арматурой при наличии ненапрягаемых хомутов
М ≤ RpApzp + SRpApwzpw + SRsAswzsw + SRpApi zpi; (3.72)
где М – момент относительно оси, проходящей через центр сжатой зоны наклонного сечения, от расчетных нагрузок, расположенных по одну сторону от сжатого конца сечения;
zsw, zs, zsi, zpw, zp, zpi – расстояния от усилий в ненапрягаемой и напрягаемой арматуре до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне бетона в сечении, для которого определяется момент; остальные обозначения приведены в п. 3.78.
Продольная арматура стенок в расчете не учитывается.
Положение невыгоднейшего наклонного сечения следует определять путем сравнительных расчетов, проводимых, как правило, в местах обрыва или отгибов арматуры и в местах резкого изменения сечения.
3.84 Для наклонных сечений, пересекающих растянутую грань элемента на участках, обеспеченных от образования нормальных трещин от нормативной нагрузки (при sbt < Rbt), расчет на действие момента допускается не производить.
3.85 При расчете по прочности на действие момента напрягаемую поперечную арматуру, не имеющую сцепления с бетоном, следует учитывать так же, как при расчете на поперечную силу по п. 3.78.
Рисунок 3.7 Схема усилий в сечении, наклонном кпродольной оси железобетонного
элемента, при расчете его по прочности на действие изгибающего момента
а – с ненапрягаемой арматурой; б – с напрягаемой арматурой
Расчет стыков на сдвиг
3.86 Клееные или бетонируемые (стыки плоские или с уступом) в изгибаемых составных по длине конструкциях следует рассчитывать на прочность по сдвигу по формуле
Q ≤ 0,45mshNa , (3.73)
где Q – максимальное сдвигающее усилие от внешних нагрузок и предварительного напряжения в наклонной арматуре, взятых с коэффициентами надежности, соответствующими расчетам по первой группе предельных состояний;
0,45 – расчетное значение коэффициента трения бетона по бетону;
msh – коэффициент условий работы стыкового шва при сдвиге, определяемый для разных видов стыков по п. 3.87;
Na – усилие, воспринимаемое площадью рабочего сечения стыка, соответствующей сжатой части эпюры нормальных напряжений.
При этом коэффициенты надежности к усилиям, возникающим в напрягаемой арматуре (вместо указанных в п. 2.5 и таблице 2.4), принимаются равными:
gf = 1 ± 0,1 – при числе напрягаемых пучков (стержней) n £ 10;
– при n > 10.В рабочее сечение стыка входит сечение стенки (ребра) и продолжение ее в верхней и нижней плитах.
При условии пересечения стыка в пределах стенки наклонными пучками, расположенными в закрытых заинъецированных каналах, в рабочее сечение стыка могут включаться также прилегающие к стенке участки вутов и плиты протяженностью с каждой стороны не более двух толщин плиты (без вутов) или стенки, если она тоньше плиты.
При учете совместной работы на сдвиг клееного стыка и жестких элементов (уступов, шпонок и т.п.), воспринимающих поперечную силу, несущую способность жестких элементов следует принимать с коэффициентом сочетания, равным 0,7. При этом усилие, воспринимаемое жестким элементом, не должно превышать половины величины поперечной силы, действующей на стык.
3.87 Коэффициенты условий работы msh в формуле (3.73) следует принимать равными:
для клееного плотного тонкого стыка с отверждением клеем – 1,2;
для бетонируемого стыка без выпусков арматуры – 1,0;
для клееного стыка с неотвержденным клеем с гладкой поверхностью торцов блоков – 0,25;
то же, с рифленой поверхностью торцов блоков – 0,45.
3.88 В стыках составных по длине пролетных строений не допускаются растягивающие напряжения от расчетных постоянных нагрузок, учитываемых при выполнении расчетов по первой группе предельных состояний.
Расчет на местное сжатие (смятие)
3.89 При расчете на местное сжатие (смятие) элементов без косвенного армирования должно удовлетворяться условие
N ≤ jloc Rb,loc Aloc , (3.74)
где N – продольная сжимающая сила от местной нагрузки;
jloc – коэффициент, принимаемый равным: при равномерном распределении местной нагрузки на площади смятия – 1,00, при неравномерном распределении – 0,75;
Aloc – площадь смятия;
Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формулам:
Rb,loc = 13,5jloc1Rbt , (3.75)
. (3.76)В формулах (3.75) и (3.76):
Rbt – расчетное сопротивление бетона растяжению для бетонных конструкций;
Аd – расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия в соответствии со схемами, приведенными на рисунке 3.8.
3.90 При расчете на местное сжатие (смятие) элементов с косвенным армированием в виде сварных поперечных сеток должно удовлетворяться условие
N ≤ Rb,red Aloc , (3.77)
где Aloc – площадь смятия;
Rb,red – приведенная прочность бетона осевому сжатию, определяемая по формуле
Rb,red = Rb jloc,b + j m Rs jloc,s . (3.78)
В формуле (3.78):
Rb, Rs – в МПа;
; (3.79)j, m – соответственно коэффициент эффективности косвенного армирования и коэффициент армирования сечения сетками или спиралями согласно п. 3.72 [формулы (3.47), (3.48) и (3.51)];
;Aef – площадь бетона, заключенного внутри контура сеток косвенного армирования, считая по их крайним стержням, при этом должно удовлетворяться условие Alog < Aef £ Аd;
Аd – расчетная площадь, симметричная по отношению к площади смятия Alog и принимаемая не более указанной на рисунке 3.8.
Остальные обозначения следует принимать согласно требованиям п. 3.89.
Бетон конструкции в зоне передачи на него сосредоточенных усилий (рисунок 3.8) должен быть рассчитан на местное сжатие (смятие), а также по трещиностойкости с учетом местных растягивающих напряжений согласно указаниям п. 3.111.
Рисунок 3.8 Схемы расположения расчетных площадей Ad
в зависимости от положения площадей смятия Aloс
Расчет на выносливость
3.91 Расчету на выносливость подлежат элементы железнодорожных мостов, мостов под пути метрополитена, совмещенных мостов и плиты проезжей части автодорожных и городских мостов; при толщине засыпки менее 1 м – ригели рам и перекрытия прямоугольных железобетонных труб, включая места их сопряжения со стенками.
На выносливость не рассчитывают:
бетонные опоры;
фундаменты всех видов;
звенья круглых труб;
прямоугольные трубы и их перекрытия при толщине засыпки 1 м и более;
стенки балок пролетных строений;
бетон растянутой зоны;
арматуру, работающую только на сжатие;
железобетонные опоры, в которых коэффициенты асимметрии цикла напряжений превышают в бетоне 0,6, в арматуре – 0,7.
Если при расчете на выносливость железобетонных опор и перекрытий труб напряжения в арматуре не превышают 75 % установленных расчетных сопротивлений (с учетом коэффициентов условий работы по п. 3.26 и п. 3.39), то дополнительные ограничения по классам арматуры и маркам стали, указанные в п. 3.33 для арматуры, рассчитываемой на выносливость при средней температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40 °С, могут не выполняться.
3.92 Расчет на выносливость элементов (или их частей) предварительно напряженных железобетонных конструкций, отнесенных к категориям требований по трещиностойкости 2а или 2б (п. 3.95), по сечениям, нормальным к продольной оси, следует производить по приведенным ниже формулам, подставляя абсолютные значения напряжений и принимая сечения элементов без трещин:
а) при расчете арматуры растянутой зоны:
sp,max = (sp1 – sel,c) + spg + spn ≤ map1Rp ; (3.80) sp,min = (sp1 – sel,c) + spg ; (3.81)
б) при расчете бетона сжатой зоны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов:
sbc,max = spc1 + spcg + spcn ≤ mb1Rb ; (3.82)
spc,min = spc1 + spcg (3.83)
(знак напряжений при расчете статически неопределимых конструкций может изменяться на противоположный).
В формулах (3.80) – (3.83):
sp,max, sp,min – напряжения в напрягаемой арматуре соответственно максимальные и минимальные;
sp1 – установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны;
s el,c – снижение напряжения в напрягаемой арматуре растянутой зоны от упругого обжатия бетона согласно п. 3.93;
spg = n1sbtg – напряжения в арматуре от постоянной нагрузки;
spn = n1sbtn – напряжения в арматуре от временной нагрузки;
где n1 – отношение модулей упругости согласно п. 3.48;
map1 – коэффициент условий работы арматуры, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.39;
Rp – расчетное сопротивление напрягаемой арматуры согласно п. 3.37;
spc,max, spc,min – сжимающие напряжения в бетоне соответственно максимальные и минимальные;
sbc1 – установившиеся (за вычетом потерь) предварительные напряжения в бетоне сжатой зоны;
sbtg, sbcn – напряжения в бетоне от постоянной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;
sbtn, sbcg – напряжения в бетоне от временной нагрузки соответственно растянутой и сжатой зон;
mb1 – коэффициент условий работы бетона, учитывающий влияние многократно повторяющейся нагрузки согласно п. 3.26;
Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию согласно п. 3.24.
П р и м е ч а н и е – При расчете как на выносливость, так и на трещиностойкость, при определении напряжений в бетоне с учетом приведенного сечения, в формулах напряжения в арматуре, напрягаемой на упоры, принимают без их снижения от упругого обжатия бетона (пои условии, если при расчете всю арматуру, имеющую сцепление с бетоном, включают в приведенные характеристики сечения).
3.93 Напряжения в напрягаемой арматуре следует вычислять с учетом снижения от упругого обжатия бетона sel,c, которое при одновременном обжатии бетона всей напрягаемой на упоры арматурой необходимо определять по формуле
sel,c = n1sbp . (3.84)
При натяжении арматуры на бетон в несколько этапов снижение предварительного напряжения в арматуре, натянутой ранее, следует определять по формуле
sel,c = n1Dsb m1. (3.85)
В формулах (3.84) и (3.85):
n1 – отношение модулей упругости согласно п. 3.48;
sbp – предварительное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры, вызываемое обжатием сечения всей арматуры;
Dsb – напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры, вызываемое натяжением одного пучка или стержня с учетом потерь, соответствующих данной стадии работы;
m1 – число одинаковых пучков (стержней), натянутых после того пучка (стержня), для которого определяют потери напряжения.
3.94 Расчет на выносливость элементов железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой производится по формулам сопротивления материалов без учета работы бетона растянутой зоны. Этот расчет допускается производить по формулам, указанным в таблице 3.23.
Таблица 3.23
| Характер работы элемента | Расчетные формулы |
| Изгиб в одной из главных плоскостей: проверка по бетону  проверка по арматуре |
 (3.86) (3.87) |
| Осевое сжатие в бетоне |  (3.88) |
| Внецентренное сжатие: проверка по бетону проверка по арматуре |
 (3.89) (3.90) |
При расчете по формуле (3.90) следует учитывать также указания п. 3.91 по расчету на выносливость преимущественно сжатой арматуры при знакопеременных напряжениях.
Аналогичным образом следует выполнять расчет внецентренно растянутых элементов. При расчете центрально-растянутых элементов все растягивающее усилие передается на арматуру.
Кроме расчета на выносливость, сечения должны быть рассчитаны по прочности.
В формулах (3.86) – (3.90):
M, N – момент и нормальная сила;
Ired – момент инерции приведенного сечения относительно нейтральной оси без учета растянутой зоны бетона с введением отношения n¢ к площади всей арматуры согласно п. 3.48;
х¢ – высота сжатой зоны бетона, определяемая по формулам расчета упругого тела;
mb1, mas1 – коэффициенты, учитывающие асимметрию цикла напряжений в бетоне и в ненапрягаемой арматуре (с учетом сварных соединений) согласно п. 3.26 и п. 3.39, вводимые к расчетным сопротивлениям соответственно бетона Rb и арматуры Rs;
аu, а¢u – расстояние от наружной соответственно растянутой и сжатой (или менее растянутой) граней до оси ближайшего ряда арматуры;
Аred – площадь приведенного поперечного сечения элемента с введением отношения n¢, согласно п. 3.48 к площади поперечного сечения всей арматуры.