Дополнительные указания по конструированию предварительно напряженных железобетонных элементов

7.169 Для новых и реконструируемых с заменой пролетного строения мостов располагать напрягаемую арматуру в открытых каналах запрещается.

Для предварительно напряженных монолитных пролетных строений следует, как правило, применять пучки из одного, четырех, семи, двенадцати и девятнадцати арматурных канатов К7 диаметрами 15,2 и 15,7 мм. При соответствующем обосновании могут применяться пучки из большего числа канатов. При этом к расчетному сопротивлению арматуры следует вводить коэффициент условий работы 0,95.

Напрягаемые арматурные элементы допускается стыковать специальными устройствами - куплерами. В местах расположения стыков пучков необходимо обеспечивать подвижность куплера относительно бетона при натяжении арматуры.

Элементы систем преднапряжения - концевые и внутренние анкеры, стыковые устройства, закладные детали, узлы передачи усилий с анкера на бетон, включая арматуру косвенного армирования, защитные кожухи, неизвлекаемые каналообразователи и др. - следует применять в соответствии с разработанными техническим условиями после всестороннего исследования работы конструкций и сертификационных испытаний.

7.170 Предварительно напрягаемые арматурные элементы монолитных пролетных строений (с натяжением на бетон) необходимо располагать в закрытых каналах, размещаемых, как правило, в пределах бетонной части поперечного сечения. После натяжения арматуры каналы следует инъецировать цементно-водным раствором, обеспечивающим защиту арматуры от коррозии и сцепление ее с основной конструкцией.

Параметры каналообразователей рекомендуется назначать в соответствии со значениями, указанными в таблице 7.31.

При устройстве каналов с неизвлекаемыми каналообразователями рекомендуется применять неоцинкованные гибкие стальные рукава и гофрированные трубы. При этом материал заполнения каналов должен исключать увеличение его объема при замораживании, а величина защитного слоя бетона должна быть на 1 см более указанной в таблице 7.29.

Таблица 7.31

Число канатов К1400 в пучке по ГОСТ 13840	Максимальное контролируемое усилие в пучке, кН	Минимальный радиус перегиба1, 3, 4, м	Минимальное расстояние от анкера до начала перегиба1, м	Внутренний диаметр каналообразователя2, мм
		2,5	0,80	25-30
		2,5	0,80	50-60
		3,0	0,80	60-70
		4,0	1,00	80-90
		5,5	1,20	95-110
1 При другом контролируемом усилии принимать по интерполяции. 2 При другой площади пучка принимать по интерполяции. 3 При углах перегиба в пределах одной кривой свыше 90° следует увеличивать в 3 раза, свыше 180° - в 6 раз, промежуточные значения - по интерполяции. 4 Для каналообразователей из металлических труб или иных стальных огибающих приспособлений допускается уменьшать в 2 раза (с учетом примечания 3).

Неизвлекаемые каналообразователи из гладких стальных труб допускается применять только на коротких участках в стыках между сборными блоками составных по длине конструкций и в местах перегибов малого радиуса или больших углов перегиба и анкеровки напрягаемой арматуры. Муфты и сопряжения неизвлекаемых каналообразователей допускается изготавливать из полимерных материалов.

Для обеспечения сцепления бетона омоноличивания в открытых каналах с бетоном предварительно напряженного элемента рекомендуется предусматривать:

выпуски из тела бетона предварительно напряженных элементов арматурных стержней или концов хомутов с шагом не более 10 см;

покрытие очищенной поверхности бетона, примыкающей к бетону омоноличивания, и напрягаемой арматуры цементным коллоидным или полимерцементным клеем;

применение для омоноличивания бетона, имеющего водоцементное отношение не более 0,4;

покрытие наружной поверхности бетона омоноличивания противоусадочным пароизолирующим составом.

Закладные изделия

7.171 Закладные изделия из отдельных листов или фасонных профилей с приваренными к ним втавр или внахлестку анкерными стержнями из арматурных сталей класса А300 или А400 диаметром не более 25 мм должны проектироваться в соответствии с требованиями ГОСТ 19292. Сварные соединения должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 14098 и ГОСТ 10922.

7.172 Закладные изделия не должны разрезать бетон. Длину растянутых анкеруемых стержней, заделываемых в бетон, следует принимать в зависимости от напряженного состояния бетона в направлении, перпендикулярном анкеруемым стержням.

Если от постоянно действующих нагрузок (при коэффициенте надежности по нагрузке, равном 1) в зоне анкерных стержней возникают сжимающие напряжения σ_bc, наибольшие значения которых отвечают условию

(7.108)

то длина заделки стержней должна составлять не менее:

при стержнях из арматуры периодического профиля - 12 d (d - диаметр стержня);

при стержнях из гладкой арматуры - 20 d, но не менее 25 см.

Если напряжения в бетоне σ_bc в зоне заделки не отвечают приведенному выше условию или характер напряжений не установлен, то длина заделки растянутых арматурных стержней должна приниматься не менее:

при классе арматурной стали А300 - 25 d;

то же, А400 - 30 d.

Длина заделки растянутых анкерных стержней может быть уменьшена посредством приварки на концах стержней плоских металлических элементов или устройством на концах стержней головок, высаженных горячим способом. При этом диаметр головок должен быть не менее:

при арматуре из стали класса А300 - 2 d;

тоже, А400 - 3 d.

В этих случаях длина заделки анкеруемого стержня определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона и принимается не менее 10 d.

7.173 Отношение толщины δ плоского стального элемента закладной детали к диаметру d анкерного стержня этой детали (δ / d) следует принимать равным при сварке:

а) автоматической, втавр под флюсом - не менее:

0,55-0,65 - для арматуры класса А300;

0,65-0,75 - то же, А400;

б) ручной, втавр под флюсом - не менее 0,75 для всех классов арматуры;

в) ручной, в раззенкованное отверстие - не менее:

0,65 - для арматуры класса А300;

0,75 - то же, А400;

г) дуговой, внахлестку фланговыми швами - не менее 0,3 для арматуры всех классов.

Конструирование опор

7.174 Элементы опор железнодорожных мостов, находящиеся в зонах возможного замерзания воды (свободной или имеющейся в грунте), должны иметь сплошное сечение.

В опорах автодорожных и городских мостов допускается в указанных зонах применение железобетонных элементов в виде полых свай-оболочек при обеспечении мер (например, дренажных отверстий) против образования в стенках оболочек трещин от силового воздействия замерзающей воды и льда во внутренних полостях оболочек.

7.175 В пределах уровня ледохода телу опоры следует придавать форму с учетом направления воздействия ледохода.

Сопряжение граней опоры следует делать по цилиндрической поверхности радиусом 0,75 м. При надлежащем обосновании этот радиус может быть уменьшен до 0,3 м.

7.176 На реках, расположенных в районах, где среднемесячная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца минус 20°С и ниже, промежуточные опоры (включая и железобетонные) мостов допускается выполнять из бетона без специальной защиты поверхности.

Для русловых опор мостов на реках с интенсивным перемещением речных наносов (количество взвешенных наносов более 1 кг в 1 м³ потока и скорость течения более 2,5 м/с) опоры со стойками из свай-столбов или свай-оболочек следует применять со специальной защитой (металлические оболочки-бандажи, изготовленные из износостойкого бетона и др.) в зонах движения наносов. Массивные опоры могут применяться без дополнительной защиты их поверхностей.

Поверхности промежуточных бетонных, железобетонных опор мостов, расположенных в районах, где среднемесячная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца ниже минус 20°С, а также, как правило, опоры на реках, вскрывающихся при отрицательных среднесуточных температурах наружного воздуха, должны быть облицованы в пределах зоны переменного уровня ледохода. При этом толщина, а также высота облицовочных блоков должны быть не менее 40 см. Армирование облицовочных блоков следует применять в том случае, если это требуется по условиям их транспортирования и заанкеривания на отрывающее воздействие льда.

Ширина заполняемых раствором вертикальных швов должна быть 2,5 ±0,5 см, а горизонтальных - 1 ±0,5 см.

7.177 При отсутствии бетонных облицовочных блоков должного качества допускается при технико-экономическом обосновании применение для опор облицовки из естественного морозостойкого камня с прочностью на сжатие не ниже 59 МПа, при мощном ледоходе - не ниже 98 МПа. Конструкция облицовки из естественного камня должна обеспечивать возможность ее изготовления индустриальными методами.

7.178 Соединение железобетонных стоек и элементов опор с ригелем (насадкой) допускается осуществлять омоноличиванием арматурных выпусков в нишах или отверстиях. При этом стенки башмаков стаканного типа должны быть армированы из расчета на воздействие продольных и поперечных сил.

Длина арматурных выпусков, заводимых в нишу или отверстие, должна быть не менее 20 диаметров стержней, а бетон стойки или сваи не должен заходить в ростверки или ригели более чем на 5 см.

7.179 Для массивных опор и устоев следует предусматривать устройство железобетонных оголовков толщиной не менее 0,4 м.

Участки элементов (ригелей, насадок и т.п.) в местах передачи на них давления от пролетных строений должны быть армированы дополнительной косвенной арматурой, требуемой по расчету на местное сжатие (смятие). На этих участках, а также под монолитными стыками пролетных строений и на оголовках опор не должно быть мест, где возможен застой попадающей воды.

В местах расположения деформационных швов верхнему слою бетона на опорах следует придавать уклоны (не менее 1:10), обеспечивающие сток воды.

Уклон верха оголовков и ригелей опор должен выполняться одновременно с их бетонированием.

7.180 Нагрузку от опорных частей пролетных строений при наличии уклонов на верхней поверхности массивных опор, а для железнодорожных мостов - во всех случаях следует передавать на железобетонные подферменные площадки. Высота этих площадок должна обеспечивать возвышение их верхней грани над опорой не менее чем на 15 см.

Расстояние от нижних плит опорных частей до боковых граней подферменных площадок или до боковых граней железобетонных элементов (ригелей, насадок и т.п.) должно быть не менее 15 см.

Расстояние от граней подферменных площадок до граней оголовка следует назначать с учетом возможности установки домкратов для подъема концов пролетных строений и принимать не менее, см:

а) вдоль моста:

при пролетах от 15 до 30 м - 15;

при пролетах от 30 до 100 м - 25;

при пролетах свыше 100 м - 35;

б) поперек моста:

при закругленной форме оголовка от угла подферменной площадки до ближайшей грани оголовка - не менее указанных в «а»;

при прямоугольной форме оголовка не менее, см:

для плитных пролетных строений - 20;

для всех пролетных строений, кроме плитных, при опорных частях:

резиностальных - 20;

плоских и тангенциальных - 30;

Катковых и секторных - 50.

7.181 Применение железобетонных конструкций в опорах допускается для мостов, расположенных на суходолах, для путепроводов, виадуков и эстакад, на водотоках - при условии армирования стержневой арматурой и защиты поверхности от возможных механических повреждений. В опорах на водотоках применение напрягаемой проволочной арматуры не допускается.

Железобетонные элементы опор в пределах водотоков надлежит защищать от истирания льдом и перемещающимися донными отложениями, от повреждений при навале судов или плотов, а также от механических повреждений, возможных в случае заторов бревен при молевом способе сплава. В качестве защитных мероприятий рекомендуется применять бетон с повышенной износостойкостью, увеличивать толщину защитного слоя бетона железобетонных элементов, а при особо тяжелых условиях (мощном ледоходе и карчеходе) допускается применять покрытие железобетонных элементов стальными листами. Необходимость защиты или ее способ в каждом отдельном случае в зависимости от конкретных условий водотока предоставляется выбирать проектной организации.

Гидроизоляция конструкций

7.182 Все внутренние поверхности балластных корыт пролетных строений железнодорожных мостов и устоев, в автодорожных мостах - вся ширина пролетного строения (включая тротуары), переходные плиты, а также засыпаемые грунтом поверхности устоев, водопропускных труб (лотков) должны быть защищены изоляцией, препятствующей проникновению воды к защищаемым поверхностям бетона.

7.183 Гидроизоляция должна быть: водонепроницаемой по всей изолируемой поверхности; водо-, био-, тепло-, морозо- и химически стойкой; сплошной и неповреждаемой при возможном образовании на изолируемой поверхности бетона трещин с раскрытием, принятым в нормах проектирования; прочной при длительных воздействиях постоянной и временной нагрузок и возможных деформациях бетона, а для труб - при наличии давления грунта насыпи и гидростатического давления воды; герметичной в местах перекрытия строповочных отверстий и в сопряжениях с бортиками балластных корыт, а также с водоотводными и ограждающими устройствами, конструкциями деформационных швов, тротуарными блоками, карнизами, перилами, столбами и т.п.

7.184 Конструкцию гидроизоляции и применяемые для ее устройства материалы следует принимать исходя из требований обеспечения эксплуатационной надежности гидрозащиты в интервале температуры наружного воздуха в районе строительства (по СНиП 23-01) от абсолютной максимальной до средней наиболее холодных суток.

При назначении гидроизоляции балластных корыт и проезжей части пролетных строений мостов, устоев, водопропускных труб должны учитываться также другие особенности климатических условий в районе строительства.

7.185 Выравнивающий слой следует выполнять из бетона на мелком заполнителе. Класс бетона по прочности на сжатие следует принимать для мостов не ниже В25 и для труб - не ниже В20.

Если в составе дорожной одежды ездового полотна предусматривается выполнение бетонного защитного слоя, то его следует армировать. Применение плетеных сеток для армирования защитного слоя не допускается.

7.186 Допускается применение других типов гидроизоляции пролетных строений, устоев мостов и водопропускных труб, отвечающих требованиям 7.183 и 7.184.

Стальные конструкции

Общие положения

8.1 Тип исполнения стальных пролетных строений, опор и труб в зависимости от значения расчетной минимальной температуры следует назначать в соответствии с таблицей 8.1.

Таблица 8.1

Расчетная минимальная температура, °С	Тип исполнения
До минус 40 включительно	Обычное
Ниже минус 40 до минус 50 включительно	Северное А
Ниже минус 50	Северное Б

8.2 При проектировании стальных конструкций мостов необходимо:

выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы, системы и конструкции пролетных строений и опор, рациональные и эффективные сечения элементов, профили проката и марки сталей;

обеспечивать технологичность конструкций при заводском изготовлении и монтаже;

предусматривать унификацию деталей, узлов, соединений, отправочных марок, профилей проката с минимальной номенклатурой и минимальными отходами при раскрое;

применять отправочные марки и укрупненные монтажные блоки максимальной заводской готовности с минимальными объемами работ по образованию соединений на монтаже;

назначать допуски на линейные размеры и геометрическую форму отправочных марок исходя в первую очередь из обеспечения беспрепятственной и нетрудоемкой собираемости конструкций на монтаже;

предусматривать применение наиболее надежных экономичных и нетрудоемких заводских и монтажных соединений: сварных, фрикционных, болтовых, шарнирных и комбинированных (фрикционно-сварных и болтосварных);

обеспечивать возможность осмотра, очистки, окраски и ремонта конструкций; исключать в элементах, узлах и соединениях зоны, в которых возможно скопление воды и других загрязнений;

предусматривать дренажные отверстия в местах скопления воды, проветривание внутренних зон и герметизацию полностью замкнутых профилей, элементов и блоков;

указывать в документации КМ: марки сталей и требования к ним в соответствии с действующими нормативными документами; типы и размеры заводских и монтажных сварных соединений, участки сварных швов с полным проплавлением толщины детали; угловые швы с роспусками; способы защиты от коррозии. Документация КМ должна содержать все данные для заказа металлопроката, метизов, деформационных швов, опорных частей, защитных и гидроизоляционных материалов.

8.3 Сечения элементов стальных мостовых конструкций должны быть оптимальными из условий расчета их на прочность, устойчивость, выносливость и деформативность.

При проектировании стальных мостов с пролетами более 100 м следует предусматривать поперечные сечения пролетных строений и конструкции барьерных удерживающих ограждений, обеспечивающие наилучшее обтекание ветровым потоком.

Материалы и полуфабрикаты

8.4 В стальных конструкциях мостов со сварными, фрикционными, болтовыми, комбинированными фрикционно-сварными, фланцевыми и шарнирными соединениями в обычном и северном исполнениях следует применять:

а) для элементов из прокатного металла (сталь в соответствии с таблицей 8.2) допускается применять сталь марок, не указанных в таблице 8.2, в том числе высокопрочных наноструктурированных, после проверки в опытных конструкциях в порядке, предусмотренном законодательством Российской Федерации в области технического регулирования и санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Расчетные характеристики в этом случае следует определять в соответствии с 8.8;

б) сварочные материалы для заводских и монтажных цельносварных и комбинированных соединений - по указаниям [2] и [3];

в) высокопрочные болты, гайки и шайбы - по ГОСТ Р 52643, ГОСТ Р 52645, ГОСТ Р 52646, ГОСТ Р 53664;

г) стальное литье группы 3, марок 25Л, 30Л, 35Л, 20ГЛ, 20ФЛ, 35ГЛ по ГОСТ 977 - для литых элементов мостовых конструкций, в том числе опорных частей;

д) поковки группы IV по ГОСТ 8479 - для шарниров-болтов, шарниров-осей, катков, валков - следующих категорий прочности и марок сталей:

КП275 из стали марок 40^*, 45^* по ГОСТ 1050 в нормализованном состоянии;

КП315 из стали марки 40Х^* по ГОСТ 4543 в нормализованном состоянии;

КП345 из стали марки 40Х по ГОСТ 4543, закалка плюс отпуск;

КП590, КП640, КП785 из стали марки 40ХН2МА по ГОСТ 4543, закалка плюс отпуск.

8.5 Для подвижных катковых и валковых опорных частей прокладные листы под катки следует изготавливать из высокопрочных легированных сталей марок 40ХН2МА по ГОСТ 4543, 12ХГН2МА по [4], 17ХГН2МФБТ по [5]. Допускается прокатный лист из стали 09Г2С по ГОСТ 19281 с наплавкой рабочих поверхностей проволокой марки Св-20Х13 по ГОСТ 2246.

8.6 Для висячих, вантовых и предварительно напряженных пролетных строений в обычном и северном исполнениях следует применять:

стальные витые канаты с металлическим сердечником, подвергнутые предварительной вытяжке усилием, равным половине установленного государственными стандартами или техническими условиями разрывного усилия каната в целом (или половине агрегатной прочности);

пучки и канаты из параллельных оцинкованных проволок по [6];

листовой, широкополосный универсальный и полосовой прокат из свариваемых сталей классов прочности от 390 до 590 - для цепных висячих и вантовых мостов;

сплав марки ЦАМ9-1,5Л по ГОСТ 21437 - для заливки концов стальных канатов в анкерах;

стали 09Г2С-14 по ГОСТ 19281; 20-б-Т и 45-б-Т по ГОСТ 1050 в нормализованном состоянии - для деталей анкеров стальных канатов;

листы по ГОСТ 21631^* или ленты по ГОСТ 13726 толщиной не менее 1 мм из алюминия марок АД и АД1 по ГОСТ 4784 - для прокладок между стальными канатами, а также между канатами и деталями анкеров, отклоняющих устройств, сжимов, хомутов подвесок. Для исключения электрохимической коррозии контактирующие с алюминием стальные канаты и стальные детали указанных выше устройств должны быть защищены покрытиями из цинка или кадмия толщиной не менее 20 мкм.

8.7 Профили холодногнутые сварные квадратные, прямоугольные и корытные (трапецеидальные) должны соответствовать требованиям ГОСТ 8639 и СП 53-101 [20]. Внутренний радиус гибки должен быть не менее 2,5 толщины листа для основных несущих элементов и не менее 1,2 толщины для вспомогательных конструкций обычного и северного исполнений. Марки сталей для холодногнутых профилей следует принимать по таблице 8.2.