книги из ГПНТБ / Руководство по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов

а) Расчетные сопротивления материалов при расчете на прочность и трещиностойкость

Расчетные сопротивления бетона принимаются по табл. 1.

Для промежуточных значений прочности расчетные сопротив­ ления определяются по интерполяции.

Таблица 1

			Расчетные сопротивления,			кгс/см9, при фактической
Вид	Условные			прочности бетона в конструкции
сопротивления	обозначе­	130	150	200	250	300	400	500	600
	ния
Сжатие		55	65	85	112	140	185	235	280
Растяжение	Яр	5.0	5,5	6,5	8,0	9,5	11,5	12,5/	13,5

Расчетные сопротивления арматуры растяжению и сжатию приведены в табл. 2.

	Таблица 2
Вид арматуры	Расчетные сопротивле-
	ния R a, кгс/см2
Гладкая	1900
Периодического профиля	2400

б) Расчетные сопротивления материалов при расчете на выносливость и совместное воздействие

Расчетные сопротивления бетона для расчета на выносливость

R ’„при коэффициенте асимметрии цикла напряжений р = - ^ L = o .

v

amax

и при расчете на совместное воздействие Ra приведены в табл. 3.

Таблица 3

Расчетные сопротивления, кгс/см3, при фактической прочности бетона Расчетные в конструкции

сопротивления

	130	150	200	250	300	400	500	600
Я Пр	50	55	70	90	110	145	175	205
Я э	45	55	75	95	115	160	■ 205	245

10

Коэффициент асимметрии цикла напряжений р определяется по формулам:

при расчете главной балки

		Фр	( 8)
	"Zp +	(тпш)Е
прирасчете плиты балластного корыта
	Zp + Чп (min)		(9)
где	Ър — интенсивность . постоянных нагрузок, приходя­
	щихся на рассчитываемый элемент, тс/м;

kn(min); Ча(min) — наименьшие значения предельной временной эк­ вивалентной нагрузки с одного пути, получен­ ные при классификации по прочности, соответ­ ственно, главных балок или плиты балластного корыта, тс/м; ■

е—доля временной нагрузки, приходящаяся на рассчитываемый элемент с учетом фактического смещения оси пути относительно оси пролетного

строения (гл. 3). • Расчетные сопротивления бетона в расчете на выносливость

R np при коэффициенте асимметрии цикла напряжений р>0 при­ нимаются по табл. 3 с умножением их на коэффициент £рб из

табл. 4.

								Таблица 4
р	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
*рб	1,00	1,02	1,05	1,10	1,15	1,20	1,30	1,40	1,50
Расчетные		сопротивления		бетона в		расчете	на	выносливость
с учетом коэффициента £рб по табл-.					4 принимаются не выше соот­
ветствующих расчетных сопротивлений бетона на прочность									(Ящ)
по табл.	1.	сопротивления		растяжению арматуры				на выносли­
Расчетные

вость Яй принимаются при коэффициенте асимметрии цикла на­ пряжений р = 0 для гладкой арматуры 1650 кгс/см2 и для арма­ туры периодического профиля 1700 кгс/см2.

> При коэффициенте асимметрии цикла напряжений рфО рас­ четные сопротивления растяжению арматуры на выносливость следует принимать с учетом коэффициента £ра по табл. 5, т ., е.

'k?aR[, но не более по табл. 2.

11

Таблица 5

р	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
йра	1,05	1.1	1,2	1,3	1.4	1.5

При классификации пролетных строений мостов, расположен­ ных в северной строительно-климатической зоневеличины рас­ четных сопротивлений, приведенные в табл. 1 и 3, следует умно­ жать на коэффициент условий работы т= 0,90 .

в) Характеристики деформативных свойств материалов

Модуль упругости	арматуры принимается £ а=2,1-10?		кгс/см21.
-	=	^	на сов­
Коэффициенты		используемые в расчетах

местное воздействие и трещиностойкость, принимаются по табл. 6.

				Таблица 6
Фактическая прочность	<200	300	400	500	600
бетона, кгс/см2
«1	9.1	8,1	7,4	7,0	6,7

Коэффициенты п '= —т- для расчетов на выносливость прини-

маются по табл. 7.

						Таблица 7
	Фактическая	прочность	<200	300	400	500	600
	бетона, кгс/см2
	пг		31,2	22,2	18,2	16,1	14,5

Для промежуточных значений прочности бетона коэффици­ енты пх и п! определяются по интерполяции.

и	1 См.	Указания по проектированию населенных мест, предприятий, зданий
	сооружений в северной строительно-климатической зоне (СН 353—66). Под
северной		строительно-климатической зоной	понимается территория (пункты)
со	средней температурой воздуха наиболее		холодных суток ниже минус 40° С»

определяемой согласно главе СНИП П-А 6—71 «Строительная климатология и геофизика. Основные положения проектирования».

12.

Г л а в а 2. ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

-2.1. ЦЕЛИ И ЭТАПЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ

Целью обследования является получение1необходимых данных для установления физического состояния и определения грузо­ подъемности (класса) пролетных строений. В задачи обследования входят также анализ условий работы сооружения, выявление воз­ можных причин появления имеющихся неисправностей и оценка ремонтопригодности сооружения.

Обследования по нижеизложенной методике проводятся мостостанциями служб пути дорог и ЦП МПС, а также научно-ис­ следовательскими организациями.

Объем обследования зависит от состояния пролетного строе­ ния, а также наличия, полноты и достоверности имеющейся про­ ектно-исполнительной документации.

В результате обследования должна быть составлена «Кар­ точка обследования , железобетонного пролетного строения» (при­ ложение 2). Заполненная карточка является Исходным материа­ лом для классификации пролетного строения.

Процесс обследования пролетного строения включает:

а)	подготовку к обследованию;
б)	обследование; '
в)	обработку результатов обследования..

2.2.ПОДГОТОВКА К ОБСЛЕДОВАНИЮ

Кподготовительным работам относятся:

а) сбор и изучение документации по пролетному строению; б) подготовка необходимых инструментов, приборов, приспо­

соблений и смотровых устройств.

При сборе имеющейся документации следует, по возможно­ сти, получить исполнительные или проектные чертежи пролет­ ного строения, а также установить следующие данные:

—год изготовления пролетного строения и год постройки

моста;

—нормы расчетной нагрузки, принятой при проектировании;'

—технические условия проектирования;

—род и качество материалов пролетного строения.

Примерный перечень основных инструментов, приборов и при­ способлений, которые могут быть использованы для обследова-

. ния пролетных строений, приводится в приложении 3.

2.3.ОБСЛЕДОВАНИЕ

Обследование пролетного строения включает:

— проверку или	составление чертежей пролетного строения;
— выявление и	зарисовку всех неисправностей конструкции,

13

их характера, размеров, расположения и оценку физического со­ стояния сооружения в целом;

— определение смещения оси пути относительно оси. пролет­ ного строения;

| — определение фактической прочности бетона в конструкции.

Проверка или составление чертежей

При наличии опалубочных чертежей проверяются основные раз­ меры пролетного строения, в том числе:

—полная длина и расчетный пролет пролетного строения;

—размеры главных балок и плиты балластного корыта в се­ чениях, подлежащих перерасчету (п. 3.1);

—размеры балластной призмы.

Если пролетное строение состоит из нескольких балок (плит), то проверяются размеры каждой из них.

При отсутствии чертежей пролетного строения должны быть сняты все необходимые размеры для составления. опалубочного чертежа.

Для снятия размеров пролетного строения могут быть исполь­ зованы специально подготовленные мерные рейки (приложе­ ние 4).

За расчетный пролет I принимается расстояние между цент­ рами опорных частей. При отсутствии опорных частей-

l = l0 + 2-b,		(10)
где U —расстояние в свету между	передними	гранями площа­
док оиирания пролетного строения на опоры;
Ъ—длина опирания пролетного	строения	на подферменной
'площадке.

Арматурные чертежи проверяются по замерам в местах разру­ шения или отсутствия защитного слоя бетона. Арматурные чер­ тежи составляются только при необходимости (п. 1.4), по ука­ заниям приложения 5.

При проверке или составлении чертежей пролетного строения измерения производятся со следующей точностью:

По длине . . . ‘...............................	, . . .	— до	1 см
Поперечного с е ч е н и я ...............................	. . . .	— до 0,5 см
Диаметров стержней арматуры		— до	0,1 мм

При отсутствии или недостаточной достоверности чертежей пролетного строения, по возможности, устанавливается соответ­ ствие его одному из типовых проектов «ли проектов, повторного применения (гл. 5).

14

Выявление неисправностей

При обследовании должны выявляться все неисправности, и в первую очередь, снижающие грузоподъемность или долговеч­ ность пролетного строения:

а) коррозия арматуры; .

б) потеря сцепления с бетоном стержней рабочей арматуры, в том числе выключение стержней из работы;

в) значительные раковины или сколы бетона, а также участки с бетоном пониженной прочности (фактическая прочность бетона менее 130 кгс/см2) в стенке или в сжатой зоне балки (плиты); г) трещины, независимо от их раскрытия, заходящие в рас­ четную сжатую зону бетона', наклонные трещины любого рас­ крытия в стенке балок вблизи опор, продольные трещины в ме­ сте сопряжения главной балки с плитой, трещины любого на­

правления раскрытием более 0,3 мм; д) уменьшенная по сравнению с проектной площадь попереч­

ного сечения стержней расчетной арматуры; е) отклонения размеров расчетных поперечных сечений балок

или плит от проектных в сторону уменьшения; ж) неправильности в расположении и недостаточная подвиж­

ность опорных частей; з) другие повреждения, могущие снизить грузоподъемность

или долговечность пролетного строения.

Все неисправности и другие данные обследования, характе­ ризующие физическое состояние пролетного строения, в том числе трещины, фиксируются и наносятся на опалубочные чертежи или специальные схемы.

Коррозия арматуры может возникнуть в местах разрушения

защитного	слоя, недостаточной	его толщины «ли плотности,
а также	карбонизации бетона	или вследствие проникновения

влаги через трещины. Коррозия арматуры может быть обнару­ жена визуально в Местах обнажения стержней, а также по ржав­ чине, выступающей на поверхность 'бетона, по отслоению или пучению бетона. Отслоение защитного слоя может быть установ­ лено путем его простукивания, а также по появившимся в нем трещинам вдоль арматурных стержней. Корродированная арма­ тура подлежит замеру в местах ее обнажения и в местах раз­ рушения защитного слоя — отслоения или пучения бетона. Для замера диаметра стержень должен быть предварительно очищен от ржавчины. Замер диаметра стержня может быть выполнен при помощи штангенциркуля или другогр инструмента. На чер­ тежах (схемах) должны быть отмечены стержни, пораженные коррозией, и указаны их фактические диаметры и расположение.

Потеря сцепления с бетоном рабочей арматуры может воз­ никнуть в местах' отслоения защитного слоя. К потерявшим

1 Ориентировочно высота расчетной сжатой зоны бетона принимается равной двум толщинам плиты главной балки, а для плит — Ум их высоты.

15

сцепление относятся арматурные стержни, не имеющие сцепления с бетоном по всему периметру или на большей части периметра стержня.

К выключенной из работы арматуре относятся стержни, поте­ рявшие сцепление с бетоном и имеющие провисание.

На схемах должно быть указано количество и положение стержней, потерявших сцецление с бетоном, в том числе выклю­ ченная из работы арматура, а также длины участков потери сцеп­ ления и положение их по длине пролетного строения.

Сколы бетона, раковины и участки с нарушенной структурой бетона (ноздреватый бетон, бетон со следами выщелачивания, бетон с усадочными трещинами) обнаруживается при осмотре или путем простукивания. Расположение этих дефектов с указа­ нием их размеров приводится на чертежах (схемах).

На чертежах (схемах) указываются все трещины, обнаружен­ ные на открытых поверхностях бетона. Замеры производятся в местах наибольшей ширины трещин, с записью результатов замеров на схеме. Замеры трещим должны производиться в ос­ новном бетоне; при оштукатуренных поверхностях слой штука­ турки в местах замеров до.лжен быть снят. Для замеров раскры­ тия трещин могут быть использованы ручные микроскопы или протарированные лупы с ценой деления не более 0,1 мм.

Определение смещения оси пути относительно оси пролетного строения

Величина смещения определяется у каждой опоры. Для этой цели могут быть использованы мерные рейки, рекомендуемые для снятия размеров при составлении опалубочных чертежей пролет­

ного строения (приложение 4).			формулой
В этом случае	смещение оси пути определяется
	е =	а — У + 0,5т,	(И )
где а — расстояние	между	внутренней гранью головки	рельса и

отвесом, м; У — расстояние от оси пролетного строения до отвеса; за ось пролетного строения принимается середина расстояния между внешними гранями крайних ребер (плиты), м; т — ширина колеи по внутренним граням головок рельсов, м.

При отсутствии указанных реек следует с помощью отвеса и мерной линейки перенести на шпалы положение наружных гра­ ней главных балок; середина расстояния между ними принима­ ется за точку оси пролетного строения.

Измерения должны производиться с точностью до 0,005 м.

Определение прочности бетона в конструкции

Фактическая прочность бетона определяется при обследова­ нии пролетных строений с помощью склерометра (модель N с энергией удара 0,225 кгс-м, приложение 6)..

16

Для плитных пролетных строений места испытания бетона следует выбирать в середине пролета и вблизи опорных сечений, в верхней зоне плиты в месте сопряжения с тротуарными консо­ лями. Прочность бетона определяется с обеих сторон пролетного строения. Для ребристых пролетных строений .участки испытаний бетона намечают в середине пролета на нижней поверхности

плиты балластного корыта и на ребрах	в верхней их части,
а также в приопорных сечениях на ребрах	(плитах) в верхней их

части. Кроме того, испытанию должны подвергаться участки бе­ тона с нарушенной структурой (выщелачивание, усадочные тре­

щины и др.).

Намеченные участки наносятся на чертеж (схему) пролетного строения. Участки испытаний рекомендуется назначать размером примерно 20x20 см, а количество точек измерений на каждом участке должно быть не менее 15. Для каждого участка испыта­ ния определяется средняя величина отскока ударной части при­

бора по формуле	_	VD
	/ М * .		(12)
•тде R — величина	единичного	отскока,	определенная по шкале

прибора; п — число ударов.

При этом наибольшие и наименьшие значения-./?, если они отличаются более чем на 20% от среднего из оставшихся значе­ ний, отбрасываются. Фактическая прочность бетона принимается по графику приложения 6, в зависимости от средней величины

отскока R и угла наклона оси прибора к горизонту а. Пример записи и обработки результатов испытания приведен в приложе­ нии 7. Результаты измерений записываются в «Карточку обследо­ вания железобетонного пролетного строения» (приложение 2).

Если прочность бетона, определенная склерометром, окажется менее 130 кгс/см2, а также когда недостаточная грузоподъем­ ность пролетного строения определяется прочностью бетона, по­ следняя должна быть уточнена комплексным методом с примене­ нием выбуривания кернов и ультразвукового способа. Эти ра­ боты выполняются специализированной организацией.

2.4. ИСПЫТАНИЕ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИИ

Испытания проводятся1в следующих случаях:

а) при недостаточном классе пролетного строения по прочности, определенном приближенными способами;

б) при наличии неисправностей, учет влияния которых «а гру­ зоподъемность затруднителен;

в) при наличии неисправностей, для определения влияния ко­ торых на грузоподъемность требуется измерение раскрытия тре­ щин под нагрузкой (гл. 6);

г) при необходимости уточнения доли временной нагрузки, приходящейся ра элементы многосекционных пролетных строений.

Испытания проводятся под обращающейся (желательно наи­ более тяжелой) нагрузкой. Испытания могут быть статическими, с остановкой испытательной нагрузки на пролетном строении, или динамическими — под проходящими поездами.

Вслучае «а» проводятся измерения относительных деформа­ ций арматуры и определяются напряжения в сечениях арматуры, по которым получены низкие классы.

Вслучае «в» проводятся измерения раскрытия под статиче­ ской испытательной нагрузкой наиболее крупных наклонных тре­ щин, а также вертикальных трещин, распространяющихся в сжатую зону бетона. Измерения производится через 10—30 см по

всей длине трещины, чтобы получить эпюру раскрытия трещин и определить границу сжатой зоны. Измерение раскрытия трещин производится с помощью' индикаторов с ценой деления 0,001 мм. Индикаторы ставятся на специальных стальных марках, наклеивае­ мых на бетон (приложение 8). Марки прикрепляются к бетону по обе стороны от трещин, возможно ближе к ней. Раскрытие трещин получается как разность отсчетов по индикаторам до загружения и под нагрузкой. Перед испытанием должно быть измерено с точностью до 0,01 мм раскрытие трещин под постоянной на­ грузкой. Измерение рекомендуется выполнять с помощью микро1 скопа или лупы со шкалой.

В случае «г» проводятся измерения прогибов секций в сере­ дине пролета и осадок опорных точек балок. Измерения прово­ дятся с точностью не менее 0,01 мм. Доля временной нагрузки,

приходящейся на одну секцию,		определяется по формуле
	£	fJ	’	(13>
	W i
где f — прогиб	рассматриваемой	балки,		определяемый как раз­
ность между	измеренным прогибом		и	осадкой опорных точек;

/ —момент инерции всего бетонного поперечного сечения балки, без учета арматуры; 2 / г/ г — сумма произведений прогибов всех балок на моменты инерции этих балок.

В случаях «а», и «б» испытания выполняются специализирован­ ной организацией.

Гл а в а 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ПО ОПАЛУБОЧНЫМ

ИАРМАТУРНЫМ ЧЕРТЕЖАМ (СПОСОБ 1)

3.1. ПЕРЕЧЕНЬ РАСЧЕТОВ

Классы пролетного строения на прочность определяются по результатам расчетов:

— плиты балластного корыта по изгибающему моменту в се-' чениях в середине пролета плиты и в местах ее заделки;

18

— плиты балластного корыта по поперечной силе в опорных сечениях;

—главной балки по изгибающему моменту в середине про­ лета и в других сечениях, которые могут определять несущую способность конструкции;

—главной балки по поперечной силе в наклонных сечениях. Классы пролетного строения на выносливость и на совместное

воздействие определяются по результатам расчетов плиты бал­ ластного корыта и главной балки по изгибающему моменту в тех же сечениях, что и для расчета на прочность.

Кроме перечисленных сечений, во всех случаях должны быть, определены классы по тем же видам расчета для сечений, имею­ щих дефекты, влияющие на несущую способность конструкции

(гл. 6).

В приложении 9 дан пример классификации ребристого про­ летного строения.

Формулы классификации пролетных строений по трещиностойкости приведены в приложении 10.

3.2.КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРОЧНОСТИ

А. РАСЧЕТ ПЛИТЫ БАЛЛАСТНОГО КОРЫТА (рис. 1)

Расчет ведется на 1 пог. м ширины (вдоль оси моста) плиты.

а. Расчет по-изгибающему моменту

Предельная временная эквивалентная нагрузка на сплошную плиту на участке между ребрами определяется по формуле

1 qn— 8(1

У 1 - ^ р п р-

(14)

при наличии продольного сквозного'разреза в сечении 1

Я,

(15)