СП 453.1325800.2019 «Сооружения искусственные высокоскоростных железнодорожных л»

5.1Общие указания

• надежности в течение всего срока эксплуатации (долговечности);
• бесперебойности пропуска высокоскоростного и технологического транспорта;
• комфорта перемещения пассажиров;
• удобства выполнения работ по техническому обслуживанию сооружений и их ремонтопригодности.

• а) Случай 1 . Пропуск одного или двух высокоскоростных поездов на проектной скорости (до 350 км/ч). В качестве нагрузок используют наборы сил от давления осей высокоскоростных поездов, приведенных в приложении Г, или эквивалентных нагрузок от этих поездов, приведенных в приложении Д 1) .
• б) Случай 2 . Проезд по сооружению поезда обслуживания. При расчетах надежности воздействие от этих поездов учитывается нагрузкой СК по методикам СП 35.13330. При этом класс нагрузки принимается равным 8,0 (далее - С8). Класс нагрузки СК может быть изменен на основании соответствующего технико-экономического обоснования.

1) Поезда (приложение Г) и эквивалентные нагрузки от этих поездов, приведенные в приложении Д, следует принимать в том случае, если в задании на проектирование не указаны параметры реальных поездов, предполагаемых для обращения на линии. В противном случае в расчетах следует использовать воздействия от поездов, приведенных в задании на проектирование.

2) Допуск к обращению на линии того или иного поезда совместно с высокоскоростными должен приниматься эксплуатирующими организациями только в том случае, если воздействия от этого поезда и соответствующие прогибы, углы поворота, а также интенсивности силовых факторов в элементах конструкций и элементах пути не превышают соответствующих значений от высокоскоростного поезда, а также в том случае, когда взаимные аэродинамические воздействия этого поезда и высокоскоростного на соседнем пути не превышают аналогичных воздействий двух встречных высокоскоростных поездов. контролю резонансных явлений, а при проектировании большепролетных конструкций вопросам аэродинамического взаимодействия высокоскоростного поезда и элементов конструкций, а также вопросам ветрового воздействия.

Состав и виды инженерных изысканий, методы выполнения и объемы отдельных видов работ устанавливаются программой инженерных изысканий, разработанной организацией, проводящей изыскания по техническому заданию проектной организации, составленной на основе задания заказчика в соответствии с СП 47.13330.2016 (раздел 4).

На стадии проектной документации инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий участка проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, изменение условий освоенных (застроенных) территорий, составление прогноза возможных изменений инженерногеологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой в целях получения необходимых и достаточных материалов для проектирования.

Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов необходимо проводить различными методами (лабораторными, полевыми) для выявления взаимосвязей между характеристиками грунта, оценки их достоверности.

Для фундаментов сооружений с заглублением более 10 м от поверхности земли (на проектной стадии проведения работ) определения прочностных и деформационных характеристик грунтов допускается проводить на основании лабораторных испытаний в приборах трехосного сжатия и по данным статического зондирования.

Полевые испытания грунтов штампами, натурной и эталонной сваями для определения несущей способности свай фундаментов опор следует проводить на припостроечной стадии проведения работ с применением строительного оборудования, привлечением мостостроительных организаций.

Для прогноза осадки сооружения во времени, при наличии слабых грунтов в интервале сжимаемой толщи основания под подошвой фундамента сооружения следует предоставлять в составе отчетных материалов по инженерно-геологическим изысканиям результаты определений значений первичной и вторичной консолидации этих грунтов при нагрузках, включающих дополнительные нагрузки от сооружения, а также детальную гидрогеологическую характеристику разреза с результатами опытно-фильтрационных работ.

В случаях выявления вероятности проявления на площадке строительства карстовосуффозионных процессов необходимо проводить комплексную оценку опасности их проявления и развития. Если в результате данной оценки на основе анализа инженерногеологических и гидрогеологических условий (с учетом их возможных изменений за время эксплуатации сооружения) наличие на площадке строительства карстово-суффозионных процессов признается возможным, то отчетная документация по инженерно-геологическим изысканиям должна содержать исходные данные для разработки противокарстовых мероприятий и рекомендации по их применению:

1) В случаях глубокого залегания кровли закарстованных грунтов (более 35 м) и их мощности, превышающей 5 м, следует выполнить прогноз проявления карстовосуффозионных процессов в основании сооружения с определением параметров этого проявления. Основным параметром для разработки противокарстовых мероприятий конструктивного характера при проектировании свайно-ростверковых фундаментов опор мостов являются: или расчетный пролет карстового провала ld в случае фундаментов с однорядным расположением свай, или расчетная площадь карстового провала Sd - в остальных случаях. Данные параметры определяют с использованием вероятностностатистических методов на основании данных по карстово-суффозионному районированию участка строительства (интенсивность провалообразования, средний и максимальный диаметры карстового провала) в соответствии с приложением С.

2) При относительно неглубоком залегании закарстованных грунтов, допускающем технико-экономическую обоснованность возведения сооружения на свайных фундаментах, прорезающих эти грунты, а также при l d > 3 м или при Sd > 7 м² глубина исследования геологического разреза должна определяться, как правило, мощностью закарстованной зоны с заглублением не менее чем на 5 м в подстилающие незакарстованные породы.

Не допускается проектирование искусственных сооружений без соответствующих данных инженерных изысканий.

На водных путях необходимо учитывать требования судоходства, лесосплава и требования других водопользователей.

Не допускается проектирование водопропускных труб при ледоходе, карчеходе, заторном наледеобразовании, селевых потоках.

Не допускается применение железобетонных водопропускных труб на постоянных водотоках при январской изотерме ниже минус 13 °С.

5.2Расположение мостов и труб

• технико-экономического обоснования вариантов;
• требований трассирования магистрали;
• русловых, геологических, гидрогеологических, экологических, ландшафтных и других местных условий, влияющих на технико-экономические и иные показатели соответствующего участка дороги;
• обеспечения безопасности и бесперебойности движения поездов;
• требований по содержанию и эксплуатации сооружений;
• предполагаемых этапов проведения строительных работ.

Пропуск вод нескольких водотоков через одно сооружение должен быть обоснован, а при наличии селевого стока, лессовых грунтов и возможности образования заторов и наледи - не допускается.

≥ 2,5 м - при грунтах основания скальных и нескальных с нормативным значением модуля деформации ≥ 40 МПа [допускается определять по СП 22.13330.2016 (приложение А)], а также при свайной конструкции фундамента;

≥ 1,5 м - при нескальных грунтах основания с нормативным значением модуля деформации < 40 МПа по СП 22.13330.2016 (приложение А).

В других случаях выполнение требований надежности по первой и второй группам предельных состояний (в том числе требований комфортности и безопасности) должно быть подтверждено результатами динамических расчетов согласно 6.3.10, методика Б. При выполнении таких расчетов в расчетной модели следует учитывать (кроме конструкции самого сооружения):

• участки примыкающих насыпей - не менее 25 м с каждой стороны;
• форму и характеристики грунтов укрепленной зоны примыкающих насыпей;
• параметры фундаментов и основания.

Цель расчета обоснование конструктивного решения, обеспечивающего выполнение требований надежности конструкции, а также комфортного проезда и безопасности движения (см. таблицу 6.6). Расчет должен учитывать упругие и неупругие деформации участков, их градиенты по длине, жесткость конструкции трубы и ее основания, а также мероприятия для регулировки неупругих осадок. При этом длину участков переменной жесткости следует назначать не менее 25 м.

5.3Основные требования к конструкциям

Для труб и мостов на основании гидравлико-гидрологических расчетов допускается предусматривать спрямление, планировку и укрепление русел.

Для обеспечения связи между территориями, пересекаемыми железнодорожной линией, следует устраивать искусственные сооружения для пропуска пешеходов, прохода скота и пропуска сельскохозяйственных машин. Габариты искусственных сооружений следует принимать не менее указанных в СП 119.13330. Полевая дорога или дорога для прогона скота, проходящая под пролетом моста или в трубе под насыпью, должна быть укреплена по всей ее ширине и на участках длиной не менее 10,0 м в каждую сторону от сооружения. При необходимости у сооружений устраивают направляющие ограждения.

5.4Габариты

Таблица 5.1 Набег воды на опоры мостов от расчетного уровня воды

Наименьшее возвышение низа пролетных строений при наличии наледи необходимо назначать с учетом ее высоты.

• линия приближения пролетных строений мостов, платформ, настилов переездов, механизмов стрелочных переводов и расположенных в их пределах устройств СЦБ, а также устройств, располагаемых на междупутьях;
• линия, ограничивающая пространство для размещения устройств контактной сети и токоприемника;
• размер 3500 мм - линия приближения мачт светофоров, опор контактной сети, а также зданий, сооружений и устройств (кроме пролетных строений мостов, платформ), расположенных с внешней стороны крайних путей перегонов и отдельно лежащих путей на станциях;
• линия приближения опор путепроводов, перил на мостах, шумозащитных экранов;
• линия, выше которой на перегонах и в пределах полезной длины путей на станциях не должно подниматься ни одно устройство, кроме настилов переездов, индукторов локомотивной сигнализации, а также механизмов стрелочных переводов и расположенных в их пределах устройств СЦБ;
• линия приближения фундаментов зданий и опор, кабелей, трубопроводов и других, не относящихся к пути сооружений на перегонах и станциях, за исключением инженерных сооружений и устройств СЦБ в местах расположения сигнальных и трансляционных точек

Рисунок 5.1 - Габарит приближения строений С 400

При наличии ледохода расстояние между промежуточными опорами в свету следует назначать не менее максимальных размеров льдин или из условия их беззаторного пропуска под мостом.

5.5Расчет мостов и труб на воздействие водного потока

При наличии в створе мостового перехода проявлений уровней воды, не обусловленных паводковыми расходами воды и вызванных нагонными ветрами, приливами и отливами, заторами, изменениями дна, подпорами в устьях рек и у гидротехнических сооружений и другими опасными явлениями, высотные размеры сооружений следует устанавливать по этим уровням требуемой вероятности превышения, если они выше уровней, обусловленных паводковыми расходами воды той же вероятности превышения.

Для водопропускных сооружений, расположенных вблизи плотин, построенных с меньшей степенью ответственности, чем проектируемое сооружение (некапитального типа), необходимо учитывать возможность прорыва этих плотин.

При морфометрической основе расчета вычисленные максимальные глубины общего размыва следует увеличивать на 15 %.

Не допускается срезка в русле побочней, отмелей при расчете площади живого сечения под мостом.

Возвышение бровки земляного полотна на подходах к малым мостам и трубам над расчетными подпорными уровнями воды наибольших паводков следует принимать не менее 0,5 м, а для труб при полунапорном режиме работы - не менее 1,0 м.

В пределах воздействия льда на пойменную насыпь отметка ее бровки должна быть не ниже отметок верха навала льда, а также отметок наивысшего заторного или зажорного льда с учетом полуторной толщины льда.

5.6Верхнее строение пути на мостах

Целями расчета являются обеспечение устойчивости пути и целостность рельсовых плетей во всем диапазоне изменений расчетных температур и от вертикальных и горизонтальных (торможение и тяга) воздействий поездной нагрузки. Критериями применимости решений являются предельные напряжения в рельсах и предельные взаимные смещения пролетных строений.

При невозможности обеспечить указанные требования для непрерывных в пределах сооружения рельсовых плетей в последних устраиваются разрывы в зонах максимальных расчетных напряжений. В местах разрывов необходимо устанавливать уравнительные приборы.

5.7Сопряжение мостов с подходами

5.8Отвод воды

5.9Эксплуатационные обустройства

Для проведения работ по надзору за сооружением и его ремонту мосты должны иметь устройства, предназначенные для безопасного обслуживания самих сооружений и путей: специальные смотровые устройства и приспособления, тротуары, мостовой настил, лестницы, перильные ограждения (высотой не менее 1,10 м), сходы с перилами, оповестительную сигнализацию, средства энергоснабжения для ремонтного оборудования, механизированный инструмент, стационарные воздухопроводы, средства электроосвещения объекта, контрольно-габаритные устройства, судоходную сигнализацию и др.

Проведение работ по надзору за мостовыми сооружениями и их ремонту во время возможного движения высокоскоростного транспорта не допускается.

Вблизи больших мостов следует предусматривать служебные, бытовые помещения, мастерские и помещения компрессорных станций, перечень и размеры которых устанавливаются заданием на проектирование.

На больших мостах для механизации работ по текущему содержанию и ремонту следует предусматривать устройство линий подачи сжатого воздуха и воды, а также линий продольного электроснабжения с токоразборными точками.

5.10Пожарная безопасность

Пожарная безопасность искусственных сооружений на ВСМ обеспечивается в соответствии с действующими нормативными правовыми актами Российской Федерации и нормативными документами по пожарной безопасности.

5.11Охрана окружающей среды

Технические требования по охране поверхностных вод

• гравийно-галечный материал не должен вывозиться за пределы русла и поймы реки, а должен равномерно располагаться по берегу;
• при производстве дноуглубительных и других работ в русле участок проведения работ следует оградить плавающей завесой для предотвращения распространения взвеси вниз по течению;
• для размещения механизмов и производства работ в русле необходимо применять свайные эстакады, мосты или островки с последующей их разборкой, при этом в русле с рыбохозяйственным ресурсом водопользования не допускается перегораживать более 2/3 живого сечения, а сроки и виды выполнения вышеуказанных работ должны быть согласованы с органами рыбоохраны;
• заправку машин и механизмов горючим и смазочными материалами следует осуществлять за пределами водоохранных зон;
• для мойки колес автотранспорта следует применять установки оборотного водоснабжения;
• при нанесении гидроизоляции на элементы мостовых конструкций, а также очистки перед окраской должны быть приняты меры от попадания вредных веществ в водные объекты;
• качество сточных вод перед выпуском их в водный объект должно соответствовать требованиям санитарных норм и правил, допускается определять качество опытным путем.

Технические требования по охране воздушного бассейна

Технические требования по снижению уровней шума и вибрации

• использовать долговечные и коррозионно-стойкие материалы, предполагающие низкие эксплуатационные расходы по уходу и ремонту;
• предусматривать возможность замены отдельных элементов в случае повреждения;
• учитывать архитектурные требования.

Технические требования по защите почвы

Для защиты почвы в районе строительной площадки необходимо выполнять требования 5.11.14-5.11.21.

Технические требования по охране животного мира

5.12Авторский надзор, научно-техническое сопровождение и мониторинг

Систему мониторинга мостовых сооружений и обделок тоннелей следует проектировать как составную часть общей системы мониторинга инфраструктуры участка ВСМ. Технические требования к системе мониторинга принимаются заказчиком проекта (владельцем инфраструктуры) по представлению обоснованных предложений генеральной проектной организации.

В проекте производства работ (ППР) рекомендуется предусматривать возможность использования штатной системы мониторинга на стадии монтажа и при испытаниях сооружения.

При проектировании системы мониторинга искусственных сооружений следует предусматривать три вида мониторинга: контрольный, эксплуатационный и исследовательский.

Контрольный мониторинг должен обеспечивать в автоматическом режиме контроль за безопасностью эксплуатации мостового сооружения или тоннеля и решать задачи по предупреждению возникновения аварийных состояний конструктивных элементов и сооружения в целом, которые могут быть вызваны чрезвычайными обстоятельствами:

• природными явлениями - паводками, ураганами, землетрясениями и т. п.;
• антропогенной деятельностью, а также вследствие опасного развития дефектов, имеющихся в эксплуатируемой конструкции. В случае опасных отклонений от нормальной работы моста система должна автоматически формировать сигнал тревоги и передавать его ответственному персоналу.

В проектах мостов больших пролетов следует указывать требования по обеспечению синхронной регистрации метеорологической обстановки в режиме прямой и обратной связи с системой управления высокоскоростного движения поездов (параметры механической структуры ветра: мгновенная скорость и направления, снеговые и гололедоизморозевые отложения).

Системой контрольного мониторинга оснащают все искусственные сооружения.

Эксплуатационный мониторинг должен обеспечивать автоматизацию работ по обследованию сооружения в целях планирования эксплуатационных ремонтных мероприятий и предупреждения необратимых изменений состояния моста или тоннеля. При эксплуатационном мониторинге следует осуществлять наблюдения за длительными процессами, происходящими в сооружении, такими как:

• реологические процессы;
• релаксация;
• накопление дефектов и усталостных повреждений;
• вибродинамические воздействия;
• изменение характеристик материалов, вмещающего массива и др.

Эксплуатационной системой мониторинга оснащаются следующие сооружения:

• типовые пролетные строения и опоры каждого типоразмера в количестве, достаточном для получения объективной картины поведения таких конструкций на линии [рекомендуется эксплуатационной системой мониторинга оснастить каждое десятое пролетное строение (опору) каждого типоразмера];
• типовые конструкции обделок в пределах каждой литологической разности и каждого тектонического нарушения в количестве, достаточном для получения объективной картины работы обделки тоннеля;
• неразрезные пролетные строения;
• мостовые сооружения с пролетами более 100 м.

Исследовательский мониторинг следует выполнять для накопления данных о работе моста и тоннеля при воздействии реальных подвижных нагрузок и природных факторов (ветер, температура, геологическая обстановка, ледоход, сейсмика и др.) в целях совершенствования и оценки эффективности новых конструктивно-технологических решений, применяемых при проектировании, строительстве, эксплуатации, ремонте или реконструкции мостов и тоннелей, а также для изучения возможности повышения скорости движения поездов по искусственным сооружениям свыше 350 км/ч.

Оснащению средствами исследовательского мониторинга подлежат все уникальные сооружения и объекты - представители типовых конструкций в различных условиях применения.

5.13Особенности эксплуатации мостовых сооружений

6.1Общие положения

Надежность

• установившаяся - эксплуатация;
• переходная - строительство, капитальный ремонт или реконструкция;
• аварийная - соответствующая исключительным условиям работы сооружения (в том числе и при особых воздействиях), которые могут привести к существенным социальным, экологическим и экономическим потерям.

Примечания

1 На коэффициент γ n следует умножать левую часть условия надежности (6.1), как множитель к усилиям или напряжениям, вызываемым нагрузками и воздействиями, входящими в расчетные сочетания (или знаменатель правой части) только в том случае, если в условии отсутствует коэффициент, учитывающий ответственность сооружения. Если такой коэффициент присутствует, то его значение следует принимать не ниже приведенного в 6.1.6.

2 При выполнении проверок надежности элементов пути, конструкций сопряжения пути с пролетным строением и уравнительных приборов следует принимать коэффициент γ n = 1,0.

• расчеты по первой группе предельных состояний на дополнительные сочетания нагрузок;
• расчеты на сочетания, включающие особые нагрузки и воздействия (сейсмика, сход поезда с рельсов, навал судов);
• расчеты по выносливости;
• проверки надежности по второй группе предельных состояний;
• расчеты надежности при строительных сочетаниях нагрузок.

• предотвращение или снижение возможности реализации подобных воздействий;
• использование конструктивных решений и материалов, которые при аварийном выходе из строя или локальном повреждении отдельных несущих элементов не приводят к прогрессирующему обрушению сооружения;
• использование комплекса специальных организационных мероприятий, обеспечивающих ограничение и контроль доступа к основным несущим конструкциям сооружения.

Долговечность

• условия эксплуатации;
• влияние окружающей среды;
• свойства применяемых материалов, возможные средства их защиты от негативных воздействий среды, а также возможность деградации их свойств.

Расчетный срок службы конструкций пути принимается из экономических соображений и менее сроков службы несущих конструкций.

Примечание -При соответствующем обосновании сроки службы других конструкций (ограждающих конструкций, смотровых приспособлений и т. п.) могут быть приняты отличными от сроков службы сооружения в целом.

Предельные состояния

Таблица 6.1 Группы предельных состояний

Примечания

• 1 Нарушение работоспособности пути прерывает нормальную эксплуатацию и не приводит к потере несущей способности сооружения и прекращению его эксплуатации.
• 2 При расчетах взаимодействия пути и сооружения рассматриваются только случаи стадии нормальной эксплуатации и этап строительства. Особые случаи (землетрясение или авария) не учитывают.

• их расчетного срока службы;
• прочностных и деформационных характеристик материалов, устанавливаемых в нормах, а для грунтов - по результатам инженерно-геологических изысканий;
• наиболее неблагоприятных вариантов распределения нагрузок, воздействий и их сочетаний;
• неблагоприятных последствий в случае достижения строительным объектом предельных состояний;
• возможной деградации свойств материалов;
• условий изготовления, сооружения и особенностей эксплуатации.

Условия предельного состояния принимаются в виде

где S - действующий фактор (усилие, напряжение или деформация), вычисленный от сочетания нагрузок или воздействий по соответствующему предельному состоянию (нормативный или расчетный); m - коэффициент(ы) условий работы; γ n - коэффициент надежности по ответственности (назначению) сооружения;

R - значение соответствующего предельного фактора с обеспеченностью, соответствующей данному предельному состоянию.

Компоненты действующего фактора, входящие в левую часть условия надежности, вычисляются с коэффициентами:

• сочетаний (таблицы 6.26-6.29);
• ответственности (6.1.5-6.1.7);
• надежности (6.4.2, 6.5.1.3);
• учитывающими число путей (таблица 6.25);
• динамики (6.3.17, 6.3.18).

Расчетные сочетания нагрузок

Нормативные и расчетные нагрузки

• при расчетах устойчивости формы первой группы предельных состояний - 0,98;
• во всех других расчетах по первой группе - 0,95;
• по второй группе - 0,90.

Примечание - При выполнении проверок надежности элементов пути, конструкций сопряжения пути с пролетным строением и уравнительных приборов следует принимать коэффициент γ f = 1,0.

Нормативные и расчетные характеристики материалов

• 0,95 - для расчетов по первой группе предельных состояний;
• 0,85 - для расчетов по второй группе предельных состояний.

Примечание - При выполнении проверок надежности элементов пути, конструкций сопряжения пути с пролетным строением и уравнительных приборов следует принимать коэффициент γ m = 1,0.

Условия работы материалов, конструкций и грунтов оснований

• согласно действующим нормативным документам;
• на основании экспериментальных и теоретических данных;
• на основании данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях производства работ и эксплуатации.

Геометрические параметры

Общие требования к расчетным моделям

• модели нагрузок и воздействий;
• модели конструкции, ее элементов и оснований, описывающие напряженнодеформированное состояние;
• модели сопротивления материалов и грунтов.

В некоторых случаях необходимо учитывать зависимость воздействий от реакции сооружения (например, при расчетах взаимодействия сооружения и высокоскоростного поезда или аэроупругие эффекты при взаимодействии ветрового потока с сооружением).

• реакцию сооружений и их конструктивных элементов при динамических и статических нагрузках;
• условия взаимодействия конструктивных элементов между собой и с основанием.
• При этом должны быть установлены:
• упругие или неупругие характеристики конструктивных элементов и основания;
• параметры, характеризующие геометрически линейную или нелинейную работу конструкций;
• физические и реологические свойства, эффекты деградации.

Применение таких методов допускается при наличии эффективных вероятностных методик учета случайной изменчивости основных параметров, соответствующих принятой расчетной схеме.

6.2Основные требования к расчетам

Кроме того, динамические характеристики конструкции должны удовлетворять установленному набору требований.

При расчетах следует рассматривать две ситуации стадии эксплуатации: проезд по сооружению высокоскоростного поезда (основная нагрузка) и пропуск поезда, соответствующего нагрузке СК (альтернативная нагрузка).

Таблица 6.2 Перечень необходимых проверок и соответствующих пунктов настоящего свода правил

6.3Динамические расчеты при движении высокоскоростных поездов. Параметры расчетных моделей

Общие положения

Должны быть учтены следующие динамические явления:

• 1) высокая скорость изменения интенсивности прикладываемой нагрузки и соответствующий инерционный отклик конструкции;
• 2) возможные резонансы, возникающие при кратности частот возбуждения (последовательное прохождение по сооружению тележек поезда) собственным частотам колебаний конструкции;
• 3) динамическое изменение нагрузок от колесных пар, возникающее вследствие дефектов рельсового пути и колес.

При выполнении динамических расчетов следует моделировать поведение конструкции в ситуациях реальной эксплуатации.

Примечание - Если при расчетах прочности рассматривают воздействия и их сочетания, которые могут происходить редко (как правило, один раз за срок службы), то в расчетах динамики при нормальной эксплуатации и при движении поездов на максимальных расчетных скоростях такие случаи рассматривать не следует.

Например, не следует рассматривать случаи ремонта, когда на соседнем пути находится поезд обслуживания или на проходах расположена дополнительная нагрузка. В этом случае скорость движения на участке может быть ограничена.

Скорости также могут быть снижены: при штормовом ветре, при движениях составов ненормативных длин (буксировке) или с дефектными тележками (в ремонт).

6.3.2 При формировании расчетной модели сооружения для вычисления:

• динамических характеристик сооружения;
• значений динамических нагрузок;
• деформаций и реакций в элементах должны быть учтены следующие основные параметры:
• 1) обязательные:
• скорость движения поезда V ,
• длина пролета или линии влияния того или иного фактора элемента L ,
• масса элементов конструкции (включая мостовое полотно) M ,
• жесткость элементов конструкции EA , EJ и др.,
• собственные частоты колебаний конструкции по формам колебаний f 1, f 2, ... ,
• число осей в поезде, осевые нагрузки и интервалы между осями n , Pi , ai ,
• коэффициент демпфирования конструкции (элементов) - ζ,
• дефекты рельсового пути и колес (выбоины, некруглость, дефекты подвески) - μ2;
• 2) параметры, учитываемые при выполнении расчетов типов III и IV (см. приложение А):
• неподрессоренная/подрессоренная массы вагонов и тележек, а также жесткостные и вязкостные характеристики вагонов, подвески и сочленений вагонов,
• элементы, расположенные под верхним строением пути и локально изменяющие жесткость пути (поперечные балки, диафрагмы и т. п.),
• жесткость и вязкость элементов верхнего строения пути (только для модели IV).

В процессе динамических расчетов подлежит обязательному контролю ряд параметров. Некоторые из экстремальных значений ограничиваются явно, некоторые являются косвенными ограничениями области инженерных решений.

Прямые требования:

• ограничение вертикальных и горизонтальных максимальных ускорений вагона комфорт пассажиров;
• минимальные силы давления колес поездов на рельс (обезгруживание) - надежность контакта «колесо-рельс»;
• ограничение ускорений на уровне верхнего строения пути - устойчивость балласта и недопущение расстройства соединений верхнего строения пути;
• обеспечение требований прочности и выносливости элементов сооружения с учетом динамики движения поездов - через коэффициент динамики или прямыми методами.

Косвенные требования:

• ограничение упругих прогибов, углов перелома профиля и закручивания сечений;
• рекомендации по диапазону первых частот колебаний пролетных строений.

Примечания

1 Дефекты пути и колес допускается учитывать коэффициентом динамики μ2 (см. приложение Ж).

2 Соблюдение требований предельных прогибов недостаточно для утверждения об отсутствии резонансных явлений. Для исследования возможных резонансов требуется выполнение динамических расчетов.

Скорости, подлежащие рассмотрению

Демпфирование конструкции

Таблица 6.3 Демпфирование несущих конструкций пролетных строений

При применении специальных конструктивных решений или устройств, повышающих демпфирующие свойства конструкции или ее элементов, коэффициенты демпфирования могут быть приняты отличными от приведенных в таблице 6.3. Использование в расчетах таких коэффициентов должно быть подтверждено результатами исследований.

Для балочных разрезных пролетных строений длиной менее 30 м при расчетах по методике А в соответствии с 6.3.10 должно быть учтено дополнительное демпфирование (приложение И).

Примечание - В настоящем своде правил используется коэффициент демпфирования (затухания) ζ, удобство которого для описания затухающих колебаний состоит в том, что при критическом значении ζ = 1 движение теряет колебательный характер (становится апериодическим).

Существуют и другие коэффициенты, характеризующие затухание колебаний: коэффициент неупругого сопротивления γ и логарифмический декремент затухания δ.

Преимущество логарифмического декремента затухания заключается в его наглядности -он определяется как натуральный логарифм отношения двух последовательных амплитуд одного знака:

Эти три коэффициента связаны соотношениями:

Массы элементов конструкции

При выполнении динамических расчетов следует рассматривать две расчетные модели: с минимально возможной и максимально возможной массами конструкций (включая массу мостового полотна, элементов контактной сети, коммуникаций, шумозащитных экранов, а также других конструкций, которые могут быть расположены на пролетном строении):

• случай минимальной массы - для оценки максимальных ускорений;
• случай максимальной массы - для прогнозирования самых низких резонансных скоростей.

Примечания

1 Максимальные динамические эффекты, как правило, возникают на резонансных пиках на определенных скоростях, когда совпадают кратные значения частоты возбуждения и собственных частот конструкции или поезда. Вследствие резкого изменения значений (градиентов) амплитуд, скоростей и ускорений в зонах резонанса, даже незначительные отклонения параметров модели от реально возможных (в том числе и необоснованные «запасы») могут привести к серьезным ошибкам как в сторону недооценки этих факторов, так и к неоправданной их переоценке и, как следствие, к перерасходу материалов и увеличению стоимости сооружения.

Недооценка массы приводит к завышению частот конструкции и, соответственно, скоростей поезда, на которых происходит резонанс.

С другой стороны, максимальное ускорение конструкции в зоне резонанса обратно пропорционально массе. Переоценка массы может привести к заниженной оценке частот и ускорений.

Поэтому при формировании расчетной модели следует уделять особое внимание корректному назначению масс и жесткостей конструктивных элементов сооружения. Следует рассматривать не фиксированные значения этих характеристик и скоростей движения, а возможные диапазоны их изменения.

2 При определении минимальной массы балласта следует полагать, что толщина балласта минимальна, и он находится в сухом чистом состоянии. Плотность балласта может быть принята равной 1700 кг/м³ .

3 При назначении максимальной массы балласта следует исходить из допусков на возможный подъем пути и принимать, что балласт имеет максимальную степень уплотнения, находится во влажном состоянии, а степень его загрязнения достигла предельно допустимого значения при эксплуатации.

4 Назначение максимальных и минимальных масс конструкций производится в каждом конкретном случае исходя из условия движения по сооружению высокоскоростной нагрузки без ограничения скорости (не следует рассматривать случаи ремонта или путевых работ).

5 Если массовые характеристики основных конструкций принимают по таблицам спецификаций рабочих чертежей, вариативность масс стальных конструкций допускается не учитывать, а железобетонных - учитывать коэффициентами 1,02 и 0,98 (максимальные и минимальные соответственно), в других случаях принимают 1,05 и 0,95 для стальных и бетонных элементов.

Жесткость конструкции

Примечания

1 Переоценка жесткости конструкции приводит к завышению собственных частот конструкции, смещению резонансных пиков и, соответственно, завышению скоростей поезда, на которых происходит резонанс.

2 Неоправданное (неаргументированное) занижение жесткости может привести к перерасходу материалов и, как следствие, увеличению стоимости сооружения.

3 Возможные отклонения жесткости реальной конструкции от жесткости расчетной модели назначаются в каждом конкретном случае, исходя из особенностей конструкции (число элементов и соединений, массивность сечений и другие соображения).

4 При определении жесткости железобетонных элементов сечения следует полагать, что все потери прошли (усадка, ползучесть, потери предварительного натяжения), а ширина раскрытия нормальных трещин не превышают допустимые значения (для оценки минимальной жесткости обычного железобетона).

Моделирование возбуждения и динамического поведения конструкции

Таблица 6.4 Методики расчета, динамические модели и критерии их применимости

Sext, II , Sext, III , Sext, IV - пиковые значения фактора при динамических расчетах.

2 Основным критерием, определяющим допустимость применения методики А (модель II, см. приложение А), является отсутствие под плитой проезда мест локального изменения жесткости, то есть элементов проезжей части, местная работа которых может вносить существенный вклад в картину динамического взаимодействия поезда и конструкции.

3 Необходимо учитывать «разгружающую» динамику согласно Ж.3 (приложение Ж).

Методика А

При расчетах по данной методике динамическое воздействие может быть представлено набором сосредоточенных сил (см. приложение Г), перемещающихся по сооружению с заданной скоростью (модель II, приложение А). Методика может быть применена в случаях, перечисленных ниже, при отсутствии под плитой проезда мест существенного локального изменения жесткости (поперечных балок или других элементов, местная работа которых может вносить существенный вклад в картину динамического взаимодействия поезда и конструкции пролетного строения):

1) для расчетов плитных, сплошностенчатых (коробчатых и ребристых) разрезных балок пролетами до 60 м;

2) для разрезных балок при длинах пролета, превышающих 60 м, а также неразрезных, рамных и арочных систем при любых приведенных длинах пролета (см. В.3 и В.5 приложения В).

Методика Б

Для мостов других конструктивных решений (пролетные строения со сквозной решеткой: фермы, арки и др.), а также в случаях, когда под полотном проезжей части расположены элементы, местной работой которых нет оснований пренебрегать, следует производить динамические расчеты с учетом взаимодействия поезда и конструкции (с учетом подрессоренных/неподрессоренных масс, а также характеристик вагонов и тележек поезда) с использованием модели III (приложение А). В случаях, если необходимо учесть в расчете жесткости конструкции пути и его взаимодействие с несущей частью [например, если коэффициент динамики μ2 не может быть вычислен по Ж.7 (приложение Ж)], следует использовать модель IV (приложение А).

• взаимодействие между изгибными и крутильными формами;
• близость соседних частот и формы соответствующих колебаний;
• влияние отдельных элементов пролетных строений (поперечные балки и т. д.).

• при длинах менее 10 м - должно быть учтено распределение давления от осей поезда на плиту проезда согласно приложению К. При расчетах железобетонных пролетных строений с ездой на балласте по методике А допускается вместо учета распределения нагрузки шпалами увеличивать дополнительное демпфирование на величину, равную 0,00176∙(10L ) 3 %;
• при длинах менее 30 м - необходим учет динамического взаимодействия массы транспортного средства и моста одним из указанных способов:
• прямыми динамическими расчетами по модели III или IV (приложение А);
• увеличением коэффициента демпфирования согласно приложению И при расчетах по модели II (приложение А).

Ограничение частот колебаний пролетных строений по первой форме вертикальных колебаний

• 1) первая собственная частота вертикальных колебаний находилась в пределах

• 2) соотношение первых частот колебаний по форме изгиба и по форме кручения удовлетворяло условию

где f 1 - первая собственная частота вертикальных изгибных колебаний, Гц; f 1, min - нижний разрешенный предел частоты, Гц; f 1, max - верхний разрешенный предел частоты, Гц; f 1, t - первая собственная частота колебаний, связанная с кручением, Гц.

Предельные значения частот в зависимости от длины пролета приведены в приложении В.

• В случаях, если расчетная длина пролета превышает 60 м, а также при расчетах пролетных строений, схема работы которых отлична от балочной разрезной, при выборе методики расчета следует руководствоваться указаниями, приведенными на рисунке 6.1:
• при невыполнении первой части условия (6.2) (если f 1 < f 1, min ) пролетное строение должно быть запроектировано по методике Б (Б.1 или Б.2);
• при невыполнении второй части условия (6.2) (если f 1 > f 1, max ) пролетное строение должно быть запроектировано по методике Б.2, при этом должны быть учтены неровности пути и дефекты колес (и соответствующее обоснование методов их учета).

Рисунок 6.1

Значение коэффициента динамики μ2 может быть вычислено по формуле (Ж.3) только в том случае, если первая частота находится ниже верхнего предела f 1, max .

Результаты динамического расчета

• взаимодействие между изгибными и крутильными формами;
• близость соседних частот и форм соответствующих колебаний;
• влияние отдельных элементов пролетных строений (поперечные балки и т. д.);
• скорости, на которых происходят резонансные явления и связанные с ними формы;
• поведение конструкции при расчетной максимальной скорости;
• зависимость характера динамического поведения от параметров поезда.

Варьируя параметрами сооружения (длина пролета, жесткость, масса, схема работы), следует добиваться снижения влияния резонансных явлений, а также более высокой достоверности результатов и меньшей их зависимости от вариации физико-механических и геометрических параметров сооружения.

Примечание - Реальное динамическое поведение конструкции всегда будет отличаться от теоретического. Это связано с несовершенством методики, условностями расчетной модели конструкции и поезда, а также неточностями значений различных характеристик модели. Все это может привести к тому, что влияние резонансных явлений в реальной конструкции может оказаться выше полученного в результате расчета. При назначении параметров сооружения следует добиваться, чтобы влияние возможных неточностей параметров, имеющих относительно низкую достоверность (например, весов и жесткостей элементов конструкции), оказывало меньшее влияние на результаты (изменив, например, схему работы или длину пролета).

• вертикальные ускорения на уровне верхнего строения пути (предельные значения ускорений приведены в 6.4.15);
• амплитуды колебаний (по всем рассматриваемым поездам), необходимые для вычисления коэффициента динамики (см. 6.3.17).

Кроме того, при выполнении расчетов по методике Б с использованием моделей III и IV приложения А определяются максимальные вертикальные и горизонтальные ускорения на уровне вагонов (предельные значения ускорений приведены в 6.4.16).

Учет динамического взаимодействия поезда и пролетного строения

Учет дефектов рельсового пути и колес поезда

В случае динамического анализа по методике А.1 (см. таблицу 6.4) на этот коэффициент следует умножать результаты статического нагружения пролетного строения высокоскоростными поездами (совместно с μ1 - см. 6.3.17); в случае использования методик А.2, а также методики Б.1 и модели III (приложение А) - пиковые значения результатов динамического расчета.

При использовании методики Б.2 и модели IV (приложение А) динамические эффекты учитывают в пиковых значениях факторов, и умножать результаты на μ2 не следует.

При выполнении динамических расчетов по методике Б.2 при моделировании несовершенств пути следует руководствоваться приложением Т.

Значение коэффициента динамики μ2 следует вычислять согласно приложению Ж.

Продольный профиль пути

Продольный профиль пути следует моделировать при расчетах по методикам Б.1 и Б.2 (см. таблицу 6.5). Профиль должен соответствовать проектному и учитывать строительный подъем, углы перелома и мероприятия по регулировке профиля пути. Кроме этого, необходимо учитывать: неровности пути в соответствии с 6.3.19, изменения профиля при температуре, осадки опор, устоев и участков насыпей подходов, а для железобетонных и сталежелезобетонных пролетных строений - также усадку 1) и ползучесть бетона.

Осадки оснований опор и ползучесть бетона пролетных строений следует учитывать только за время эксплуатации.

При выполнении требований по предельным изменениям профиля следует учитывать положения 6.4.22.

Таблица 6.5 Предельные изменения профиля, вызванные осадкой оснований опор и ползучестью бетона пролетных строений

Ускорения при динамических расчетах

Ограничение вертикальных и горизонтальных ускорений в вагоне связано с обеспечением комфорта пассажиров (см. 6.4.16). Проверку предельных ускорений в вагоне поезда необходимо выполнять в том случае, если параметры пролетного строения не удовлетворяют условиям А.1, А.2 и Б.1 (см. таблицу 6.4) и, кроме этого, не выполнены критерии предельных вертикальных прогибов. При расчетах по методике Б.2 проверка ускорений в вагоне обязательна.

Контроль обезгруживания колес

Данное требование следует рассматривать как требование безопасности железнодорожного движения.

6.4Расчеты по предельным состояниям второй группы

Требования таблицы 6.6 по предельным углам перелома пути в профиле и плане, взаимному смещению торцов пролетных строений, смещению верха опор и дополнительным напряжениям в рельсах являются критериями безопасности движения и обеспечивают стабильность работы конструкций верхнего строения пути (рельсов, скреплений и др.).

Таблица 6.6 Условия надежности по предельным состояниям второй группы. Учитываемые нагрузки и воздействия, число загружаемых путей и коэффициенты динамики

Прогибы, смещения и углы поворота

Таблица 6.7 Предельные значения упругих прогибов, смещений и углов поворота

Предельные значения прогибов и углов поворота приведены на рисунке 6.2 и в таблицах 6.8-6.13.

Требования пунктов 1-3 таблицы 6.7 должны выполняться при учете вертикальных и горизонтальных компонент нагрузок от поездов класса С8 (эталонная нагрузка), а также от прочих нагрузок и воздействий. Нагрузки и коэффициенты следует учитывать согласно 6.4.2.

Для пролетных строений, удовлетворяющих условиям А.1 и А.2 (см. таблицу 6.4), критерии комфортности обеспечиваются косвенно при выполнении требований по вертикальным прогибам, углам перелома и скручиванию, а также диапазону собственных частот (6.3.13). Для других пролетных строений необходимо выполнять динамические

1 ) Требования по предельным углам перелома пути в профиле наряду с другими требованиями (смещения в плане, взаимное смещение торцов пролетных строений, а также пролетных строений и пути, смещения верха опор и дополнительные напряжения в рельсах) являются критериями безопасности движения и обеспечивают надежность работы конструкций верхнего строения пути (рельсов, скреплений и др.) и одновременно являются критериями комфортного проезда пассажиров. расчеты по моделям III и IV приложения А и проводить проверки предельных ускорений в вагоне (см. 6.4.16).

Предельные прогибы определяются от вертикальной эталонной нагрузки. В качестве эталонной нагрузки принимают эквивалентную железнодорожную нагрузку С8 на одном пути с учетом коэффициента динамики (таблица Ж.4 приложения Ж).

Таблица 6.8 Предельные вертикальные прогибы

• L - расчетная длина пролетного строения; для неразрезных, рамных и арочных пролетных строений определяется в соответствии с указаниями В.5 приложения В

Рисунок 6.2 - Предельные вертикальные прогибы

Предельные прогибы (см. таблицу 6.8 и рисунок 6.2) приведены для разрезных двухпутных пролетных строений и для тех случаев, если сооружение содержит три и более одинаковых расположенных друг за другом пролетных строений.

Для сооружений с другими статическими схемами работы, удовлетворяющих условиям А.1 и А.2 (см. таблицу 6.4), отношение длины пролета к предельному прогибу ( L /δ) следует умножать на поправочные коэффициенты, приведенные в таблице 6.9.

Скручивание пролетного строения определяется от вертикальной железнодорожной эталонной нагрузки С8 и контролируется скручиванием одного из путей как изменение перепада отметок ниток рельсов.

Перепад отметок двух рельсов одного пути не должен превышать 1 мм на 3 м пути.

Таблица 6.9 Поправочные коэффициенты предельного прогиба для сооружений разных схем

Коэффициенты, приведенные в таблице 6.9, могут быть применены одновременно. При этом отношение L/ δ с учетом поправочных коэффициентов не должно быть менее 800.

При типовом проектировании пролетных строений, в тех случаях, когда неизвестно будущее положение пролетного строения в составе мостового сооружения, следует использовать предельные углы поворота консоли δΘ, приведенные в таблице 6.10.

При индивидуальном проектировании в зависимости от расположения перелома профиля следует использовать предельные взаимные смещения (см. рисунок 6.3) примыкающих элементов конструкций по таблице 6.11.

Рисунок 6.3 - Смещение консоли пролетного строения и ограничение углов перелома профиля

Таблица 6.10 Предельный угол поворота консоли δΘ (Θ0, Θ1, Θ2) 1) , ‰

Таблица 6.11 Предельные взаимные смещения консолей пролетных строений

1) δ H Θ1 -δ H Θ2 - взаимные вертикальные смещения консолей соседних пролетных строений, а δ B Θ1 δ B Θ2, δ B Θ0 - взаимные горизонтальные смещения консолей соседних пролетных строений от поворота опорных сечений. Данные смещения вычислены, как максимальные при различных положениях подвижной нагрузки.

• 2) Значения в скобках приведены для расчетов, в которых взаимодействие пути и элементов сооружения не учитывается.

Примечания

• 1 Приведенные предельные прогибы и углы -упругие. Они являются дополнительными к соответствующим параметрам продольного профиля пути на стадии эксплуатации.
• 2 При расчетах по методикам Б.1 и Б.2 следует моделировать продольный профиль пути в соответствии с 6.3.20.

Ограничения по взаимным горизонтальным смещениям могут не выполняться в случаях, когда устройство компенсации удлинения рельсов (уравнительный прибор) установлено на конце одного из смежных пролетных строений, а в случае устройства пути на балласте последний конструктивно разорван между смежными пролетными строениями (или пролетным строением и устоем).

Требования по предельным взаимным линейным смещениям должны быть выполнены от торможения (тяги) высокоскоростных поездов (с двух путей) и поездов класса С8 (с одного пути) в соответствии с 6.6.2.17-6.6.2.24 c коэффициентами сочетаний по 6.6.5 (для второго предельного состояния, как для критерия безопасности движения).

Повороты опорного сечения и соответствующие вертикальные и горизонтальные смещения консоли пролетного строения, взаимные линейные смещения и дополнительные напряжения в рельсах должны быть вычислены как максимальные при расчетах совместной работы конструкции пути и несущих элементов моста по 6.6.3.25-6.6.3.29 при различных положениях временной нагрузки на мосту.

Чрезмерные взаимные смещения пути и пролетного строения могут привести к разуплотнению балласта и изменению параметров взаимодействия пути и сооружения.

Предельные смещения также косвенно ограничивают дополнительные продольные напряжения в рельсах.

Следует контролировать расчетом следующие взаимные смещения от сил торможения (тяги) (рисунок 6.4).

Рисунок 6.4 - Взаимные смещения пути и пролетного строения от торможения (тяги)

Рисунок 6.5 - Взаимные смещения пролетных строений от торможения (тяги) и температуры

Таблица 6.12 Предельные взаимные линейные смещения от торможения (тяги)

Взаимодействие пути и сооружения

Эти смещения и усилия должны учитываться при обоснованиях надежности опорных частей, опор и фундаментов.

Дополнительные напряжения в рельсах не должны превышать предельных значений, приведенных в таблице 6.13.

Таблица 6.13 Предельные дополнительные напряжения в рельсах

Примечание - Предельные напряжения приведены для рельсов Р65 и при радиусах пути более 1500 м. В других случаях эти напряжения должны быть обоснованы соответствующим расчетом.

Контроль ускорений при динамических расчетах

• при устройстве пути на балласте - 0,35 g м/с 2 ;
• при жестком основании пути (плиты) - 0,50 g м/с 2 .

• 1,3 м/с 2 - если в расчете учитываются неровности пути и дефекты колес;
• 1,0 м/с 2 - если неровности пути и дефекты колес в расчете не учитываются.

Горизонтальные ускорения не должны превышать 1,0 м/с 2 .

При расчетах по методикам А.1 и А.2 выполнение проверок предельных ускорений в вагоне не требуется, комфортность обеспечивается выполнением условия предельных прогибов, указанных в 6.4.4-6.4.5, и разрешенного диапазона частот (приложение В).

При расчетах по методикам Б.1 и Б.2 (см. 6.3.10) пиковые значения ускорений в вагоне являются результатом динамического расчета по моделям III и IV (приложение А). Динамические расчеты следует проводить в диапазоне скоростей от 120 км/ч до проектной максимальной скорости на участке (6.3.5). Горизонтальные ускорения на уровне расположения пассажиров в вагоне необходимо контролировать расчетом в случаях косого в плане расположения поперечных балок (диафрагм) или опорных частей.

Допускается проверять выполнение критерия комфортного проезда пассажиров иными методами, согласующимися с действующими нормативными документами, при этом расчет должен выполняться по методике Б при параметрах поезда, заданных в соответствии с приложением У.

Обезгруживание колес

В случае использования методик Б.1 и Б.2 необходимо выполнять прямые проверки предельного обезгруживания колес высокоскоростных поездов, контролируя соблюдение следующих условий:

где Pmin , i,j - минимальное давление i -го колеса j -го поезда с учетом динамики, центробежной силы, а также эксцентриситетов eq и es (см. 6.6.2.6);

Pstat,i , j - статическое давление i -го колеса j -го поезда;

Yi,j - поперечная сила, передаваемая i -м колесом j -го поезда;

Pi,j - текущее давление i -го колеса j -го поезда;

Y 0 ,k,j - поперечная сила, передаваемая k -й колесной парой j -го поезда, кН;

P 0 ,k,j - статическая осевая нагрузка от k -й колесной пары j -го поезда, кН.

При расчетах по методике Б.1 минимальное давление Pmin , i , j в (6.4) следует определять с учетом коэффициента динамики (1 - μ2).

Расчеты трещиностойкости бетона

• нормальных сжимающих напряжений для исключения возможности продольного трещинообразования;
• главных напряжений в тонкостенных элементах между поперечным армированием;
• образования и раскрытия трещин (если допускается для данного элемента) в зонах растягивающих напряжений для исключения возможности коррозии арматуры и снижения сроков службы.

Предельные эксцентриситеты и давление на грунт

Осадки основания, ползучесть и усадка бетона

При проектировании следует применять такие инженерные решения по конструкциям и по производству работ, которые позволяют минимизировать возможные необратимые процессы осадок и кренов оснований и ползучести бетона, как во время строительства, так и продолжающиеся после пуска сооружения в эксплуатацию.

Необходимо минимизировать также неравномерность осадок, как по ширине фундамента (крены), так и соседних опор.

Необходимо учитывать, что полная конечная осадка включает две составляющие: начальную (мгновенную) и замедленную (запаздывающую) (см. 10.10-10.12).

Эти требования могут не соблюдаться, если проектом предусмотрены конструкции или мероприятия по регулировке профиля в требуемых для компенсации осадок диапазонах (например, корректировкой толщины балласта).

Для неразрезных, рамных и арочных конструкций больших пролетов, когда выполнение требований таблицы 6.5 приводит к нерациональным проектным решениям, допускается превышать предельные значения, указанные в таблице 6.5, но не более чем в два раза. В этом случае обязательно выполнение динамических расчетов по методике Б.2 с контролем ускорений в вагоне и обезгруживания колес.

6.5Расчеты по предельным состояниям первой группы

6.5.1 Общие положения

6.5.1.1 Расчеты по предельным состояниям первой группы производят по:

• устойчивости против опрокидывания;
• прочности и устойчивости элементов конструкции;
• выносливости элементов.

Расчеты производятся на следующие сочетания нагрузок:

• основные;
• дополнительные;
• особые;
• строительные.

6.5.1.2 Состав расчетов по первой группе предельных состояний и учитываемые при этом коэффициенты приведены в таблице 6.14.

Таблица 6.14 Расчеты по предельным состояниям первой группы. Коэффициенты

• при расчетах на основные сочетания нагрузок:
• при проверках прочности и устойчивости - γ n = 1,1,
• при проверках устойчивости положения - γ n по 6.5.2;
• в остальных случаях - γ n = 1,0.
• 2) Для «разгружающей» динамики (см. Ж.3 приложения Ж) - ≤ -1,20 или ≤ -1,15 соответственно.

6.5.1.3 При расчетах по первой группе предельных состояний в случаях, перечисленных в таблице 6.14, коэффициенты надежности по нагрузкам γ f и коэффициенты динамики следует принимать согласно таблицам 6.15-6.19.

СП .1325800.2019

Таблица 6.15 Постоянные нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке

Таблица 6.16 -

Временные подвижные нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты динамики

Таблица 6.17 Прочие нагрузки и воздействия. Коэффициенты надежности

Таблица 6.18 Особые нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке

Таблица 6.19 Строительные нагрузки. Коэффициенты надежности по нагрузке

6.5.1.4 В каждом из рассматриваемых сочетаний коэффициент надежности γ f постоянных нагрузок и воздействий, указанных в таблицах 6.9 и 6.13 и имеющих одну природу (вес, натяжение и др.), следует принимать одинаковыми (> 1,0 или < 1,0), за исключением расчетов по устойчивости положения, в которых γ f принимают в соответствии с 6.5.2.7 и 6.5.2.8.

6.5.2 Расчеты устойчивости положения

Общие указания

• 6.5.2.1 Целью расчета по устойчивости положения является недопущение опрокидывания и (или) сдвига элементов конструкции или конструкции совместно с основанием. Принимаемая в расчете схема (при достижении предельного состояния) должна быть статически и кинематически возможна.

6.5.2.2 Расчет устойчивости совместно с основанием в общем случае следует выполнять методами теории предельного равновесия, основанными на поиске наиболее опасных поверхностей скольжения. Возможные поверхности скольжения, отделяющие сдвигаемый массив грунта от неподвижного, могут быть приняты круглоцилиндрическими, ломаными, в виде логарифмической спирали или другой формы.

• 6.5.2.3 Для каждой возможной поверхности скольжения вычисляют предельную нагрузку. При этом используют соотношения между вертикальными, горизонтальными и моментными компонентами нагрузки, которые ожидаются в момент потери устойчивости и описывают нагрузку одним параметром. Этот параметр определяется из условия равновесия сил (в проекции на заданную ось) или моментов (относительно заданной оси). В качестве предельной нагрузки принимают минимальное значение.
• 6.5.2.4 В число рассматриваемых при определении равновесия сил включают постоянные вертикальные, горизонтальные и моментные нагрузки от веса элементов сооружения и грунта, фильтрационные силы, силы трения и сцепления по выбранной поверхности скольжения, нагрузки от временных воздействий, активное и (или) пассивное давление грунта на сдвигаемую часть грунтового массива вне поверхности скольжения.
• 6.5.2.5 Действующие и предельные нагрузки вычисляются по первому предельному состоянию, при этом коэффициенты надежности по нагрузке γ f следует принимать:
• а) действующие (опрокидывающие, сдвигающие) нагрузки:
• для постоянных и временных нагрузок - γ f > 1 (γ m < 1).
• б) удерживающие (предельные) нагрузки:
• для постоянных нагрузок - γ f < 1 (γ m > 1);
• для вертикальной подвижной нагрузки (от порожнего состава) - γ f = 1.

Примечание - При вычислении действующих и удерживающих сил трения, сцепления или нагрузок от веса грунта коэффициенты γ m к нормативным значениям угла внутреннего трения, сцепления и плотности грунта следует назначать > 1 или < 1 в зависимости от принадлежности фактора к действующим или удерживающим нагрузкам, но одинаковыми для одного и того же слоя грунта.

При затруднениях по отнесению указанных выше сил к сдвигающим или удерживающим нагрузкам следует проводить два расчета и считать расчетным худший случай.

• 6.5.2.6 В соответствующих случаях, руководствуясь указаниями СП 35.13330.2011 (пункт 11.6), необходимо учитывать уменьшение веса конструкции вследствие взвешивающего действия воды.

Устойчивость против опрокидывания

6.5.2.7 Устойчивость положения против опрокидывания конструкций, опирающихся на отдельные опоры (например, при уравновешенном монтаже или надвижке пролетного строения), а также фундаментов на грунтовых основаниях следует рассчитывать по формуле

где Мu - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции;

Мz - момент удерживающих сил относительно той же оси; m - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 6.20; γ n - коэффициент надежности по ответственности (назначению) по таблице 6.20.

Таблица 6.20

Коэффициенты надежности по нагрузке при вычислении опрокидывающих Mu и удерживающих Mz моментов следует принимать по таблицам 6.16-6.18 и 6.20.

Устойчивость против сдвига

• 6.5.2.8 Устойчивость положения конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле

где Qr - сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига;

Qz - удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига; m - коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9; γ n - коэффициент надежности по назначению согласно таблице 6.20.

Коэффициенты надежности по нагрузке при вычислении сдвигающих Qr и удерживающих Qz сил следует принимать по таблицам 6.15-6.17 и 6.19.

Примечания

• 1 При расчете по плоскому сдвигу в качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, следует принимать силу, значение которой не превышает активного давления грунта.
• 2 Силы трения в основании определяют по коэффициентам трения, указанным в СП 35.13330.2011 (раздел 11). Коэффициент трения между блоками кладки следует принимать равным 0,55.

СП .1325800.2019

6.5.3 Расчеты прочности и устойчивости

• 6.5.3.1 Расчеты по устойчивости положения, а также по прочности и устойчивости элементов отражают случаи экстремальных нагрузок, возможных на стадии эксплуатации сооружения, вероятности появления которых отражаются коэффициентами надежности по нагрузкам γ f > 1,0 с учетом ответственности сооружения γ n.

6.5.3.2 При расчетах прочности и устойчивости следует учитывать динамический характер нагрузок от поездов в полном объеме.

В случаях выполнения расчетов по сочетаниям с ВСП по упрощенной методике А динамический характер воздействий учитывается коэффициентами динамики (1 + μ1 + μ2) к статическим составляющим нагрузок (см. приложение Ж); при расчетах по методике Б прямыми динамическими расчетами, как экстремальные (пиковые) значения с учетом коэффициента динамики (1 + μ2).

При выполнении расчетов на нагрузки поездов обычных скоростей движения (СК) динамические воздействия поездов учитываются коэффициентом динамики (1 + μ) по Ж.10 (приложение Ж).

6.5.4 Расчеты выносливости

• 6.5.4.1 Расчеты выносливости (усталости, износа) отражают вероятность отказа сооружения по признаку снижения физико-механических свойств материала, а также появления дефектов в соединениях (стыках, сварных швах).

6.5.4.2 Вероятность отказов по признаку выносливости оценивают на интервале срока службы сооружения (100 лет).

• 6.5.4.3 Величина снижения прочностных характеристик материалов и стыков зависит от следующих факторов:
• уровня напряженного состояния (близость к предельным значениям или к пластической зоне и параметры асимметрии циклов приложения нагрузок (амплитуды и скорости возрастания нагрузок));
• деградации свойств материалов или изменения геометрии сечений, связанные с «возрастом» элементов (деградация бетона, коррозия стали и др.).

При отсутствии данных по конкретному набору поездов, эксплуатируемых на участке магистрали, характеристик этих поездов и интенсивности их обращения, а также данных по зависимостям снижения свойств материалов и расстройству стыков от динамических воздействий, характерных для поездов ВСП, следует учитывать снижение прочностных характеристик материалов по методикам разделов 7 и 8, а также СП 35.13330.2011 (раздел 9):

• для арматуры и бетона - коэффициентами mas 1, map 1 и mb 1 (см. СП 35.13330.2011 (пункты 7.39, 7.26)) и учетом n 1 согласно СП 35.13330.2011 (пункт 7.48);
• для стали - согласно положениям разделов 8, 9 и приложения Н.
• 6.5.4.4 Расчеты выносливости выполняются только от регулярно проходящих по сооружению ВСП. Влияние нагрузки СК (поезда обслуживания) на выносливость элементов конструкции не учитывается.
• 6.5.4.5 В отличие от расчетов прочности, где расчет производится на случаи экстремальных нагрузок (один раз на срок службы), при расчетах выносливости принимаются во внимание средние, значимые для выносливости, интенсивности воздействий от обращающейся нагрузки.

При отсутствии данных эксплуатации на линии конкретного набора поездов, их характеристик, а также интенсивности их обращения по участкам магистрали следует учитывать средний характер нагрузок при расчетах по выносливости следующим образом:

• учитывать нагрузки только с одного пути;
• рассматривать нормативные значения интенсивностей нагрузок от ВСП, принимая коэффициент надежности по ответственности γ n = 1,0 и коэффициент надежности по нагрузкам γ f = 1,0;
• учитывать средний характер динамических воздействий от ВСП снижением:
• при расчетах по методике А.1 (см. 6.3.10 и Ж.4 приложения Ж) - коэффициента динамики 1 + 1/2 μ1 + μ2;
• при расчетах по методикам А.2 и Б (см. 6.3.10) - пиковых откликов силовых факторов в элементах сооружения (см. Ж.5 и Ж.6 приложения Ж).

При вычислении интенсивностей вертикальных воздействий, а также при определении асимметрии циклов следует учитывать максимальные и минимальные значения соответствующего фактора, учитывая в том числе «разгружающую» динамику в соответствии с Ж.3 (приложение Ж).

• 6.5.4.6 При расчетах по методикам А.2 и Б (см. 6.3.10) динамические расчеты следует проводить в диапазоне скоростей от 120 км/ч до проектной максимальной скорости на участке (6.3.5).
• 6.5.4.7 Расчету на выносливость подлежат несущие элементы пролетных строений (включая плиты проезда), опоры и опорные части.

На выносливость не рассчитывают:

• фундаменты всех видов;
• трубы 1) ;
• бетон растянутой зоны;
• арматуру, работающую только на сжатие.

6.6Нагрузки и воздействия

6.6.1 Постоянные нагрузки и воздействия

• 6.6.1.1 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций, а также постоянных смотровых приспособлений, опор и проводов линий электрификации и связи, трубопроводов и т. д. следует определять по проектным объемам.
• 6.6.1.2 Для балочных пролетных строений нагрузку от собственного веса допускается принимать равномерно распределенной по длине пролета, если величина ее на отдельных участках отклоняется от среднего значения не более чем на 10 %.
• 6.6.1.3 Вес сварных швов, а также выступающих частей высокопрочных болтов с гайками и двумя шайбами допускается принимать в процентах к общему весу металла по таблице 6.21.

Таблица 6.21 Учет веса сварных швов и метизов

6.6.1.4 Нормативное воздействие предварительного напряжения (в том числе регулирования усилий) в конструкции следует устанавливать по предусмотренному

1 При толщине засыпки над звеньями труб более 2,5 м (1,5 м) (см. 5.2.5).

(контролируемому) усилию с учетом нормативных величин потерь, соответствующих рассматриваемой стадии работы.

В железобетонных и сталежелезобетонных конструкциях кроме потерь, связанных с технологией выполнения работ по напряжению и регулированию усилий, следует учитывать также потери, вызываемые усадкой и ползучестью бетона.

• 6.6.1.5 Нормативное давление грунта от веса насыпи на опоры мостов и звенья труб следует определять по формулам, кПа:
• а) вертикальное давление:
• для опор мостов и подпорных стен

• б) горизонтальное (боковое) давление

где h - высота засыпки, м, определяемая для устоев мостов по СП 35.13330.2011 (приложение Е), для звеньев труб по СП 35.13330.2011 (приложение Ж); ρ n - нормативный удельный вес грунта, кН/м³;

С ν - коэффициент вертикального давления, определяемый по СП 35.13330.2011 (приложение Ж); cn - нормативное значение сцепления; τ n - коэффициент нормативного бокового давления грунта засыпки береговых опор мостов, определяемый по формуле

где φ n - нормативный угол внутреннего трения грунта, градусы.

Примечание - Формулы (6.11) и (6.12) не применимы при расчетах:

• опор мостов, а также звеньев труб, смещение которых в сторону от насыпи на величину более 1/1000 H невозможно кинематически или приводит к нарушению работоспособности опоры (жесткие рамы, распорные системы, основания с большой горизонтальной жесткостью и др.);
• устоев мостов с «положительным» наклоном задней грани (все углы призмы обрушения < 90°);
• оголовков и крыльев труб, а также элементов устоев и опор, расположенных на склонах насыпей;
• насыпей из армированного грунта.
• 6.6.1.6 При определении давления от укрепленных участков насыпи (см. 5.2.5 и 5.7.2) следует рассматривать два случая:
• случай максимального воздействия грунта - давление определяется по 6.6.1.5; характеристики грунта принимают соответствующими засыпке, используемой для укрепленного участка (например, щебень); влияние связующих растворов или других способов укрепления не учитывают;
• случай отсутствия воздействий со стороны насыпи.

Допускается проводить специальные расчеты, учитывающие характеристики грунтов укрепленной зоны, а также производство работ по ее устройству, обосновывающие предельно возможный диапазон давлений с обеспеченностью, соответствующей требованиям подраздела 6.1.

• 6.6.1.7 Значения ρ n и φ n следует, как правило, принимать на основании лабораторных исследований образцов грунтов, предназначенных для засыпки опор мостов, подпорных стен и труб (при доверительной вероятности нормативных значений 0,90).
• для звеньев труб

При типовом проектировании и только для грунта песчаной насыпи при определении нормативного давления грунта допускается принимать: а) удельный нормативный вес грунта засыпки ρ n = 17,7 кН/м³; б) нормативный угол внутреннего трения φ n = 35° (для устоев при засыпке песчаным дренирующим грунтом); в) нормативное значение сцепления грунта cn = 0.

Для предварительных расчетов допускается определять нормативные значения характеристик грунтов по СП 22.13330.2016 (см. таблицы А.1-А.8 приложения А).

6.6.1.8 Методика определения равнодействующей нормативного и расчетного горизонтального (бокового) давления на опоры мостов от собственного веса грунта приведена в СП 35.13330.2011 (приложение Е).

При определении давления грунтов в случаях, не попадающих под ограничения применимости формул (6.9)-(6.12), следует пользоваться указаниями СП 22.13330.2016 (раздел 9).

6.6.1.9 Нормативное гидростатическое давление (взвешивающее действие воды) следует определять в соответствии с указаниями раздела 10.

6.6.1.10 Нормативное воздействие усадки и ползучести бетона следует принимать в виде относительных деформаций и учитывать при определении перемещений и усилий в конструкциях.

Ползучесть бетона определяется только от действия постоянных нагрузок.

Значения нормативных деформаций усадки и ползучести для рассматриваемой стадии работы следует определять по значениям предельных относительных деформаций усадки бетона ε n и удельных деформаций ползучести бетона сn в соответствии с указаниями разделов 7 и 9.

6.6.1.11 Нормативное воздействие от осадки грунта в основании опор мостов следует принимать по результатам расчета на смещения от осадок фундаментов.

6.6.1.12 Коэффициенты надежности по нагрузке γ f для указанных в 6.6.1.1-6.6.1.4, 6.6.1.9-6.6.1.11 постоянных нагрузок и воздействий следует принимать по таблице 6.15, расчетные давления грунта - по 6.6.1.13 и 6.6.1.14. При этом на всех загружаемых нагрузкой участках линий влияния (в одном расчетном случае) значения γ f для каждой из нагрузок следует принимать одинаковыми во всех случаях, за исключением расчетов по устойчивости положения, в которых γ f для разных загружаемых участков принимается в соответствии с указаниями 6.5.2.5, и расчетов на разницу осадок грунта в основании соседних опор моста.

6.6.1.13 При расчетах по первой группе предельных состояний расчетные нагрузки от вертикального и горизонтального давления грунтов на опоры мостов и трубы следует определять при расчетных значениях характеристик грунтов.

Давление грунтов следует принимать по формулам (6.9)-(6.12), подставляя в них расчетные характеристики грунтов. При этом расчетные значения характеристик грунтов принимают при доверительной вероятности 0,98. Расчетные характеристики грунтов следует определять по формуле

где Xn - нормативное значение данной характеристики; γ g - коэффициент надежности по грунту.

Примечание - Расчетные значения характеристик грунтов, соответствующие различным значениям доверительной вероятности (для расчетов по первой и второй группам предельных состояний), должны приводиться в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям.

• 6.6.1.14 Для предварительных расчетов и при определении нормативных значений характеристик грунтов по СП 22.13330.2016 (приложение А) следует принимать коэффициенты надежности по грунту по таблице 6.22.

Таблица 6.22 Коэффициенты надежности по грунту

При типовом проектировании допускается принимать расчетные характеристики грунтов песчаной насыпи равными:

• a) расчетный удельный вес грунта засыпки ρI = 19,7 кН/м³ (максимальный); 2. б) расчетные минимальные углы внутреннего трения φI = 29° (для устоев при засыпке песчаным дренирующим грунтом); 3. в) расчетное значение сцепления грунта насыпи c I = 0. 4. 6.6.1.15 При вычислении масс элементов конструкции следуют указаниям 6.3.8. 5. 6.6.1.16 В расчетах на сочетания с особыми воздействиями (сейсмические воздействия) и аварийными нагрузками (сход поезда и наезд транспорта снизу, навал судов) коэффициенты надежности к постоянным нагрузкам следует принимать равными 1,0.

6.6.2 Временные подвижные нагрузки

Вертикальные нагрузки от подвижного состава

• 6.6.2.1 При проектировании искусственных сооружений на ВСМ следует учитывать возможность появления на них двух типов временных нагрузок, соответствующих двум видам поездов:
• нагрузки от высокоскоростных поездов, имеющих скорости движения ≤ 350 км/ч;
• нагрузки от поездов со скоростями движения ≤ 200 км/ч, все многообразие воздействий от которых описывается эквивалентными нагрузками СК класса 8 и набором соответствующих коэффициентов.

Примечание - Пропуск нагрузки ВТ по искусственным сооружениям не допускается.

• 6.6.2.2 Расчеты, связанные с воздействиями высокоскоростных поездов, следует выполнять на возможное воздействие любого поезда из указанных в приложении Г:
• 1) 10 поездов А1-А10;
• 2) 11 поездов Б1-Б11.

Поезда, указанные в приложении Г, и эквивалентные нагрузки от этих поездов, приведенные в приложении Д, следует принимать в том случае, если в техническом задании на проектирование не указаны параметры поездов. В противном случае в расчетах следует использовать воздействия от поездов, приведенных в техническом задании.

Параметры этих поездов могут быть или заданы явно (нагрузки на оси и цепочки расстояний по осям поездов), или приведены в виде эквивалентных нагрузок.

В зависимости от типа применяемой методики (типа конструктивных решений) для выполнения расчетных обоснований требуются различные характеристики этих поездов.

При расчетах по методике А необходимы лишь наборы осевых нагрузок и расстояния по осям этих поездов (аналогично поездам, указанным в приложении Г).

При расчетах по методике Б параметры поездов должны содержать данные, полнота которых определяется приложением У.

Кроме того, независимо от типа расчета, в задании на проектирование должен быть указан перечень учитываемых поездов из списка А1-А10 приложения Д.

6.6.2.3 При определении факторов напряженно-деформированного состояния элементов расчетных моделей и определении статического воздействия от наборов поездов ВСП возможно загружение линий влияния этих факторов огибающими эквивалентными нагрузками, приведенными в приложении Д.

6.6.2.4 Загружение линий влияния или элементов расчетной модели эквивалентными нагрузками от ВСП, приведенными в приложении Д, возможно только для треугольных линий влияния. В других случаях следует загружать линии влияния группами сосредоточенных сил, соответствующих расчетным поездам, указанным в 6.6.2.2, проводя поиск наиболее опасного их положения на линии влияния.

При загружении линий влияния эквивалентными нагрузками следует принимать длину поезда ВСП, не превышающую 300 м.

При расчете массивных устоев мостов с разрезными балочными пролетными строениями загружение пролета, призмы обрушения и устоя следует проводить в соответствии с указаниями СП 35.13330.2011 (пункт К.6, рисунок К.4 и таблица К.2 приложения К), принимая эквивалентные нагрузки от высокоскоростных поездов по приложению Д.

6.6.2.5 Нормативную временную вертикальную нагрузку СК следует принимать согласно приложению Е, принимая класс нагрузки СК равным 8 и длину поезда не более 300 м. При определении эквивалентных нагрузок для сложных линий влияния следует использовать методику СП 35.13330.2011 (приложение К).

С точки зрения динамических расчетов нагрузка от поездов обслуживания является тестовой (эталонной). Проверку прогибов, углов перелома и углов скручивания пути выполняют при действии этой нагрузки.

При расчетах взаимодействия пути и сооружения нагрузку на служебных проходах не учитывают.

Примечание - На ВСМ не следует учитывать перспективу увеличения нагрузок и появление тяжелых транспортеров или нагрузок новых схем, движущихся на обычных скоростях (до 200 км/ч). Во всех расчетах на нагрузку СК следует учитывать понижающий коэффициент ε ≤ 1 (приведен в приложении Е).

6.6.2.6 При расчетах основных конструкций мостов, а также элементов проезжей части и плит следует учитывать эксцентриситеты eq и es приложения распределенной или осевой нагрузки поперек пути (см. рисунок 6.6).

• s - расстояние по головкам рельсов - 1,6 м;
• eq - эксцентриситет нагрузки относительно оси пути;
• es - эксцентриситет пути относительно пролетного строения;
• Q - распределенная или сосредоточенная нагрузка;
• Q 1 - максимальное давление на нитку рельсов;
• Q 2 - минимальное давление на нитку рельсов.

Рисунок 6.6 - Эксцентриситеты приложения нагрузки поперек оси пути

Эксцентриситет нагрузки относительно оси пути eq , вызванный возможным смещением груза, следует принимать равным:

Эксцентриситет es возможного смещения оси пути относительно проектной оси на пролетном строении на прямолинейных и криволинейных участках пути в плане назначается при проектировании из конструктивных соображений (радиуса кривой, ширины балластного корыта), но не менее 5 см.

Эти эксцентриситеты необходимо учитывать совместно с центробежными силами и поперечными ударами подвижного состава.

6.6.2.7 При расчетах местных воздействий от осей железнодорожной нагрузки следует считать, что давление от оси распределяется на три шпалы при устройстве пути на балласте (см. рисунок 6.7) или на три рельсовые подкладки - при безбалластном основании пути. При этом на шпалу под осью (или подкладку) приходится 1/2 часть давления, а на две соседние - по 1/4 части. При устройстве пути на балласте следует полагать, что распределение давления под шпалой происходит под углом 4:1.

Рисунок 6.7 - Распределение давления от одиночной оси вдоль пути

6.6.2.8 Во всех расчетах элементов конструкций, воспринимающих временную нагрузку с нескольких путей, нагрузку от подвижного состава следует принимать в соответствии с указаниями 6.6.5.1.

Давление грунта со стороны насыпи от подвижного состава

6.6.2.9 Нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта на устои мостов от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, следует принимать по СП 35.13330.2011 (приложение М). Нагрузку от подвижного состава ВСП на призме обрушения допускается определять по приложению Д, выбирая один расчетный поезд, дающий максимальное значение нагрузки. Нагрузку от поездов СК следует принимать по приложению Е.

Примечания

• 1 Горизонтальное (боковое) давление грунта от подвижного состава, находящегося на призме обрушения, не учитывается совместно с сейсмическим воздействием на устои.
• 2 При определении давления грунта со стороны насыпи подходов следует учитывать характеристики уплотненных грунтов переходной зоны, а также производство работ по ее устройству (см. 6.6.1.6).
• 6.6.2.10 Нормативное давление грунта от подвижного состава на опоры мостов и на звенья труб (на соответствующую проекцию внешнего контура трубы) следует определять с учетом распределения давления нагрузки в грунте по формулам:
• а) вертикальное давление
• б) горизонтальное давление

• где v - интенсивность временной вертикальной нагрузки от подвижного состава, принимаемая согласно 6.6.2.5, для длины загружения λ = d + h и положения вершины линии влияния α = 0,5, но не более 19,6К кН/м пути;
• d - диаметр (ширина) звена (секции) по внешнему контуру, м;
• h - расстояние от подошвы рельса до верха звена при определении вертикального давления или до рассматриваемого горизонта при определении горизонтального (бокового) давления, м;
• τ n - коэффициент бокового давления, определяемый по формуле (6.12) и в соответствии с указаниями 6.6.1.6-6.6.1.9 и примечанием к 6.6.1.5.

Примечание - Формулы (6.15) и (6.16) применимы при толщине засыпки:

• более 2,5 м (1,5 м) (см. 5.2.5) - от поездов С8 согласно 6.6.2.5;
• при меньшей толщине - давление определяется по результатам динамических расчетов.

Поперечная нагрузка от центробежной силы

6.6.2.11 Интенсивность нормативной горизонтальной поперечной нагрузки от центробежной силы для мостов, расположенных на кривых, следует принимать с каждого пути в виде равномерно распределенной нагрузки интенсивностью vh , а при расчетах местных воздействий от осей железнодорожной нагрузки - силы Fh . Значения vh и Fh необходимо принимать:

• а) для нагрузок от ВСП:

где v - нагрузка от подвижного состава, кН/м, принимаемая по приложениям Е или Д;

Q - нагрузка на колесо или ось, кН;

Ah - безразмерный коэффициент поперечного ускорения, принимаемый:

где V 1 - проектная максимальная скорость на участке, м/с;

R - радиус кривой, м; б) для нагрузок от СК:

• по формулам (6.17), (6.18), принимая скорость движения V = 200 км/ч.

Во всех сочетаниях с центробежной нагрузкой следует учитывать эксцентриситеты eq и es , указанные в 6.6.2.6, а также эксцентриситеты eu и er , указанные в 6.6.2.14.

При расчетах элементов пролетных строений, воспринимающих, в том числе, местную нагрузку от отдельных осей поезда, следует рассматривать две ситуации: движения поезда на максимальной проектной скорости и остановки состава на кривой (в том числе на всех путях). В ситуации остановки поезда необходимо учитывать эксцентриситеты eu , eq и es (см. рисунки 6.6 и 6.8). Ситуация остановки рассматривается при расчетах по первой и второй группам предельных состояний (исключая расчеты на выносливость), при этом коэффициент динамики не учитывают.

При типовом проектировании элементов искусственных сооружений на криволинейных участках пути для всех типов поездов допускается принимать значение коэффициента поперечного ускорения Ah = 0,15. Возвышение наружного рельса допускается принимать u = 0,15 м (как при движении поезда на максимальной скорости, так и при его остановке).

Примечания

1 При проектировании трасс ВСМ назначение скоростей движения на участках и радиусов кривых следует проводить в соответствии с требованиями комфортности пассажиров и надежности крепления грузов, при величинах непогашенного ускорения:

2 Минимальная скорость движения поездов определяется ограничением по минимальному отрицательному непогашенному ускорению ah ,min = - 0,3 м/с 2 при возвышении наружной нитки рельса, ограниченном условием примечания 1 и максимальным значением u = 0,15 м. При остановке поезда это условие не выполняется. Случай остановки рассматривается как необходимое условие выполнения требований надежности (исключая расчеты на выносливость) при внештатной ситуации.

6.6.2.12 При расчетах по первой и второй группам предельных состояний нагрузку со второго пути следует принимать с коэффициентом s 1 в соответствии с 6.6.5.1.

6.6.2.13 Высоту приложения нагрузки vh , м, от головки рельса следует принимать:

1,8 - для нагрузок ВСП;

2,2 - для нагрузок СК.

• 6.6.2.14 Давления на плиту балластного корыта следует определять в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8 - Схема приложения сил при учете центробежной силы

При определении давления необходимо также учитывать эксцентриситеты eq и es , указанные в 6.6.2.6.

Поперечная нагрузка от ударов колес

• 6.6.2.15 Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава независимо от числа путей на мосту и типа нагрузки (ВСП или СК) следует принимать в виде равномерно распределенной нагрузки vg :

При расчетах по предельным состояниям первой группы следует учитывать коэффициент надежности по нагрузке (см. таблицу 6.16).

6.6.2.16 Высоту приложения нагрузки vg

• 1,8 м - для нагрузок ВСП;

2,2 м - для нагрузок СК. s

• расстояние по головкам рельсов - 1,6 м; h o
• высота центра тяжести состава;

Q

• распределенная или сосредоточенная нагрузка;

Fg

• сила, вызванная горизонтальными ударами подвижного состава (распределенная или сосредоточенная);
• Q 1 , Q 1 - дополнительная сила, увеличивающая или уменьшающая давление колеса на рельс (распределенная или сосредоточенная).

Рисунок 6.9 - Схема приложения сил при учете поперечных ударов

Продольная нагрузка от торможения или силы тяги

6.6.2.17 Интенсивность нормативной горизонтальной продольной нагрузки от торможения (тяги) подвижного состава следует принимать в долях от веса вертикальной подвижной нагрузки, равной для нагрузок от поездов:

• а) высокоскоростных - 25 %;
• б) класса СК - 10 %.

При загружении линий влияния эквивалентными нагрузками СК и ВСП длину участка торможения следует принимать ≤ 300 м. от головки рельса следует принимать равной:

• 6.6.2.18 Высоту приложения горизонтальных продольных нагрузок при расчетах элементов опор, опорных частей, опор и фундаментов следует принимать равной:
• 1,8 м - для нагрузок ВСП;
• 2,2 м - для нагрузок СК.

При расчетах совместной работы пути и элементов сооружения следует считать, что тормозная сила приложена на уровне головки рельса.

• 6.6.2.19 Продольную горизонтальную нагрузку от торможения (тяги) для нагрузки от высокоскоростных поездов следует принимать:
• при расположении на сооружении двух и более путей - в виде торможения с одного пути и силы тяги с одного из соседних путей с учетом коэффициентов s 1 (см. 6.6.5.1);
• при одном пути - торможение (тяга) с этого пути.

Продольную горизонтальную нагрузку от торможения (тяги) для нагрузки СК следует принимать с одного пути независимо от числа путей на мосту.

• 6.6.2.20 При определении усилий в элементах моста от торможения (тяги) следует принимать, что продольные усилия от этих воздействий полностью передаются на неподвижные опорные части.

Горизонтальное усилие на опору с неподвижной опорной части может быть принято равным продольной нагрузке от торможения (тяги) с пролетного строения за вычетом реакций трения подвижных опорных частей этого пролетного строения, вычисленных при минимальных коэффициентах трения μ min (см. 6.6.3.8) 1) , но не менее доли, приходящейся на опору при распределении полного продольного усилия между всеми промежуточными опорами пропорционально их жесткости.

• 6.6.2.21 Продольную нагрузку от торможения (тяги) следует учитывать от подвижного состава, находящегося на пролетных строениях, а также на устоях и подходах за пределами сооружения.
• 6.6.2.22 В каждом расчетном случае вертикальную нагрузку и торможение (тягу) следует рассматривать одновременно и при одном и том же положении поезда на сооружении.
• 6.6.2.23 При определении продольной горизонтальной нагрузки от торможения (тяги) в случаях применения гибких (из отдельных стоек) стальных и железобетонных опор интенсивность временной подвижной вертикальной нагрузки v допускается принимать равной 78,5 кН/пм.
• 6.6.2.24 При расчете устоев продольная нагрузка от торможения подвижного состава, находящегося на призме обрушения, не учитывается 1) .

Нагрузки на служебных проходах

• 6.6.2.25 Нормативную временную вертикальную нагрузку на служебных проходах пролетных строений в сочетании с другими нагрузками следует принимать равной 2 кН/м² .

При расчетах конструкций проходов и при отсутствии других нагрузок нормативную нагрузку на проходах следует принимать равной:

• при езде на балласте - 10 кН/м² ;
• при безбалластном мостовом полотне - 4 кН/м² .

1) За исключением расчетов взаимодействия конструкций пути и элементов сооружения (см. 6.6.3.29).

6.6.3 Прочие нагрузки и воздействия

Температурные и климатические воздействия

6.6.3.1 Нормативное температурное климатическое воздействие следует учитывать:

• при расчете перемещений в мостах всех систем;
• при определении усилий во внешне статически неопределимых системах;
• при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений;
• при учете реактивных усилий трения в опорных частях;
• при расчетах взаимодействия конструкций пути и элементов сооружений;
• при моделировании профиля пути в динамических расчетах по методикам Б.1 и Б.2.

Температурные и климатические воздействия следует принимать в соответствии с СП 131.13330 с учетом требований настоящего свода правил.

• 6.6.3.2 Среднюю по сечению нормативную температуру элементов или их частей допускается принимать равной:
• для бетонных и железобетонных элементов в холодное время года, а также для металлических конструкций в любое время года - нормативной температуре воздуха;
• для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года - нормативной температуре воздуха за вычетом величины, численно равной 0,2δ, но не более 10 °С, где δ - толщина элемента или его части, см.

Температуру элементов со сложным поперечным сечением следует определять как средневзвешенную по температуре отдельных элементов (стенок, полок и др.).

• 6.6.3.3 Нормативную температуру воздуха в холодное время года tn Х следует принимать: при обосновании проектных решений - равной минус 40 °С, в остальных случаях - равной температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330.2018 (таблица 3.1):
• для железобетонных конструкций, включая плиты БМП, - с обеспеченностью 0,92;
• для стальных конструкций - с обеспеченностью 0,98.
• 6.6.3.4 Нормативную температуру воздуха в теплое время года следует принимать:
• при обосновании проектных решений - равной 40 °С;
• в остальных случаях - по формуле

• где t VII - средняя температура самого жаркого месяца по СП 131.13330.2018 (таблица 5.1);
• Т - средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца по СП 131.13330.2018 (таблица 4.1).
• 6.6.3.5 Температуры замыкания конструкций в холодное и теплое время года, если они в проекте не указаны, следует принимать равными нормативным температурам воздуха, соответственно увеличенным или уменьшенным на 15 °С.
• 6.6.3.6 При расчете перемещений коэффициент линейного расширения следует принимать для стальных и сталежелезобетонных конструкций равным 1,2·10 -5 °C -1 и для железобетонных конструкций - 1,0·10 -5 °C -1 .

Трение в опорных частях

6.6.3.7 Трение в опорных частях (или предельное сопротивление сдвигу) является одной из характеристик расчетной модели сооружения.

При расчетах взаимодействия пути и сооружения допускается не учитывать трение в подвижных опорных частях (при тангенциальных и плоских, каткового, секторного типа и др.).

При учете трения в подвижных опорных частях, возникающего при смещении, реактивное усилие следует учитывать как горизонтальную составляющую, рассматриваемую в сочетании с вертикальной нагрузкой на опорную часть. Реактивное усилие трения Sf вычисляется в долях вертикальной нагрузки и определяется по формуле

где μ - коэффициент трения в опорной части при перемещении;

Fv - вертикальная составляющая нагрузки на опорную часть в рассматриваемом сочетании и с соответствующими коэффициентами.

При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп коэффициент трения следует принимать:

где μ n - нормативная величина коэффициента трения в опорных частях при их перемещении, принимаемая равной средней величине из возможных экстремальных значений; μ max , μ min - максимальный и минимальный коэффициенты трения по 6.6.3.8 1) .

Примечание - Коэффициент надежности к усилиям трения учитывается в соответствующих вертикальных нагрузках.

• 6.6.3.8 Величины максимальных μ max и минимальных μ min коэффициентов трения следует принимать соответственно равными:
• а) при катковых, секторных или валковых опорных частях - 0,040 и 0,010;
• б) при качающихся стойках или подвесках - 0,020 и 0 (условно);
• в) при тангенциальных и плоских металлических опорных частях - 0,40 и 0,10;
• г) при подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали - по таблице 6.23 или по данным испытаний, или другим документам, регламентирующим применение соответствующих опорных частей на железных дорогах Российской Федерации.

Таблица 6.23 Коэффициент трения в подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта и полированными листами из нержавеющей стали

Примечания

1 Коэффициенты трения при промежуточных значениях отрицательных температур и средних давлениях определяются по интерполяции.

2 Для подвижных опорных частей с прокладками из полимеров совместно с полированными листами из нержавеющей стали (или с полированной твердохромированной поверхностью) коэффициенты трения следует принимать по данным предприятий - изготовителей опорных частей.

1) В зависимости от того, увеличивают или уменьшают силы трения общее воздействие на рассчитываемый элемент конструкции в рассматриваемом сочетании с учетом требований 6.6.3.13 и 6.6.3.14.

• 6.6.3.9 Опоры (включая фундаменты) и пролетные строения мостов следует проверять при реакциях трения, возникающих от температурных деформаций, при учете в вертикальной реакции опорной части Fv только от нормативных постоянных нагрузок.

Элементы верхнего строения пути, пролетные строения, опорные части и элементы их прикреплений, а также части опор, примыкающие к опорным частям, должны быть проверены при реакциях трения, возникающих от постоянных нагрузок, а также при проверках на основные и дополнительные сочетания нагрузок. При этом коэффициент динамики принимают равным 1,0.

• 6.6.3.10 Интенсивности сил трения, возникающих в подвижных опорных частях каткового, секторного и валкового типов при числе опорных частей в поперечном направлении более двух, следует умножать на коэффициент условия работы, равный 1,1.
• 6.6.3.11 Следует полагать, что реакции трения подвижной опорной части разрезного пролетного строения или группы подвижных опорных частей неразрезного или температурно-неразрезного пролетного строения передаются на неподвижную опорную часть этого пролетного строения (с обратным знаком).

В случае если на промежуточной опоре расположено два ряда подвижных опорных частей или подвижная и неподвижная опорные части смежных пролетных строений, следует рассматривать варианты сочетаний максимальных и минимальных коэффициентов трения в этих опорных частях.

В случае если справа или слева от рассматриваемой опоры силы трения суммируются с группы подвижных опорных частей (принадлежат одному неразрезному или температурно-неразрезному пролетному строению), разницу сил трения следует определять при максимальном и минимальном коэффициентах по формулам:

где μ max , μ min - максимальные и минимальные значения коэффициентов трения для типа опорных частей в группе; z - число опорных частей в группе (одного типа).

• 6.6.3.12 При расчетах взаимодействия конструкций пути и элементов сооружения в сочетании с торможением в соответствии с 6.6.3.29 коэффициент трения μ min следует принимать равным 0.
• 6.6.3.13 При установке на промежуточной опоре двух рядов подвижных опорных частей смежных пролетных строений, а также неподвижных опорных частей в неразрезном и температурно-неразрезном пролетном строении, продольную реакцию следует принимать не более разницы реакций трения при максимальных и минимальных коэффициентах трения в опорных частях.
• 6.6.3.14 При расчетах по первой группе предельных состояний в случае, если в сочетании присутствует высокоскоростная нагрузка и рассматриваются минимальные значения трения, коэффициент трения μ min следует принимать равным 0.
• 6.6.3.15 При использовании опорных частей, имеющих упругие элементы (резинометаллические и подобные), их работа должна моделироваться элементами конечной жесткости.

Ветровые нагрузки

6.6.3.16 Величину расчетного ветрового давления следует определять по СП 20.13330 и на основании статистической обработки скоростей ветра по данным метеонаблюдений с 10-минутным интервалом осреднения и вероятностью превышения один раз в 100 лет - для расчета конструкций на стадии эксплуатации и один раз в 5 лет - на стадии строительства.

В расчетах следует принимать наибольшую величину ветрового давления. На стадии разработки проектной документации величину ветрового давления допускается принимать по СП 20.13330 для соответствующего ветрового района.

6.6.3.17 Коэффициент надежности к ветровой нагрузке следует принимать равным:

• 1,6 - на стадии эксплуатации:
• 1,0 - на стадии строительства.
• 6.6.3.18 Увеличение давления (скорости) ветра по высоте следует принимать по СП 20.13330 для соответствующего типа местности.
• 6.6.3.19 Пульсационную составляющую ветрового давления следует определять по СП 20.13330.
• 6.6.3.20 Аэродинамические коэффициенты и площади ветровой поверхности допускается определять по СП 20.13330 и СП 35.13330.2011 (приложение Н).
• 6.6.3.21 При проектировании пролетных строений с ездой понизу (и посредине) со сквозной решеткой несущих конструкций следует учитывать взаимодействие аэродинамических эффектов, возникающих при движении поезда внутри конструкции, и природного ветра, проходящего через элементы конструкции. Кроме того, при обосновании безопасности движения (обезгруживание колес поезда) следует учитывать динамические эффекты взаимодействия масс поезда и пролетного строения (методика Б).

Нагрузки от давления льда

6.6.3.22 Нормативную нагрузку от давления льда на опоры мостов следует принимать по СП 35.13330.2011 (приложение П).

Аэродинамические воздействия от высокоскоростных поездов

6.6.3.23 Нагрузки от аэродинамических воздействий на конструкции, расположенные в непосредственной близости от пути, возникающие при проходе высокоскоростных поездов, следует определять по приложению М.

6.6.3.24 Дополнительные нагрузки на высокоскоростной состав от аэродинамических эффектов, возникающих при проходе поезда внутри или вблизи элементов конструкций моста (отраженная аэродинамика), принимают по результатам специальных исследований и расчетных обоснований.

Взаимодействие конструкций пути и элементов сооружения

6.6.3.25 В случае если бесстыковой рельсовый путь ограничивает свободу перемещений пролетных строений моста, то горизонтальные деформации пролетных строений и опор моста, а также рельсового пути, вызванные температурой, усадкой и ползучестью, вызывают дополнительные усилия в элементах сооружения.

6.6.3.26 Если рельсы неразрывны над промежуточной опорой или над устоем (между конструкцией моста и насыпью), то горизонтальные силы, вызванные торможением (тягой), воспринимаются (перераспределяются) между конструкциями пути, пролетными строениями, опорными частями и насыпью.

• 6.6.3.27 Возникающие от воздействий, указанных в 6.6.3.25 и 6.6.3.26, усилия и смещения следует учитывать:
• при обоснованиях надежности опорных частей по первой и второй группам предельных состояний;
• для контроля дополнительных напряжений в рельсах, а также линейных и угловых смещений концов пролетных строений по второй группе предельных состояний как условий безопасности движения.
• 6.6.3.28 Дополнительные напряжения в рельсах на мостовом сооружении (по отношению к напряжениям на земляном полотне), вызванные воздействиями, указанными в 6.6.3.25 и 6.6.3.26, должны быть вычислены по формуле (6.25) и не должны превышать значений таблицы 6.13:

где Δσ R - предельные дополнительные напряжения в рельсах по таблице 6.13, МПа;

Σσ R - дополнительные напряжения от температуры, торможения и изгиба пролетного строения, МПа; σ TR - напряжения от температуры, МПа; σ FR - напряжения от торможения, МПа; σΘ R - напряжения от изгиба пролетного строения (от вертикальной нагрузки), МПа; σ TRn - условные напряжения без учета «эффектов моста», соответствуют напряжениям в рельсах на земляном полотне, МПа и вычисляются по формуле

здесь α R - коэффициент линейного расширения рельсовой стали, °С -1 ;

ER - модуль упругости материала рельса, МПа;

Δ TR - изменение температуры рельса относительно температуры укладки, °С; η T , η F , ηΘ - коэффициенты сочетаний (таблица 6.28); s 1 - коэффициент, учитывающий появление поездов на соседних путях (таблица 6.25);

1 + μ - коэффициент динамики (таблица 6.6).

Дополнительные напряжения в рельсах от торможения σ FR и от изгиба σΘ R должны быть вычислены как максимальные при различных положениях временной нагрузки высокоскоростных поездов и поездов класса СК на мосту.

Напряжения в рельсах должны быть определены по всей длине сооружения и за его пределами - на подходах.

• 6.6.3.29 Расчетную модель для учета усилий и деформаций при взаимодействии конструкций пути и элементов моста следует принимать по приложениям Н и П.
• 6.6.3.30 При выполнении расчетов на температурные воздействия по модели приложения Н необходимо рассматривать два расчетных случая (таблица 6.24):
• нагрев рельсов и пролетных строений в теплое время года при минимальной допустимой температуре закрепления пути в холодное время года;
• охлаждение рельсов и пролетных строений в холодное время года при максимальной допустимой температуре закрепления пути в теплое время года.

Таблица 6.24 Учитываемые в расчете изменения температуры

Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения: t n T - нормативная температура воздуха в теплое время года (см. 6.6.3.4); tR+ - нагрев рельсов, вызванный солнечной радиацией и движением поездов; tR -

• охлаждение рельсов при резком понижении температуры; t n Х
• нормативная температура воздуха в холодное время года (см. 6.6.3.3); t o X , t o T - температура укладки пути в холодное и теплое время года.

Дополнительный разогрев рельсов tR+ допускается принимать равным 15 °С.

При резком понижении температуры рельсы могут охлаждаться быстрее пролетного строения. Возможное дополнительное охлаждение рельсов tR - допускается принимать равным минус 5 °С.

Примечание - Если в расчетной модели учитывается температура балласта или плит пути, то влияние солнечной радиации следует учитывать в виде дополнительного нагрева освещенной солнцем поверхности балласта или плиты на 10 °С.

Температуру закрепления рельсовых плетей в проекте следует принимать такой, чтобы обеспечивались устойчивость пути и целостность рельсовых плетей во всем диапазоне изменений расчетных температур при действии вертикальных и горизонтальных компонент временных нагрузок.

В случаях, если температуры укладки пути не могут быть указаны в проекте (например, при обосновании проектных решений), в расчет следует принимать температуры:

• при расчетах на максимальные температуры, считая, что укладка проводилась в холодное время года, to X = tn Х + 15 °С;
• при расчетах на минимальные температуры, считая, что укладка проводилась в теплое время года, to T = tn T - 15 °С.

6.6.4 Особые нагрузки

• 6.6.4.1 Несущие конструкции моста следует рассчитывать на особые сочетания нагрузок:
• сочетания с сейсмическим воздействием;
• случай возможного схода с рельсов подвижного состава;
• случай наезда транспорта снизу на опору или пролетное строение;
• случай столкновения судна с опорой или пролетным строением.

6.6.4.2 Для особых сочетаний нагрузок следует выполнять расчеты только по предельным состояниям первой группы. Коэффициент надежности по ответственности следует принимать равным 1,0.

Сейсмические нагрузки

6.6.4.3 Сейсмические нагрузки следует принимать в соответствии с требованиями СП 14.13330 с учетом требований настоящего свода правил.

6.6.4.4 Коэффициенты надежности по ответственности к сейсмическим нагрузкам не применяют.

6.6.4.5 Исходную сейсмичность района строительства для всех искусственных сооружений рекомендуется принимать на основе карты В комплекта ОСР-2015 (приложение А СП 14.13330.2018), соответствующей повторяемости землетрясения один раз в 1000 лет. Сейсмичность строительной площадки должна быть определена в результате уточнения исходной сейсмичности района строительства и сейсмического микрорайонирования.

6.6.4.6 Расчеты искусственных сооружений на сейсмическое воздействие следует проводить в соответствии с СП 14.13330. При этом коэффициент K 1 принимается равным:

0,37 - при расчетах по первой группе предельных состояний всех элементов сооружений, кроме опорных частей и антисейсмических устройств;

1,0 - при всех расчетах опорных частей и антисейсмических устройств и при определении деформаций и перемещений.

6.6.4.7 При расчете мостов на сейсмическое воздействие следует учитывать присоединенную массу воды, возможность общего и местного размывов грунта, а также возможность разжижения верхних слоев грунта.

Присоединенную массу воды допускается определять в соответствии с указаниями СП 14.13330.

Присоединенную массу грунта в разжиженном состоянии определяют аналогично с заменой плотности воды на плотность грунта.

6.6.4.8 Жесткостные характеристики свайных фундаментов следует принимать в соответствии с СП 24.13330.

6.6.4.9 При расчете мостов на стадии рабочей документации следует использовать метод прямого интегрирования уравнений движения при наличии нелинейных антисейсмических устройств, а также в иных случаях, когда требуется применение нелинейных расчетных моделей.

При наличии нелинейных антисейсмических устройств рекомендуется выполнять дополнительный расчет на сейсмическое воздействие, соответствующее повторяемости землетрясения 1 раз в 100 лет, при этом коэффициент K 1 принимают равным 1,0.

6.6.4.10 При расчетах, включающих проверку устойчивости, и при расчетах методом прямого интегрирования уравнений движения коэффициент K 1 не используется. При проверке прочности сечений допускается умножать на K 1 усилия и напряжения, полученные в результате этих расчетов.

Аварийные нагрузки. Сход поезда с рельсов

6.6.4.11 Сход с рельсов железнодорожного транспорта на мосту должен рассматриваться как аварийная расчетная ситуация.

Рисунок 6.10 -Аварийные расчетные ситуации

Должны быть рассмотрены две расчетные ситуации, показанные на рисунке 6.10:

• расчетная ситуация I (рисунок 6.10, а ) - сход с рельсов, при котором сошедший с рельсов поезд остается в пределах рельсовых путей и удерживается соседними рельсами (контррельсами или контруголками);
• расчетная ситуация II (рисунок 6.10, а ) - сход с рельсов, при котором поезд балансирует на краю проезжей части, при этом внешний ряд колес располагается в непосредственной близости от борта балластного корыта или другого элемента конструкции, удерживающего поезд на мосту.

Расчетные ситуации I и II следует рассматривать по отдельности.

• 6.6.4.12 Для расчетной ситуации I (см. рисунок 6.10, а ) следует избегать разрушения основных несущих элементов конструкции, однако может быть допущено локальное повреждение элементов верхнего строения пути и балластной призмы или плит мостового полотна. Колесная пара при этом смещается на расстояние а , а равнодействующую вертикальной нагрузки следует принимать в виде нагрузки 1,4×εСК, смещенной на расстояние ( a + eq ), указанное на рисунке, где эксцентриситет eq = 9 см учитывает возможное смещение груза (1/18 ширины колеи). Длина загружения в этом случае не ограничивается.
• 6.6.4.13 В расчетной ситуации II (см. рисунок 6.10, б ) пролетное строение не должно опрокинуться или разрушиться, а поезд должен остаться на мосту. Для определения общей устойчивости и прочности элементов проезжей части пролетное строение загружается равномерно распределенной вертикальной нагрузкой 1,4×εСК, приложенной по линии одного ряда колес. Для расчета элементов, удерживающих поезд на пролетном строении (контруголки, бортовой элемент проезжей части, ограждающие проезжую часть мостового полотна или иные конструкции), принимается горизонтальная равномерно распределенная нагрузка интенсивностью 0,25×εСК, равнодействующая которой находится на уровне центра тяжести состава (2,2 м от головки рельса). В расчетной ситуации II максимальную общую длину нагрузки следует принимать равной:
• для проверки прочности основных и удерживающих элементов -длине загружаемого участка линии влияния для проверяемого элемента, но не более 20 м;
• для проверки устойчивости конструкции (опрокидывание) -полной длине пролетного строения.

Элементы (кроме предназначенных для удерживания поезда), замена которых возможна в ходе ремонта, на нагрузку от схода подвижного состава допускается не рассчитывать, если их выход из строя не приведет к прогрессирующему разрушению конструкции.

• 6.6.4.14 В расчетных ситуациях I и II нагрузкой εСК загружается один путь; горизонтальные компоненты временной нагрузки (центробежная сила, поперечные удары, торможение) не учитываются.

Коэффициенты динамики нагрузки εСК, а также коэффициенты надежности нагрузки εСК и постоянных нагрузок принимают равными 1,0.

Аварийные нагрузки. Наезд транспорта снизу

6.6.4.15 В случае если сооружение пересекает автомобильную дорогу, следует учитывать силы, которые могут возникнуть при столкновении транспортных средств, находящихся под сооружением, с опорами или пролетными строениями моста.

В случае, когда существует вероятность наезда транспортных средств на опору или удара снизу по пролетному строению (при расположении опоры моста в разделительной полосе пересекаемой автомобильной дороги или на расстоянии менее 5 м от края проезжей части и в случае отсутствия жестких ограждений), необходимо проводить расчеты, исключающие потерю работоспособности опоры и (или) падения пролетного строения моста после удара транспортных средств.

Нагрузку от наезда транспортных средств на опору следует принимать в виде одной из горизонтальных сил интенсивностью:

• вдоль движения транспортных средств под мостом - 1000 кН (100 тс);
• поперек движения - 500 кН (50 тс).

Высоту приложения силы (от верха покрытия проезжей части) следует принимать равной 1,25 м.

В случае применения мероприятий, снижающих интенсивность воздействия наезда (гибкие ограждения, островок безопасности и т. д.), возможно снижение интенсивностей нагрузок при соответствующем обосновании.

Для снижения вероятности повреждения пролетных строений путепроводов от возможного удара негабаритных транспортных средств снизу следует предусматривать установки габаритных ворот. Кроме того, необходимо учитывать возможность удара негабаритных транспортных средств снизу на пролетное строение. Величину нагрузки в этом случае следует назначать по результатам соответствующего обоснования.

Аварийные нагрузки. Столкновение судна с опорой или пролетным строением

6.6.4.16 Нормативную нагрузку от навала судов на опоры мостов следует принимать в соответствии с указаниями СП 35.13330.2011 (пункт 6.26 и таблица 6.11).

6.6.4.17 В сложных случаях допускается определять нагрузку от навала судов на опоры моста как максимальное значение реакции опоры, передаваемой на судно. Величину этой реакции, как правило, следует определять из решения задачи динамического взаимодействия судна и опоры. При определении реакции следует учитывать:

• уровни воды и условия течения;
• тип и водоизмещение судна, а также его характеристики;
• косину пересечения судового хода мостовым переходом;
• тип конструкции опор и характеристику их энергопоглощения.

Параметры судна (тоннаж, осадка, скорость движения в направлении вдоль и поперек оси моста) принимают по данным пользователей водного пути.

6.6.4.18 Столкновение судна с пролетным строением следует рассматривать как случай приложения статической горизонтальной нагрузки к середине нижнего пояса пролетного строения. Величину нагрузки на пролетное строение следует принимать равной 50 % максимальной продольной нагрузки на одну из опор соответствующего пролета. Нагрузки на опоры принимают по СП 35.13330.2011 (таблица 6.11) для случая навала судна поперек оси моста с верховой стороны.

6.6.4.19 Если разница отметок низа пролетного строения и расчетного судоходного уровня превышает высоту расчетного судоходного габарита на 10 % и более, то случай столкновения судна с пролетным строением не рассматривается.

6.6.5 Сочетания нагрузок

6.6.5.1 Коэффициенты сочетаний, учитывающие снижение интенсивности нагрузки при одновременном загружении двух путей железной дороги нагрузками от ВСП и нагрузками СК, приведены в таблице 6.25.

Таблица 6.25 Коэффициенты s 1

• 6.6.5.2 Коэффициенты сочетаний η компонент временных нагрузок при расчетах по первой и второй группам предельных состояний и случаям расчета даны в таблицах 6.266.29.

Кроме указанных сочетаний для поиска экстремальных значений контролируемых факторов необходимо рассматривать следующие ситуации 1) :

• положительные или отрицательные температуры;
• различные положения поездов на сооружении;
• различные направления торможения;
• расположение поездов на одном или двух путях.

1 )1) В некоторых случаях необходимо выполнять расчеты, используя разные модели с различной детализацией, для поиска самых опасных ситуаций.

Таблица 6.26 Коэффициенты ƞ. Первая группа предельных состояний. Прочность. Устойчивость

СП .1325800.2019

Окончание таблицы 6.26

Таблица 6.27 Коэффициенты ƞ . Первая группа предельных состояний. Выносливость

1) В данной строке указаны номера нагрузок по таблице 6.1 СП 35.13330.2011.

2) Коэффициенты динамики учитываются только для вертикальных нагрузок по приложению Ж; для горизонтальных нагрузок, а также для горизонтального и вертикального давлений грунта от временной нагрузки - 1 + μ1 + μ2 = 1,0 и 1 + μ = 1,0 (см. таблицу 6.10).

Таблица 6.28 Коэффициенты ƞ . Вторая группа предельных состояний

Таблица 6.29 Коэффициенты ƞ . Строительные сочетания

• 6.6.5.3 При аварийном сочетании прочие нагрузки и воздействия учитывать не следует.

6.6.5.4 Давление грунта от подвижного состава (горизонтальное и вертикальное) на опоры мостов и трубы следует считать нагрузкой, сопутствующей соответствующему варианту загружения временной вертикальной подвижной нагрузкой (СК или ВСП), и вводить в расчет с теми же коэффициентами сочетаний (см. таблицы 6.26-6.29), что и вызывающую это давление временную нагрузку.

8.1Общие положения

Таблица 8.1

8.1.3 При проектировании стальных конструкций мостов следует:

• выбирать оптимальные в технико-экономическом отношении схемы, системы и конструкции пролетных строений, сечения элементов, экономичные профили проката и эффективные марки стали;
• обеспечивать технологичность конструкций при заводском изготовлении и монтаже, в том числе возможность поточного изготовления, конвейерного или крупноблочного монтажа;
• предусматривать независимо от расчетной минимальной температуры и назначения моста применение сварных заводских элементов с фрикционными на высокопрочных болтах, сварными и комбинированными болтосварными монтажными соединениями;
• обеспечивать возможность осмотра, очистки, окраски и ремонта конструкций; исключать в них зоны, в которых возможно скопление воды и затруднено проветривание; предусматривать герметизацию замкнутых профилей, элементов и блоков;
• указывать в рабочих чертежах конструкций металлических (КМ) стальных конструкций марки сталей и материалы соединений, а также необходимые дополнительные требования к ним, предусмотренные стандартами и техническими условиями. Документация КМ должна содержать все данные для заказа металлопроката, метизов, деформационных швов, опорных частей, защитных и гидроизоляционных материалов;
• соблюдать нормы (включая требования к металлическим мостам как объектам инфраструктуры железнодорожного транспорта) по защите стальных конструкций от коррозии.

8.2Материалы и полуфабрикаты

В стальных конструкциях мостов обычного и северного А исполнений следует применять:

• а) для элементов из прокатного металла 1) - сталь в соответствии с таблицей 8.2; с учетом СП 35.13330;
• б) для опорных частей с шаровым сегментом сталь (балансирные плиты, сегмент) по ГОСТ Р 55374 с химическим составом для марки 345-14ХГНДЦ по СП 35.13330; по СП 35.13330 для стали С390 - 14ХГНДЦ; по ГОСТ 19281 - марки 09Г2С; 15ХСНД; 10ХСНД; по ГОСТ 5632 - марки 20Х13; 40Х13; 03Х18Н10Т; 05Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х18Н10Т; 12Х18Н9; 12Х18Н9Т; 12Х18Н10Т; 12Х18Н12Т; 03Х21Н32М3Б; 03Х21Н32М3БУ, причем для всех марок сталей - с учетом типа исполнения по 8.1.2. При этом допускается применение низколегированных марок сталей (ГОСТ 5632);
• в) для шарниров-болтов, шарниров-осей, катков, валков - по перечислению д) пункта 8.4 СП 35.13330.2011, прокладных листов - по пункту 8.5 СП 35.13330.2011;
• г) высокопрочные болты, гайки и шайбы - по ГОСТ Р 53664;
• д) для сварки конструкций - сварочные материалы по СП 35.13330;
• е) для соединений элементов мостового полотна, перил и смотровых приспособлений - стальные болты, гайки и шайбы с учетом типа исполнения и указаний по классу прочности и маркам сталей по таблицам 8.9 и 8.10 СП 35.13330.2011 (болты и гайки в необходимых случаях - только из спокойной стали);
• ж) для крепления опорных частей к пролетным строениям и стальным опорам высокопрочные болты, гайки и шайбы по 8.2, перечисление г). Допускается использовать болты, гайки и шайбы с учетом типа исполнения и указаний по классу прочности и маркам сталей по таблице 8.10 СП 35.13330.2011;
• и) для крепления опорных частей к бетонным опорам и фундаментам - фундаментные (анкерные) болты с учетом типа исполнения и указаний по маркам сталей по таблице 8.11 СП 35.13330.2011.

Примечание - Для несущих элементов служебных проходов и смотровых приспособлений (консолей, балок и решетчатого настила тротуаров; стоек и поручней перил; балок лестниц, переходных площадок) допускается применение конструкций из стали марок: для обычного исполнения - Ст3сп5 (без сварных соединений - Ст3сп4; при толщине до 10 мм - из полуспойной стали тех же категорий) по ГОСТ 535 и ГОСТ 14637; для северного А и Б исполнений - 345-10Г2С1Д-3, 345-10Г2С1-3, 325-09Г2СД-3, 325-09Г2С3, 295-09Г2С-3, 295-09Г2Д-3, 295-09Г2-3 и 325-14Г2-3 по ГОСТ 19281, а также 325-09Г2СД по ГОСТ Р 55374. При этом применение круглых труб допускается без ограничений, а прямоугольных сварных - с соблюдением требований СП 35.13330 к радиусу гибки для конструкций, воспринимающих динамическую нагрузку. Механические свойства металла труб должны быть указаны в проекте и обеспечены предприятием изготовителем конструкций.

1) Толстолистовой, широкополосный универсальный, фасонный, сортовой прокат и трубы следует применять из стали с требованием свариваемости, за исключением проката для болтов, гаек и шайб, а также для элементов без сварных соединений.

СП .1325800.2019

Таблица 8.2

* В плите балластного корыта мостов с монтажными соединениями на высокопрочных болтах обычного и северного А исполнений допускается использовать листовой прокат толщиной не менее 12 мм из двухслойной коррозионно-стойкой стали с основным слоем из низколегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали по ГОСТ 10885.

• ** В конструкциях мостов северного исполнения А применять двутавры, тавры и швеллеры без термообработки (нормализации) не допускается. В стальных конструкциях мостов обычного и северного А исполнений допускается использовать сортовой прокат (кроме полосового) и трубы 1-й категории при условии выполнения дополнительных требований, указанных для фасонного проката.
• 1) Для сварных стыковых швов, выполняемых в вертикальном положении, толщину листового проката следует принимать в пределах 12 -32 мм. При этом листовой прокат следует принимать не ниже 2-й категории.
• 2 ) Требование полистного испытания следует предъявлять при расчетной минимальной температуре наружного воздуха ниже минус 45 ° С.
• 3) К фасонному прокату из стали марки 14ХГНДЦ следует относить уголки по ГОСТ 8509 и ГОСТ 8510.

8.3Расчетные характеристики материалов и соединений

Нормативные и расчетные сопротивления проката из сталей, приведенных в таблице 8.2, следует принимать по таблице 8.5 и СП 35.13330.

Расчетные сопротивления проката по ГОСТ 535, ГОСТ 14637 и ГОСТ 19281 следует принимать равными пределу текучести, указанному в этих стандартах, поделенному на коэффициент надежности по материалу γ m по таблице 8.4.

СП .1325800.2019

Способ обработки контактных поверхностей должен быть указан в чертежах КМ.

Таблица 8.3

Таблица 8.4

Таблица 8.5

• 3) Здесь указаны расчетные сопротивления растяжению, сжатию и изгибу Ry и Ru . Остальные расчетные сопротивления определяются по формулам таблицы 8.3.

Примечания

• 1 Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициент надежности по материалу, определяемый по таблице 8.4, и округлением до 5 МПа.
• 2 Расчетные сопротивления двухслойной коррозионно-стойкой стали по ГОСТ 10885 следует принимать по основному слою.

Таблица 8.6

Таблица 8.7

8.4Учет условий работы и назначения конструкций

При расчете стальных конструкций и соединений мостов надлежит учитывать:

• коэффициент надежности по ответственности γ n , согласно 6.1.5-6.1.7;
• коэффициент надежности γ u = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых по прочности с использованием расчетных сопротивлений Ru ;
• коэффициент условий работы m , по таблице 8.8 и СП 35.13330.2011 (раздел 8).

Таблица 8.8

Примечание - Значение коэффициента условий работы по позициям 1 и 2 настоящей таблицы в соответствующих случаях применяют совместно с коэффициентами по позициям 3-6 настоящей таблицы. Коэффициент условий работы по позиции 6 в соответствующих случаях применяют совместно с коэффициентами по позициям 3-5 настоящей таблицы.

8.5Основные положения по расчету

8.6Основные положения по конструированию

• выполнять конструктивно-технологические требования в соответствии с СП 35.13330, СП 46.13330 и настоящим сводом правил;
• предусматривать монтажные элементы (или блоки) максимальной заводской готовности с минимальными объемами работ по сборке соединений на монтажной площадке с учетом грузоподъемности и габаритов транспортных средств и условий строительства;
• осуществлять, как правило, унификацию монтажных блоков и элементов, а также узлов и расположения болтовых отверстий;
• учитывать способы монтажа;
• учитывать допуски на заводское изготовление и монтаж;
• обеспечивать возможность изготовления, удобство сборки и выполнения монтажных соединений;
• предусматривать связи, обеспечивающие в процессе транспортирования, монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость конструкции в целом, ее частей и элементов;
• предусматривать преимущественное применение автоматической и механизированной сварки и фрикционных соединений на высокопрочных болтах;
• предусматривать устройство антикоррозионно-защитного гидроизоляционного слоя внутренних поверхностей балластного корыта со сроком службы не менее 30 лет;
• как правило, выполнять несущие элементы из минимального числа деталей, используя, в том числе, увеличение толщины элементов (для повышения долговечности за счет уменьшения числа сварных швов);
• исключать стесненное расположение привариваемых деталей, резкие изменения сечения элементов, образование конструктивных «надрезов» в виде обрывов фасонок и ребер жесткости или вырезов в них, примыкающих под углом к поверхности напряженных частей сечения (поясов и стенок балок, листов составных элементов и т. д.).

• оптимальный порядок сборки и сварки элементов;
• роспуск швов;
• предварительный выгиб;
• предварительный подогрев металла в зоне наложения сварных швов;
• нагрев отдельных зон после сварки;
• полное проплавление и выкружки на концах обрываемых деталей, подходящие по касательной к поверхности оставшейся части сечения;
• механическую обработку зон концентрации напряжений;
• обработку монтажных поперечных стыков с полным проплавлением с обеих сторон шва заподлицо с основным металлом;
• припуски (при необходимости).

В конструкциях северного исполнения следует исключать обрыв отдельных частей сечения по длине элемента в целом (или монтажного блока, если в стыках блоков применены фрикционные соединения).

«Открытые» пролетные строения и «открытая» проезжая часть допускаются при условии закрепления свободных поясов балок пролетных строений жесткими поперечными рамами, а балок проезжей части - поперечными связями.

Если пояса балок или ферм жестко связаны железобетонной или стальной плитой или иными конструктивными элементами, допускается не устраивать продольных связей в соответствующей плоскости, если они не требуются по условиям монтажа.

В арочных пролетных строениях следует устраивать продольные связи в плоскости одного из поясов арок и в плоскости проезжей части, если она не имеет плиты; при решетчатых арках следует предусматривать поперечные связи между ними, а также продольные связи по обоим поясам.

В пролетных строениях с проезжей частью, не включенной в совместную работу с главными фермами, следует устраивать тормозные связи.

Прикрепление балок проезжей части с помощью торцевых листов, приваренных к стенке и поясам балки, не допускается.

В проезжей части пролетных строений разрывы (отсутствие жесткого соединения) продольных балок у поперечных не допускаются.