| | 7 |0 |-7,4397|0 |4,0916|- |0 |-1,4463|0 |0,5344|- |
| |-----|-------|-------|-------|------|-------|------|-------|-------|------|-------|
| | 8 |0 |-8,0766|-1,3461|4,6212|0,3483 |0 |-1,0742|-0,1790|0,3954|-0,3504|
| |-----|-------|-------|-------|------|-------|------|-------|-------|------|-------|
| | 9 |0 |-8,1179|-1,3530|4,0869|0,0140 |0 |-0,5153|-0,0859|0,1102|-0,1915|
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Для нагрузки, равномерно распределенной по всей поверхности плиты
или на части ее по длине а > b, или а >= b (рис. 3.8, а, б):
k
4 2
w = K x q x лямбда / D; M = K x q x лямбда ;
1 x 2
2
M = K x q x лямбда ; Q = K x q x лямбда;
y 3 x 4
Q = K x q x лямбда. (3.8)
y 5
Для сосредоточенного груза P (тс) или для нагрузки, равномерно
распределенной по площадке размером лямбда, 0,5 лямбда для балочной
плиты 0,5 лямбда; 0,5 лямбда для консольной (рис. 3.8в):
2
w = K x P x лямбда / D; M = K x P; M = K x P;
6 x 7 y 8
Q = K x P / лямбда; Q = K x P / лямбда; (3.9)
x 9 y 10
2
D = E x h / 12 x (1 - мю ),
E - модуль упругости плиты, тс/кв. м;
h - толщина плиты, см.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
4.1. Основные положения расчетов
4.1.1. К сталежелезобетонным относят пролетные строения со
стальными и железобетонными элементами, совместно работающими в
составе единой конструкции.
4.1.2. При определении грузоподъемности сталежелезобетонных
пролетных строений необходимо учитывать ряд особенностей конструкций,
к которым относятся следующие:
- совместная статическая работа элементов конструкций,
выполненных из различных материалов (стали и железобетона), которая
зависит как от состояния этих элементов, так и от объединительных
деталей (упоров и др.), реально обеспечивающих силовое взаимодействие;
- многостадийный характер статической работы с последовательным
включением различных элементов при возведении и с частичным их
выключением - по мере механического и коррозионного износа в процессе
эксплуатации.
Необходимо учитывать также, что в период с 1959 по 1975 годы
сталежелезобетонные пролетные строения возводились по многочисленным
проектам различных организаций, которые мало отличались по внешним
признакам, но предусматривали заметные отличия сечений элементов
конструкций.
4.1.3. Оценку грузоподъемности главных балок сталежелезобетонных
пролетных строений следует производить с использованием основных
положений СНиП и указаний настоящего ОДН.
Расчетные сопротивления бетона плиты при оценке грузоподъемности
принимают по СНиП в соответствии с фактическим классом бетона по
прочности на сжатие на момент обследования, который определяется по
реальной марке бетона с использованием техдокументации и с применением
неразрушающих методов контроля.
4.1.4. Расчетные сопротивления стержневой арматуры принимают по
СНиП. Если на момент строительства моста браковочный минимум предела
текучести стержневой арматуры по соответствующему стандарту был принят
ниже, чем по СНиП, то расчетное сопротивление этой арматуры растяжению
следует определять по пункту 3.1.11 раздела 3 настоящего ОДН.
4.1.5. Расчетные сопротивления проката для различных видов
напряженных состояний следует принимать в соответствии со СНиП. При
этом значение предела текучести R и временного сопротивления R
yn un
следует принимать:
- для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные
при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления
соответствуют требованиям действовавших на момент строительства моста
государственных стандартов или технических условий на сталь, - по
минимальному значению, указанному в этих документах;
- для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные
при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления
ниже предусмотренных государственными стандартами или техническими
условиями на сталь, действовавшими на момент строительства моста, - по
минимальному значению предела текучести из приведенных в сертификатах
или полученных при испытаниях.
4.1.6. При необходимости более точного учета фактических
(повышенных) механических свойств стали в рамках оценки
грузоподъемности допускается назначать расчетные сопротивления по
значениям R и R , определенным в результате статистической
yn un
обработки данных испытаний не менее чем 10 образцов от партии.
Вычисление предела текучести R или временного сопротивления
yn
R по результатам статистической обработки производится по
un
формуле (180) приложения 8а СНиП II-23-81 (издание 1991 г.).
4.1.7. Коэффициент надежности по материалу следует принимать:
- для конструкций, изготовленных после 1984 г., - по СНиП;
- для конструкций, изготовленных д о 1984 г. из углеродистой
стали, - по ГОСТ 6713 гамма = 1,15, из низколегированной стали
m
15ХСНД - по ГОСТ 6713 гамма = 1,228, из низколегированной стали
m
10ХСНД - по ГОСТ 6713 гамма = 1,18, из низколегированной стали с
m
пределом текучести до 39 кг/кв. см - по ГОСТ 19281, 19282 и 5058
гамма = 1,10, свыше 39 кг/кв. см - гамма = 1,15 (к данным СНиП
m m
введен дополнительный понижающий коэффициент гамма = 1,05,
m,i
учитывающий "возраст" стали, аналогично п. 20.1 и таблице 2 СНиП
II-23-81 издания 1991 г.).
Если проектом допускалось применение в несущих конструкциях
разных марок стали (например, 15ХСНД по ГОСТ 6713 и 10Г2С1 по ГОСТ
19281), то в расчетах следует использовать меньшие из соответствующих
возможных значений расчетных сопротивлений гамма R .
m yn
4.1.8. Расчетные сопротивления стыков и соединений, методы
расчета, включая учет пластических деформаций, следует принимать в
соответствии с требованиями СНиП.
4.1.9. Постоянные нагрузки и воздействия следует определять в
соответствии со СНиП. Для величины постоянной нагрузки от собственного
веса металлических конструкций, определенной по чертежам КМД с учетом
наплавленного металла и крепежных изделий, допускается принимать
гамма = 1,05.
f
Коэффициенты надежности к проектной величине нагрузки от веса
покрытия ездового полотна и тротуаров следует принимать по СНиП, если
фактическая толщина покрытия не превышает проектную более чем на 50%,
в противном случае величину коэффициента следует соответственно
увеличивать (см. п. 2.2.13).
4.1.10. Нагрузки от собственного веса железобетонной плиты и
дорожного покрытия следует вводить в расчет с учетом фактической
последовательности возведения сооружения (т.е. постадийной работы),
регулирования усилий и ремонтов, что должно быть установлено в
результате анализа проектной, исполнительной и эксплуатационной
документации.
4.1.11. Воздействия ползучести и усадки бетона, а также
неравномерные температурные воздействия не учитываются при поверочном
расчете главных балок с полным расстройством объединения с
железобетонной плитой на участках от свободных концов до мест, где
"окна" под упоры и плита находятся в работоспособном состоянии.
4.1.12. При расчете главных балок на основании данных
обследований и испытаний необходимо учесть все выявленные дефекты,
влияющие на грузоподъемность. В случае значительной разницы дефектов и
повреждений для двух главных балок пролетного строения каждая из них
рассчитывается раздельно, а при незначительной разнице может быть
использована условная расчетная модель, в которой охватываются дефекты
каждой из балок.
4.1.13. В таблице 4.1 приведены некоторые характерные дефекты и
повреждения плиты и объединения плиты со стальными конструкциями,
способы учета дефектов и повреждения при выполнении расчетов
грузоподъемности, а также характер влияния дефектов и повреждений на
работу элемента (конструкции). Приведенные в таблице 4.1
количественные оценки снижения грузоподъемности являются
ориентировочными и не могут быть использованы в качестве результатов
обследования вместо расчета грузоподъемности.
Таблица 4.1
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕФЕКТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ
-------------------------------------------------------------------------------
|Вид дефекта (повреждения) | Характер влияния | Способ учета |
| |на работу конструкции | при оценке |
| | (элемента) |грузоподъемности |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
| 1 | 2 | 3 |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
|1. Расстройство объединения | | |
|железобетонной плиты с | | |
|главными балками: | | |
|1.1. Трещины в плите у углов |Опасность дальнейшего | |
|"окон" под упоры, как |развития расстройств | |
|правило, косые в плане. При | | |
|количестве - не более одной с| | |
|каждой поперечной стороны | | |
|"окна" | | |
|1.2. Аналогично п. 1.1 при |Уменьшение несущей |При расчетном |
|количестве трещин более 2-х с|способности главных балок|моделировании - |
|каждой поперечной стороны |на участках расстройств |исключение из работы |
|"окна" |соединений плит с |элементов, |
| |балками, приводящими к |моделирующих упоры в |
| |снижению грузоподъемности|местах расстройства |
| |до 30% |соединений |
|1.3. Видимое разрушение | | |
|(с вывалом), разрыхление | | |
|или неполное заполнение | | |
|бетоном омоноличивания | | |
|"окон" под упоры | | |
|1.4. Отсутствие или | | |
|разрушение подливки между | | |
|сборными плитами и верхними | | |
|поясами главных балок в | | |
|пределах расстояний между | | |
|"окнами" - при наличии | | |
|указанных повреждений не | | |
|более чем в 2-х плитах на | | |
|полупролете, расположенных | | |
|подряд (либо в монолитном | | |
|участке и смежной сборной | | |
|плите) или не более чем в 3-х| | |
|плитах в пределах | | |
|полупролета, разделенных | | |
|плитами с сохранившимся | | |
|объединением | | |
|1.5. Аналогично п. п. |Уменьшение несущей | |
|1.2 - 1.4 при наличии |способности, приводящее к| |
|повреждений в большем |снижению грузоподъемности| |
|числе плит на полупролете |более чем на 30%, "цепная| |
| |реакция" дальнейшего | |
| |развития расстройств при | |
| |каждом проходе тяжелых | |
| |подвижных нагрузок | |
|1.6. Заметные "на глаз" | | |
|вертикальные перемещения | | |
|сборных плит при проходе | | |
|временной подвижной нагрузки | | |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
|2. Расстройства поперечных | | |
|стыков сборной плиты проезда | | |
|2.1. Разрушение бетона, |Снижение грузоподъемности|При расчетном |
|заполнение "шпоночных" |до 5 - 10%; |моделировании |
|поперечных стыков либо бетона| |введение участков, |
|омоноличивания поперечных | |моделирующих плиту с |
|стыков со сваркой арматурных | |уменьшенной осевой |
|выпусков | |жесткостью |
|при K > 0,5 при числе | | |
| a | | |
|поврежденных стыков не | | |
|более 3-х на полупролете | | |
|2.2. То же, при |Снижение грузоподъемности| |
|0,1 <= K <= 0,5 |до 20 - 30%, опасность | |
| a |"цепной реакции" | |
| |дальнейшего развития | |
| |расстройств соединений | |
|2.3. Расположение торцов | | |
|смежных плит со смещением | | |
|по высоте при K > 0,5 | | |
| a | | |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
|3. Расстройство болтовых | | |
|креплений упоров к балкам: | | |
|3.1. Ослабление затяжки либо | |То же |
|отсутствие высокопрочных | | |
|болтов, крепящих стальные | | |
|детали упоров к верхним | | |
|поясам балок (как правило, в | | |
|конструкциях "северного" | | |
|исполнения) | | |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
|4. Дефекты и повреждения | | |
|концевых монолитных | | |
|участков | | |
|4.1. Трещины с раскрытием до | | |
|0,2 мм в бетоне монолитных | | |
|участков, в швах объединения | | |
|с балкой деформационного шва | | |
|и смежной сборной плитой | | |
|4.2. Отсутствие бетона или |Снижение грузоподъемности|При расчетном |
|его разрушение на |до 5 - 10%, опасность |моделировании |
|значительной части |"цепной реакции" |введение участков, |
|монолитного участка, полное |дальнейшего развития |моделирующих плиту с |
|его отделение от балки |расстройств соединений |уменьшенной осевой |
|деформационного шва и от | |жесткостью, |
|смежной сборной плиты | |исключение из работы |
| | |элементов, |
| | |моделирующих концевые|
| | |упоры |
|-----------------------------|-------------------------|---------------------|
|5. Общие дефекты и | | |
|повреждения: | | |
|5.1. Многочисленные трещины с| | |
|раскрытием до 0,2 мм | | |
|5.2. Сколы защитного слоя | | |
|с оголением арматуры в | | |
|отдельных деталях | | |
|5.3. Одиночные зоны | | |
|выщелачивания и потеки на | | |
|поверхности | | |
|5.4. Отдельные трещины |Снижение долговечности и |При расчетном |
|раскрытием более 0,2 мм, в |несущей способности |моделировании |
|том числе сквозные, |плиты, приводящее к |введение участков, |
|продольные над средним |снижению грузоподъемности|моделирующих плиту с |
|прогоном, а также поперечные |до 10% |уменьшенной осевой |
|хаотически ориентированные | |жесткостью |
|5.5. Значительное разрушение | | |
|защитного слоя и коррозия | | |
|арматуры до 10% | | |
|5.6. Значительное повреждение| | |
|бетона и в отдельных местах | | |
|выщелачивание и | | |
|размораживание | | |
|5.7. Снижение прочности |Уменьшение несущей | |
|бетона до 20% по сравнению с |способности плиты как при| |
|проектной, многочисленные |работе на местные | |
|трещины раскрытием более 0,3 |нагрузки, так и при общем| |
|мм, коррозия арматуры с |изгибе | |
|потерей более 10% сечения, |сталежелезобетонной | |
|значительные повреждения |конструкции, что ведет к | |
|бетона от выщелачивания и |уменьшению | |
|размораживания на большей |грузоподъемности, | |
|части плиты с уменьшением |соответственно до 30 и | |
|защитного слоя |20% | |
-------------------------------------------------------------------------------
4.1.14. Дефекты и повреждения, связанные с общим снижением
прочности или с расстройством поперечных швов сборной плиты, следует
оценивать количественно величиной:
K = E x A / E x A ,
a b,f b,f b,t b,t
где:
E и E - соответственно фактический (с учетом реальной
b,f b,t
прочности) и теоретический (отвечающий проектной марке бетона) модули
упругости бетона;
A и A - соответственно фактическая и теоретическая
b,f b,t
(проектная) площади поперечного сечения плиты.
При оценке фактической прочности плиты в целом коэффициент K
a
является редукционным коэффициентом осевой жесткости плиты. Для
поперечного стыка этот коэффициент отвечает доле приведенного
поперечного сечения плиты, фактически воспринимающей продольное усилие
в стыке. Аналогичным образом коэффициент K используется для оценки
a
условий передачи продольных усилий в стыке с взаимным перепадом
смежных плит по высоте, здесь в качестве величины может быть принято
отношение общей части вертикальных проекций поперечных сечений смежных
плит к теоретической площади сечения плиты.
4.1.15. В таблице 4.2 приведены некоторые характерные дефекты и
повреждения стальных конструкций, характер их влияния на работу
пролетного строения и его грузоподъемность, способы учета дефектов и
повреждений при поверочном расчете.
Таблица 4.2
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕФЕКТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
-------------------------------------------------------------------------
|Вид дефекта (повреждения) |Характер влияния на| Способ учета |
| |работу конструкции | при оценке |
| | (элемента) | грузоподъемности |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
| 1 | 2 | 3 |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|1. Коррозия поясов, стенок | |Учет ослаблений |
|главных балок, элементов и | |сечений при |
|фасонок связей с уменьшением | |поверочном расчете |
|толщины элементов | | |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|2. Ослабление или повреждение| |То же |
|заклепок, высокопрочных | | |
|болтов, дефекты сварных швов | | |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|3. Усталостные трещины в | |То же или |
|элементе или швах | |восстановление |
| | |элемента |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|4. Местные погнутости | |То же |
|отдельных элементов связей, | | |
|ребер жесткости | | |
|(преимущественно возникшие | | |
|при перевозке элементов и | | |
|монтаже) | | |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|5. Местные погнутости |Ухудшение условий |Расчет коэффициента |
|большого числа элементов |пространственной |поперечной установки |
|связей |работы, |подвижной нагрузки |
| |концентрация |без учета работы |
| |напряжений в |связей, учет погибей |
| |поясах |элементов при |
| | |поверочном расчете |
|-----------------------------|-------------------|---------------------|
|6. Общие деформации отдельных| |То же |
|элементов связей, погиби | | |
|нижних поясов и стенок из-за | | |
|повреждений (ледоходом или | | |
|карчеходом) | | |
-------------------------------------------------------------------------
4.2. Методика расчета грузоподъемности
4.2.1. Определение грузоподъемности железобетонной плиты следует
производить с использованием расчетного аппарата СНиП, подбором
величины класса нагрузки АК, которой соответствуют предельные усилия с
учетом имеющихся дефектов, методом последовательных приближений.
При этом горизонтальные (продольные и поперечные) нагрузки
принимаются по СНиП, применительно к классу К, определенному расчетом
на прочность и общую устойчивость основных конструкций. Временная
нагрузка на тротуарах не учитывается в тех случаях, когда фактическое
состояние сооружения исключает нахождение людей на тротуарах
(тротуарные плиты отсутствуют или сильно разрушены и т.д.).
4.2.2. Точное воспроизведение деталей механизма статической
работы сталежелезобетонного пролетного строения с расстраивающейся
железобетонной плитой и с развитием расстройств соединений между
плитой и металлическими балками в расчетной модели весьма
затруднительно, поэтому предлагается использовать приближенную
расчетную модель работы соединений, которая дает с заметным запасом
реальную возможность фактической оценки работы конструкций с учетом
данных обследований и испытаний. Для расчетов с использованием
стержневой модели конструкции предлагается использовать гипотезу о
диаграмме работы упоров, сходной с диаграммой Прандтля. До достижения
предельной величины сдвигающего усилия, приходящегося на упор, равной
S = 1,6R A , где S - сдвигающее усилие, приходящееся на один
h b b,dr h
упор, соответственно при расчете по прочности или выносливости;
A - площадь поверхности смятия бетона упора, действует прямо
b,dr
пропорциональная зависимость между сдвигающим усилием и смещением оси
плиты относительно верхнего пояса в месте расположения упора. После
достижения предельного значения величина усилия остается постоянной и
происходит перераспределение с дополнительной нагрузкой на соседние
упоры.
4.2.3. С учетом приближенного характера поверочных расчетов
допускается определять суммарные напряжения от расчетных нагрузок и
воздействий (с учетом коэффициентов сочетаний) при работе в упругой
стадии и сравнивать их с величиной расчетного сопротивления mR , к
y
которой вводится единый поправочный коэффициент по таблице 4.3,
учитывающий упругопластический характер работы конструкции и другие
факторы.
Таблица 4.3
ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
------------------------------------------------------------------
| Пояс балки | Изгибающий момент |
| |-------------------------------------------------|
| | положительный | отрицательный |
| |-----------------------------|-------------------|
| | расчетный случай | расчетный случай |
| | по таблице 93 | по таблице 95 |
| | СНиП 2.05.03-84* | СНиП 2.05.03-84* |
| |-----------------------------|-------------------|
| | А | Б | В | Г | Д |
|--------------|---------|---------|---------|---------|---------|
|Верхний | 1,2 | 1,05 | 1,05 | 1,2 | 1,0 |
|--------------|---------|---------|---------|---------|---------|
|Нижний | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,0 | 1,0 |
------------------------------------------------------------------
При наличии расстройств плиты и ее соединений с металлическими
балками не может быть реализовано разгружающее влияние сжатого бетона
плиты проезжей части на несущую способность верхних поясов
металлических балок и поправочный коэффициент для верхнего пояса
должен приниматься равным 1,0.
4.2.4. Остальные расчетные проверки стальных конструкций (по
прочности при сложном напряженном состоянии, по общей и местной
устойчивости) должны производиться по усилиям, определенным в
соответствии с рекомендациями для принятого класса нагрузки K,
соответствующего условиям прочности по нормальным напряжениям.
4.2.5. При оценке грузоподъемности в ряде случаев следует
учитывать крутильную жесткость пространственной конструкции в виде
двух главных балок, связанных между собой поперечными связями,
железобетонной плитой проезда и нижними продольными связями. Это
проявляется в существенно более равномерном распределении между
балками эксцентрично расположенной в сечении моста временной нагрузки
по сравнению с традиционным методом расчета по "внецентренному сжатию"
или (при двух главных балках) - по "правилу рычага". Учитывать
крутильную жесткость не следует при отсутствии нижних продольных
связей или при значительных деформациях большого числа диагоналей
связей, вызванных, например, воздействием карчехода при
сверхнормативном горизонте весеннего паводка (такие случаи известны в
практике эксплуатации мостов), а также при значительном расстройстве
железобетонной плиты проезда и ее соединений со стальными балками.
4.2.6. Для достаточно точного расчета поперечного распределения
временной нагрузки могут быть использованы различные методики.
Возможно представление пролетного строения в целом в виде
пространственной модели, образованной из стержней и пластинчатых
элементов либо только из стержней; в последнем случае стенки балок и
плита моделируются энергетически эквивалентными рамными или ферменными
конструкциями. Расчет производится с помощью достаточно широко
распространенных программ или программных комплексов, реализующих
задачу статического анализа пространственных систем, как правило, на
базе метода конечного элемента. Возможен вариант моделирования
пространственной системы пролетного строения тонкостенным стержнем
замкнутого переменного сечения. Программы, реализующие этот метод (с
определением секториальных геометрических характеристик), также
достаточно известны.
4.2.7. В большинстве случаев для практических целей при
определении "коэффициента поперечной установки" достаточна точность
приближенного метода, основанного на анализе результата большого числа
более точных методов расчетов. Формула для определения "коэффициента
поперечной установки" при двух главных балках представляется в виде:
эта = 1/2 +/- ТЭТА e / a,
p
где:
ТЭТА меньше (равно) единицы, зависит от определяемого фактора,
положения рассматриваемого сечения, величины пролета;
e - эксцентриситет нагрузки;
р
a - расстояние между главными балками.
С достаточной точностью для сечений в средних половинах пролетов
от 42 до 84 м можно принимать ТЭТА от 0,5 до 0,6 одинаковыми для
изгибающих моментов и прогибов, с уменьшением по мере роста величины
пролета. Для изгибающих моментов в зонах неразрезных балок в сечениях,
близких к опорным, для поперечных сил и опорных реакций ТЭТА = 0,9 -
1,0, т.е. эти величины следует определять по "правилу рычага". В
зонах, где выявлено расстройство плиты или ее соединений с главными
балками, усилия в балках от временных нагрузок также следует
определять без учета пространственной работы по "правилу рычага".
4.2.8. На первом этапе производится расчет балочной
сталежелезобетонной конструкции на действие постоянных и временных
нагрузок, усадки и ползучести бетона, температурных воздействий. При
наличии коррозионных повреждений стальных конструкций (как постоянных
по длине, так и локальных) может быть выполнен их учет как при
статических расчетах (путем уменьшения расчетной толщины элементов),
так и при проверках прочности. В расчетной модели могут быть учтены
выявленные дефекты и повреждения плиты, количественная оценка которых
постоянна по длине (уменьшение прочности, расчетной толщины или ширины
плиты), что производится с помощью введения вышеприведенного
коэффициента K <= 1 к осевой жесткости плиты. На втором этапе расчета
a
может быть смоделирована расчетная схема одной из сталежелезобетонных
главных балок, в которой учитываются как локальные, так и общие
дефекты и повреждения железобетонной плиты проезжей части. В этой
расчетной схеме могут воспроизводиться выявленные при обследованиях и
испытаниях дефекты и расстройства. Так для элементов расчетной схемы,
моделирующих упоры, вводятся жесткостные и силовые характеристики,
которые отвечают выявленному в конкретном упоре этапу работы
(линейно-упругая характеристика - для 1-го этапа, возможное исключение
из работы - для 2-го этапа, безусловное исключение из работы - для
3-го этапа работы). При наличии разрушений поперечных швов плиты в
расчетную схему могут быть введены элементы, длина которых отвечает
ширине шва, со сниженной осевой жесткостью. Если обнаруженная трещина
проходит через сечение плиты с сохранением передачи усилий только над
балками (включая зону вутов), то понижающий коэффициент K для зоны шва
а
может составлять 0,5 - 0,7.
4.2.9. Производится расчет расчетной схемы на одновременное
действие 2-й части постоянной нагрузки и временной нагрузки,
отвечающей классу K с рассчитанным "коэффициентом поперечной
установки". При этом временная нагрузка устанавливается в наиболее
невыгодные положения для расчетных сечений главных балок. Так, при
расчете разрезной балки, имеющей расстройства соединений на концевых
участках, следует загружать равномерно распределенной нагрузкой всю
длину балки, а двухосную тележку устанавливать в месте расположения
первых (от опоры) сохранивших работоспособность упоров и над местами
изменений сечений нижних поясов. Для неразрезных балок следует
выполнять аналогичные проверки концевых боковых пролетов, а также зон
расстройства соединений ближе к промежуточным опорам. Для каждой
установки временной нагрузки производят итерационный расчет и получают
величины расчетных напряжений в поясах главных балок от 2-й части
постоянной и временной нагрузок, а затем - и суммарные напряжения с
учетом результатов расчетов I этапа. После сравнения суммарных
напряжений с расчетными сопротивлениями (при учете коэффициентов
таблицы 4.1) может быть сделан вывод о соответствии или несоответствии
несущей способности сталежелезобетонной конструкции и введенного в
расчет класса K временной нагрузки. Методом последовательных
приближений уточняется предельная величина K, которая определяет
грузоподъемность сталежелезобетонного пролетного строения по
нормальным напряжениям.
4.2.10. Полученная величина K далее используется при проверках
расчетных сечений балки на действие касательных напряжений, совместное
действие нормальных и касательных напряжений, при проверках общей
устойчивости металлических балок (на участках действия сжимающих
напряжений в нижних поясах), местной устойчивости вертикальных стенок
и свесов сжатых полок поясов балок.
4.2.11. С использованием того же класса нагрузки K производится
проверка прочности среднего прогона (при его наличии), прочности и
устойчивости элементов поперечных и продольных связей, а также их
прикреплений.
4.2.12. В таблицах 4.4 - 4.6 приведены результаты определения
грузоподъемности и расчетного давления на ось в наиболее
распространенных на сети Федеральных автомобильных дорог РФ
сталежелезобетонных пролетных строений, рассчитанных согласно
требованиям СНиП.
Таблица 4.4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ СОГЛАСНО
ТРЕБОВАНИЯМ РАЗДЕЛА 5 СНИП 2.05.03-84*
------------------------------------------------------------------------------------------
| N | Название |Элемент, |Действующие|Расчетная |Действующие |Критерий |
|п/п| проекта |определяющий |напряжения |грузоподъемность|напряжения в | R |
| | |грузоподъемность|в элементе |<*> АК |элементе при | y |
| | |пролетного |при расчете| |расчете на АК| |
| | |строения |на А11 | | | |
| | | |-----------| |-------------|------------|
| | | | кг/кв. | | кг/кв. | кг/кв. |
| | | | см | | см | см |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 1 |4793КМ |Нижний пояс |2474 |А14 |2760 |2850 |
| |1958 г. |главной балки | | | | |
| |L = 32,4 м|в сечении | | | | |
| | p |x = 16,2 м | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 2 |Типовой |Нижний пояс |2640 |А13 |2845 |2850 |
| |проект. |главной балки | | | | |
| |Выпуск 115 |в сечении | | | | |
| |1958 г. |x = 21,25 м | | | | |
| |L = 42,5 м| | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 3 |Типовой |Нижний пояс |2472 |А15 |2840 |2850 |
| |проект. |главной балки | | | | |
| |4801КМ |в сечении | | | | |
| |1959 г. |x = 21,25 м | | | | |
| |L = 42,5 м| | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 4 |43282КМ |Нижний пояс |2322 |А16 |2795 |2850 |
| |Вариант |главной балки | | | | |
| |1966 г. |в сечении | | | | |
| |L = 42,5 м|x = 21,25 м | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 5 |43282КМ |Нижний пояс |2349 |А16 |2720 |2850 |
| |Вариант |главной балки | | | | |
| |1972 г. |в сечении | | | | |
| |L = 42,5 м|x = 21,25 м | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 6 |Типовой |Нижний пояс |2469 |А17 |2965 |3000 |
| |проект. |главной балки | | | | |
| |Инв. |в сечении | | | | |
| |N 608/1 |x = 21,00 м | | | | |
| |1968 г. | | | | | |
| |L = 42,0 м| | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 7 |Типовой |Нижний пояс |1845 |А4 |1427 |1427 |
| |проект. |главной балки | | | |устойчивость|
| |Инв. |во втором | | | |сжатого |
| |N 608/2 |пролете в | | | |пояса |
| |1968 г. |сечении | | | | |
| |L = 3 x |x = 10,5 м | | | | |
| | p | | | | | |
| |42,0 м | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 8 |Типовой |Нижний пояс |2695 |А15 |2954 |3000 |
| |проект. |главной балки | | | | |
| |Инв. |в сечении | | | | |
| |N 1180/1 |x = 14,75 м | | | | |
| |1968 г. | | | | | |
| |L = 42,0 м| | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
| 9 |Типовой |Нижний пояс |2828 |A11 |2828 |3000 |
| |проект. |главной балки | | | | |
| |Выпуск 7 |в сечении | | | | |
| |1985 г. |x = 26,25 м | | | | |
| |L = 3 x | | | | | |
| | p | | | | | |
| |63,0 м | | | | | |
|---|-----------|----------------|-----------|----------------|-------------|------------|
|10 |Типовой |Нижний пояс |2755 |A8 |2617 |2688 |
| |проект. |главной балки | | | |устойчивость|
| |Выпуск 8 |в сечении | | | |сжатого |
| |1986 г. |x = 60,13 м | | | |пояса |
| |L = 63 + | | | | | |
| | p | | | | | |
| |84 + 63 м | | | | | |
------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------
<*> Расчетная грузоподъемность бездефектных пролетных строений
определена только по несущей способности главных балок, включая
сечения с ослаблениями в местах монтажных стыков, но без учета несущей
способности элементов прогонов, поперечных и продольных связей,
соединительных элементов между железобетонной плитой проезжей части и
металлическими балками.
Таблица 4.5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ДАВЛЕНИЯ
НА ОСЬ ЭТАЛОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПРИ РАСЧЕТЕ
СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
НА А11 ПО СНИП 2.05.03-84*
------------------------------------------------------------------------
| N |Шифр проекта,|Элемент, |Рассчетный |N схем |Расчетное|
|п/п| расчетный |определяющий |изгибающий |эталонных |давление |
| | пролет |грузоподъемность|момент в |транспортных|на ось P |
| | |пролетного |элементе при|средств по | |
| | |строения |расчете |таблице 6 | |
| | | |на А11 | | |
| | | |------------| |---------|
| | | | тм | | тс |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 1 |4793КМ |Нижний пояс | 509,8 | 1 | 22,0 |
| |1958 г. |главной балки | |------------|---------|
| |L = 32,4 м |в сечении | | 2 | 14,9 |
| | p |x = 16,2 м | |------------|---------|
| | | | | 3 | 12,8 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 10,4 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,0 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 7,7 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 2 |Типовой |Нижний пояс | 746,3 | 1 | 19,7 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Выпуск 115 |в сечении | | 2 | 13,8 |
| |1958 г. |x = 21,25 м | |------------|---------|
| |L = 42,5 м | | | 3 | 13,7 |
| | p | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 11,1 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,5 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,1 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 3 |Типовой |Нижний пояс | 745,7 | 1 | 19,6 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |4801КМ |в сечении | | 2 | 13,7 |
| |1959 г. |x = 21,25 м | |------------|---------|
| |L = 42,5 м | | | 3 | 13,6 |
| | p | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 11,0 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,5 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,0 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 4 |43282КМ |Нижний пояс | 826,8 | 1 | 19,4 |
| |Вариант |главной балки | |------------|---------|
| |1966 г. |в сечении | | 2 | 13,6 |
| |L = 42,5 м |x = 21,25 м | |------------|---------|
| | p | | | 3 | 13,5 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 10,9 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,4 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,0 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 5 |43282КМ |Нижний пояс | 826,8 | 1 | 19,4 |
| |Вариант |главной балки | |------------|---------|
| |1972 г. |в сечении | | 2 | 13,6 |
| |L = 42,5 м |x = 21,25 м | |------------|---------|
| | p | | | 3 | 13,5 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 10,9 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,4 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,0 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 6 |Типовой |Нижний пояс | 813,0 | 1 | 19,4 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Инв. N 608/1 |в сечении | | 2 | 13,6 |
| |1968 г. |x = 21,00 м | |------------|---------|
| |L = 42,0 м | | | 3 | 13,4 |
| | p | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 10,9 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,3 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,0 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 7 |Типовой |Нижний пояс | -247,8 | 1 | 16,7 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Инв. N 608/2 |во втором | | 2 | 11,6 |
| |1968 г. |пролете | |------------|---------|
| |L = 3 x |в сечении | | 3 | 13,0 |
| | p |x = 10,50 м | |------------|---------|
| |42,0 м | | | 4 | 10,4 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 8,7 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 7,2 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 8 |Типовой |Нижний пояс | 962,6 | 1 | 15,6 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Инв. N 1180/1|в сечении | | 2 | 12,2 |
| |1968 г. |x = 14,75 м | |------------|---------|
| |L = 42,0 м | | | 3 | 13,0 |
| | p | | |------------|---------|
| | | | | 4 | 11,3 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 10,0 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,1 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
| 9 |Типовой |Нижний пояс | 1160,4 | 1 | 13,7 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Выпуск 7 |в сечении | | 2 | 10,0 |
| |1985 г. |x = 26,25 м | |------------|---------|
| |L = 3 x | | | 3 | 11,8 |
| | p | | |------------|---------|
| |63,0 м | | | 4 | 10,8 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,3 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,1 |
|---|-------------|----------------|------------|------------|---------|
|10 |Типовой |Нижний пояс |-1253,5 | 1 | 12,8 |
| |проект. |главной балки | |------------|---------|
| |Выпуск 8 |в сечении | | 2 | 9,8 |
| |1986 г. |x = 60,13 м | |------------|---------|
| |L = 63 + 84 | | | 3 | 11,7 |
| | p | | |------------|---------|
| |+ 63 м | | | 4 | 11,0 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 5 | 9,6 |
| | | | |------------|---------|
| | | | | 6 | 8,4 |
------------------------------------------------------------------------
Таблица 4.6
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
РАСЧЕТНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОСЬ ЭТАЛОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ
СРЕДСТВ ПРИ РАСЧЕТЕ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ
СТРОЕНИЙ НА А11 ПО СНИП 2.05.03-84*
--------------------------------------------------------------------------------
| N |Шифр проекта,|Габарит |Динамический|Коэффициент |Коэффициент поперечной |
|п/п| расчетный |проезжей|коэффициент |надежности по|установки нагрузки А11 |
| | пролет |части, м|1 + мю |нагрузке А11 |------------------------|
| | | | |гамма |равномерно- |двухосной|
| | | | | f |распределенной| тележки |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 1 |4793КМ | Г-7 |1,215 | 1,2 | 1,042 | 1,173 |
| |L = 32,4 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 2 |Типовой | Г-7 |1,187 | 1,2 | 1,08 | 1,2 |
| |проект. | | | | | |
| |Выпуск 115 | | | | | |
| |L = 42,5 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 3 |Типовой | Г-7 |1,187 | 1,2 | 1,042 | 1,173 |
| |проект. | | | | | |
| |4801КМ | | | | | |
| |L = 42,5 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 4 |43282КМ | Г-8 |1,187 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |Вариант | | | | | |
| |1966 г. | | | | | |
| |L = 42,5 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 5 |43282КМ | Г-8 |1,187 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |Вариант | | | | | |
| |1972 г. | | | | | |
| |L = 42,5 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 6 |Типовой | Г-8 |1,189 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |проект. | | | | | |
| |Инв. N 608/1 | | | | | |
| |L = 42,0 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 7 |Типовой | Г-8 |1,189 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |проект. | | | | | |
| |Инв. N 608/2 | | | | | |
| |L = 3 x | | | | | |
| | p | | | | | |
| |42,0 м | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 8 |Типовой |Г-11,5 |1,189 | 1,2 | 1,457 | 1,723 |
| |проект. | | | | | |
| |Инв. N 1180/1| | | | | |
| |L = 42,0 м | | | | | |
| | p | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
| 9 |Типовой | Г-8 |1,149 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |проект. | | | | | |
| |Выпуск 7 | | | | | |
| |L = 3 x | | | | | |
| | p | | | | | |
| |63,0 м | | | | | |
|---|-------------|--------|------------|-------------|--------------|---------|
|10 |Типовой | Г-8 |1,081 | 1,2 | 1,144 | 1,313 |
| |проект. | | | | | |
| |Выпуск 8 | | | | | |
| |L = 63 + 84 | | | | | |
| | p | | | | | |
| |+ 63 м | | | | | |
--------------------------------------------------------------------------------
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ
СТРОЕНИЙ
5.1. Расчет несущей способности элементов стальных пролетных
строений производят согласно указаниям СНиП "Мосты и трубы" с учетом
их фактического состояния по данным обследования сооружения. Все
расчетные характеристики материалов следует принимать по действующим
нормативным документам с учетом положений п. п. 4.1.5 - 4.1.8. Общие
положения расчета грузоподъемности изложены в разделе 1.
5.2. При определении грузоподъемности стальных пролетных строений
в общем случае должны быть выполнены поверочные расчеты с учетом
фактического состояния конструкций в сечениях главных балок в
серединах пролетов, главных балок над опорами для консольных и
неразрезных конструкций, а также в местах изменения сечения балок
вблизи опор. Расчет железобетонной плиты проезжей части выполняют на
воздействие местной нагрузки с учетом указаний раздела 3 настоящих
ОДН.
Грузоподъемность пролетных строений в виде сквозных ферм
определяют по наиболее нагруженным поясам и раскосам, а также по
поврежденным элементам. Одновременно проверяют расчетом
грузоподъемность болтовых, сварных и заклепочных соединений в этих
местах.
В поврежденных несущих элементах рассчитывают имеющие потери
сечения или недопустимые погиби.
В случаях применения деревянной конструкции проезжей части при
расчетах следует руководствоваться соответствующим разделом СНиП и
указаниями раздела 7 настоящих ОДН.
5.3. Расчет элементов с учетом дефектов и повреждений в случае
сохранения проектной расчетной схемы сводится к поверочному расчету
сечений. Если дефекты или повреждения влекут изменение расчетной схемы
конструкции, следует производить перерасчет усилий.
Перечень дефектов и повреждений, снижающих несущую способность
элементов стальных пролетных строений, приведен в таблице 5.1.
Таблица 5.1
ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
---------------------------------------------------------------------------------------
| N | Вид дефекта |Характер влияния |Способ учета |Способ оценки |
|п/п | (повреждения) | на работу |при оценке | степени |
| | | конструкции |грузоподъемности | повреждения |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|1 |Коррозионные | | | |
| |повреждения | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|1.1 |Коррозия глубиной 0,5|Уменьшение рабочего |Снижение несущей |Осмотр, измерение |
| |- 1,0 мм с |сечения |способности на 5% |глубины коррозии |
| |распространением на | | | |
| |20 - 40% периметра | | | |
| |сечения | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|1.2 |То же с |То же |Снижение несущей |То же |
| |распространением на | |способности на 10%| |
| |более 40% периметра | | | |
| |сечения | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|1.3 |Коррозия глубиной |То же |То же |То же |
| |более 1,0 мм на 20 - | | | |
| |40% периметра сечения| | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|1.4 |То же на более чем |То же |Поверочный расчет |То же |
| |40% периметра сечения| |сечения, но | |
| | | |снижение несущей | |
| | | |способности не | |
| | | |менее чем на 10% | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2 |Механические | | | |
| |повреждения | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.1 |Погнутости сжатых |Ухудшение работы |Перерасчет |Осмотр, измерение |
| |элементов ферм, |на устойчивость | |стрелки и базы |
| |сжатых поясов главных| | |погиби |
| |балок | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.2 |Погнутости |То же |Поверочный | |
| |("хлопуны") | |расчет сечения | |
| |стенок главных балок,| | | |
| |размеры которых | | | |
| |превышают допустимые | | | |
| |(1 / 600 x L) | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.3 |Местные погнутости |Ослабление сечения |То же |Осмотр, измерение |
| |элементов на малой | | |размеров |
| |базе при отношении | | |погнутости |
| |стрелки к базе более | | | |
| |1/3 | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.4 |Местные надрывы |То же |То же |Измерение |
| | | | |размеров |
| | | | |надрывов |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.5 |Разрывы более |Полное выключение |Перерасчет |Экспертно при |
| |чем 30% сечения |элемента из работы | |осмотре |
| | |конструкции | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.6 |Механические |Уменьшение несущей |Поверочный расчет |Осмотр, проверка |
| |повреждения |способности |соединения |заклепок и болтов |
| |соединений (заклепок,|соединения | |простукиванием, |
| |болтов, сварных швов)| | |динамометрическим |
| |более 20% в узле | | |ключом |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|2.7 |Погнутости элементов |Изменение характера |Перерасчет |Экспертно |
| |связей, влекущие |пространственной | |при осмотре |
| |изменение поперечной |работы | | |
| |жесткости более чем | | | |
| |на 30% | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3 |Силовые повреждения | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3.1 |Потеря устойчивости |Полное выключение |Перерасчет |Экспертно |
| |сжатых элементов |элемента из работы | |при осмотре |
| | |конструкции | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3.2 |Усталостные трещины |Ослабление сечения |Поверочный расчет |Экспертно |
| |в металле несущих |элемента |при условии |при осмотре |
| |конструкций | |немедленной | |
| | | |локализации | |
| | | |трещины | |
| | | |(засверливание | |
| | | |концов, ликвидация| |
| | | |концентратов | |
| | | |напряжений) | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3.3 |Трещины вследствие |Ослабление сечения |То же плюс |Испытания металла |
| |хладноломкости |элемента |введение |на ударную |
| |металла | |ограничения |вязкость |
| | | |нагрузки при | |
| | | |низких |Химический |
| | | |температурах |анализ стали |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3.4 |Трещины в сварных |Ослабление сечения |Поверочный |Экспертно |
| |швах несущих |элемента |расчет сечения |при осмотре |
| |конструкций | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|3.5 |Трещины в сварных |Ослабление сечения |Снижение несущей |Экспертно |
| |швах ребер жесткости |элемента |способности на 1 -|при осмотре |
| | | |3% | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4 |Технологические | | | |
| |дефекты и повреждения| | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4.1 |Дефекты заклепочных и|Снижение несущей |Поверочный расчет |Проверка |
| |болтовых соединений |способности |соединения |простукиванием, |
| |(более 20% в узле) |соединения | |динамометрическим |
| | | | |ключом |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4.2 |Дефекты сварных |Ослабление |Уменьшение несущей|Экспертно |
| |швов |сечения |способности на 5 -|при осмотре |
| | | |10% | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4.3 |Наличие |Ослабление |Поверочный |Измерение |
| |технологических |сечения |расчет сечения |размеров |
| |отверстий, | | |ослабления |
| |ослабляющих сечение | | | |
| |более чем на 5% | | | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4.4 |Наличие концентратов |Ухудшение |Снижение |Экспертно |
| |(приварки, подрезы, |напряженного |грузоподъемности |при осмотре |
| |прорези и т.п.) |состояния |до 10% | |
|----|---------------------|--------------------|------------------|------------------|
|4.5 |Заклинивание опорных |Изменение расчетной |Перерасчет |Экспертно |
| |частей и шарниров, |схемы | |при осмотре |
| |увеличение | | | |
| |коэффициентов трения | | | |
| |вследствие засорения,| | | |
| |коррозии, воздействия| | | |
| |температуры и т.п. | | | |
---------------------------------------------------------------------------------------
5.4. Перерасчет усилий в стальных пролетных строениях на
постоянные и временные нагрузки с учетом фактического состояния
конструкции должен производиться, как правило, на основе
пространственных методов с использованием программных компьютерных
комплексов.
5.5. Для конструкций пролетных строений с деревянной проезжей
частью разрешается производить расчеты на временные нагрузки с
применением плоских систем по методу внецентренного сжатия или
"рычага" в зависимости от принятой системы связей между балками
(фермами).
5.6. Оценка грузоподъемности элементов, имеющих трещины в
металле, может производиться только при условии немедленной их
локализации или устранения (засверливание, заваривание и др.). В
противном случае мост должен быть закрыт для движения транспорта и
пешеходов.
5.7. Грузоподъемность сварных элементов пролетных строений,
изготовленных до 1979 года, расположенных в районах с расчетной
минимальной температурой ниже минус 25Ь, следует оценивать с учетом
возможной хладноломкости стали. Эти данные могут быть получены
согласно п. п. 2.1.12 - 2.1.13 и в результате испытания стали на
ударную вязкость в соответствии с действующими нормами в зависимости
от климатических условий при температурах минус 40Ь, минус 50Ь или
минус 70Ь.
5.8. Грузоподъемность болтовых и сварных соединений в
конструкциях стальных пролетных строений определяют с использованием
нормативов и расчетных формул действующих СНиП. Грузоподъемность
заклепочных соединений в балках сплошного сечения и фермах допускается
оценивать согласно п. п. 5.9 - 5.14.
5.9. В пролетных строениях с металлическими клепаными балками
сплошного сечения проверяют связующие заклепки пояса со стенкой из
условия прочности на срез заклепок и их смятие, а также на срез
вертикальной стенки между двумя заклепками.
Сопротивление заклепки срезу определяют по формуле:
2
2пи в
T x a <= ------ R ,
4 bs
где:
T - касательная сила, передающаяся с пояса на стенку,
Q S
n
T = ----;
I
a - шаг поясных заклепок;
R - расчетное сопротивление заклепки на срез принимают
bs
R = 1400 кг/кв. см;
bs
Q - расчетная поперечная сила;
I - момент инерции сечения балки относительно нейтральной ее оси;
S - статический момент сечения пояса, прикрепленного
n
заклепками, относительно нейтральной оси балки;
d - диаметр заклепки.
Проверка заклепки на смятие производится по формуле:
T x a <= d дельта R ,
bt
где:
R - расчетное сопротивление заклепки на смятие принимают
bt
R = 3500 кг/кв. см;
bt
дельта - толщина вертикальной стенки.
Стенку на срез между двумя заклепками проверяют по формуле:
T x a <= дельта (a - d) R ,
bs
где R = 1200 кг/кв. см.
bs
5.10. Если на балку передается непосредственно сосредоточенная
нагрузка с проезжей части (от поперечных второстепенных балок), то
проверка делается на полное усилие, приходящееся на заклепку, которое
составляет:
______
/2 2
S = a \/P + T ,
где P - вертикальная сосредоточенная нагрузка на балку.
5.11. При проверке заклепочных соединений в стыках вертикальной
стенки сплошных балок величина усилия, приходящегося на любой ряд
заклепок, может быть выражена формулой:
(сигма - тау)
S = a дельта [тау + ------------- z],
0,5h
где:
z - расстояние от нейтральной оси до рассматриваемого ряда
заклепок;
a - вертикальный шаг заклепок;
сигма и тау - наибольшие нормальное и касательное напряжения в
стенке.
Необходимое число заклепок в горизонтальном ряду:
S
m = ----,
S
доп
где S - допустимое усилие на одну заклепку.
доп
5.12. Количество заклепок, необходимое для перекрытия стыков
уголков и горизонтальных листов, может быть определено по приходящим
на них усилиям.
Усилие, приходящееся на горизонтальный лист:
S = сигма b дельта ,
r 1 1
где:
сигма - напряжение от изгиба в уровне оси горизонтального
1
листа;
b и дельта - ширина и толщина горизонтального листа.
1
Усилие, приходящееся на поясной уголок, определяют аналогично,
умножая площадь сечения уголка F на ординату эпюры нормальных
y
напряжений сигма , соответствующую центру тяжести уголка:
2
S = F сигма .
у у 2
5.13. При проверке расчетом грузоподъемности заклепочных
соединений элементов сквозных ферм, работающих на продольную силу,
принимается, что усилия в них равномерно распределяются между
заклепками. При этом несущая способность элемента (пояса раскоса)
принимается наименьшей по величине из условия расчета элемента и его
заклепочного соединения.
5.14. В элементах, работающих на знакопеременные усилия в
расчетах заклепочных соединений, необходимо учитывать коэффициент
гамма , принимаемый по формуле (для углеродистой стали):
w
1
гамма = ---------------- <= 1,
w сигма
min
1 - 0,5 --------
сигма
max
где сигма и сигма - наименьшее и наибольшее (по
min max
абсолютной величине) значения напряжений со своими знаками (плюс для
растяжения и минус для сжатия), определяемые от суммарных воздействий
постоянных и временных нагрузок.
5.15. Оценку грузоподъемности стальных пролетных строений сложных
систем (висячие и вантовые мосты, сквозные арки, рамные системы)
следует поручать специализированным организациям, имеющим в своем
составе высококвалифицированных специалистов.
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ОПОР
6.1. При определении грузоподъемности фундаментов и опор в общем
случае определяют, что должны быть выполнены следующие расчеты с
учетом фактического состояния конструкций.
Для фундаментов на естественном основании:
- несущая способность по грунту (вдоль и поперек моста);
- устойчивость против опрокидывания и сдвига (плоского и
глубокого - совместно с грунтом основания);
- несущая способность по бетону на скалывание по обрезу тела
опоры;
- устойчивость фундаментов при воздействии сил морозного пучения;
- осадки, крены.
Для фундаментов на свайном основании:
- несущая способность по грунту;
- расчет свайного ростверка;
- расчет плиты ростверка на продавливание сваей;
- осадки, крены;
- устойчивость при воздействии сил морозного пучения.
Для массивных опор:
- по ограничению положения равнодействующих усилий в ослабленном
сечении тела опоры, обреза фундамента;
- расчет прочности отдельных частей при раскалывании опоры;
- расчет оголовка опоры или ригеля при наличии в них дефектов.
Для опор свайно-эстакадного типа и рамной конструкции:
- расчет стоек на прочность и устойчивость;
- расчет насадки (ригеля) на изгиб, скалывания по краю
подферменников;
- расчет подферменников на продавливание.
6.2. Расчет несущей способности фундаментов и опор производят
согласно указаниям действующего СНиП "Мосты и трубы" и с учетом их
фактического состояния и реальных условий нагружения. Перечень
дефектов и повреждений, снижающих несущую способность фундаментов и
опор, приведен в таблице 6.1.
Таблица 6.1
ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ И ОПОР
--------------------------------------------------------------------------------------
| N | Вид дефекта |Характер влияния |Способ учета |Способ оценки |
|п/п | (повреждения) |на работу |при оценке |степени |
| | |конструкции |грузоподъемности |повреждения |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
|1 |Фундаменты | | | |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
|1.1 |Размывы грунтовых |Снижение несущей |Перерасчет |Экспертно по |
| |оснований массивных |способности по | |данным подводного |
| |фундаментов более 15% |грунту, по | |обследования |
| |по площади опирания на|устойчивости | | |
| |грунт |положения | | |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
|1.2 |Размывы грунтовых |Снижение несущей |Перерасчет |Измерение |
| |оснований свайных |способности | |глубины размывов |
| |фундаментов, |свайного ростверка| | |
| |превышающие предельные| | | |
| |значения с | | | |
| |преобразованием | | | |
| |расчетной схемы | | | |
| |низкого свайного | | | |
| |ростверка в | | | |
| |высокий | | | |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
|1.3 |Повреждение плиты |Снижение несущей |Перерасчет |Экспертно для |
| |свайного ростверка с |способности | |каждой сваи |
| |уменьшением | | |по данным |
| |степени заделки свай | | |обследования |
| |в ростверк более чем | | | |
| |на 20% для одной | | | |
| |сваи | | | |
|----|----------------------|------------------|------------------|------------------|
|1.4 |Разрушение бетона |Потеря сечения |Перерасчет с |Измерение размеров|
|