ГОСТ Р 59788-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дороги автомобильные общего пользования

МОСТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Правила расчета сталежелезобетонных пролетных строений

Automobile roads of general use. Bridge constructions. Rules for structural analysis of steel and composite spans

ОКС 93.040

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Профессиональной образовательной организацией частным учреждением "Автомобильно-дорожный колледж"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2021 г. N 1264-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru).

Введение

Повышение надежности проектных решений при строительстве мостовых сооружений приводит к положительному экономическому эффекту вследствие рационального использования материалов и одновременно отвечает общественным интересам по обеспечению безопасности объектов в целом и каждого из их компонентов в частности. Разработка правил расчета сталежелезобетонных пролетных строений мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования, учитывающих современные возможности вычислительной техники и актуальных научных исследований и не регламентированных в межгосударственных стандартах, является важной задачей в рамках реализации ТР ТС 014/2011 [1]. В целях повышения точности определения напряженно-деформированного состояния (НДС) эксплуатируемых пролетных строений, а также повышения надежности проектируемых пролетных строений, в разработанном стандарте впервые приводятся критерии оценки податливости соединения железобетонной плиты со стальной балкой.

Согласно ГОСТ 27751, надежность и долговечность сооружения напрямую зависит от повышения точности расчета путем моделирования реальной работы сооружения любой сложности. В связи с этим возникает необходимость в систематизации требований к правилам расчета сталежелезобетонных пролетных строений мостовых сооружений в национальном стандарте (ГОСТ Р).

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на мостовые сооружения, расположенные на автомобильных дорогах общего пользования (далее - автомобильные дороги), и устанавливает требования к правилам расчета при проектировании новых, реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту сталежелезобетонных пролетных строений мостовых сооружений.

Требования стандарта распространяются на мостовые сооружения, предназначенные для эксплуатации в любых климатических условиях и в районах с расчетной сейсмичностью до 9 баллов включительно.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 32960 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения

ГОСТ 33384-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование мостовых сооружений. Общие требования

ГОСТ 33390 Дороги автомобильные общего пользования. Мосты. Нагрузки и воздействия

ГОСТ Р 55738 (ИСО 13918:2008) Шпильки и керамические кольца для сварки

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

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный 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 документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 коэффициент податливости соединения: Величина, численно равная сдвиговому смещению железобетонной плиты относительно стальной балки при воздействии на плиту единичной силы вдоль направления сдвига.

3.1.2 сталежелезобетонное пролетное строение: Пролетное строение с главными балками, состоящими из железобетонных и стальных элементов, объединенных между собой упорами и анкерами, воспринимающими сдвиг и отрыв между сталью и железобетоном.

3.1.3 сдвиговое смещение плиты: Взаимное смещение нижней грани железобетонной плиты и верхнего пояса главной балки при учете в расчетной модели податливости соединения (при расчете сталежелезобетонной балки как составного стержня, без допущений согласно гипотезе плоских сечений).

3.1.4 составной стержень: Стержень, поперечное сечение которого состоит из нескольких отдельных частей с различными физико-механическими характеристиками.

3.1.5 неподатливое сдвиговое соединение: Конструкция узла соединения железобетонной плиты со стальной балкой с коэффициентом жесткости соединения выше значений, при которых допускается не учитывать в расчете сдвиговое смещение плиты.

3.1.6 монолитный составной стержень: Составной стержень с отдельными частями, абсолютно жестко соединенными между собой по всей длине, вследствие чего обеспечивается выполнение гипотезы плоских сечений.

3.1.7 податливое сдвиговое соединение: Конструкция узла соединения железобетонной плиты со стальной балкой, при которой его податливость оказывает существенное влияние на напряженно-деформированное состояние пролетного строения, и необходимо вести расчет с учетом сдвигового смещения плиты.

3.1.8 абсолютно податливое сдвиговое соединение: Конструкция узла соединения железобетонной плиты со стальной балкой, при которой жесткость соединения не обеспечивает передачу усилий сдвига между плитой и балкой, и расчет следует вести как для составного стержня с независимыми ветвями.

3.1.9 коэффициент жесткости соединения: Величина, обратная коэффициенту податливости и представляющая собой сдвигающее усилие, передаваемое плитой на одну связь (упор), либо единицу длины, либо единицу площади соединения, и вызывающее единичное сдвиговое смещение плиты относительно стальной балки при учете податливости связей.

3.1.10 пространственная расчетная модель: Расчетная схема конструкции, принятая в соответствии с ее проектной геометрической схемой и отражающая действительные условия работы при строительстве и эксплуатации с учетом обеспечения требуемой надежности.

3.1.11 упор: Соединительный элемент железобетонной плиты и стальной балки, воспринимающий сдвигающее усилие, а при наличии специальных конструктивных решений также и растяжение (отрыв).

3.1.12 жесткий упор: Соединительный элемент железобетонной и стальной части пролетного строения в виде короткой и жесткой консоли (из прокатного профиля или составного сечения), устанавливаемый с интервалами вдоль соединения и воспринимающий сдвигающее усилие равномерно по площади своей упорной площадки, расположенной перпендикулярно сдвигу.

3.1.13 гибкий упор: Стержневой соединительный элемент железобетонной и стальной части пролетного строения, обеспечивающий мягкую передачу сдвига без концентрации усилий в отдельных местах.

3.1.14 непрерывный упор: Соединительный элемент железобетонной и стальной части пролетного строения, расположенный без разрывов (непрерывно) вдоль всей длины соединения.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

     4 Общие положения

4.1 Расчеты следует выполнять в соответствии с [1], ГОСТ 33390, ГОСТ 33384, ГОСТ 32960, СП 35.13330.2011 и рекомендациями настоящего раздела с выбором расчетной модели в зависимости от коэффициента податливости соединения железобетонной плиты со стальной балкой:

а) при коэффициенте податливости соединения выше граничного значения, указанного в 4.2 (что возможно при полном или частичном разрушении конструкций соединения), сталежелезобетонное пролетное строение рекомендуется в запас рассчитывать как стальное согласно СП 35.13330.2011 (раздел 8) без учета включения железобетонной плиты в совместную работу. При выполнении такого расчета обязательно указывается необходимость выполнения ремонта пролетного строения с восстановлением жесткости соединения;

б) при коэффициенте податливости соединения ниже граничного значения, когда сдвиговое смещение плиты допускается не учитывать (сдвиговое смещение оказывает ничтожно малое влияние на изменение НДС составного стержня; неподатливое сдвиговое соединение), расчет выполняется согласно СП 35.13330.2011 (раздел 9) и рекомендациям настоящего стандарта, исходя из гипотезы плоских сечений;

в) при коэффициенте податливости соединения между граничными значениями, когда сдвиговое смещение плиты оказывает влияние на НДС составной балки относительно монолитного составного стержня, в котором выполняется гипотеза плоских сечений, расчет следует вести как для податливого сдвигового соединения. При этом также необходимо выполнение ремонта пролетного строения с восстановлением жесткости до уровня неподатливого соединения.

При проектировании новых сталежелезобетонных пролетных строений следует применять неподатливые конструкции сдвиговых соединений.

4.2 Абсолютно податливым следует считать сдвиговое соединение с коэффициентом податливости более 5 мм/МН на одном погонном метре его длины.

4.3 Под коэффициентом жесткости соединения , МН/мм, понимается отношение сдвигающего усилия, приложенного к одной связи (упору), либо единице длины, либо единице площади соединения, к полученному в результате учета податливости единичному сдвиговому смещению (1 мм) рассматриваемого участка плиты относительно стальной балки:

,                                                             (4.1)

где - сдвигающее усилие, приходящееся на одну связь (упор), либо единицу длины, либо единицу площади соединения, МН;

- единичное сдвиговое смещение рассматриваемого участка плиты, 1 мм.

Параметры коэффициентов жесткости для различных конструкций упоров приводятся в разделе 5.

4.4 Неподатливой следует считать такую конструкцию сдвигового соединения, при которой любой компонент НДС ветвей составного стержня, определенный с учетом конечной сдвиговой жесткости стыка, отличается не более чем на 1% от того же компонента НДС, вычисленного по гипотезе плоских сечений (в предположении бесконечно большой сдвиговой жесткости). Для разрезных и неразрезных пролетных строений с длинами пролетов от 36 до 126 м и различными конструкциями сдвигового соединения неподатливое сдвиговое соединение начинается со значений погонной сдвиговой жесткости более 1,5 МН/мм (при коэффициенте податливости менее 0,67 мм/МН) на каждый погонный метр длины соединения.

4.5 Сталежелезобетонные пролетные строения автодорожных мостовых сооружений следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания в соответствии с ГОСТ 33390.

4.6 Класс нагрузки от транспортных средств "К" для нагрузок АК и НК и схемы нагружения следует принимать в соответствии с ГОСТ 32960.

4.7 Нагрузка на тротуары мостовых сооружений на автомобильных дорогах принимается равной 4,0 кПа при отсутствии нагрузки АК и в соответствии с ГОСТ 32960 при учете совместно с нагрузкой АК.

4.8 Нормативные вертикальные нагрузки от собственного веса конструкции следует определять по проектным объемам элементов и частей конструкции, включая постоянные смотровые приспособления, опоры и провода линий электропередачи и связи и другие коммуникации. Для балочных пролетных строений при использовании аналитических методов расчета нагрузку от собственного веса допускается предусматривать равномерно распределенной по длине пролета, если ее величина на отдельных участках отклоняется от средней величины не более чем на 10%.

4.9 В зависимости от экономических, социальных и экологических последствий при повреждении или разрушении мостовых сооружений устанавливается два уровня ответственности и соответствующие им минимальные значения коэффициентов надежности по ответственности, предусмотренные в ГОСТ 33384-2015 (таблица 1).