Страница 2: ВСН 32-89. Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов (46713)

1.16. Грузоподъемность пролетного строения принимают по наиболее слабому несущему элементу (главной балке, плите проезжей части, диафрагме).

Усилия определяют только в основных расчетных сечениях элементов и сечениях с дефектами, снижающими несущую способность пролетного строения.

1.17. При определении грузоподъемности пролетных строений коэффициенты надежности  для временных подвижных вертикальных нагрузок, сочетания нагрузок динамические коэффициенты  и коэффициенты , учитывающие воздействие нагрузки с нескольких полос движения, принимают:

для эталонной автомобильной нагрузки в виде колонны автомобилей как для тележки нормативной нагрузки по СНиП 2.05.03-84;

для эталонной автомобильной нагрузки в виде схемы АК по СНиП 2.05.03-84;

для эталонной тяжелой одиночной нагрузки как для НК-80 по СНиП 2.05.03-84.

1.18. В случае разрушения покрытия проезжей части или наличия на нем неровностей, а также порожков около деформационных швов и в местах сопряжения с насыпью повышенные значения динамических коэффициентов устанавливают по результатам испытания сооружения под динамическими нагрузками или согласно указаниям пп. 1.19-1.21.

1.19. При разрушении покрытия на всей длине проезжей части с периодически повторяющимися выбоинами и наплывами и глубине разрушения не менее 50 мм значения динамических коэффициентов принимают следующими:

для автомобильной нагрузки при скорости движения 60 км/ч и более =1,7 (для главных балок и плитных пролетных строений); =2,0 (для плиты проезжей части и диафрагм); для автомобильной нагрузки при скорости движения до 30 км/ч =1,5 (для всех случаев); для остальных скоростей движения - интерполяцией;

для тяжелой одиночной нагрузки =1,15 (для главных балок); =1,45 (для плиты проезжей части и диафрагм).

1.20. При единичных выбоинах (ямах, наплывах, порожках) глубиной до 100 мм динамические коэффициенты имеют следующие значения: для автомобильной нагрузки =1,4 для главных балок и плитных пролетных строений; =1,7 для плиты проезжей части и диафрагм;

для тяжелой одиночной нагрузки см. п. 1.19.

1.21. Если стрела прогиба проезжей части от собственного веса (по оси полосы движения) f на участке между опорами превышает значения , приведенные в табл. 2, то динамический коэффициент следует определять по формулам:

для автомобильных нагрузок

;

для одиночной нагрузки

.

где l - длина пролетного строения, м;  - коэффициент, учитывающий увеличение динамического воздействия, принимаемый равным 1,5 при  и 2.0 при .

Таблица 2

*При f > 0,12l движение грузовых автомобилей по мосту должно быть запрещено из условия безопасности.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ

2.1. Предельные усилия  в расчетных сечениях несущих элементов по условиям достижения предельных состояний первой и второй групп при известном армировании определяют по указаниям СНиП 2.05.03-84 с учетом дефектов, снижающих несущую способность (обрывы, погнутость и коррозия стержней арматуры, уменьшение площади сжатой зоны бетона). Дефекты учитывают путем натурных измерений сечений или введения коэффициентов условий работы по п. 2.5.

2.2. В монолитных мостах к предельным изгибающим моментам в расчетных сечениях элементов, таких, как плита, продольные и поперечные балки вводят повышающий коэффициент условий работы  (учитывающий арочный эффект), значения которого следующие:

Для плиты проезжей части при соотношении сторон ................. 1,25

То же, при отношении короткой стороны к длинной .......................... 1,10

Для средних пролетов многопролетных поперечных и продольных вспомогательных балок.................................................................................................. 1,2

Для однопролетных поперечных балок и крайних пролетов многопролетных поперечных и продольных вспомогательных балок................................................... 1,1

2.3. В элементах пролетных строений из обычного железобетона, запроектированных до введения в действие СНиП II-Д.7-62, предельные по прочности изгибающие моменты в расчетном сечении при отсутствии данных об армировании (кроме типа арматуры) определяют по формуле

где  - расчетный изгибающий момент в сечении по нормам года проектирования (см. пп. 2.6-2.10);  - расчетное сопротивление арматуры по п. 2.11;  - допускаемое напряжение на растяжение для арматуры по нормам года проектирования (табл. 3);  - коэффициент, учитывающий дефекты по п. 2.5; при их отсутствии =1,0;  - коэффициент условий работы, учитывающий арочный эффект по п. 2.2.

Таблица 3

Примечание. Для других типов стали

2.4. В опорных сечениях изгибаемых элементов пролетных строений из обычного железобетона, запроектированных до введения в действие СНиП II-Д.7-62, предельную по прочности поперечную силу определяют по формуле

,

где, ,  - допускаемые напряжения на отгибы и хомуты по нормам года проектирования для арматуры соответствующего типа; h - высота поперечного сечения элемента;  - угол, рад, принимаемый соответственно для балок π/4 и плит π/6; с=γh - длина проекции критического наклонного сечения (принимают не более 2h);

;

;

 - поперечная сила, передаваемая на бетон;

;

, - поперечная сила, передаваемая на отгибы и хомуты, определяемая по табл. 4;

- коэффициент, учитывающий дефекты по п. 2.5;

,  - по СНиП 2.05.03-84.

Таблица 4

Примечание. Q - полная поперечная сила в расчетном сечении по нормам года проектирования.

2.5. Коэффициенты условий работы, учитывающие дефекты, определяют по формулам:

;

 - при учете коррозии арматуры;

 - при учете обрыва стержней;

 - при учете погнутости стержней;

- при учете дефектов сжатой зоны бетона.

где d - диаметр арматуры; n - число стержней арматуры; ,  - число оборванных и погнутых стержней; l - стрелка выгиба арматуры; z1, z - плечи внутренней пары с учетом дефектов в сжатой зоне бетона и без их учета; δ - глубина коррозии стержня.

2.6. Изгибающий момент  и поперечную силу Q, соответствующие нормам года проектирования, определяют как максимальные расчетные усилия от всех основных сочетаний вертикальных постоянных и временных нагрузок, принятых по нормам года проектирования. Усилия, определяемые от сочетаний в которых учитывается гусеничная или колесная нагрузка по нормам 1931-1953 гг., следует уменьшать в 1,3 раза.

2.7. Нагрузку от собственного веса бетонных и железобетонных элементов вычисляют с учетом данных по плотности бетона и железобетона в кг/м3 (табл. 5).

Таблица 5

2.8. Схемы и параметры временных подвижных вертикальных нагрузок, а также правила их установки, коэффициенты полосности и динамический принимают по нормам соответствующего года проектирования. Сведения о действовавших нормах проектирования приведены в прил. 3.

2.9. При отсутствии данных о проектных нагрузках, допустимых напряжениях и времени проектирования из архивных и других источников устанавливают год окончания строительства. Для установления года проектирования от года окончания строительства отнимают: для малых мостов 2-3 года; средних мостов 3-4 года; больших мостов 4-5 лет. Если год проектирования совпадает с годом замены норм, в расчет принимают данные, определяющие меньшее значение усилий (, Q).

2.10. Если в нормах приведены два класса временных нагрузок (например, Н-8 и Н-10, НГ-30 и НГ-60), а сведения о действительно заложенной в проекте нагрузке отсутствуют, при расчете несущей способности следует принимать из двух более легкую нагрузку. Для мостов постройки до 1948 г. применение нагрузки Н-13 должно быть обосновано документальными данными. При отсутствии их в расчет вводят нагрузку Н-10.

2.11. Расчетные сопротивления стержневой и высокопрочной арматуры растяжению и сжатию принимают по СНиП 2.05.03-84 для предельных состояний первой и второй групп. Если для стержневой арматуры на момент строительства по соответствующему стандарту браковочный минимум предела текучести был принят ниже чем по СНиП 2.05.03-84 (как правило, по стандартам до 1961 г.), то расчетные сопротивления этой арматуры растяжению определяют для предельных состояний первой и второй групп по формуле

,

где  - нормативное сопротивление арматуры, принимаемое по указаниям п. 2.12;  - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый для предельных состояний по первой группе: для класса арматуры А-I, А-II, Ас-II и А-III (при Ø 6-8 мм) - 1,16; для класса арматуры А-III (при Ø 10-40 мм) - 1,13; для класса арматуры A-IV и Ат- IV - 1,26; для предельных состояний по второй группе 1,0.

2.12. За нормативные сопротивления  стержневой арматуры, высокопрочной проволоки и арматурных канатов принимают минимальные гарантируемые (с надежностью 0,95) значения предела текучести (физического или условного, равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%).

Указанные минимальные гарантируемые значения предела текучести определяют по стандартам, приведенным в технической документации, а при отсутствии ее - по стандартам, соответствующим году проектирования. В соответствии с отмененными ГОСТ 5781-51, ГОСТ 5781-53 и ГОСТ 45781-58 арматурная сталь периодического профиля марки Ст5 (в настоящее время класс А-II) имеет браковочный минимум предела текучести =274 МПа (2800 кгс/см2), а с 1961 г. - 294 МПа (3000 кгс/см2).

Значения допускаемого напряжения или расчетного сопротивления арматуры определяют также по нормам, соответствующим году проектирования (см. табл. 3).

2.13. Количество, расположение и класс арматуры в несущих элементах определяют по технической документации. Если документация отсутствует, то по геометрическим параметрам пролетного строения определяют его принадлежность к тому или иному типовому проекту. Если одни и те же геометрические параметры пролетного строения отвечают нескольким типовым проектам или нескольким вариантам армирования в одном типовом проекте, вскрывают арматуру или необходимые данные устанавливают методами интроскопии.

2.14. Марку бетона определяют по технической документации; если документация отсутствует, то по соответствующим типовым проектам или нормам, соответствующим году проектирования (см. табл. 3). При отсутствии проектных и других данных по бетону его расчетные сопротивления определяют на основании изучения прочностных свойств неразрушающими методами (молотка Шмидта, Кашкарова, методом вырыва и др.) по стандартам, действующим на период обследования. Класс бетона по прочности, коэффициент надежности принимают по СНиП 2.05.03-84 для действительной марки бетона.

2.15. Степень поражения арматуры коррозией устанавливают:

при ширине раскрытия трещин 0,5 мм и более прямым измерением со вскрытием защитного слоя выборочно в местах расчетных сечений;

при ширине раскрытия трещин менее 0,5 мм косвенным методом по графику (рис. 3) с экстраполяцией в необходимых случаях, принимая при этом за момент образования трещины год постройки моста.

Рис. 3. Развитие коррозии арматуры в трещинах железобетонных конструкций (цифры на кривых - раскрытие трещин в миллиметрах: h - глубина коррозии, Т - время)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ ОТ ВРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК

3.1. Если грузоподъемность пролетного строения выражается через эталонную автомобильную нагрузку, то допустимые значения расчетных усилий от временных нагрузок вычисляют по формуле

,                                                 (3.1)