СП 159.1325800.2014     

СВОД ПРАВИЛ

СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ. ПРАВИЛА РАСЧЕТА

Steel and concrete composite bridge decks on highways. Rules of analysis

ОКС 91.040

Дата введения 2014-09-01

Предисловие

    Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Филиал ОАО ЦНИИС "НИЦ "Мосты"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство", Федеральным автономным учреждением "Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве" (ФАУ "ФЦС")

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 7 августа 2014 г. N 441/пр и введен в действие с 1 сентября 2014 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему своду правил, а также тексты изменений и поправок размещаются в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Министерства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству Российской Федерации в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан с целью повышения уровня безопасности людей в зданиях и сооружениях и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" и сводов правил системы противопожарной защиты.

Свод правил содержит правила расчета сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов.

Свод правил выполнен авторским коллективом ОАО "ЦНИИС" (кандидат техн. наук Ю.М.Егорушкин, инженеры Р.И.Рубинчик, Н.В.Илюшин).

     1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование новых и реконструируемых постоянных мостовых сооружений со сталежелезобетонными пролетными строениями с ездой поверху, сооружаемых путем монтажа стальных балок и последующего бетонирования (монтажа) железобетонной плиты проезжей части:

на автомобильных дорогах;

на улицах и дорогах населенных пунктов.

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование мостовых сооружений на железных дорогах и линиях метрополитена.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы"

СП 63.13330.2012 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения"

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

     3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 загружение поверхности влияния: Поиск неблагоприятных расположений временных подвижных нагрузок на пролетном строении моста и, соответствующих этим расположениям, экстремальных значений расчетной величины (усилия, перемещения и т.д.).

3.2 момент замыкания стали и бетона: Начало совместной работы стальной балки и железобетонной плиты проезжей части. Условно считают момент, когда прочность бетона достигает 30% расчетной прочности.

3.3 поверхность влияния: Функция, значениями которой являются усилия (или другие компоненты напряженно-деформированного состояния) в заданной точке пролетного строения в зависимости от положения перемещаемой единичной вертикальной силы. Задается таблично в виде матрицы аппликат, вектор-столбца абсцисс и вектор-строки ординат.

3.4 саморазогрев бетона: Повышение температуры бетона в процессе твердения вследствие экзотермии цемента.

3.5 сталежелезобетонный мост: Мостовое сооружение со сталежелезобетонными пролетными строениями.

3.6 сталежелезобетонные пролетные строения: Пролетные строения мостовых сооружений, у которых основные несущие элементы (главные балки) состоят из стальных и железобетонных элементов, работающих совместно.

3.7 температура саморазогрева бетона: Разность температур между стальной балкой и железобетонной плитой проезжей части в "момент замыкания" стали и бетона.

     4 Общие положения

4.1 Расчеты сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов необходимо выполнять с комплексным учетом следующих конструктивно-технологических факторов: последовательности бетонирования (монтажа) плиты проезжей части, усадки и ползучести бетона, трещинообразования, саморазогрева бетона в процессе твердения, температурных перепадов между стальной и бетонной частями поперечного сечения.

4.2 Расчеты сталежелезобетонных пролетных строений мостов на постоянные нагрузки и воздействия, а также на температурные перепады допускается выполнять с применением плоских расчетных схем.

4.3 Расчеты на воздействие временных вертикальных нагрузок от транспорта и пешеходов следует выполнять с учетом пространственной работы конструкции. Рекомендуется, особенно при расчете конструкций сложного очертания в плане (косоугольных, криволинейных и т.п.), применять методику получения и загружения линий и поверхностей влияния усилий, напряжений, деформаций и перемещений с поиском неблагоприятного расположения временных нагрузок на пролетном строении и расчетных сочетаний нагрузок.

4.4 Оценку сопротивляемости нормальных к продольной оси моста сечений изгибаемых сталежелезобетонных балок наступлению предельных состояний, а также расчеты на воздействие усадки и саморазогрева бетона в процессе твердения рекомендуется выполнять в соответствии с предлагаемой обобщенной методикой.

4.5 В основе обобщенной методики лежит расчет нормальных сечений по нелинейной деформационной модели [1], использующей диаграммы деформирования (состояния) материалов, составляющих поперечное сечение сталежелезобетонной балки: конструкционной стали, бетона и арматуры.

Отличительной особенностью методики является использование в расчетах по нелинейной деформационной модели в качестве критерия прочности предельных усилий, воспринимаемых сечением, а не предельных относительных деформаций согласно СП 63.13330.

4.6 Обобщенная методика расчета нормальных сечений изгибаемых элементов базируется на применении:

- уравнений равновесия;

- гипотезы плоских сечений;

- диаграмм деформирования материалов.

Предлагаемая методика ориентирована на применение компьютера. В основе ее реализации лежат вычислительные процедуры численного интегрирования, решения интерполяционной задачи, нахождения корней трансцендентных уравнений.

4.7 В общем случае для оценки предельных состояний сечений, нормальных к продольной оси изгибаемого элемента, применяют три уравнения равновесия - равенство нулю суммы внешних и внутренних продольных сил и равенство нулю суммы внешних и внутренних моментов относительно двух не параллельных осей, расположенных в плоскости сечения. При расчете сечений, симметричных относительно плоскости действия внешней нагрузки, достаточно двух уравнений, а для расчета центрально сжатых (растянутых) элементов - одного.

4.8 Сечения, нормальные к продольной оси элемента, в соответствии с гипотезой плоских сечений, остаются плоскими после деформирования элемента.

Эпюра деформаций представляет собой призматическую поверхность, образованную исходной и деформированной плоскостями. Линия пересечения исходной и деформированной плоскостей поперечного сечения является нулевой линией (нейтральной осью), где деформации и напряжения равны нулю. При применении гипотезы плоских сечений, эпюры нормальных напряжений в поперечных сечениях балки могут быть представлены диаграммами (или фрагментами диаграмм) простого растяжения-сжатия материалов, составляющих поперечное сечение, с линейно измененным масштабом деформаций.

4.9 Диаграмма деформирования представляет собой зависимость между напряжениями и относительными деформациями при растяжении-сжатии материала

.

Диаграмму деформирования для каждого материала представляют в аналитическом виде или в виде вектора

,

где - количество точек диаграммы.

4.10 В общем случае в качестве расчетной диаграммы состояния бетона, определяющей связь между напряжениями и относительными деформациями, используют параболу с ниспадающей ветвью, уравнение которой имеет вид

,                                               (1)

где - напряжения в бетоне, МПа;

- относительная деформация бетона, МПа;

- начальный модуль упругости, МПа;

- расчетное сопротивление бетона, МПа;

- предельная относительная деформация бетона при одноосном воздействии (константа).

В приведенной выше зависимости в качестве расчетного сопротивления бетона используют , , , при расчетах на сжатие по предельным состояниям первой и второй групп и при расчетах на растяжение.

В расчетах на действие длительных нагрузок вместо начального модуля упругости следует использовать модуль деформации , определяемый по формуле:

,                                                       (2)

где - коэффициент ползучести.

4.11 Допускается применять в расчетах диаграмму деформирования сжатого бетона, состоящую из параболического и прямоугольного участков.

Уравнение параболического фрагмента диаграммы имеет вид

,                                                (3)

где - относительная деформация бетона, равная 0,002 при кратковременном действии и 0,0035 при длительном действии нагрузки.

4.12 Деформирование конструкционной стали и арматуры, допускается описывать с помощью диаграммы Прандтля:

,

где - количество точек диаграммы;

- расчетное сопротивление стали (для первой или второй группы предельных состояний), МПа;

- модуль упругости стали, МПа;