Б.1 У цьому додатку викладені правила обчислення вантажопідйомності елементів мостів, що визначається вагою, т, автомобіля максимальної маси в колоні рухомого навантаження.
Б,2 Вантажопідйомність елементів визначається шляхом розрахунків визначальних перерізів на сумісну дію постійного, тротуарного та рухомого тимчасового навантаження нормативних колон за схемами Н-30 або Н-40 за формулою
де Ssp – гранично-допустиме зусилля в розрахунковому перерізі;
Sпост – розрахункове зусилля від постійного навантаження;
Smp – розрахункове зусилля від тимчасового навантаження на тротуарах;
Sтим – розрахункове зусилля від рухомого навантаження Н-30 або Н-40;
Н – вага, т, одного автомобіля в колоні рухомого навантаження Н-30 або Н-40 відповідно 30 т або 40 т.
У формулі (Б.1) зусиллям, яке перевіряється, може бути: поперечна сила, згинальний момент, напруження та інші загальноприйняті характеристики напруженого стану конструкції. Обов'язковою умовою є визначення зусиль в однакових розмірних одиницях, Розрахункові зусилля визначаються шляхом розрахунку просторової конструкції методами будівельної механіки.
Б.3 Розрахункові зусилля від тимчасового навантаження на тротуарах Smp та тимчасового навантаження Н-30 або Н-40 SpH дозволяється визначати за спрощеною методикою розрахунків із використанням коефіцієнтів поперечного розподілу, які вираховуються за результатами натурних випробувань.
Б.4 За вантажопідйомність моста приймається найменше із значень, отриманих для визначальних елементів його несних конструкцій.
Б.5 Навантаження Н-30 представляє собою колону трьохвісних вантажівок загальною масою 30 т з інтервалом між ними 10 м (рис. Б.1а). Навантаження Н-40 представляє собою колону п'ятивісних вантажівок загальною масою 40 т з інтервалом між ними 10 м (рис. Б.1б).
Б.6 Процедура визначення вантажопідйомності елемента складається з таких кроків.
А. За формулою (Б.1) обчислюється вантажопідйомність Р, тс, відносно нормативного рухомого навантаження Н-30. Якщо визначена вантажопідйомність Р ≤ 25 тс (83 % від Н = 30 т), це значення і приймається як вантажопідйомність елемента.
Б. Якщо ж визначена вантажопідйомність перевищує 25 тс, за формулою (Б.1) повторно обчислюється вантажопідйомність Р, тс, на цей раз уже відносно нормативного рухомого навантаження Н-40 і саме це останнє значення має прийматись за шукану вантажопідйомність елемента.
Рисунок Б.1 – Схеми тимчасових рухомих навантажень Н-30 та Н-40
Б.7 Гранично-допустиме зусилля в розрахунковому перерізі (Sгр у формулі Б.1) визначається згідно зі вказівками чинних норм проектування мостів (ДБН В.2.3-14). При цьому слід враховувати результати натурного обстеження/випробування, а саме: фактичні розміри конструктивних елементів, фактичні характеристики матеріалів, наявність корозійних чи інших пошкоджень, стан об'єднання елементів, які складають переріз (сталезалізобетон, міцність болтових та заклепкових з'єднань тощо).
Б.8 Розрахункове зусилля від постійного навантаження Snocm визначається з урахуванням всіх можливих діючих постійних навантажень, а саме: власна вага конструкцій, тиск фунту або води, температурне навантаження, зусилля від нерівномірної осадки опор тощо. До розрахунків нормативні значення постійних навантажень вводяться з урахуванням коефіцієнтів надійності відповідно до вказівок чинних норм на проектування мостів.
Б.9 Нормативне постійне навантаження від ваги конструкцій приймається за результатами їх натурних обмірів шляхом визначення ваги конструктивних елементів за їх об'ємом та питомою вагою. Якщо обмірювання конструкцій виконується з точністю, що забезпечує достовірність ±2,5 %, а визначення ваги (маси) конструкцій підтверджено результатами динамічних випробувань, то коефіцієнт надійності γf для всіх елементів дозволяється приймати 1,05 або 0,95 для випадків, які збільшують або зменшують загальне зусилля відповідно.
Б.10 При визначенні навантаження від дії тиску ґрунту або води, температури або нерівномірного осідання опор слід враховувати їх максимальну дію, яку визначають за результатами натурних інструментальних вимірювань, геологічних вишукувань та тривалих спостережень з екстраполяцією імовірного їх збільшення в найближчі 5 років.
Б.11 Розрахункове зусилля в конструкціях від тимчасового навантаження на тротуарах Smp визначається відповідно до вказівок чинних норм на проектування мостів із введенням знижувального коефіцієнта: 0,75 – для споруд на дорогах в населених пунктах; 0,5 – для споруд на заміських дорогах.
Б.12 Розрахункове зусилля в конструкціях від тимчасового навантаження Н-30 або Н-40 Sтим визначається відповідно до вказівок чинних норм на проектування мостів щодо порядку завантаження проїзної частини. Динамічний коефіцієнт (1+μ), коефіцієнт надійності γf та коефіцієнт s кількості смуг застосовуються у вигляді множників до зусилля від нормативного навантаження. Значення вказаних коефіцієнтів приймаються за таблицею Б.2. При завантаженні декількох смуг руху за розрахункове слід брати максимальне значення з усіх можливих варіантів, які визначені з відповідними коефіцієнтами кількості смуг.
Таблиця Б.2 – Розрахункові коефіцієнти
|
Параметр |
Значення параметра |
|
Динамічний коефіцієнт (1+μ) |
де L – довжина частини лінії впливу, яка завантажується, м |
|
Коефіцієнт надійності |
|
|
γ30 |
1,2 |
|
γ40 |
1,2 |
|
Коефіцієнт кількості смуг руху, s |
s1 = 1,0; s2 = 0,9; |
|
|
s3 =0,8; s4 = 0,7 |
ДОДАТОК В
(довідковий)
ВИЗНАЧЕННЯ РЕАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕЗПЕКИ
8.1 Характеристика безпеки визначається, виходячи із математичного очікування реального коефіцієнта запасу:
де – математичне очікування узагальненого опору елемента;
– математичне очікування узагальненого навантаження елемента.
Залежність між характеристикою безпеки та коефіцієнтом / має вигляд:
де VQ – коефіцієнт варіації узагальненого навантаження;
VR – коефіцієнт узагальненої опорності моста.
8.2 Значення математичних очікувань та отримуються через відповідні нормативні значення. У чинних нормативних документах застосовуються значення Qn і Rn зсунуті відносно математичних очікувань:
де Rn, Qn – нормативні значення;
νR, νQ – кількість стандартів, що відділяють нормативну величину відповідної випадкової змінної від її математичного очікування; у чинних нормативних документах νR = νQ =1,64 , що відповідає забезпеченості нормативних характеристик матеріалів UR= 0,95 та нормативних навантажень UQ = 0,05.
В.3 Для зручності обчислень вводяться коефіцієнти переходу від нормативних величин до математичних очікувань. Ці коефіцієнти позначаються літерою В з відповідними індексами:
Необхідні для обчислень коефіцієнти варіації рухомих та постійних навантажень наведено в таблицях В.1 і В.2.
Таблиця В.1 – Коефіцієнти варіації VQ тимчасових рухомих навантажень
|
Тип навантаження |
Випадок застосування |
Коефіцієнти варіації VQ |
|
Візок навантаження АК
|
У розрахунках елементів проїзної частини мостів |
0,17 |
|
|
У розрахунках всіх інших елементів мостів |
0,17 при l < 30м 0,07 при l ≥30м |
|
Рівномірно-розподілене навантаження АК |
У всіх розрахунках конструкцій мостів на вертикальні і горизонтальні дії від рухомого навантаження |
0,24 |
|
Примітка. l – довжина лінії впливу |
Таблиця В.2 – Коефіцієнти варіації VQ постійних навантажень і впливів
|
Навантаження і впливи |
Позначення фактора |
Коефіцієнти варіації VQ |
|
Власна вага |
g1 |
0,033 |
|
Площа поперечного перерізу елемента |
Ared |
0,0237 |
|
Момент опору поперечного перерізу елемента |
Wred |
0,0229 |
|
Ексцентриситет точки фіксації сили попереднього напруження |
en |
0,0167 |
|
Навантаження від ваги проїзної частини і тротуарів автодорожніх мостів |
g2 |
0,170 |
|
Вплив повзучості бетону |
g3 |
0,030 |
У таблицях В.3, В.4, В.5 наведено коефіцієнти варіації складових узагальненого опору елемента.
Таблиця В.3 – Коефіцієнти варіації VR геометричних характеристик поперечного перерізу елемента
|
Навантаження і впливи |
Позначення фактора |
Коефіцієнти варіації VQ |
|
Площа поперечного перерізу елемента |
Ared |
0,0237 |
|
Момент опору поперечного перерізу елемента |
Wred |
0,0229 |
Таблиця В.4 – Коефіцієнти варіації VR арматури залізобетонних елементів
|
Клас арматури |
А-І |
А-ІІ |
А-ІІІ |
A-IV |
A-V |
A-VI |
Ат-ІІІ |
|
Коефіцієнти варіації VR |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,09 |
0,09 |
0,04 |
0,11 |
Продовження таблиці В.4
|
Клас арматури |
Ат-IV |
Ат-IV |
Ат-IV |
А-ІІІв |
Дріт холодного витягу |
Канати |
|
Коефіцієнти варіації VR |
0,08 |
0,07 |
0,08 |
0,06 |
0,08 |
0,05 |
Таблиця В.5 – Коефіцієнти варіації VR міцності бетону
|
Rb,28, МПа |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
≥80 |
|
За умови природного твердіння |
0,159 |
0,129 |
0,105 |
0,082 |
0,066 |
0,054 |
0,051 |
0,051 |
|
За умови теплової обробки |
0,121 |
0,111 |
0,094 |
0,090 |
0,078 |
0,066 |
0,055 |
0,052 |
Для згинальних елементів прогонової будови математичне очікування реального коефіцієнта запасу обчислюється за формулою:
де μR – математичне очікування реального коефіцієнта запасу, обчислюється за даними натурних обстежень;
μg1 – математичне очікування згинального моменту від власної ваги елемента;
μg2 – математичне очікування згинального моменту елемента від другої частини постійного навантаження;
μp – математичне очікування моменту від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначеного на час обстеження, обчислюється за формулою:
де μRb та μRs – згинальні моменти – складові несної здатності перерізу за бетоном та арматурою, обчислені з урахуванням виявлених дефектів елемента;
BRb та BRs – коефіцієнти переходу від нормативних величин до математичних сподівань, обчислені за відповідними коефіцієнтами варіації.
Математичне очікування згинального моменту від власної ваги елемента обчислюється за формулою:
де μg1 – згинальний момент від власної ваги прогонової будови;
BQ,g1 – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування навантаження власної ваги.
Математичне очікування згинального моменту елемента від другої частини постійного навантаження обчислюється за формулою:
де μg2- згинальний момент від другої частини постійного навантаження;
BQ,g2 – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування другої частини постійного навантаження.
Математичне очікування моменту від тимчасового рухомого навантаження обчислюється за формулою:
де μp – згинальний момент від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначений на час обстеження;
BQ,p – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування згинального моменту від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначеного на час обстеження.
В.4 Після визначення математичного очікування реального коефіцієнта запасу (В.5) за виразом (В.2) знаходиться шукана характеристика безпеки, визначена з урахуванням технічного стану елемента в період експлуатації. Виходячи з визначеної характеристики безпеки, класифікується стан моста.
ДОДАТОК Г
(обов'язковий)
АЛГОРИТМ ПРОГНОЗУВАННЯ ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ ЕЛЕМЕНТІВ МОСТІВ
Г.1 Залишковий ресурс елементів моста визначається розв'язанням рівняння (6.1)
де Pi – надійність елемента в i-му експлуатаційному стані;
λ – параметр інтенсивності відмов;
е – постійна, е = 2,718;
t – час.
Г.2 Показник інтенсивності відмов λ елемента знаходиться з рівняння (6.1) як його розв'язок при відомих початкових умовах:
а) надійність елемента в i-му експлуатаційному стані Pi , яку отримано з класифікаційної таблиці дискретних станів;
б) час t (у роках), що пройшов від початку експлуатації елемента до моменту класифікації його дискретного стану.
Г.3 Для практичного використання в таблиці Г.1 наведено розв'язання рівняння (6.1) відносно невідомої λ для станів 2, 3, 4, 5. Кожен із станів (2-4) у таблиці 5.1 поділений на 4 інтервали, для яких знайдено розв'язання при t = 1. Значення λi,t для часу ti > t = 1, через лінійну залежність між λ та t обчислюється за виразом:
