Бетонные и железобетонные конструкции

 

7.1 Проектирование бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб для ВСМ следует выполнять по СП 35.13330.2011 (раздел 7) с учетом требований настоящего свода правил.

7.2 Для недопущения предельных состояний первой группы элементы конструкций мостов и труб должны быть рассчитаны по прочности, устойчивости (формы и положения) и выносливости, при этом в расчетах на выносливость должны рассматриваться нагрузки и воздействия, возможные на стадии эксплуатации сооружений.

Для исключения предельных состояний второй группы производятся расчеты, указанные в таблице 7.1.

 

Таблица 7.1

 

Расчет	Рабочая арматура	Стадии работы конструкции
По образованию продольных трещин	Ненапрягаемая Напрягаемая	Эксплуатация Все стадии (нормальная эксплуатация, возведение сооружения, предварительное напряжение, хранение, транспортирование)
По образованию трещин нормальных и наклонных к продольной оси элемента	Ненапрягаемая Напрягаемая	Все стадии
По раскрытию трещин нормальных и наклонных к продольной оси элемента	Ненапрягаемая и напрягаемая (кроме элементов с напрягаемой арматурой, проектируемых по категории требований по трещиностойкости 2а, [см. СП 35.13330.2011 (таблица 7.24)]
По закрытию (зажатию) трещин нормальных к продольной оси элемента	Напрягаемая	Хранение, транспортирование, эксплуатация
По ограничению касательных напряжений	Ненапрягаемая и напрягаемая	Все стадии

 

7.3 Для конструкций мостов и труб следует применять тяжелый бетон классов по прочности на сжатие В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40; В45; В50; В55 и В60. Бетон классов В22,5 и В27,5 следует предусматривать при условии, что это приводит к экономии цемента и не снижает других технико-экономических показателей конструкции. Бетон класса по прочности выше В60 (в том числе получаемый с помощью добавок, повышающих прочность) следует применять по техническим условиям.

В зависимости от вида конструкций, их армирования и условий работы применяемый бетон должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 7.2.

Для омоноличивания напрягаемой арматуры, располагаемой в открытых каналах, следует предусматривать бетон класса по прочности на сжатие не ниже В35.

Инъецирование арматурных каналов в предварительно напряженных конструкциях следует проводить раствором прочностью на 28-е сутки не ниже 30 МПа.

Для омоноличивания стыков сборных конструкций следует применять бетон класса по прочности на сжатие не ниже принятого для стыкуемых элементов.

 

Таблица 7.2

 

Конструкции, армирование и условия работы	Бетон класса по прочности на сжатие, не ниже
1 Бетонные опоры и бетон внутренней части опор с блоками облицовки	В20
2 Железобетонные с ненапрягаемой арматурой:
а) кроме пролетных строений	В25
б) пролетные строения	В30
3 Железобетонные предварительно напряженные:
а) без анкеров:
- при стержневой арматуре классов:
А600 (A-IV)	В30
А800 (A-V)	B35
- при проволочной арматуре из одиночных канатов класса К7
б) с анкерами:
- при проволочной арматуре из одиночных арматурных канатов класса К7	В30
- из пучков арматурных канатов класса К7 и при стальных канатах (со свивкой спиральной двойной и закрытых)	В35
4 Для опор мостов, а также для блоков облицовки опор на реках с ледоходом при расположении мостов в районах со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки:
- минус 40°С и выше	В35
- ниже минус 40°С	В45
5 Для опор мостов при их расположении в зонах действия приливов и отливов или попеременного замораживания и оттаивания при работе плотин	В45
6 Тампонажный бетон	В10

 

7.4 Марки бетона и раствора по морозостойкости F в зависимости от климатических условий зоны строительства, расположения и вида конструкций следует принимать по таблице 7.3.

7.5 Марки по морозостойкости бетона тела опор и блоков облицовки для мостов, расположенных вблизи плотин гидростанций и водохранилищ, следует устанавливать в каждом отдельном случае на основе анализа конкретных условий эксплуатации и требований, предъявляемых в этих случаях к бетону речных гидротехнических сооружений в соответствии с СП 41.13330.

7.6 Для закладных изделий, деформационных швов и прочих расчетных элементов следует применять стальной прокат и другие изделия согласно требованиям раздела 8.

В качестве неизвлекаемых металлических каналообразователей сборных и монолитных конструкций рекомендуется применение герметичных гофрированных труб, изготовляемых из стальной ленты толщиной не менее 0,25 мм в соответствии с техническими условиями. В тех же конструкциях на кривых малого (ниже рекомендуемого) радиуса, а также на участках в зоне опирания анкеров напрягаемой арматуры допускается применение каналообразователей из стальных труб. Применение оцинкованных каналообразователей, находящихся внутри бетона конструкции, запрещается.

Допускается применение неизвлекаемых полиэтиленовых каналообразователей.

7.7 Расчет на выносливость элементов (или их частей) предварительно напряженных железобетонных конструкций, отнесенных к категориям требований по трещиностойкости 2а или 2б по СП 35.13330, следует выполнять по СП 35.13330.2011 (пункт 7.92).

 

Таблица 7.3

 

Климатические условия (характеризуемые среднемесячной температурой наиболее холодного месяца согласно СП 131.13330) и условия эксплуатации	Расположение конструкций и их частей
	В надводной, подземной и надземной незатопляемой зонах*(1)	В зоне переменного уровня воды*(2),(3)
	Вид конструкций
	Железобетонные и тонкостенные бетонные (толщиной менее 0,5 м)	Бетонные массивные	Железобетонные и тонкостенные бетонные	Бетонные массивные		Блоки облицовки
				кладка тела опор (бетон наружной зоны)	кладка заполнения при блоках облицовки (бетон внутренней зоны)
	Марка бетона по морозостойкости
Умеренные (минус 10°С и выше)	F200	F100	F200	F100	F100	-
Суровые (от минус 10°С до минус 20°С включительно)	F200	F100	F300	F200	F100	F300
Особо суровые (ниже минус 20°С)	F300	F200	F300*(4)	F300	F200	F400*(4)
Применение антигололедных солей	F300 с испытанием в солях (по ГОСТ 10060)
*(1) К надземным незатопляемым зонам в опорах следует относить части, расположенные на 1 м выше поверхности грунта. Для бетона участков опор, расположенных ниже и достигающих половины глубины промерзания грунта, следует предусматривать требования, указанные для конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды. *(2) За верхнюю границу зоны переменного уровня воды следует принимать условный уровень, который на 1 м выше наивысшего уровня ледостава, за нижнюю - уровень на 0,5 м ниже нижней поверхности слоя льда наинизшего ледостава. *(3) Марка бетона по морозостойкости для конструкций, находящихся в зоне действия плотин, по отношению к марке, приведенной в настоящей таблице, повышается на 100 циклов. *(4) Для опор мостов, а также для блоков облицовки опор больших мостов через реки с ледоходом при толщине льда свыше 1,5 м и расположении моста в районе с особо суровыми климатическими условиями марку бетона по морозостойкости принимают F500.
Примечания 1 К бетону частей подводных конструкций (на 0,5 м ниже поверхности слоя льда наинизшего ледостава) и подземных (ниже половины глубины промерзания) требования по морозостойкости не нормируются. В обсыпных устоях к подземным частям конструкции относятся части тела устоя, расположенные ниже половины глубины промерзания грунта конуса насыпи. 2 Бетон всех элементов водопропускных труб, укрепления русел рек и конусов насыпей, берегоукрепительных и регуляционных сооружений (бетон, находящийся в сезоннооттаивающем слое грунта), всех элементов мостового полотна, плит мостового полотна в пролетных строениях при безбалластной езде должен отвечать требованиям по морозостойкости, предъявляемым к бетону, находящемуся в зоне переменного уровня воды. 3 Железобетонные элементы промежуточных опор мостов на постоянных водотоках в районах с особо суровыми климатическими условиями должны иметь марку бетона по морозостойкости F400.

 

7.8 Хомуты в элементах, воспринимающих поперечную силу, устанавливаются по расчету, включая расчет по сечениям между хомутами.

При этом шаг хомутов не должен превышать:

- в стенках толщиной до 50 см:

- на приопорных участках, в пределах 1/4 длины элемента (считая от осей опирания или сечений заделки) - 15 см;

- на среднем участке элемента, в пределах 1/2 длины элемента, при высоте сечения:

- менее 2 м - 20 см;

- 2 м и более - 1/10 высоты сечения;

- при толщине стенок более 50 см максимальный шаг хомутов допускается увеличивать на 5 см.

Допускается применение сдвоенных хомутов из арматуры одного класса и диаметра.

Поперечная арматура, устанавливаемая по расчету, должна иметь надежную заделку по концам, которая обеспечивается заводкой или загибом за продольную арматуру, расположенную у граней железобетонного элемента.

7.9 Сжатые элементы опор прямоугольной формы должны армироваться поперечной арматурой, обеспечивающей устойчивость сжатых стержней. Поперечное армирование возможно в виде стяжек в сочетании с распределительной арматурой, установленной по периметру, и в виде хомутов. Хомут или две смежные стяжки должны охватывать не более четырех сжатых стержней и иметь длину не более 40 см. Диаметр хомутов и распределительной арматуры в этом случае должен быть не менее 10 мм.

Хомуты допускается заменять стяжками при условии установки объемлющих продольные стержни (по периметру сечения) хомутов по схемам, приведенным на рисунках 7.1 и 7.2.

 

 

 

Для повышения устойчивости сжатых рабочих стержней опоры кроме цепочек хомутов следует предусматривать постановку монтажных связей, соединяющих продольные вертикальные стержни на поперечных гранях опоры. Связи должны состоять из трех стержней диаметром не менее 16 мм и устанавливаться в плане и по высоте не реже, чем через 1,6 м.

Допускается в качестве монтажных связей использовать сварную конструкцию из прокатного металла, устанавливаемых внутри каркаса рабочей арматуры с приваркой ее к связям жесткости.

Во избежание затруднений, возникающих при бетонировании из-за наличия стержней, пересекающих сечение, связи на каждом уровне допускается устанавливать и закреплять поочередно непосредственно перед укладкой каждого последующего слоя бетона.

 

Стальные конструкции

 

Общие положения

 

8.1.1 Стальные конструкции ВСМ следует проектировать в соответствии с требованиями СП 35.13330 с учетом настоящего свода правил.

8.1.2 Тип исполнения стальных пролетных строений, опор и труб в зависимости от значения расчетной минимальной температуры следует назначать в соответствии с таблицей 8.1.

 

Таблица 8.1

 

Расчетная минимальная температура	Тип исполнения
До минус 40°С включительно	Обычное
От минус 40°С до минус 50°С включительно	Северное А

 

8.1.3 При проектировании стальных конструкций мостов следует:

- выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы, системы и конструкции пролетных строений, сечения элементов, экономичные профили проката и эффективные марки стали;

- обеспечивать технологичность конструкций при заводском изготовлении и монтаже, в том числе возможность поточного изготовления, конвейерного или крупноблочного монтажа;

- предусматривать независимо от расчетной минимальной температуры и назначения моста применение сварных заводских элементов с фрикционными на высокопрочных болтах, сварными и комбинированными болтосварными монтажными соединениями;

- обеспечивать возможность осмотра, очистки, окраски и ремонта конструкций; исключать в них зоны, в которых возможно скопление воды и затруднено проветривание; предусматривать герметизацию замкнутых профилей, элементов и блоков;

- указывать в рабочих чертежах конструкций металлических (КМ) стальных конструкций марки сталей и материалы соединений, а также необходимые дополнительные требования к ним, предусмотренные стандартами и техническими условиями. Документация КМ должна содержать все данные для заказа металлопроката, метизов, деформационных швов, опорных частей, защитных и гидроизоляционных материалов;

- соблюдать нормы (включая требования к металлическим мостам как объектам инфраструктуры железнодорожного транспорта) по защите стальных конструкций от коррозии.

8.1.4 Вводимые в эксплуатацию мосты с металлическими пролетными строениями и (или) опорами должны быть обследованы, испытаны или обкатаны в соответствии с требованиями СП 79.13330.

8.1.5 В необходимых случаях согласно [1, статья 15, пункт 9, часть 2] в проектной документации следует предусматривать мониторинг состояния стальных несущих конструкций мостов на стадии строительства и в период эксплуатации; общие требования к выполнению работ по мониторингу следует принимать по СП 79.13330.

 

Материалы и полуфабрикаты

 

В стальных конструкциях мостов обычного и северного А исполнений следует применять:

а) для элементов из прокатного металла*(9) - сталь в соответствии с таблицей 8.2; с учетом СП 35.13330;

б) для опорных частей с шаровым сегментом сталь (балансирные плиты, сегмент) - по ГОСТ Р 55374 с химическим составом для марки 345-14ХГНДЦ по СП 35.13330; по СП 35.13330 для стали С390 - 14ХГНДЦ; по ГОСТ 19281 - марки 09Г2С; 15ХСНД; 10ХСНД; по ГОСТ 5632 - марки 20Х13; 40Х13; 03Х18Н10Т; 05Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х18Н10Т; 12Х18Н9; 12Х18Н9Т; 12Х18Н10Т; 12Х18Н12Т; 03Х21Н32М3Б; 03Х21Н32М3БУ, причем для всех марок сталей - с учетом типа исполнения по 8.1.2. При этом допускается применение низколегированных марок сталей (ГОСТ 5632);

в) для шарниров-болтов, шарниров-осей, катков, валков - по перечислению д) пункта 8.4 СП 35.13330.2011, прокладных листов - по пункту 8.5 СП 35.13330.2011;

г) высокопрочные болты, гайки и шайбы - по ГОСТ Р 53664;

д) для сварки конструкций - сварочные материалы по СП 35.13330;

е) для соединений элементов мостового полотна, перил и смотровых приспособлений - стальные болты, гайки и шайбы с учетом типа исполнения и указаний по классу прочности и маркам сталей по таблицам 8.9 и 8.10 СП 35.13330.2011 (болты и гайки в необходимых случаях - только из спокойной стали);

ж) для крепления опорных частей к пролетным строениям и стальным опорам - высокопрочные болты, гайки и шайбы по 8.2, перечисление г). Допускается использовать болты, гайки и шайбы с учетом типа исполнения и указаний по классу прочности и маркам сталей по таблице 8.10 СП 35.13330.2011;

и) для крепления опорных частей к бетонным опорам и фундаментам - фундаментные (анкерные) болты с учетом типа исполнения и указаний по маркам сталей по таблице 8.11 СП 35.13330.2011.

Примечание - Для несущих элементов служебных проходов и смотровых приспособлений (консолей, балок и решетчатого настила тротуаров; стоек и поручней перил; балок лестниц, переходных площадок) допускается применение конструкций из стали марок: для обычного исполнения - Ст3сп5 (без сварных соединений - Ст3сп4; при толщине до 10 мм - из полуспойной стали тех же категорий) по ГОСТ 535 и ГОСТ 14637; для северного А и Б исполнений - 345-10Г2С1Д-3, 345-10Г2С1-3, 325-09Г2СД-3, 325-09Г2С-3, 295-09Г2С-3, 295-09Г2Д-3, 295-09Г2-3 и 325-14Г2-3 по ГОСТ 19281, а также 325-09Г2СД по ГОСТ Р 55374. При этом применение круглых труб допускается без ограничений, а прямоугольных сварных - с соблюдением требований СП 35.13330 к радиусу гибки для конструкций, воспринимающих динамическую нагрузку. Механические свойства металла труб должны быть указаны в проекте и обеспечены предприятием - изготовителем конструкций.

 

Таблица 8.2

 

Тип исполнения	Сталь несущих элементов сварных пролетных строений, опор и эксплуатационных обустройств при применении в заводских и монтажных соединениях
	сварных швов, включая стыковые, элементов из листового проката				сварных швов и высокопрочных болтов в заводских соединениях и высокопрочных болтов в монтажных соединениях*(1)
	Толщина проката, мм	Марка стали	Нормативный документ		Вид проката	Марка стали	Нормативный документ		Толщина проката, мм
			Номер	Примечание			Номер	Примечание
Обычное	8-50*(3)	15ХСНД-2	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330)	Листовой	15ХСНД	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330)	8-15
	8-50*(3)	10ХСНД-2	ГОСТ Р 55374			15ХСНД-2	ГОСТ Р 55374		16-50*(3)
	8-50*(3)	345-14ХГНДЦ-2	ГОСТ Р 55374			10ХСНД	ГОСТ Р 55374		8-15
	8-50*(3)	390-14ХГНДЦ-2	СП 35.13330			10ХСНД-2	ГОСТ Р 55374		16-50*(3)
						15ХСНДА-2	СП 35.13330		8-50*(3)
						10ХСНДА-2	СП 35.13330		8-50*(3)
						345-14ХГНДЦ-2	ГОСТ Р 55374		8-50*(3)
						390-14ХГНДЦ-2	СП 35.13330		8-50*(3)
						09Г2СД-2	ГОСТ Р 55374		4-50*(3)
					Фасонный	15ХСНД	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330)	8-32
						10ХСНД	ГОСТ Р 55374		8-15
						345-14ХГНДЦ*(5)	ГОСТ Р 55374		8-20
						09Г2СД	ГОСТ Р 55374		4-20
Северное А	8-50*(3)	15ХСНД-3	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330)	Листовой	15ХСНД-2	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330)	8-50*(3)
						10ХСНД-2	ГОСТ Р 55374		8-50*(3)
	8-50*(3)	10ХСНД-3	ГОСТ Р 55374			15ХСНДА-3	СП 35.13330		8-50*(3)
	8-50*(3)	345-14ХГНДЦ-3	ГОСТ Р 55374			10ХСНДА-3	СП 35.13330		8-50*(3)
						345-14ХГНДЦ-2	ГОСТ Р 55374		8-50*(3)
						390-14ХГНДЦ-2	СП 35.13330		8-50*(3)
						09Г2СД-3	ГОСТ Р 55374		4-50*(3)
						15ХСНД*(2)	ГОСТ Р 55374	По пункту 5.5 (таблица 6) ГОСТ Р 55374-2012 с проверкой ударной вязкости по KCU для 2-й категории	8-32
	8-50*(3)	390-14ХГНДЦ-3	СП 35.13330	С полистным контролем по пункту 6.4.1 ГОСТ Р 55374-2012*(4) С полистным контролем по пункту 6.4.1 ГОСТ Р 55374-2012*(4)	Фасонный	10ХСНД*(2)	ГОСТ Р 55374	То же	8-15
						345-14ХГНДЦ*(2),(5)	ГОСТ Р 55374	Дополнительные требования по химическому составу (СП 35.13330) По пункту 5.5 (таблица 6) ГОСТ Р 55374-2012 с проверкой ударной вязкости по KCU для 2-й категории	8-20
						09Г2СД*(2)	ГОСТ Р 55374	По пункту 5.5 (таблица 6) ГОСТ Р 55374-2012 с проверкой ударной вязкости по KCU для 2-й категории	4-20
*(1) В плите балластного корыта мостов с монтажными соединениями на высокопрочных болтах обычного и северного А исполнений допускается использовать листовой прокат толщиной не менее 12 мм из двухслойной коррозионно-стойкой стали с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали по ГОСТ 10885. *(2) В конструкциях мостов северного исполнения А применять двутавры, тавры и швеллеры без термообработки (нормализации) не допускается. В стальных конструкциях мостов обычного и северного А исполнений допускается использовать сортовой прокат (кроме полосового) и трубы 1-й категории при условии выполнения дополнительных требований, указанных для фасонного проката. *(3) Для сварных стыковых швов, выполняемых в вертикальном положении, толщину листового проката следует принимать в пределах 12-32 мм. При этом листовой прокат следует принимать не ниже 2-й категории. *(4) Требование полистного испытания следует предъявлять при расчетной минимальной температуре наружного воздуха ниже минус 45°С. *(5) К фасонному прокату из стали марки 14ХГНДЦ следует относить уголки по ГОСТ 8509 и ГОСТ 8510.