Принципы оценки грузоподъемности методом классификации

Основные понятия грузоподъемности

4.1.1 Расчет грузоподъемности, как одной из характеристик технического состояния сооружения [2], выполняют для эксплуатируемых и вновь построенных мостов в соответствии с приведенными в настоящем методическом документе правилами определения воздействий от загружения конструкций постоянной и временными эталонными нагрузками, независимо от соответствующих положений действующих норм проектирования. При этом грузоподъемность устанавливают:

- для неконтролируемого режима движения транспортных средств - по допустимому классу эталонной нагрузки АК и по допустимой общей массе эталонного трехосного транспортного средства (грузовика) ЭН ;

- для контролируемого режима движения транспортных средств - по допустимому классу одиночной эталонной нагрузки НК.

Для оценки возможности и условий пропуска по сооружению конкретного обращающегося транспортного средства грузоподъемность может быть определена и выражена в допустимой общей массе этого транспортного средства.

4.1.2 Грузоподъемность сооружения определяется несущей способностью его основных несущих конструкции (элементов конструкций). Расчет несущей способности элементов мостового сооружения следует производить с учетом их фактических геометрических размеров, прочностных и деформативных свойств материалов (бетона, арматуры, стали, древесины и др.), влияния имеющихся дефектов и повреждений.

4.1.3 Эталонную нагрузку АК принимают в виде равномерно распределенной нагрузки с интенсивностью К кН/м (0,1К, тс/м) и одной двухосной тележки с нагрузкой на ось 10К кН (1К, тс) для каждой полосы движения (рисунок 4.1.1, а).

Рисунок 4.1.1 - Схемы эталонных нагрузок

Рисунок 4.1.1 - Схемы эталонных нагрузок:

а - нагрузка АК; б - нагрузка НК; в - трехосная нагрузка ЭН

Одиночную эталонную нагрузку НК принимают в виде четырехосного колесного транспортного средства с нагрузкой на ось 18К кН (1,8К тс/м), (рисунок 4.1.1 б).

При расчете элементов конструкций эталонные нагрузки, в единицах которых определяется грузоподъемность, устанавливают на ездовом полотне в наиболее невыгодное положение для рассчитываемого элемента:

1) Нагрузка АК:

- вдоль моста при поверхности (линии) влияния воздействия, имеющей три или более участков разных знаков, тележка устанавливается на участке, дающем для рассматриваемого знака наибольшее значение воздействия; равномерно распределенной нагрузкой (с необходимыми её перерывами по длине) загружаются все участки того же знака;

- расстояния между осями смежных полос нагрузки должны быть не менее 3,0 м;

Рассматривают два случая воздействия нагрузки АК:

первый - предусматривающий невыгодное размещение на ширине проезжей части (в которую не входят боковые полосы безопасности) числа полос нагрузки, не превышающего числа полос движения по сооружению. При многополосном движении и наличии на проезде разделительной полосы без ограждений безопасности полосы нагрузки могут размещаться в пределах ширины разделительной полосы без ограничений;

второй - предусматривающий при незагруженных тротуарах невыгодное размещение на всей ширине проезда (включая полосы безопасности) двух полос нагрузки (на однополосных мостах - одной полосы нагрузки).

Оси крайних полос нагрузки АК должны быть расположены не ближе 1,5 м от границы проезжей части - в первом и от границы проезда (бокового или разделительного ограждения безопасности ездового полотна) - во втором случаях.

Воздействие нагрузки АК с нескольких полос движения учитывают с коэффициентом полосности:

- равным 1,0 для тележки;

- равным 1,0 для равномерно распределенной части нагрузки с той полосы движения, где нагрузка вызывает наибольшее воздействие на рассчитываемый элемент;

- равным 0,6 для равномерно распределенной части нагрузки с остальных полос движения.

Коэффициенты надежности по нагрузке принимают:

Для промежуточных значений величину следует принимать по интерполяции.

Динамические коэффициенты 1+  к нагрузке АК принимают по таблице 4.1.1.

Таблица 4.1.1 - Динамические коэффициенты к нагрузке АК

Конструкции [3]		Динамический коэффициент (1+ )
а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор:
	основных элементов главных ферм совмещенных мостов всех систем под автомобильную и железнодорожную (включая поезда метрополитена) нагрузки	, но не менее 1,10
	элементов автодорожных мостов всех систем, кроме главных ферм (балок) и пилонов висячих и вантовых мостов
	элементов главных ферм и пилонов висячих и вантовых мостов
б) для железобетонных балочных пролетных строений, рамных конструкций (в том числе для сквозных надарочных строений), а также для железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор:
	совмещенных мостов	но не менее 1,10;
	автодорожных мостов	но не менее 1,0
в) для железобетонных и бетонных арок со сплошным надсводным строением, для бетонных опор и грунтовых оснований и фундаментов		=1,00;
г) для арок и сводов арочных железобетонных пролетных строений со сквозной надарочной конструкцией:		но не менее 1,00;
д) для деревянных конструкций		=1,00

Динамический коэффициент к временным горизонтальным нагрузкам и давлению грунта на опоры принимают =1,00;

Примечание. Величину принимают равной:

а) для основных элементов несущих конструкций, а также для продольных и поперечных балок пролетных строений - длине расчетного пролета или длине загружения поверхности (линии) влияния, если эта длина больше величины пролета;

б) для основных элементов несущих конструкций неразрезных систем - сумме длин загружаемых участков поверхности (линии) влияния (вместе с разделяющими их участками);

в) при расчете на местную нагрузку (при загружении той части поверхности (линии) влияния, которая учитывает воздействие местной нагрузки):

продольных балок и продольных ребер ортотропных плит - равной длине их пролета;

поперечных балок и поперечных ребер ортотропных плит - равной суммарной длине продольных балок в примыкающих панелях;

подвесок, стоек и других элементов, работающих только на местную нагрузку, - равной длине загружения поверхности (линии) влияния;

железобетонных плит автодорожного проезда, укладываемых по металлическим балкам, при расчете плит поперек моста - равной расстоянию между балками, на которые опирается плита.

г) при загружении поверхностей (линий) влияния, учитывающих одновременно основную и местные нагрузки, - раздельно для каждой из этих нагрузок.

При загружении поверхности влияния определяют по секущему продольному створу той полосы нагрузки, которая создает наибольшее воздействие.

2) Нагрузку НК устанавливают вдоль направления движения в любое положение на проезжей части вне полос безопасности.

Коэффициент надежности по нагрузке принимают =1,0.

Динамический коэффициент принимают для пролетных строений, сквозных, тонкостенных и стоечных опор:

=1,30 при 1,0 м;

=1,10 при 5,0 м;

для промежуточных значений - по интерполяции.

При загружении поверхности влияния определяют по секущему продольному створу.

4.1.4 Эталонная трехосная нагрузка по схеме ЭН  представляет колонну эталонных грузовиков (рисунок 4.1.1, в), устанавливаемых вдоль моста на расстоянии 12 м друг от друга по ближайшим осям смежных автомобилей. По ширине ездового полотна колонны грузовиков размещают по правилам, предусмотренным для нагрузки АК.

Масса трехосного эталонного грузовика =30 т определяется суммой осевых нагрузок

, (4.1.1)

где Р - нагрузка на ось, кН (тс).

При многозначной поверхности (линии) влияния воздействия, имеющей три или более участков разных знаков, грузовики в колонне устанавливают вдоль движения (в том числе с разрывами по длине колонны на участках противоположного знака) таким образом, чтобы получить наибольшее значение воздействия рассматриваемого знака.

Расстояния между смежными колоннами грузовиков, а также случаи рассматриваемого воздействия при размещении колонн по ширине проезда принимают как для эталонной нагрузки АК.

Коэффициенты полосности для различных колонн грузовиков принимают:

- равным 1,0 для всех полос движения при значении 25 м;

- равным 1,0 для той полосы движения, где нагрузка вызывает наибольшее воздействие на рассчитываемый элемент, и равным 0,6 с остальных учитываемых полос движения при >25 м.

Величину определяют по секущему продольному створу той полосы нагрузки, которая создает наибольшее воздействие.

Коэффициент надежности по нагрузке принимают как для тележки эталонной нагрузки АК.

Динамический коэффициент принимают как для эталонной нагрузки АК.

4.1.5 При расчете грузоподъемности элементов мостового сооружения определяют:

- предельно допустимые воздействия (несущую способность) для рассчитываемых элементов ( ), в качестве значения допустимого воздействия могут рассматриваться предельные усилия, напряжения или деформации, соответствующие достижению предельного состояния первой группы;

- расчетные воздействия от постоянной нагрузки ( ), пешеходов на тротуарах ( ), прочих нагрузок ( ), учитываемых совместно с временной вертикальной нагрузкой от транспортных средств;

- предельно допустимые расчетные воздействия от временной вертикальной нагрузки ( );

- допустимые классы эталонных нагрузок по схемам АК (Как) и НК (Кнк) с точностью до 0,1 величины, допустимую массу эталонной трехосной нагрузки по схеме ЭН  с точностью до 0,1 тонн.

12. Реконструкция элементов водоотвода проезжей части и подходов.

Как правило, гидроизоляцию и покрытие сверху, устраивают на всю ширину мостового полотна. В случаях недостаточной ширины проезжей части или тротуаров на мостовом сооружении допускается наращивать свесы крайних плит до 1 м с соответствующим их усилением.

Ремонт гидроизоляции проезжей части производят при повсеместной протечке воды по нижней поверхности плиты или при наличии признаков выщелачивания бетона на значительной площади этой поверхности (более 30%).

Ремонт гидроизоляции может быть выполнен путем замены изоляционного слоя на новый в виде битумного мастичного армированного слоя, битумного рулонного наплавленного слоя, а также за счет устройства выравнивающего слоя из гидрофобного бетона на основе битумно-латексной мастики, выполняющего функции гидроизоляции. Возможны и другие способы восстановления изоляции, например, устройство битумной мастичной армированной гидроизоляции на защитном слое бетона с использованием термозащитного материала и асфальтобетонного покрытия, применение гидроизоляции из наплавляемых рулонных материалов типа «изопласт» и других в районах с низкой отрицательной температурой. При очень низких температурах можно использовать битумно-бутилкаучуковую мастику.

Ремонт изоляции с использованием битумно-мастичных и рулонных материалов выполняют в соответствии с инструкцией по устройству гидроизоляции конструкций мостов и труб.

Гидроизоляцию при сборных тротуарных блоках и парапетных ограждениях, а также при устройстве тротуаров в одном уровне с проезжей частью, выполняют на всю ширину плиты проезжей части.

5.3.10. До начала выполнения работ по устройству гидроизоляции необходимо закончить работы по установке конструкций водоотводных трубок, деформационных швов, деталей крепления ограждений и других элементов, чтобы не допустить в дальнейшем нарушения изоляции по площади мостового полотна.

Работы проводят по очищенной и выровненной поверхности конструкции с соблюдением всех требований действующих документов.

Работы начинают с мест примыкания к тротуарам, ограждениям, деформационным швам, водоотводным трубкам и другим элементам мостового полотна. В этих местах следует укладывать дополнительный слой изоляции. Края изоляции должны быть выполнены таким образом, чтобы исключить затекание воды под нее. В местах примыкания гидроизоляции к вертикальным поверхностям ее выводят вверх на высоту не менее 15 см или высоту элемента, к которому она примыкает.

В местах устройства деформационных швов с компенсатором лоткового типа гидроизоляция выполняется непрерывной, а у водоотводных трубок заводится вниз по внутреннему контуру трубки, согласно, требований документов.

5.3.11. После восстановления гидроизоляции проезжей части и тротуаров мостового полотна устраивают остальные слои дорожной одежды. При этом в местах примыкания покрытия к элементам мостового полотна образуют штрабы сечением 10?20 (50) мм, которые заливают битумной мастикой.

Для отвода воды из конструкции дорожной одежды во всех пониженных, замкнутых и других местах, где возможен застой воды, устанавливаются дренажные устройства. Дренажные трубки и каналы устанавливают через 3-6м. Работы по устройству дренажа производят после укладки защитного слоя.

5.3.12. Восстановление водоотвода предусматривает замену изношенных основных звеньев системы или устройство её заново, если она не обеспечивает в полной мере выполнение своих функций.

При восстановлении системы водоотвода устраивают покрытие на проезжей части с уклонами согласно положений СНиП 2.05.03-84*. При необходимости заменяют или дополняют водоотводные трубки (обеспечивая их длину на высоту главных балок пролетных строений), устраивают лотки под деформационными швами, сливы вдоль свесов плиты крайних балок и на горизонтальных поверхностях опор, устраивают дренаж на проезжей части вдоль тротуаров и деформационных швов, устанавливают (восстанавливают) лотки вдоль откосов насыпи с устройством “улавливателей” потока с проезжей части для направления его к водосбросным лоткам, а также восстанавливают (или устраивают) водосборные колодцы, гасители водного потока и другие устройства отвода потока от мостового или другого сооружения, восстанавливают или устраивают сооружения химической или других видов очистки сточных вод.

Лотки на подходах выполняют из сборных железобетонных элементов. Швы между блоками тщательно заделывают, без трещин и щелей между ними. Все лотки выполняются глубиной не менее 40 см.

При устройстве “улавливателей” потока с проезжей части необходимо четко устанавливать затворы. При этом высота их бортовых стенок принимается не ниже 12-15 см. На входе в лотки не допускается образование уступов, препятствующих поступлению в них воды. Длина зоны улавливания принимается не менее 12,5 м.

В случаях наличия на проезжей части моста водоотводных трубок над откосом конуса, вдоль него необходимо также устраивать лотки. Во всех случаях следует применять бетон класса не ниже В30.

5.3.13. Основанием для ремонта или устройства сопряжения моста с насыпью подходов является отсутствие или разрушение переходных плит.

Работа проводится путем полной или частичной замены (перекладки) переходных плит и восстановления шкафной стенки (зоны опирания переходных плит на стенку). Замена плит необходима также при их недостаточной длине.

Длину переходных плит принимают от 4 до 8 м в зависимости от категории дороги и высоты насыпи за устоем. Так, на дорогах I-III категории применяют плиты длиной 6 м при высоте насыпи не более 6 м, а при высоте более 6 м — длиной 8 м; на дорогах IV-V категории соответственно длиной 6 м и 4 м.

Опирание переходных плит на устой выполняют через устраиваемый прилив к шкафной стенке, а на дорогах V категории — непосредственно на насадку. При этих работах заменяют лежень и восстанавливают водоотводные устройства, дорожную одежду, дренажи, выполняют и укрепление обочин и откосов насыпи подходов.

Плиты и лежни укладывают на щебеночное основание слоем, соответственно, 10 см и 40 см.