ИНСТРУКЦИЯ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОЧНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

ВСН 36-84

Миндорстрой БССР

Минск 1984

Настоящие нормы устанавливают правила определения грузоподъемности сталежелезобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов относительно нормативных временных подвижных нагрузок, а также конкретных тяжеловесных транспортных средств.

Нормы не распространяются на сквозные пролетные строения с верхним или нижним поясами, объединенными с железобетонной плитой.

Нормы обязательны для всех организаций, осуществляющих определение грузоподъемности мостов, состоящих на балансе Миндорстроя БССР. При этом все работы по определению грузоподъемности должны выполнять подразделения, имеющие в своем составе инженерно-технический персонал из числа инженеров-мостовиков.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Грузоподъемность относительно нормативных временных подвижных нагрузок определяется как допустимая масса: автомобиля G_a - для автомобильной нагрузки Н-30, машины G_к - для одиночной колесной нагрузки НК-80 (или G_г - для одиночной гусеничной нагрузки НГ-60). Схемы нормативных нагрузок Н-30, НК-80 (или НГ-60) и правила их продольной и поперечной установки приведены в СНиП II-Д.7-62.

Грузоподъемность относительно конкретного тяжеловесного транспортного средства определяется как допустимая масса той части автопоезда, которая несет полезную нагрузку. При этом используют схему транспортного средства с указанными на ней нагрузками на каждую ось и колесо, геометрическими параметрами, необходимыми для расчета.

1.2. Грузоподъемность пролетного строения принимается по грузоподъемности наиболее слабого несущего элемента (главной балки, продольной второстепенной балки, плиты проезжей части и т. п.). Нагрузка от толпы на тротуарах учитывается по СНиП II-Д.7-62 только в сочетании с автомобильной нагрузкой.

Грузоподъемность пролетного строения устанавливается для двух режимов эксплуатации: контролируемого и неконтролируемого.

Под неконтролируемым режимом следует понимать обычные условия эксплуатации, регламентируемые «Техническими правилами ремонта и содержания автомобильных дорог» ВСН 24-75 Минавтодора РСФСР.

В этом случае коэффициенты перегрузки и сочетаний нагрузок, а также динамические коэффициента принимаются по СНиП II-Д.7-62; постоянные нагрузки учитываются по проектной и исполнительной документации.

При контролируемом режиме снижаются нормируемые требования:

коэффициент перегрузки от массы слоев покрытия проезжай части допускается принимать равным 1,1;

измерение толщины этих слоев должно производиться не менее чем в трех поперечниках на каждом пролете и трех местах на каждом поперечнике; запрещается производить ремонт покрытия путем добавления нового слоя;

динамический коэффициент для подрессоренного транспорта допускается принимать равным 1,0 при наличии ровного без выбоин и наледей покрытия и ограничении скорости до 10 км/час;

весовые параметры нагрузки могут быть приняты по результатам взвешивания и документальным данным с коэффициентом перегрузки равным 1,1.

1.3. Установленная грузоподъемность с указаниями по режиму эксплуатации заносится в карточку искусственного сооружения.

1.4. При определении возможности пропуска по пролетному строению тяжеловесного транспортного сродства, как правило, следует применять контролируемый режим эксплуатации.

1.5. Определение грузоподъемности включает:

а) обследование сооружения согласно «Инструкции по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР;

б) определение расчетных сопротивлений;

в) назначение расчетных сечений в несущих элементах сооружения и расчетных точек, определение в них усилий и напряжений от расчетных постоянных нагрузок, включая регулирование, определение изменений этих усилий от ползучести бетона и податливости поперечных швов (в случае сборной железобетонной плиты);

г) определение в расчетных сечениях несущих элементов допустимых^* усилий  и напряжений  для временных подвижных расчетных нагрузок;

________________

^* Максимальные усилия и напряжения от временных подвижных расчетных нагрузок, которые могут быть допущены по условиям прочности, выносливости и устойчивости с учетом остальных воздействий и нагрузок основного сочетания.

д) испытания пролетного строения;

е) определение грузоподъемности несущих элементов из условий достижения усилий и напряжений от подвижных расчетных нагрузок допустимых значений, т. е. из неравенств:

ж) определение грузоподъемности пролетного строения.

1.6. Допустимые усилия и напряжения (п.1.5.г) определяются в соответствии с разделом 4, усилия от временных подвижных расчетных нагрузок - разделом 5.

1.7. Необходимость и возможность проведения испытаний пролетного строения устанавливает организация, проводящая обследование, в зависимости от значимости обнаруженных дефектов, снижающих грузоподъемность, а также полнота информации о сооружении, полученной при обследовании.

Испытания пролетного строения производятся по указаниям раздела 6.

1.8. Расчет грузоподъемности несущих элементов пролетного строения следует производить с учетом действительных размеров элементов и физико-механических характеристик стали и бетона, действительного распределения усилий между элементами от постоянных и временных нагрузок, дефектов, влияющих на грузоподъемность.

1.9. Ползучесть бетона и податливость поперечных швов сборной железобетонной плиты учитываются в соответствии с «Техническими указаниями по проектированию сталежелезобетонных пролетных строений» ВСН 92-63 Минтрансстроя СССР, а дефекты, влияющие на грузоподъемность, - в соответствии с разделом 3 (табл. 1).

1.10. Расчет соединений и сопряжений допускается не производить, если в них отсутствуют дефекты, снижающие их несущую способность.

В расчетах на поперечную силу допускается не производить проверку середины пролета балок и плит, если в этих сечениях отсутствуют дефекты.

1.11. Расчет грузоподъемности железобетонной плиты проезжей части на местную нагрузку производится согласно «Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

При разовом пропуске тяжеловесного транспортного средства для расчета плиты допускается применение метода предельного равновесия.

1.12. Расчет грузоподъемности производится по основному сочетанию нагрузок. Допускается не производить расчетов на выносливость и жесткость металлических элементов, а железобетонных - на трещиностойкость при разовом пропуске тяжеловесного транспортного средства.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. При обследовании и испытаниях пролетных строений должны соблюдаться все требования безопасного проведения этих работ, изложенные в «Инструкции по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР, а также «Технических правилах ремонта и содержания автомобильных дорог» ВСН 24-75 Минавтодора РСФСР.

3. ОБСЛЕДОВАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

3.1. При обследовании пролетного строения наряду с выполнением общих требований «Инструкции по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР следует установить:

а) общие сведения о пролетном строении (тип, моего расположения в сооружении относительно опор, генеральные размеры, грузоподъемность, проектную и установленную предыдущим обследованием); проектную организацию по пролетному строению и по объекту в целом, типовой проект, год постройки и проектирования, перечень стандартов на материалы, использованные в пролетном строении, нормы проектирования пролетного строения, строительную организацию, сведения о капитальных ремонтах и реконструкциях, замене элементов, повреждениях, усилениях, эксплуатирующую организацию, время и причину обследования, организацию, проводящую обследование;

б) геометрические параметры пролетного строения в достаточном объеме, конструкцию и состояние полотна проезжей части и тротуаров, геометрические размеры характерных поперечных сеченый несущих элементов;

в) марки и физико-механические характеристики стали основных несущих элементов (минимальное значение предела текучести и временного сопротивления разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость при температуре минус 20 °С - для конструкций из углеродистой стали и температуре минус 40 °С - для сварных конструкций из низколегированных сталей и т. п.);

г) данные последовательности возведения пролетного строения, его загружения постоянными нагрузками, последовательности включения в работу различных участков плиты проезжей части, регулирования усилий в главных балках;

д) данные по авариям, связанным с повреждением несущих элементов, данные по усилениям этих элементов;

е) дефекты, влияющие на грузоподъемность (табл. 1) с представлением их в виде ведомости со схемами и фотографиями;

ж) акты испытания материалов, заключения специализированных организаций по качеству сварных швов (при необходимости) и т. д.

Таблица 1

3.2. Обследование железобетонной плиты проезжей части производится в соответствии с «Инструкцией по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

3.3. Парки стали основных несущих элементов устанавливаются по проектной и построечной документации, физико-механические характеристики - по соответствующим стандартам, на которые имеются ссылки в документации, а при ее отсутствии - по данным испытаний образцов, отобранных из соответствующих элементов в наименее напряженной их части.

Испытания образцов производятся по ГОСТ 1497-73, ГОСТ 11150-75, ГОСТ 9454-78. Минимальный предел текучести определяется с надежностью 0,95.

3.4. Дефекты заклепочных, болтовых и сварных соединений устанавливаются в соответствии с «Инструкцией по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ДОПУСТИМЫХ УСИЛИЙ

4.1. Расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу для пролетных строений, запроектированных до введения СНиП II-Д.7-62, определяется по формуле:

где коэффициент надежности по материалу g_m принимается по табл. 2 в зависимости от значений s_t.

Таблица 2

4.2. Указанные в стандартах, действующих на момент проектирования, значения минимального предела текучести s_t для углеродистой стали относятся к прокату толщиной до 20 мм, для проката толщиной 21 - 40 мм и 41 - 60 мм его уменьшают соответственно в 1,05 и 1,09 раза.

Аналогично, для низколегированной стали: минимальный предел текучести s_t = 350 МПа (3500 кгс/см²) относится к прокату толщиной до 32 мм, для проката толщиной 33 - 60 мм значения s_t уменьшаются в 1,02 раза; аналогично, минимальный предел текучести s_t = 400 МПа (4000 кгс/см²) относится к прокату толщиной от 8 до 40 мм.

4.3. Для пролетных строений, запроектированных по СНиП II-Д.7-62, расчетные сопротивления принимаются по письму ЦНИИС Минтрансстроя СССР № 531124 от 12.07.1982 г.

4.4. Производные расчетные сопротивления сталей в элементах конструкций и их соединений определяются по основному расчетному сопротивлению умножением на коэффициент перехода, принимаемые по СНиП II-Д.7-62.

Коэффициенты снижения расчетных сопротивлений при расчетах на выносливость, коэффициенты условий работы, продольного изгиба, потери устойчивости плоской формы изгиба, а также коэффициенты, учитывающие пластические деформации стали, принимаются по СНиП II-Д.7-62.

4.5. Допустимые усилия  и напряжения ,  от расчетных временных подвижных нагрузок в несущих элементах и их соединениях определяются из условия прочности, устойчивости и выносливости по «Техническим указаниям по проектированию сталежелезобетонных пролетных строений» ВСН 92-63 Минтрансстроя СССР как предельные по прочности, устойчивости и выносливости усилия и напряжения за вычетом усилий и напряжений от расчетных воздействий постоянных нагрузок и толпы на тротуарах.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ В НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ ОТ НОРМАТИВНЫХ ВРЕМЕННЫХ ПОДВИЖНЫХ НАГРУЗОК И ТЯЖЕЛОВЕСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

5.1. Расчетные усилия в расчетных сечениях от временных вертикальных подвижных нагрузок (включая тяжеловесные транспортные средства) вычисляются расчетным путем и по результатам натурных испытаний.

5.1.1. При относительном отклонении рассчитанного усилия от среднего, полученного по результатам натурных испытаний (вычисленного без учета погрешности измерения), более чем на 15 %, в расчет принимается усилие, полученное по результатам натурных испытаний с учетом погрешности измерения (см. пп. 5.3, 5.4), а при разнице между этими усилиями менее 15 % - большее из двух сравниваемых величин по абсолютной величине.

5.1.2. Если в конструкции имеются дефекты, искажающие расчетную схему, в которой их учесть не представляется возможным, то усилия определяются по результатам натурных испытаний с учетом погрешностей измерений (пп. 5.3, 5.4).

5.1.3. Если испытания в соответствии с п. 1.7 проводить нецелесообразно, то усилия определяются только расчетным путем с учетом дефектов, искажающих расчетную схему.

5.1.4. Временные подвижные вертикальные нагрузки необходимо устанавливать в пролетном строении в наиболее невыгодном положении как в продольном, так и в поперечном направлении.

5.1.5. При проверке возможности пропуска тяжеловесных транспортных средств по пролетному строению поперечную невыгодную установку нагрузки допускается принимать в зоне наиболее благоприятных условий ее пропуска (например, по оси проезжей части со смещением от оси в пределах 1,0 м в обе стороны и т. п.). В этом случае проезд нагрузки должен осуществляться в соответствии с указанными ограничениями.

5.2. Усилия в несущих элементах пролетного строения определяются с учетом пространственной работы конструкции, а также с учетом переменности сечений главных балок по длине пролета.

5.3. Усилия в главных балках многобалочных разрезных пролетных строений определяются в соответствии с «Инструкцией по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

5.4. Усилия в главных балках неразрезных пролетных строений определяются с учетом результатов натурных испытаний по «Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-72 Минавтодора РСФСР. При этом назначаются дополнительные контролируемые приборами сечения в 0,4 бокового пролета и над промежуточными опорами, а в качестве характерных упругих деформаций (перемещений) для расчета ординат натурных поперечных линий влияния принимаются:

а) в опорных сечениях - упругая относительная деформация нижних поясов в уровне нижней кромки стенки, а также кривизна металлической части сечения;

б) в пролетных сечениях - упругое относительное удлинение нижних поясов в уровне нижней кромки стенки, упругая кривизна металлической части сечения; упругий прогиб балки.

5.5. Определение усилий в главных балках неразрезных пролетных строений допускается в виде произведения усилий, полученных из расчета плоской системы, на соответствующие коэффициенты поперечной установки, полученные из пространственного расчета или по результатам натурных испытаний.

5.6. Коэффициент поперечной установки для каждого расчетного сечения в двухбалочных пролетных строениях допускается определять исходя из недеформируемости контура поперечного сечения пролетного строения с учетом работы продольных связей и податливости поперечных швов сборной железобетонной плиты сдвигу. Соответствующие расчеты в этом случае производятся по рекомендуемому приложению.

6. ИСПЫТАНИЯ

6.1. Для получения недостающих данных по расчету грузоподъемности пролетных строений производятся статические испытания, которые включают два этапа:

а) испытания для построения натурных поперечных линий влияния характерных деформаций и перемещений в расчетных сечениях главных балок, необходимых для определения усилий от вертикальных временных подвижных нагрузок;

б) испытания нагрузкой, подобранной согласно «Инструкции по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР.

Для двухбалочных пролетных строений допускается оба этапа совмещать.

6.2. Подбор испытательной нагрузки для первого этапа испытаний производится расчетным путем с учетом данных обследования. Усилия от этой нагрузки во всех несущих элементах и соединениях не должны превосходить наибольших усилий от нагрузки второго этапа и обеспечивать надежный отсчет по приборам во всех контролируемых сечениях.

6.3. Подбор нагрузки второго этапа испытаний для каждого контролируемого сечения производится до начала испытаний, а результат затем корректируется с учетом результатов испытаний первого этапа.

6.4. Схемы продольной расстановки нагрузки для каждого контролируемого сечения должны соответствовать его максимальному загружению без перегрузки остальных контролируемых сечений несущих элементов; схемы поперечной установки должны назначаться в соответствии с «Инструкцией по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

6.5. Для обеспечения надежности результатов испытаний число повторных наездов при каждой установке испытательной нагрузки назначается в зависимости от числа дублирующих комплексов для измерения деформаций и перемещений согласно «Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

6.6. При выборе приборов для измерения деформаций и перемещений, а также схемы их расстановки в каждом контролируемом сечении руководствуются требованиями п. 5.4 настоящей инструкции, а также требованиями «Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

Для оценки совместной работы стали и железобетона в контролируемых сечениях кроме деформометров, необходимых для измерения соответствующих удлинений на верхних и нижних поясах стальной части, устанавливается такое же количество деформометров на нижней плоскости железобетонной плиты.

6.7. При необходимости испытания железобетонной плиты на местное загружение проводятся в соответствии с «Инструкцией по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-70 Минавтодора РСФСР.

6.8. Испытания продольной вспомогательной балки проводятся с контролируемыми сечениями в середине панели и на опоре.

6.9. Подготовку к испытаниям, проведение испытаний и обработку данных испытаний следует осуществлять с учетом требований «Инструкции по обследованию и испытаниям мостов и труб» ВСН 122-65 Минтрансстроя СССР, а также «Инструкции по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений автодорожных мостов» ВСН 32-78 Минавтодора РСФСР.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА «КПУСТБ» ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ СЕЧЕНИЙ РАЗРЕЗНЫХ И НЕРАЗРЕЗНЫХ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ДВУХБАЛОЧНЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

1. СТАТИСТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И РАСЧЕТНЫЕ СЕЧЕНИЯ

Алгоритмом охватываются:

разрезное пролетное строение с главными балками ступенчато-переменного сечения с расчетным сечением в середине пролета (рис. 1);

неразрезные пролетные строения с главными балками ступенчато-переменного сечения трех- и четырехпролетные с расчетными сечениями, указанными на рис. 2.

2. ПОПЕРЕЧНЫЕ СЕЧЕНИЯ

Поперечные сечения пролетного строения в пределах каждого участка постоянного сечения приводят к идеализированной форме, изображенной на рис. 3 со всеми обозначениями.

3. ПРОДОЛЬНЫЕ СВЯЗИ

В алгоритме учтены продольные связи:

- полураскосные (рис. 4) с отличительным признаком TS = 1;

- крестовые (рис. 5) с отличительным признаком TS = 2.

Все обозначения и размеры указаны на рис. 4.5.

Рис. 1. Разрезное пролетное строение с главными балками ступенчатопеременного сечения и расчетным сечением в середине пролета

Рис. 2. Неразрезные пролетные строения с главными балками ступенчатопеременного сечения трех- и четырехпролетные.

Рис. 3. Идеализированное поперечное сечение пролетного строения

Рис. 4. Полураскосные продольные связи

Рис. 5. Крестовые продольные связи

4. БЛОК-СХЕМА

5. БЛОК-СХЕМА

субалгоритма «СЕКТОР» определения положения центра изгиба сечения по вертикали - a_у, секториальной координаты сечения по центральному нижнему волокну - w_н, главного секториального момента инерции J_w , момента инерции чистого кручения J_d для тонкостенного стержня п-образного профиля.

Обозначения даны на рис.3.

6. БЛОК-СХЕМА

субалгоритма «СВЯЗИ» определения приведенной жесткости чистого кручения с учетом податливости связей и плиты проезжей части.

7. БЛОК-СХЕМА

Субалгоритма «БИМОМЕНТ» определения бимоментов в расчетных сечениях неразрезного сталежелезобетонного двухбалочного пролетного строения с постоянным поперечным сечением в каждом пролете от равномерно распределенной крутильной нагрузки.

7.1. ОБОЗНАЧЕНИЯ

n - число пролетов;

j = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3, 4 - номера расчетных сечений;

N - число расчетных сечений;

K₁l₁, K₂l₂, K₁, K₂, J_{w 1}, J_{w 2} - изгибно-крутильные характеристики в пролетах l₁, l₂;

 - погонная крутильная нагрузка;

а - расстояние между осями балок в поперечном сечении пролетного строения.

Положение расчетных сечений и обозначения пролетов - на рис. 1; рис. 2.

7.2. БЛОК-СХЕМА

СОДЕРЖАНИЕ