ВСН 51-88. Инструкция по уширению автодорожных мостов и путепроводов

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УШИРЕНИЯ МОСТОВ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 4.1. Проектирование уширения мостов ведут в последовательности:

устанавливают требуемый габарит сооружения, а по нему - размер уширения¹;

выбирают схемы уширения, учитывая необходимую степень повышения грузоподъемности сооружения, требования по положению оси сооружения после реконструкции и необходимость максимального использования существующих элементов²;

выполняют необходимые расчеты конструкций по выбранным схемам, производят технико-экономическое сравнение их между собой и с базовым вариантом²;

осуществляют проектирование расчетного, наиболее экономичного варианта³;

_____________

¹ Указывают в задании на проектирование, определяют при разработке ТЭР.

² Выполняют при разработке ТЭР.

³ Выполняют при разработке технического проекта..

4.2. В качестве базового варианта принимают:

новое строительство (полную замену сооружения) при состоянии конструкций опор и пролетных строений, соответствующем оценке «удовлетворительно» и ниже, и фактической грузоподъемностью моста, меньшей требуемой по СНиП 2.05.03-84 на 25% и ниже, независимо от размера уширения; при ином состоянии сооружения замену моста принимают в качестве базового, если при уширении добавляют одну или несколько полос движения;

замену пролетного строения в случаях, не оговоренных выше.

4.3. Габарит реконструируемого сооружения устанавливают по перспективной категории реконструируемого участка дороги, обоснованной соответствующей технико-экономической документацией. При этом требуемый габарит моста принимают по табл. 4.1, учитывая допустимость варьирования шириной полос безопасности, предусмотренной нормативными документами [3, 8].

Размер полосы безопасности ниже максимального принимают при наличии соответствующего обоснования. При отсутствии обосновывающей документации габарит сооружения определяют по перспективной интенсивности движения автомобилей по мосту, учитывая требования по перспективному нормативному приросту интенсивности.

Таблица 4.1

Перспективная категория дороги

Габарит моста, м

Проезжая часть

Полоса безопасности

Ширина ездового полотна, м

V

4,5

0,75-1,0

6,0-7,0

IV

6,0

0,75-1,0

7,5-8,0

III

7,0

1,0-1,5

9,0-10,0

II (две полосы)

7,5

1,0-2,0

9,5-11,5

II (три полосы)

11,25

1,0-2,0

13,25-15,25

I (четыре полосы)

15,0

1,0-2,0

19,0-23,0

4.4. Перспективную интенсивность определяют по данным прироста интенсивности движения на мостовом переходе специальным расчетом с учетом индивидуальных условий функционирования сооружения в процессе эксплуатации (в том числе с учетом измененного тяготения транспортных средств в районе уширенного моста). При отсутствии необходимых данных для такого расчета при средних значениях плотности дорожной сети региона (20-25 км/100 км² площади) используют среднестатистические показатели прироста интенсивности движения автомобилей на мостах К, приведенные в табл. 4.2.

4.5. Габариты тротуаров принимают в соответствии с требованиями строительных норм и правил [8] в зависимости от интенсивности пешеходного движения. Допускается на реконструируемых мостах, находящихся вне населенных пунктов, не устраивать тротуары и служебные проходы при следующих условиях:

Категория дороги....      I, II             III               IV, V

Длина моста, м, до....    15               25               40

Ездовое полотно в этих сооружениях должно ограждаться перилами, совмещенными с ограждающими устройствами парапетного или барьерного типа.

4.6. Выбор схем уширения осуществляют в соответствии с требованиями раздела 3, учитывая данные приложений 2-4 настоящей Инструкции.

При проработке вариантов уширения следует использовать возможность объединения пролетных строений в температурно-неразрезные (ТНПС), что в ряде случаев не только улучшает транспортно-эксплуатационные показатели сооружения, но и снижает расчетное горизонтальное усилие, приходящееся на промежуточные опоры. Объединение в ТНПС может быть осуществлено:

1) только по приставляемым элементам пролетных строений;

2) по накладной железобетонной плите, отделяемой от балок над промежуточными опорами;

3) по стыковым накладкам, расположенным на существующей части и в продольных стыках омоноличивания приставляемых элементов;

4) с помощью продольных тяжей (распорок), закрепленных на ребрах балок.

Таблица 4.2

Тип мостов

Значения K на конец планируемого периода Т для категории автомобильной дороги

I

II

III

IV

V

T=20 лет

Малые

1,014

1,044

1,60

1,410

1,250

Средние

1,044

1,100

1,200

1,510

1,304

Большие

1,100

1,200

1,400

-

-

T=18 лет

Малые

1,012

1,039

1,135

1,342

1,204

Средние

1,039

1,088

1,166

1,419

1,250

Большие

1,088

1,10

1,341

-

-

Т=16 лет

Малые

1,011

1,033

1,106

1,270

1,163

Средние

1,033

1,076

1,134

1,331

1,20

Большие

1,076

1,154

1,283

-

-

T=14 лет

Малые

1,008

1,028

1,083

1,203

1,126

Средние

1,028

1,064

1,106

1,254

1,156

Большие

1,053

1,106

1,181

-

-

Т=12 лет

Малые

-

1,022

1,062

1,150

1,094

Средние

1,022

1,053

1,080

1,186

1,116

Большие

1,053

1,106

1,181

-

-

T=10 лет

Малые

-

1,017

1,043

1,103

1,065

Средние

1,017

1,043

1,058

1,129

1,061

Большие

1,041

1,083

1,138

-

-

T=8 лет

Малые

-

1,011

1,025

1,064

1,041

Средние

1,011

1,029

1,039

1,082

1,051

Большие

1,029

1,059

1,100

-

-

Т=6 лет

Малые

-

-

1,014

1,033

1,021

Средние

-

1,017

1,023

1,044

1,826

Большие

1,017

1,036

1,066

-

-

4.7. При необходимости предусматривают меры по переустройству существующих опорных частей. Допускается объединение пролетных строений, опирающихся на упругие прокладки (из рубероида или резины), в мостах с двумя-четырьмя пролетными строениями при условии замены на устоях опорных частей на РОЧ.

Объединение разрезных пролетных строений в температурно-неразрезанные в свайно-эстакадных мостах производят в соответствии с их разбивкой на секции; в остальных случаях объединяют по три-пять пролетных строений. В отдельных случаях допускается реконструируемые пролетные строения объединять в неразрезные путем омоноличивания надпорных участков (приложение 7).

4.8. При разработке проекта уширения должны быть предусмотрены работы по ремонту или замене элементов с недостаточным сроком службы (гидроизоляция, покрытие, тротуары, деформационные швы и др.). Должны быть также предусмотрены меры, исключающие развитие традиционных повреждений - разрушение защитного бетонного слоя на фасаде железобетонных балок, развитие коррозии арматуры балок, особенно в приопорных участках, коррозии стальных конструкций. В проекте должны эффективно сочетаться мероприятия по уширению моста с усилением и ремонтом отдельных элементов и узлов.

Неустраняемые дефекты, влияющие на несущую способность элементов и грузоподъемность сооружения, должны быть учтены в расчетах.

4.9. В число рассматриваемых в ТЭР вариантов включают сопоставимые схемы, которые обеспечивают достижение требуемой грузоподъемности и долговечности.

Схемы уширения железобетонных пролетных строений оценивают по изгибающим моментам и поперечной силе в балках оставшейся части пролетного строения, используя апробированные пространственные методы расчета (приложение 5). При выборе варианта уширения учитывают, что в ряде случаев может не потребоваться уширение фундамента при симметричном уширении моста. Схемы уширения опор при симметричном уширении проверяют в соответствии с «Методикой ускоренной оценки возможности уширения свайно-эстакадных опор (методика УО)», приведенной в приложении 3.

4.10. При сравнении вариантов между собой и с базовым учитывают усложненные условия производства работ при уширении как пролетных строений (стесненность, увеличенный объем ручных работ, необходимость устройства подмостей, меньшая производительность за счет больших технологических перемещений), так и опор (необходимость расчистки участков у опор от строительного мусора, сложность подачи материалов, малые объемы работ в одном месте, увеличенный объем ручных работ.

НАГРУЗКИ И РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 4.11. Временные нагрузки и воздействия на реконструируемые мосты следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 и с категорией дороги.

4.12. В случае если при реконструкции строят новый мост в новом створе, а существующее сооружение используют в качестве временного на объезде, возможные условия временной эксплуатации существующего сооружения устанавливают на основании расчета его фактической грузоподъемности. При этом в качестве временной нагрузки, на которую проверяют сооружение, принимают реальные обращающиеся на данном участке дороги транспортные средства, относя их при расчете к группе «строительные нагрузки» с соответствующими сочетаниями и коэффициентами надежности (табл. 4 п. 2.1 СНиП 2.05.03-84).

4.13. Расчетные сопротивления стержневой арматуры сохраняемых несущих элементов существующих конструкций определяют по формуле

,                                                           (4.1)

где - R_sn - нормативное сопротивление арматуры, принимаемое по указаниям п. 4.14; g_s - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый по табл. 4.3; m_t - коэффициент условия работы, учитывающий влияние многократного приложения нагрузки и принимаемый по табл. 4.4 (для случаев, не предусмотренных таблицей m_t=1,0).

4.14. За нормативные сопротивления R_sn стержневой арматуры принимают минимальные гарантируемые (с надежностью 0,95) значения предела текучести, физического или условного (равного значению напряжении, 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 частности для арматурной стали периодического профиля марки Ст5 по ГОСТ 5781-51, ГОСТ 5781-53 и ГОСТ 5781-58 браковочный минимум нормативного сопротивления следует принимать равным R_sn=280 МПа, a для сталей выпуска после 1961г. - 300 МПа.

4.15. Расчетные сопротивления арматуры несущих элементов существующих конструкций для предельных состояний первой группы в необходимых случаях снижаются (или повышаются) путем умножения на соответствующий коэффициент условий работы по указаниям СНиП 2.05.03-84.

Расчетные сопротивления сжатию R_sc ненапрягаемой арматуры классов A-I, A-II, A-III следует принимать равным расчетным сопротивлениям этой арматуры растяжению R_s.

Таблица 4.3

Марка стали

Коэффициент надежности по арматуре при расчете конструкций по предельным состояниям группы

первой

второй

Стержневая классов:

A-I, A-II, А₀-II

1,10

1,0

A-III диаметром, мм:

6-8

1,16

1,0

10-40

1,13

1,0

A-IV диаметром 10-32 мм

1,26

1,0

A-V диаметром 10-32 мм

1,31

1,0

А_т-IV диаметром 10-28 мм

1,26

1,0

А_т-V диаметром, мм:

10-14

1,21

1,0

16-28

1,31

1,0

А_т-IV диаметром, мм:

10-14

1,26

1,0

16

1,31

1,0

Таблица 4.4

Элемент сооружения и тип арматуры

Коэффициенты условия работы для мостов постройки

до 1951г.

1951-1961гг.

1962-1975гг.

Плита в сталежелезобетонных и плита и диафрагмы в ребристых пролетных строениях с арматурой:

гладкой

0,85

0,90

0,95

периодического профиля

0,90

0,95

0,98

Пролетные строения (балки, плиты) с основной арматурой:

гладкой

0,90

0,90

0,95

периодического профиля

0,95

0,98

1,00

Таблица 4.5

Сталь

Переходный коэффициент n_х для элементов

подверженных действию осевых сил

изгибаемых

Углеродистая