Инструкция
по применению и проектированию безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах на металлических пролетных строениях железнодорожных мостов

УТВЕРЖДЕНА Главным управлением пути МПС РФ

Инструкция содержит основные положения и рекомендации по конструкции, проектированию, материалам, технологии изготовления плит и устройству безбалластного мостового полотна; отражает особенности проектирования и производства работ по укладке безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах на эксплуатируемых мостах взамен полотна на деревянных поперечинах.

Инструкция разработана взамен действующей ранее Инструкции по применению безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах на металлических пролетных строениях железнодорожных мостов (1980 г.).

Выпущено по заказу Министерства путей сообщения Российской Федерации

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах предназначено для применения на металлических пролетных строениях эксплуатируемых и вновь строящихся железнодорожных мостов, расположенных на прямых участках пути с уклоном 8‰ и менее в районах с расчетной сейсмичностью не более 7 баллов.

Безбалластное мостовое полотно укладывается на пролетных строениях с ездой поверху и понизу при расстояниях между главными или продольными балками от 1,80 до 2,40 м.

По согласованию с Главным управлением пути МПС укладка полотна допускается на мостах, расположенных на уклонах более 8‰, на кривых участках пути и в районах с сейсмичностью более 7 баллов.

Укладка безбалластного мостового полотна на железобетонных плитах производится в районах с умеренными, суровыми и особо суровыми климатическими условиями.

Умеренные климатические условия - это районы со средней температурой наружного воздуха наиболее холодного месяца минус 10 °С и выше, суровые - ниже минус 10 °С, особо суровые - ниже минус 40 °С с обеспеченностью 0,92.

1.2. Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах обладает высокой стабильностью положения элементов; имеет длительный срок службы; предохраняет от загрязнения и коррозии верхние пояса балок и связи между ними; дает возможность заменять мостовое полотно на деревянных поперечинах без подъемки или опускания пути на подходах; обеспечивает безопасный проход по мосту колесных пар в случае схода с рельсов; является экономичным по суммарной стоимости изготовления, укладки и эксплуатации в течение срока службы моста в сравнении с типовым мостовым полотном на деревянных поперечинах.

1.3. На эксплуатируемых мостах безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах целесообразно укладывать вместо полотна на деревянных поперечинах при его сплошной смене, если в течение ближайших 10-15 лет не предполагается замена пролетного строения.

Объекты для замены полотна устанавливаются службами пути дорог.

1.4. Укладка безбалластного мостового полотна должна производиться по проектной документации, утвержденной в установленном порядке в составе проектов строительства или капитального ремонта моста, а при замене мостовых брусьев безбалластными железобетонными плитами на эксплуатируемых мостах - руководством служб пути.

Безбалластные железобетонные плиты должны изготавливаться по проектной документации, утвержденной МПС.

1.5. Проектирование, изготовление плит и укладка безбалластного мостового полотна должны производиться в соответствии с требованиями настоящей Инструкции, указаний Главного управления пути МПС, СНиП и других нормативных документов, касающихся железнодорожных мостов, правил техники безопасности производства тех или иных работ и обеспечения безопасности движения поездов.

2. КОНСТРУКЦИЯ БЕЗБАЛЛАСТНОГО МОСТОВОГО ПОЛОТНА НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТАХ

2.1. Безбалластное мостовое полотно состоит из отдельных железобетонных плит, рельсового пути и охранных устройств.

Плиты полотна укладываются на верхние пояса главных или продольных балок пролетного строения через элементы сопряжения. Рельсовый путь и охранные устройства укладываются непосредственно на плиты.

Пример конструкции безбалластного мостового полотна с использованием металлических обойм в сопряжении между плитами и опорными балками показан на рис.1. Масса одного метра такого полотна вдоль оси пути составляет 1,7 т.

Рис.1. Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах:

1 - железобетонная плита; 2 - контруголок; 3 - путевой рельс со скреплениями; 4 - металлическая обойма; 5 - заполнение мелкозернистым бетоном; 6 - высокопрочная шпилька крепления плиты; 7 - главная или продольная балка.

     Примечание. На виде сверху шпильки не показаны

Плиты мостового полотна применяются из обычного и предварительно напряженного железобетона.

2.2. Тротуары и убежища на мостах устраиваются в соответствии с требованиями Указаний по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах. Рекомендуются типовые раздельные тротуары на металлических консолях с настилом из железобетонных плит.

2.3. Для возможности укладки мостового полотна на пролетных строениях различной длины и при различных расстояниях между главными или продольными балками должны предусматриваться различные марки плит, отличающиеся по длине (вдоль моста) и по расстояниям между отверстиями для крепежных шпилек (поперек оси моста).

Опалубочные размеры плит должны быть унифицированы для укладки на пролетных строениях различной длины.

Размеры плит вдоль оси моста должны назначаться из условия их укладки на пролетные строения без устройства монолитных вставок.

Безбалластное мостовое полотно на железобетонных плитах должно иметь ширину не менее 3,20 м для обеспечения безаварийного прохода подвижного состава при сходе с рельсов.

Толщина плиты на подрельсовых площадках (вдаль оси рельсов) должна соответствовать проектной документации на типовое мостовое полотно.

При новом строительстве разрешается увеличивать толщину безбалластной плиты до 20 см по согласованию с Главным управлением пути МПС.

2.4. Сопряжение между плитами и главными или продольными балками может быть выполнено в виде сплошного прокладного слоя или дискретных опор по длине плиты (вдоль оси пути).

В качестве прокладного слоя могут использоваться обычные или полимерные материалы, антисептированные доски и резиновые полосы.

Дискретное опирание может быть выполнено с использованием металлических обойм, заполненных бетоном, прокладок из полимерных материалов и резино-металлических опор.

Разрешается применение и других видов сопряжений по согласованию с Главным управлением пути МПС.

Устройство сопряжения производится в соответствии с проектной документацией, утвержденной в установленном порядке.

2.5. Плиты мостового полотна, как правило, прикрепляются к балкам высокопрочными шпильками с наружной стороны верхних поясов балок (рис.2) с расстояниями между ними не более чем 50 см. На шпильку (рис.3) сверху устанавливаются гидроизоляционная резиновая прокладка и металлическая шайба, закрывающие овальное отверстие плиты.

Рис.2. Узел прикрепления плиты к балке:

1 - шпилька высокопрочная; 2 - шайба 200х110х20; 3 - резиновая шайба 200х110х3; 4 - шайба; 5 - гайка; 6 - сопряжение в виде металлической обоймы, заполненной бетоном; 7 - монтажная деревянная опора

Рис.3. Высокопрочная шпилька

Применение других типов прикреплений допускается по согласованию с Главным управлением пути МПС.

При укладке плит на клепаные балки рекомендуется для крепежных шпилек использовать заклепочные отверстия, при необходимости рассверливаемые до требуемого диаметра. Спецификация элементов прикрепления плиты к верхнему поясу балки на одно крепление приведена в приложении 1.

2.6. На поверхности длит, в овальных отверстиях, в стыках между плитами и на верхних поясах поперечных балок устраивается гидроизоляция. Отверстия для закладных болтов рельсовых скреплений гидроизолируются консервационной смазкой.

2.7. Рельсовый путь на плитах укладывается из рельсов типа Р50 и выше. При более легких рельсах на перегоне применяются рельсы типа Р50 на подходах к мосту на расстояниях не менее 100 м в каждую сторону.

Стыки рельсов на мосту перекрываются шестидырными двухголовыми накладками. Промежуточные рельсовые скрепления типовые (рис.4, 5; приложение 2).

Рис.4. Узел прикрепления рельсов и контруголков к плите:

1 - рельсовая подкладка; 2 - скоба для изолирующей втулки; 3 - шайба двухвитковая; 4 - гайка путевая; 5 - болт закладной М22; 6 - прокладка под подошву рельса; 7 - путевой рельс; 8 - болт клеммный М22х75; 9 - клемма промежуточная; 10 - втулка изолирующая; 11 - резиновая прокладка под подкладку КБ; 12 - болт М22х280; 13 - контруголок 160x160x16; 14 - резиновая прокладка под контруголок; 15 - шайба 100x100x10; 16 - шайба путевая; 17 - шайба закладная; 18 - пробка из тиоколовой мастики или цементного раствора; 19 - консервационная смазка ПВК

Рис.5. Опорная площадка под рельс

На подходах к мосту не менее чем по 50 м с каждой стороны должен быть уложен щебеночный балласт независимо от рода балласта на линии.

На больших мостах между температурными пролетами укладываются уравнительные приборы на плитах специальной конструкции. В пределах температурного пролета рельсы свариваются.

2.8. Охранные устройства устраиваются в соответствии с указаниями Главного управления пути МПС.

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕЗБАЛЛАСТНОГО МОСТОВОГО ПОЛОТНА

3.1. Проектирование безбалластного мостового полотна должно производиться с учетом требований настоящей Инструкции, СНиП и необходимых нормативных документов.

3.2. При проектировании мостового полотна в качестве расчетной нагрузки принимается временная нагрузка С14 с динамическим коэффициентом 1,5 и коэффициентом надежности по нагрузке 1,3.

3.3. Плиты для мостового полотна рассчитываются на прочность, выносливость и трещиностойкость в соответствии с действующими СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы".

3.4. Элементы крепления мостового полотна рассчитываются на прочность и выносливость в соответствии с действующими СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы".

Для уточнения момента в поперечном направлении плиты допускается учитывать возможность подъема ее краев (отлипания) от сопряжения.

В процессе расчета нагрузка прикладывается поэтапно: от собственного веса плиты и верхнего строения пути, от натяжения шпилек, от временной нагрузки.

После приложения каждого вида нагрузки и анализа напряженного состояния из расчетной схемы исключаются растянутые элементы.

3.5. При расчете плиты мостового полотна допускается применение четырех типов расчетных схем:

пространственной схемы "плита - проезжая часть", учитывающей взаимодействие плит с балками проезжей части;

пространственной схемы плиты, опирающейся на упругое основание;

плоской рамной расчетной схемы;

балочной расчетной схемы.

3.6. Пространственные расчетные схемы следует применять при расчете плит для типовых конструкций, а также при использовании плит в условиях, не предусмотренных типовой документацией.

3.7. В пространственной расчетной схеме "плита - проезжая часть" допускается выделение из пролетного строения фрагмента проезжей части с уложенной на ней плитой и замена отброшенной части пролетного строения действующими в соответствующих сечениях усилиями, рассчитанными по стержневой схеме работы моста.

3.8. Расчет верхней зоны плит по выносливости не производится при величине растягивающих напряжений в верхней зоне не превышающих значений 0,4, где (расчетное сопротивление бетона на осевое растяжение) принимается по СНиП 2.05.03.84 "Мосты и трубы".

Рекомендации по расчету плит безбалластного мостового полотна и элементов сопряжений с балками проезжей части моста приведены в приложении 3.

3.9. Отрицательный изгибающий момент поперек оси пути в сечении под осью рельса принимается равным 25% от величины положительного изгибающего момента по оси пути.

3.10. Армированный цементно-песчаный прокладной слой рассчитывается на постоянное обжатие высокопрочными шпильками усилием 400 кН (40 тс) на 1 м и 200 кН (20 тс) на каждую шпильку, а временные деревянные прокладки - на обжатие усилием 80 кН (8 тс) каждая. Площадь опирания прокладки должна быть не менее 250 см, ширина 100 мм и толщина не менее 30 мм (как исключение - 25 мм).

3.11. Элементы сопряжений должны обеспечивать расчетные условия работы плит и балок пролетного строения.

3.12. Усилия натяжения высокопрочных шпилек прикрепления плит к пролетному строению в конкретных случаях определяются расчетом (см. приложение 3).

3.13. При составлении схемы раскладки плит мостового полотна на пролетном строении рекомендуется использовать минимальное число марок плит. На пролетных строениях с ездой понизу у поперечных балок следует укладывать плиты меньшей длины.

Основные требования к схеме раскладки плит следующие:

плиты должны укладываться по всей длине пролетного строения, ширина швов между ними должна равняться 10 мм. В отдельных случаях допускается ширина шва от 5 до 20 мм;

на пролетных строениях с ездой понизу плиты раскладываются попанельно;