СП 268.1325800.2016 Транспортные сооружения в сейсмических районах. Правила проектирования

Приложение А
(справочное)

Антисейсмические устройства мостов

А.1 Стопоры

Стопоры используются для удержания пролетных строений от сдвига поперек и вдоль оси моста. Конструкция поперечных железобетонных стопоров (рисунок А.1) для применения в районах сейсмичностью 7 и 8 баллов разработана в виде дополнения к типовому проекту пролетных строений длиной от 16,5 до 27,6 м из предварительно напряженного железобетона. Проектом предусматривается армирование подферменных плит промежуточных опор и устоев дополнительными сетками. После установки пролетных строений арматуру стопоров сваривают с выпусками арматуры из подферменной плиты, затем бетонную смесь укладывают в опалубку стопоров.

Расход материалов в железобетонных стопорах значителен. Так, для пролетных строений длиной 27,6 м объем бетона в антисейсмических устройствах на одну промежуточную опору составляет 2,6 м или примерно 3% объема железобетона пролетного строения. В стопорах одной опоры устанавливают от 730 до 1158 кг арматуры.     

1 - пролетное строение; 2 - железобетонный стопор; 3 - устой

Рисунок А.1 - Стопоры, защищающие от поперечного сдвига пролетные строения длиной 23,6 и 27,6 м

Испытывая при землетрясении удары со стороны пролетных строений, железобетонные стопоры нередко повреждаются, а при толчках силой 9-10 баллов могут полностью разрушиться. Отказ стопоров влечет за собой сдвиг и обрушение на грунт пролетных строений, в то время как их повреждение приводит лишь к некоторым затруднениям при эксплуатации моста после сейсмического воздействия. Для смягчения ударов между пролетными строениями и стопорами рекомендуется размещать буферы.

А.2 Буферы

А.2.1 В качестве буферов применяют резиновые прокладки, резинометаллические элементы и конструкции из стали с тарельчатыми пружинами.

Возможность использования в антисейсмических устройствах мостов резинометаллических элементов, применяемых в вагоностроении для уменьшения вибраций подвижного состава железных дорог, подтверждена испытаниями этих элементов на сжатие.

Испытания проводили с элементами, каждый из которых представлял собой резиновую прослойку толщиной 40 мм, заключенную между двумя стальными пластинками, которые имеют в плане форму прямоугольника с размерами 220х265 мм (рисунок А.2). Углы пластин закруглены радиусом 30 мм. Очерченные по параболе боковые поверхности резиновой прослойки вогнуты внутрь элемента.     

Рисунок А.2 - Резинометаллический элемент буферного устройства

Для получения необходимой способности к поглощению энергии удара резинометаллические элементы могут собираться в пакеты. В данном эксперименте испытывали пакеты из трех элементов с доведением нагрузки на пакет до 800 кН. Нагрузка прикладывалась ступенями по 100 кН. Каждая ступень нагрузки выдерживалась 3-4 мин. Испытания проводились при температуре 18-20°С.

По результатам эксперимента построена зависимость осевой деформации пакета от сжимающей нагрузки (рисунок А.3). Среднее значение деформации испытанных пакетов при наибольшей нагрузке составило 27 мм. Отклонение для наименее и наиболее жестких пакетов находилось в пределах 15% среднего значения деформации.     

Рисунок А.3 - Диаграмма сжатия комплекта из трех резинометаллических элементов

Следует отметить значительную кривизну диаграммы сжатия. Модуль упругости резины в пакете в начале нагружения составлял примерно 35 МПа, а в среднем для всего диапазона нагрузки - 75 МПа.