4 ТРАНСПОРТНІ СПОРУДИ 4.1 Загальні положення
4.1.1 Вказівки даного розділу розповсюджуються на проектування нових, капітальний ремонт і реконструкцію існуючих транспортних споруд, в тому числі споруд особливої та підвищеної відповідальності, та на проектування залізничних шляхів I-IV категорій, автомобільних доріг I-IV, Шп і IVп категорій, метрополітенів, швидкісних міських доріг і магістральних вулиць, які пролягають в районах сейсмічністю 7, 8 і 9 балів.
Примітка 1. Виробничі, допоміжні, складські та інші будівлі транспортного призначення належить проектувати за вказівками розділів 2 і 3.
Примітка 2. При проектуванні споруд на залізничних шляхах V категорії та на залізничних шляхах промислових підприємств сейсмічні навантаження допускається враховувати за погодженням з організацією, яка затверджує проект.
Примітка 3. До числа особливо відповідальних транспортних споруд відносять мости через водотоки, віадуки, естакади, тунелі та лавинозахисні галереї завдовжки більше 500 м на дорогах загальної мережі, багатоярусні транспортні розв'язки на міських дорогах, а також будівлі, в яких розташовуються служби та засоби керування роботою крупних вузлів транспортної мережі та мережі доріг у регіонах. Під спорудами підвищеної відповідальності маються на увазі ті ж об'єкти завдовжки від 100 м до 500 м.
Примітка 4. При проектуванні споруд на залізничних коліях і на автомобільних шляхах промислових підприємств сейсмічні навантаження можуть не враховуватися, крім окремих обгрунтованих випадків, які визначає організація, яка затверджує проект.
4.1.2 Крім антисейсмічних заходів, при проектуванні транспортних споруд у відповідних випадках необхідно передбачати інженерні заходи щодо захисту об'єктів від явищ, якими супроводжуються землетруси (тектонічних розривів грунту, зсувів, обвалів, селів, снігових лавин, цунамі, розрідження ґрунту, водно-піщаних і каламутних потоків). Оцінка стійкості схилів у гірській та пагористій місцевості, а також водонасичених пісків на рівнинах повинна виконуватися з урахуванням розрахункової сейсмічної дії.
4.1.3 Розділом встановлюються спеціальні вимоги до проектування транспортних споруд при розрахунковій сейсмічності 7, 8 і 9 балів.
Проекти тунелів і мостів завдовжки 500 м необхідно розробляти, виходячи з розрахункової сейсмічності, що встановлюється за погодженням з організацією, яка затверджує проект, з урахуванням даних спеціальних інженерно-сейсмологічних досліджень.
Розрахункова сейсмічність для тунелів і мостів завдовжки не більше 500 м та інших штучних споруд на залізничних та автомобільних шляхах І-ІІІ категорій, а також на швидкісних міських дорогах і магістральних вулицях приймається рівною сейсмічності майданчиків будівництва, але не більше 9 балів.
Примітка. Сейсмічність майданчиків будівництва тунелів і мостів завдовжки не більше 500 м та інших шляхових штучних споруд, а також сейсмічність майданчиків будівництва насипів і виїмок, як правило, належить визначати на основі даних загальних інженерно-геологічних вишукувань за таблицею 1.1 з урахуванням додаткових вимог, які викладено в 4.1.4.
4.1.4 При вишукуваннях для будівництва транспортних споруд, що зводяться на майданчиках з особливими інженерно-геологічними умовами (майданчики зі складним рельєфом і геологією, русла та заплави річок, підземні виробки тощо) та проектуванні цих споруд великоуламкові грунти маловологі з магматичних порід, що містять до 30 % піщано-глинистого заповнювача, а також піски гравелисті щільні та середньої щільності водонасичені, належить відносити до грунтів Р категорії за сейсмічними властивостями; глинисті ґрунти з показником консистенції 0,25 < IL <, 0,5 при коефіцієнті пористості е < 0,9 для глин і суглинків та е < 0,7 для супісків - до ґрунтів ІІI категорії.
Примітка 1. Сейсмічність майданчиків будівництва тунелів належить визначати в залежності від сейсмічних властивостей ґрунту, в який закладено тунель.
Примітка 2. Сейсмічність майданчиків будівництва опор мостів і підпірних стін з фундаментами мілкого закладання належить визначати в залежності від сейсмічних властивостей ґрунту, розташованого на відмітках закладання фундаментів.
Примітка 3. Сейсмічність майданчиків будівництва опор мостів з фундаментами глибокого закладання, як правило, належить визначати в залежності від сейсмічних властивостей ґрунту верхнього 10-метрового шару, відраховуючи від природної поверхні ґрунту, а при зрізуванні грунту - від поверхні грунту після зрізування. В тих випадках, коли в розрахунку споруди враховуються сили інерції мас ґрунту, що прорізується фундаментом, сейсмічність площадки будівництва встановлюється в залежності від сейсмічних властивостей грунту, розташованого на відмітках закладання фундаментів.
Примітка 4. Сейсмічність майданчиків будівництва насипів і труб під насипами належить визначати в залежності від сейсмічних властивостей ґрунту верхнього 10-метрового шару основи насипу.
Примітка 5. Сейсмічність майданчиків будівництва виїмок допускається визначати в залежності від сейсмічних властивостей ґрунту 10-метрового шару, відраховуючи від контуру укосу виїмки.
4.2 Трасування доріг
4.2.1 При трасуванні доріг у районах сейсмічністю 7,8 і 9 балів, як правило, належить обходити особливо несприятливі в інженерно-геологічному відношенні ділянки, зокрема зони можливих обвалів, зсувів і лавин.
4.2.2 Трасування доріг у районах сейсмічністю 8 і 9 балів по нескельних косогорах при крутизні укосу більше 1:1,5 допускається тільки на основі результатів спеціальних інженерно-геологічних вишукувань. Трасування доріг по декількох косогорах крутістю 1:1 і більше не допускається.
4.3 Земляне полотно та верхня будова шляху
4.3.1 При розрахунковій сейсмічності 9 балів і висоті насипів (глибині виїмок) більше 4 м укоси земляного полотна з нескельних грунтів належить приймати на 1:0,25 пологіше укосів, що проектуються для несейсмічних районів. Укоси крутістю 1:2,25 і менш круті допускається проектувати за нормами для несейсмічних районів.
Укоси виїмок і піввиїмок, розташовані в скельних грунтах, а також укоси насипів велико-уламкових грунтів із вмістом заповнювача менше 20 % від маси, допускається проектувати за нормами для несейсмічних районів.
4.3.2 У разі влаштування насипу під залізницю або автомобільну дорогу І категорії на насичених водою ґрунтах основу насипів належить, як правило, осушити.
4.3.3 У випадку використання для влаштування насипу різних ґрунтів відсипання належить виконувати з поступовим переходом від важких ґрунтів у основі до грунтів більш легких зверху насипу.
4.3.4 При влаштуванні земляного полотна на косогорах основну площадку, як правило, належить розміщувати або повністю на полиці, яка врізана у схил, або цілком на насипу. Протяжність перехідних ділянок повинна бути мінімальною.
4.3.5 При проектуванні залізничного земляного полотна, розташованого на скельному косогорі, належить передбачати заходи щодо захисту шляхів від обвалів. Як захисний захід при розрахунковій сейсмічності 8 і 9 балів належить передбачати влаштування між основною площадкою і верховим укосом або схилом уловлюючої траншеї, габарити якої повинні визначатися з урахуванням можливого об'єму обвалених ґрунтів. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні також можуть використовуватися уловлюючі стіни та інші захисні споруди.
4.3.6 При розрахунковій сейсмічності 8 і 9 балів низовий укіс залізничного насипу, розташованого на косогорі крутіше 1:2, належить укріплювати підпірними стінами.
4.3.7 У районах сейсмічністю 8 і 9 балів залізничні шляхи, як правило, належить укладати на щебеневому баласті.
4.4 Мости
4.4.1 У сейсмічних районах переважно належить використовувати мости балочної системи з розрізними та нерозрізними прогоновими будовами.
4.4.2 Аркові мости допускається використовувати тільки за наявності скельної основи. П'яти склепінь і арок належить обпирати на масивні опори та розташовувати на можливо більш низькому рівні. Надаркову будову належить проектувати наскрізною.
4.4.3 При розрахунковій сейсмічності 9 балів належить, як правило, використовувати збірні, збірно-монолітні та монолітні залізобетонні конструкції опор, у тому числі конструкції зі стовпів, оболонок та інших залізобетонних елементів. Надводну частину проміжних опор допускається проектувати у вигляді залізобетонної рамної надбудови або окремих стовпів, зв'язаних розпірками.
4.4.4 При розрахунковій сейсмічності 7 і 8 балів допускається використовувати збірні, збірно-монолітні та монолітні бетонні опори з додатковими антисейсмічними конструктивними елементами.
4.4.5. Проектами збірно-монолітних бетонних опор із контурних блоків із монолітним ядром необхідно передбачати армування ядра конструктивною арматурою, що замурована в фундамент і в Підфермову плиту, а також об'єднання контурних блоків з ядром за допомогою випусків арматури або іншими способами, які забезпечують надійне закріплення збірних елементів.
4.4.6. При розрахунковій сейсмічності 9 балів проектами мостів із балочними розрізними прогоновими будовами більше 18 м належить передбачати антисейсмічні пристрої для запобігання падінню прогонових будов з опор.
4.4.7 При розрахунковій сейсмічності 9 балів розміри підфермової плити в балочних мостах з розрізними прогоновими будовами завдовжки / > 50 м, як правило, належить призначати такими,
щоб відстань у плані вздовж осі моста від краю площадок для встановлення опорних частин до граней підфермової плити була не менше 0,005/.
4.4.8 Належить передбачати обпирання підошви фундаментів мілкого закладання або нижніх кінців паль, стовпів і оболонок переважно на скельні або великоуламкові грунти, гравійні щільні піски, глинисті грунти твердої та напівтвердої консистенції.
4.4.9 При розрахунковій сейсмічності 9 балів стояки опорних поперечних рам мостів на не-скельних основах повинні мати спільний фундамент мілкого закладання або обпиратися на плиту, яка об'єднує голови всіх паль (стовпів, оболонок).
4.4.10 Підошва фундаментів мілкого закладання повинна бути горизонтальною. Фундаменти з уступами допускаються тільки при скельній основі.
4.4.11 Для середніх і великих мостів пальові опори та фундаменти з плитою, розташованою над грунтом, належить проектувати, використовуючи похилі палі перерізом до 400 мм х 400 мм або діаметром до 600 мм. Фундаменти та опори середніх і великих мостів допускається проектувати також з вертикальними палями перерізом не менше 600 мм ч 600 мм або діаметром не менше 800 мм незалежно від положення плити ростверку та з вертикальними палями перерізом 400 мм х 400 мм або діаметром до 600 мм у випадку, якщо плита ростверку заглиблюється в грунт.
4.4.12 Розрахунок мостів з урахуванням сейсмічних дій належить виконувати на міцність, на стійкість конструкцій і за несучою здатністю ґрунтових основ фундаментів.
4.4.13 При розрахунку мостів належить враховувати спільну дію сейсмічних та постійних навантажень і впливів, вплив тертя в рухомих опорних частинах і навантажень від рухомого складу. Розрахунок мостів з урахуванням сейсмічних дій належить виконувати як за присутності рухомого складу, так і за його відсутності на мосту.
Примітка 1. Спільну дію сейсмічного навантаження та навантаження від рухомого складу не потрібно враховувати при розрахунку залізничних мостів, що проектуються для зовнішніх під'їзних колій і для внутрішніх колій промислових підприємств (за винятком випадків, обумовлених у завданні на проектування), а також мостів, що проектуються для автомобільних доріг IV, ІІІп и IVп категорій).
Примітка 2. Сейсмічні навантаження не потрібно враховувати спільно з навантаженнями від транспортерів і від ударів рухомого складу при розрахунку залізничних мостів, а також з навантаженнями від важких транспортних одиниць (НК-80 і НГ-60), з навантаженнями від гальмування та від ударів рухомого складу при розрахунку автодорожніх і міських мостів.
4.4.14 При розрахунку мостів з урахуванням сейсмічних дій коефіцієнти сполучень пс належить приймати рівними:
- для постійних навантажень і дій, сейсмічних навантажень, які враховуються спільно з постійними навантаженнями, а також із дією тертя від постійних навантажень у рухливих опорних частинах, - 1;
- для сейсмічних навантажень, дія яких враховується спільно з навантаженнями від рухомого складу залізниць та автомобільних доріг, - 0,8;
- для навантажень від рухомого складу залізниць - 0,7;
- для навантажень від рухомого складу автомобільних доріг - 0,3.
4.4.15 При розрахунку конструкцій мостів на стійкість і розрахунку прогонових споруд завдовжки більше 18 м на міцність належить враховувати сейсмічні навантаження, викликані вертикальною та горизонтальною складовими коливань ґрунту, при цьому сейсмічне навантаження, викликане вертикальною складовою коливань ґрунту, належить помножити на коефіцієнт 0,5.
При інших розрахунках конструкцій мостів сейсмічне навантаження, викликане вертикальною складовою коливань грунту, допускається не враховувати. Сейсмічні навантаження, викликані горизонтальними складовими коливань ґрунту, які спрямовані вздовж і поперек осі моста, належить враховувати окремо.
4.4.16 При розрахунку мостів сейсмічні навантаження належить враховувати у вигляді сил інерції частин моста і рухомого складу, які виникають при коливаннях основи, а також у вигляді сейсмічного тиску ґрунту і води.
4.4.17 Сейсмічні навантаження від частин моста і рухомого складу необхідно визначати від-повідно до вимог 2.2.3 даних Норм з урахуванням пружних деформацій конструкцій і основи моста, а також ресор поїзда.
4.4.18 При розрахунку мостів добуток коефіцієнта k1 і а0 слід приймати 0,025; 0,05 і 0,1 відповідно при розрахунковій сейсмічності 7, 8 і 9 балів. Коефіцієнт ві належить визначати за таблицею 2.7 для гірунтів ІІ категорії за сейсмічними властивостями. При визначенні сейсмічного навантаження, яке діє вздовж осі моста, маса залізничного рухомого складу не враховується.
