Проектирование искусственных сооружений

 

Общие указания

 

5.1.1 При проектировании искусственных сооружений основной задачей является обеспечение:

- надежности в течение всего срока эксплуатации (долговечности);

- бесперебойности пропуска высокоскоростного и технологического транспорта;

- комфорта перемещения пассажиров;

- удобства выполнения работ по техническому обслуживанию сооружений и их ремонтопригодности.

5.1.2 При выполнении расчетных обоснований надежности искусственных сооружений следует учитывать два расчетных случая и два типа подвижных временных нагрузок:

а) Случай 1. Пропуск одного или двух высокоскоростных поездов на проектной скорости (до 350 км/ч). В качестве нагрузок используют наборы сил от давления осей высокоскоростных поездов, приведенных в приложении Г, или эквивалентных нагрузок от этих поездов, приведенных в приложении Д*(1).

б) Случай 2. Проезд по сооружению поезда обслуживания. При расчетах надежности воздействие от этих поездов учитывается нагрузкой СК по методикам СП 35.13330. При этом класс нагрузки принимается равным 8,0 (далее - С8). Класс нагрузки СК может быть изменен на основании соответствующего технико-экономического обоснования.

5.1.3 Основной нагрузкой (воздействием) следует считать нагрузку от высокоскоростных поездов. Первоочередными задачами проектирования следует считать выполнение требований надежности пропуска высокоскоростных пассажирских поездов и комфортного проезда пассажиров. При выборе вариантов конструктивных решений следует отдавать предпочтение тем, в которых эти требования обеспечены наиболее полно.

5.1.4 В случае одновременного появления на сооружении двух высокоскоростных поездов воздействия одного из них следует учитывать с понижающим коэффициентом в соответствии с 6.6.5.1.

5.1.5 Появление на сооружении поезда обслуживания возможно только в том случае, если на том же участке магистрали отсутствует высокоскоростной поезд, движущийся со скоростью более 200 км/ч.

5.1.6 Одновременное появление на сооружении высокоскоростного поезда с пассажирским, контейнерным или другим поездом, допускаемым к обращению на линии*(2) (за исключением поездов обслуживания), не является расчетным случаем, поскольку интенсивность воздействий на сооружения в этой ситуации не превышает соответствующей интенсивности воздействий для расчетного случая по 5.1.4.

5.1.7 При проектировании мостов для высокоскоростного движения особое внимание должно быть уделено динамическим расчетам конструкций, в том числе контролю резонансных явлений, а при проектировании большепролетных конструкций - вопросам аэродинамического взаимодействия высокоскоростного поезда и элементов конструкций, а также вопросам ветрового воздействия.

5.1.8 При проектировании, строительстве и эксплуатации искусственных сооружений на участках, на которых максимальные скорости поездов не превышают 200 км/ч, используют существующую нормативную базу. Проектирование сооружений на этих участках выполняют в соответствии с требованиями СП 35.13330 для железнодорожных мостов. Класс нагрузки СК определяется заказчиком на основании предложений генерального проектировщика. Предложения генерального подрядчика должны учитывать специализацию данного участка железнодорожной линии, содержать достаточный анализ условий возможного обращения на таких участках иных поездов, кроме высокоскоростных, и необходимое технико-экономическое обоснование по снижению класса подвижной нагрузки по сравнению с предусмотренным СП 35.13330. При проверке требований комфортного проезда пассажиров высокоскоростных поездов на этих участках допускается использование положений настоящего свода правил.

5.1.9 Все искусственные сооружения, расположенные на перегонах, следует, как правило, проектировать двухпутными, расположенные на станциях - в соответствии с путевым развитием станции.

5.1.10 При проектировании малых и средних мостов и путепроводов рекомендуется применять типовые проекты конструкций искусственных сооружений для ВСМ и унифицированные конструктивные и технологические решения. Конструктивные решения типовых проектов или унифицированной серии конструкций искусственных сооружений должны быть разработаны с учетом результатов динамических расчетов на нагрузку от высокоскоростных поездов в зависимости от типа верхнего строения пути на проектируемом участке линии и обоснованы технико-экономическим сравнением вариантов. Индивидуальное проектирование допустимо при разработке проектов больших и внеклассных мостов, мостов больших пролетов, расположеных на участках со сложным продольным профилем, в случаях, когда применение типовых (унифицированных) решений является невозможным или неоптимальным, а также в иных обоснованных случаях.

5.1.11 Проектирование мостов и труб следует выполнять на основе результатов инженерных изысканий, выполненных с соблюдением требований нормативных документов, правил и инструкций, регламентирующих выполнение изыскательских работ, а также требований настоящего свода правил.

Состав и виды инженерных изысканий, методы выполнения и объемы отдельных видов работ устанавливаются программой инженерных изысканий, разработанной организацией, проводящей изыскания по техническому заданию проектной организации, составленной на основе задания заказчика в соответствии с СП 47.13330.2016 (раздел 4).

На стадии проектной документации инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий участка проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, изменение условий освоенных (застроенных) территорий, составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой в целях получения необходимых и достаточных материалов для проектирования.

Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов необходимо проводить различными методами (лабораторными, полевыми) для выявления взаимосвязей между характеристиками грунта, оценки их достоверности.

Для фундаментов сооружений с заглублением более 10 м от поверхности земли (на проектной стадии проведения работ) определения прочностных и деформационных характеристик грунтов допускается проводить на основании лабораторных испытаний в приборах трехосного сжатия и по данным статического зондирования.

Полевые испытания грунтов штампами, натурной и эталонной сваями для определения несущей способности свай фундаментов опор следует проводить на припостроечной стадии проведения работ с применением строительного оборудования, привлечением мостостроительных организаций.

Для прогноза осадки сооружения во времени, при наличии слабых грунтов в интервале сжимаемой толщи основания под подошвой фундамента сооружения следует предоставлять в составе отчетных материалов по инженерно-геологическим изысканиям результаты определений значений первичной и вторичной консолидации этих грунтов при нагрузках, включающих дополнительные нагрузки от сооружения, а также детальную гидрогеологическую характеристику разреза с результатами опытно-фильтрационных работ.

В случаях выявления вероятности проявления на площадке строительства карстово-суффозионных процессов необходимо проводить комплексную оценку опасности их проявления и развития. Если в результате данной оценки на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий (с учетом их возможных изменений за время эксплуатации сооружения) наличие на площадке строительства карстово-суффозионных процессов признается возможным, то отчетная документация по инженерно-геологическим изысканиям должна содержать исходные данные для разработки противокарстовых мероприятий и рекомендации по их применению:

1) В случаях глубокого залегания кровли закарстованных грунтов (более 35 м) и их мощности, превышающей 5 м, следует выполнить прогноз проявления карстово-суффозионных процессов в основании сооружения с определением параметров этого проявления. Основным параметром для разработки противокарстовых мероприятий конструктивного характера при проектировании свайно-ростверковых фундаментов опор мостов являются: или расчетный пролет карстового провала  в случае фундаментов с однорядным расположением свай, или расчетная площадь карстового провала  - в остальных случаях. Данные параметры определяют с использованием вероятностно-статистических методов на основании данных по карстово-суффозионному районированию участка строительства (интенсивность провалообразования, средний и максимальный диаметры карстового провала) в соответствии с приложением С.

2) При относительно неглубоком залегании закарстованных грунтов, допускающем технико-экономическую обоснованность возведения сооружения на свайных фундаментах, прорезающих эти грунты, а также при  м или при  глубина исследования геологического разреза должна определяться, как правило, мощностью закарстованной зоны с заглублением не менее чем на 5 м в подстилающие незакарстованные породы.

Не допускается проектирование искусственных сооружений без соответствующих данных инженерных изысканий.

5.1.12 Принимаемые проектные решения должны предусматривать меры по охране окружающей среды, поддержанию экологического равновесия и охране флоры и фауны, минимизации шумового и иного негативного воздействия строительства и эксплуатации ВСМ в районах жилой застройки, а также обеспечивать рациональное расходование строительных материалов, экономию топливных и энергетических ресурсов при минимальной стоимости и трудоемкости строительства и эксплуатации.

5.1.13 При проектировании мостов необходимо предусматривать безопасный пропуск под ними максимальных расходов воды требуемой вероятностью превышения (независимо от генезиса их формирования и искусственного регулирования), а также ледохода, карчехода и селевых потоков.

На водных путях необходимо учитывать требования судоходства, лесосплава и требования других водопользователей.

5.1.14 При проектировании труб следует предусматривать безопасный пропуск и режим протекания паводковых вод требуемой вероятности превышения независимо от генезиса их формирования и техногенного регулирования.

Не допускается проектирование водопропускных труб при ледоходе, карчеходе, заторном наледеобразовании, селевых потоках.

Не допускается применение железобетонных водопропускных труб на постоянных водотоках при январской изотерме ниже минус 13°С.

5.1.15 При проектировании и строительстве следует учитывать перспективы развития сети ВСМ и иной дорожной сети, освоения земель в сельскохозяйственных и иных целях.

5.1.16 Основные технические решения, принимаемые в проектах искусственных сооружений, следует обосновывать путем сравнения технико-экономических показателей конкурентоспособных вариантов.

 

Расположение мостов и труб

 

5.2.1 Выбор места мостового перехода, назначение положения сооружения в плане и профиле, назначение схемы моста (разбивку на пролеты) следует проводить с учетом:

- технико-экономического обоснования вариантов;

- требований трассирования магистрали;

- русловых, геологических, гидрогеологических, экологических, ландшафтных и других местных условий, влияющих на технико-экономические и иные показатели соответствующего участка дороги;

- обеспечения безопасности и бесперебойности движения поездов;

- требований по содержанию и эксплуатации сооружений;

- предполагаемых этапов проведения строительных работ.

5.2.2 При выборе места мостового перехода через водотоки, включая судоходные реки, необходимо учитывать возможные русловые переформирования и смещения русла за расчетный период службы моста. При этом следует соблюдать соответствующие требования СП 35.13330.2011 (пункт 5.5).

5.2.3 Число и размеры водопропускных сооружений на пересечении водотока следует определять на основе результатов инженерных изысканий и гидравлико-гидрологических расчетов, при этом необходимо учитывать последующее влияние сооружений на окружающую среду.

Пропуск вод нескольких водотоков через одно сооружение должен быть обоснован, а при наличии селевого стока, лессовых грунтов и возможности образования заторов и наледи - не допускается.

5.2.4 Мостовые сооружения и трубы разрешается располагать на участках ВСМ с любыми профилем и планом, принятыми для проектируемой линии.

5.2.5 Толщину засыпки над звеньями или плитами перекрытия труб, а также пешеходными тоннелями или другими сооружениями в теле насыпи следует обосновывать расчетами. При этом не требуется выполнение проверок комфортности и безопасности, а также могут не учитываться динамические воздействия от высокоскоростных поездов (см. таблицу 6.6) при толщине засыпки от подошвы рельса до верхней точки конструкции:

 м - при грунтах основания скальных и нескальных с нормативным значением модуля деформации  МПа [допускается определять по СП 22.13330.2016 (приложение А)], а также при свайной конструкции фундамента;

 м - при нескальных грунтах основания с нормативным значением модуля деформации <40 МПа по СП 22.13330.2016 (приложение А).

В других случаях выполнение требований надежности по первой и второй группам предельных состояний (в том числе требований комфортности и безопасности) должно быть подтверждено результатами динамических расчетов согласно 6.3.10, методика Б. При выполнении таких расчетов в расчетной модели следует учитывать (кроме конструкции самого сооружения):

- участки примыкающих насыпей - не менее 25 м с каждой стороны;

- форму и характеристики грунтов укрепленной зоны примыкающих насыпей;

- параметры фундаментов и основания.

5.2.6 С обеих сторон от труб в насыпи должны устраиваться участки переменной жесткости. Конструкция, параметры и характеристики этих участков: длина, форма (в том числе в плане), физико-механические характеристики грунтов засыпки должны назначаться по расчету на основании действующих нормативных документов по проектированию земляного полотна для ВСМ.

Цель расчета - обоснование конструктивного решения, обеспечивающего выполнение требований надежности конструкции, а также комфортного проезда и безопасности движения (см. таблицу 6.6). Расчет должен учитывать упругие и неупругие деформации участков, их градиенты по длине, жесткость конструкции трубы и ее основания, а также мероприятия для регулировки неупругих осадок. При этом длину участков переменной жесткости следует назначать не менее 25 м.

5.2.7 Проектирование водопропускных труб и пешеходных тоннелей, расположенных в пределах железнодорожных станций под путями, скорость движения по которым не превышает 200 км/ч, производят в соответствии с требованиями СП 35.13330.2011 (пункт 5.1).

 

5.3 Основные требования к конструкциям

 

5.3.1 Основные требования к конструкциям искусственных сооружений высокоскоростных железных дорог следует принимать согласно СП 35.13330.2011 (раздел 5) и настоящему своду правил.

5.3.2 При назначении конструкций опорных частей, деформационных швов и размеров оголовков опор следует учитывать горизонтальные и вертикальные перемещения верха опор. Определять перемещения в деформационных устройствах следует с учетом требований 6.4.6-6.4.11.

5.3.3 Для неразрезных пролетных строений рекомендуется на каждой опоре устанавливать опорную часть или иное устройство, ограничивающее поперечные деформации.

5.3.4 На мостовых переходах при необходимости регулирования направления водного потока для предотвращения размывов конусов мостов и прилегающих к ним береговых линий следует предусматривать регуляционные и берегоукрепительные сооружения. Регуляционные сооружения (струенаправляющие дамбы, грушевидные уширения конусов, траверсы и др.) применяют при соответствующем обосновании и с учетом ситуационных особенностей расположения мостового перехода (при пойменной многорукавности, активных русловых переформированиях предгорных рек, косых пересечениях, большом пойменном расходе воды и относительно сжатом отверстии моста и пр.). При расчетных скоростях воды под мостом до размыва менее 1,0 м/с регуляционные сооружения не предусматриваются.

Для труб и мостов на основании гидравлико-гидрологических расчетов допускается предусматривать спрямление, планировку и укрепление русел.

5.3.5 Отверстия (и высоту в свету) труб на ВСМ следует назначать не менее 1,5 м.

Для обеспечения связи между территориями, пересекаемыми железнодорожной линией, следует устраивать искусственные сооружения для пропуска пешеходов, прохода скота и пропуска сельскохозяйственных машин. Габариты искусственных сооружений следует принимать не менее указанных в СП 119.13330. 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.

5.3.6 Для водопропускных труб следует предусматривать безнапорный режим работы. Допускается предусматривать полунапорный режим работы водопропускных труб для пропуска только наибольшего расхода воды. При этом под оголовками и звеньями следует предусматривать фундаменты, а при необходимости - противофильтрационные экраны. Для труб, расположенных в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 40°С, полунапорный режим работы не допускается.

5.3.7 Расстояние между осями главных путей на искусственных сооружениях на прямых и кривых участках следует определять так же, как на подходах к ним.

5.3.8 Основные требования к гидроизоляции конструкций следует принимать согласно СП 35.13330.2011 (раздел 7).

 

Габариты

 

5.4.1 Габариты приближения конструкций проектируемых сооружений должны соответствовать габариту приближения строений  (см. рисунок 5.1).

5.4.2 На путепроводах через железные дороги общей сети расстояние от низа конструкций до головки рельса должно быть не менее 6,9 м.

5.4.3 На путепроводах через автомобильные дороги общего пользования расстояние от низа конструкций до проезжей части должно удовлетворять требованиям СП 35.13330.

5.4.4 Габариты сооружений для пропуска полевых дорог и прогона скота (миграции диких животных) должны удовлетворять требованиям СП 119.13330.

5.4.5 Габариты подмостовых судоходных пролетов на внутренних водных путях следует принимать в соответствии с ГОСТ 26775.

5.4.6 Возвышение элементов искусственных сооружений над расчетными и наибольшими уровнями воды и ледохода на несудоходных и несплавных водотоках, а также в несудоходных пролетах мостов на судоходных водных путях следует определять в соответствии с указаниями СП 35.13330.2011 (раздел 5). Кроме того, следует обеспечивать возвышение низа пролетных строений выше уровня высокой воды с учетом ее набега на опоры мостов от динамического воздействия речного потока. Набег воды на опоры мостов от расчетного уровня воды заданной вероятности превышения следует принимать по таблице 5.1 в зависимости от средней русловой бытовой скорости течения набегающего речного потока.

 

Таблица 5.1 - Набег воды на опоры мостов от расчетного уровня воды

 

Скорость течения V, м/с	0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0
Набег воды , м	0,2	0,6	1,2	1,9	2,5	3,2

 

5.4.7 Минимальные отметки низа пролетных строений мостов, расположенных в несудоходных и несплавных зонах водохранилища, должны быть не менее отметок кривой свободной поверхности (кривой подпора) пересекаемого водохранилища при пропуске расчетного паводка с учетом расчетной высоты ветровой волны и запаса, равного 0,25 м.

Наименьшее возвышение низа пролетных строений при наличии наледи необходимо назначать с учетом ее высоты.

5.4.8 Расстояние между промежуточными 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.

 

 

При наличии ледохода расстояние между промежуточными опорами в свету следует назначать не менее максимальных размеров льдин или из условия их беззаторного пропуска под мостом.