в ненапряженных пролетных строениях - по величине раскрытия трещин;
в преднапряженных пролетных строениях - по моменту образования трещин.
При определении влияния постоянных нагрузок, приложенных к новым элементам пролетного строения, на напряженное состояние всего пролетного строения учитывают, что перераспределение усилий происходит в течение длительного времени (до затухания ползучести бетона) от двух видов постоянных нагрузок и воздействий:
а) прикладываемых до объединения элементов уширения между собой и со старой частью пролетного строения (собственный вес элементов уширения, силы предварительного напряжения элементов уширения, усадка бетона элементов уширения);
б) прикладываемых после объединения элементов уширения со старой частью пролетного строения (вторая часть постоянной нагрузки в пределах элементов уширения или на всей ширине пролетного строения, если мостовое полотно устраивают в ходе реконструкции заново). Методика учета длительных деформаций изложена в приложении 6.
4.29. Предельные изгибающие моменты и поперечные силы в расчетных сечениях элементов, реконструируемых путем развития сжатой зоны сечения добавлением нового монолитного или сборного бетона и железобетона, следует определять как для элементов сплошного сечения по указаниям СНиП 2.05.03-84, если обеспечена связь нового бетона и железобетона со старым, контролируемая расчетом на сдвиг и отрыв.
При наличии препятствующих отрыву конструктивных связей между старым и новым бетонами, например в виде высокопрочных болтов или арматурных выпусков, в расчетах на сдвиг по контактному шву следует учитывать силы сцепления, равные расчетным сопротивлениям Rb coct по наименее прочному материалу в соответствии с требованиями п. 3.24 СНиП 2.05.03-84. При наличии обжимающих высокопрочных болтов силы сцепления (трения) следует учитывать при обеспечении нормального давления по контактному слою по указаниям приложения 23 СНиП 2.05.03-84 с использованием коэффициента трения f=0,55, а при надлежащей обработке поверхности (вырубка борозд или другие методы создания макрошероховатости f=0,8.
4.30. Для схем уширения с обетонированием конструкций по всей высоте ребра (монолитная железобетонная вставка, см. рис. 3.4) предусматривают дополнительное объединение в зоне диафрагм (штыри, стяжные болты, хомуты) и проверяют расчетом достаточность сцепления на участках между диафрагмами от действия изгибающего момента в поперечном направлении Мизг.п и местной вертикальной нагрузки Nb от НК-80, вызывающей касательные напряжения по плоскости контакта:
, (4.9)
где H - высота стенки; Rь - расчетное сопротивление бетона (по марке бетона существующих конструкций) сжатию (см. табл. 23 СНиП 2.05.03-84 или п. 4.13 настоящей Инструкции).
При несоблюдении требования (4.9) предусматривают специальные меры по передаче касательных и нормальных напряжении с одного элемента на другой (помимо объединения арматурой в зоне диафрагм) - пескоструйная очистка поверхностей, склеивание элементов, более частое расположение тяжей и др.
Если в расчете уширенного пролетного строения геометрические характеристики элементов, объединенных в одну более жесткую балку принимают раздельными (жесткости старого ребра, нового ребра и монолитной вставки) проверку по не выполняют.
4.31. При разработке проекта уширения железобетонных пролетных строений с каркасной арматурой, эксплуатирующихся более 25 лет и срок возможной эксплуатации которых после уширения ограничен 10 годами и менее, допускается производить расчет только на прочность с появлением в арматуре и бетоне элементов (например, в крайних или средних балках и диафрагмах) пластических деформаций:
??s£Rsn; bRbn. (4.10)
4.32. При расчете сталежелезобетонных пролетных строений, уширенных путем добетонирования консолей плит с устройством дополнительных прогонов, учитывают совместную работу прогона с плитой и балками в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84.
Усилия в главных балках от постоянных нагрузок на всех стадиях работы определяют обычными методами. Изгибающий момент от временной нагрузки
M=Mизгk, (4.11)
где Мизг - изгибающий момент, приходящийся на одну главную балку от временной нагрузки, расположенной на оси, проходящей через центр изгиба; k - коэффициент, учитывающий увеличение усилий за счет внецентренного расположения нагрузки поперек моста (в табл. 4.6 приведены значения коэффициента k, полученные с использованием теории стесненного кручения).
Таблица 4.6
|
Требуемый габарит |
Значения коэффициентов для типовых проектов |
|||||||
|
|
ЛГТМ 608/1 |
ЛГТМ 676/1 |
ПСК 43282 км |
ПСК 43019 км |
ПСК 4801 км |
ПСК 43182 км |
ПСК 4793 км |
ГПИ Союздорпроект (расстояние между главными балками 5 м) |
|
Г-10+2ХТ |
1,45 |
1,31 |
1,48 |
1,34 |
1,46 |
1,46 |
1,47 |
1,31 |
|
Г-11,5+2ХТ |
1,61 |
1,42 |
1,64 |
1,46 |
1,62 |
1,61 |
1,58 |
1,37 |
|
Примечание. Коэффициенты приведены для второго расчетного случая согласно п. 2.12 СНиП 2.05.03-84. |
Таблица 4.7
|
Схема решетки продольных связей |
Формулы для определения t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание, l - длина расчетного пролета. |
4.33. Усилия в элементах продольных связей при плоском изгибе от вертикальной нагрузки, воздействующей после включения связей в работу следует определять в соответствии с п. 4.79 СНиП 2.05.03-84.
Усилия N в элементах продольных связей от кручения пролетного строения вертикальной нагрузкой следует определять по формуле
, (4.12)
где d - длина панели; кр - напряжение от крученая на уровне плоскости связей, определяемое по формуле
??кр=(k-1)??w; (4.13)
??w - нормальное напряжение от временной нагрузки в стенке главной балки на уровне плоскости связей от момента, определяемого по п. 4.32; k - коэффициент из табл. 4.6; Е - модуль упругости стали; ??t - характеристика решетки связей, определяемая по формулам табл. 4.7; - усилие от распределенной единичной сдвигающей нагрузки, определяемой по формулам строительной механики.
Расчет на стесненное кручение рекомендуется производить на ЭВМ с применением программы SK (приложение 5).
4.34. При уширении сталежелезобетонных пролетных строений из прокатных балок железобетонными (например, плитными, см. рис. 3.10) с устройством монолитной бетонной вставки во всех случаях прокатные балки связывают арматурой с закладными деталями, устроенными в приставляемых элементах. При проверке прочности средних балок таких конструкций усилия на балки определяют с использованием методов пространственного расчета, приняв жесткость крайней балки равной суммарной приведенной жесткости первой приставляемой балки (плиты), прокатного профиля, бетонной вставки и части железобетонной плиты над этим узлом.
При необходимости предусматривают усиление прокатных балок, например, приваркой дополнительных элементов к стенкам или поясам.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УШИРЕНИЯ ОПОР
4.35. Проектирование уширения опор выполняют после предварительного выбора схем уширения (см. раздел 3) в рамках той группы схем, которая отражена в вариантах проектно-сметной документации: уширение за счет удлинения ригеля или насадки (группа В); развития тела опоры (группа Г); с уширением фундамента (группа Д).
Для устоев используют, как правило, схемы группы Д.
Проверку расчетом уширенных опор выполняют как по материалу конструкции, так и по грунту основания в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84.
4.36. При определении усилий, воздействующих на опоры, нагрузки в продольном и поперечном направлениях следует определять раздельно. При этом следует исходить из того, что на продольные воздействия мост работает как единая система по схеме пролетное строение - опора - фундамент - грунт с учетом объединения разрезных пролетных строений в температурно-неразрезные, переделки опорных частей или установки пролетных строений на резиновые опорные части.
4.37. При проверке расчетом элементов конструкций опор, имеющих дефекты, усилия в ослабленных поперечных сечениях следует определять от опорных реакций при невыгоднейшем расположении внешних нагрузок. В стоечных и многостолбчатых опорах для этого строят линии влияния усилий в поврежденном элементе (ригеле, стойке, плите ростверка). Нагрузку на проезжей части устанавливают таким образом, чтобы опорные реакции балок, расположенных ближе к максимальным ординатам линий влияния усилий, были наибольшие.
4.38. Несущую способность по грунту основания при проверке свайных многорядных фундаментов с висячими сваями следует определять в соответствии с приложением 25 СНиП 2.05.03-84.
Предельную нагрузку, допускаемую на наиболее загруженную сваю-стойку при проверке свайных многорядных фундаментов, определяют в соответствии со СНиП II-17-77. При этом коэффициент надежности kн принимают в зависимости от конструкции фундамента и общего числа свай. Нагрузку определяют расчетом фундамента как свайного ростверка при наиболее невыгодных сочетаниях воздействий как вдоль, так и поперек моста.
Предельную нагрузку для, наиболее нагруженной висячей сваи и сваи-стойки в однорядных промежуточных опорах определяют в соответствии со СНиП II-17-77 при коэффициенте надежности kн=1,75. Нагрузку, передаваемую на сваю поперек оси моста, определяют с учетом перераспределения внешних воздействий между сваями опоры, как в рамной конструкции.
4.39. Несущую способность основания под подошвой проверяемого фундамента мелкого заложения определяют в соответствии со СНиП 2.05.03-84. Если ширина фундамента В??2 м и l/В10 (l и В - соответственно наибольший и наименьший размер подошвы фундамента), то допускается увеличивать расчетное сопротивление грунта до величины 1,2R при соблюдении условия:
,
где L - длина наибольшего из примыкающих пролетов, м, но не менее 25 м; R - расчетное сопротивление грунта, определяемое по приложению 24 СНиП 2.05.03-84; Е - модуль деформации грунта основания (СНиП II-02-01-83); v - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,3 для песков и супесей, 0,35 - для суглинков, 0,32 - для глин; - коэффициент, зависящий от отношения l/b:
l/b.... 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
??.... 0,08 1,08 1,22 1,44 1,61 1,72 1,83 1,92 2,00 2,06 2,12
4.40. Проверку несущей способности гибких конструкций обсыпных устоев допускается производить с учетом работы конструкции в теле насыпи при условии сохранности во время эксплуатации проектных очертаний конуса насыпи.
4.41. Если в результате проверки несущая способность существующего свайного фундамента или однорядной промежуточной опоры не удовлетворяется и необходима добивка новых свай с объединением новой и старой частей конструкции, то следует производить перерасчет конструкции с учетом этих элементов. При этом несущая способность свай новой части конструкции (Рп) должна превышать несущую способность существующих свай в ky раз (табл. 4.8) при коэффициенте консистенции В£0,5 под нижними концами сваи.
4.42. При уширении свайных опор забивкой сваи следует учитывать трение по боковой поверхности висячих свай в соответствии со СНиП II-17-77:
Глубина погружения сваи существующей части
опоры, м............ 4 6 8 10
ky.....………....... 1,35 1,30 1,25 1,20
Допускается предусматривать забивку свай в заранее уширенную насыпь (при уширении обсыпных и массивных устоев). При расчете таких конструкций боковое давление грунта можно не учитывать (расчет ведут как конструкций в упругодеформированной среде).
Таблица 4.8
|
Габарит после уширения |
Натяжение затяжки N, кН, для типовых проектов |
||||
|
|
ПСК 43015 км |
ПСК 4801 км |
ПСК 43182 км |
ПСК 4793 км |
ГПИ СДП |
|
Г-10+2Х0,75 |
200 |
700 |
750 |
1250 |
- |
|
Г-11,5+2Х1,0 |
1100 |
1850 |
1400 |
2400 |
850 |
|
Примечания. 1. Величина N приведена для основного сочетания нагрузок. 2. Для типовых пролетных строений: ЛГТМ 608/1, ЛГТМ 767/1, ПСК 43232 км уширение по группе Б возможно без усиления. 3. Значение N приведено без учета самонатяжения и потерь. |
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
4.43. При уширении ригеля добетонированием с устройством или без устройства кронштейнов обязательна связь арматуры существующей и дополнительных частей или соединение бетонных элементов анкерными стержнями. В случае передачи горизонтального усилия на тело уширяемой опоры через устраиваемую новую стенку торцы ригеля могут не объединяться по арматуре или стержням.
Объединение бетона охватывающих поясов и рубашек со старым бетоном при уширении монолитных опор должно осуществляться установкой через 50 см в шахматном порядке арматурных штырей диаметром не менее 10 мм из арматуры класса A-III и обработкой старой поверхности бетона насечкой.
