Расчеты мостов на сейсмостойкость

7.6.1 Расчет мостов с учетом сейсмических нагрузок следует выполнять на прочность и устойчивость несущих конструкций, а также по несущей способности грунтовых оснований фундаментов мостовых опор и по предельным относительным линейным и угловым перемещениям в плане смежных секций моста, разделенных деформационным швом.

7.6.2 При разработке мер антисейсмической защиты мостов следует учитывать постоянные нагрузки (воздействия), нагрузки от подвижного состава, включая силы торможения, силы трения в подвижных опорных частях и сейсмические нагрузки. Расчет мостов с учетом сейсмического воздействия следует выполнять как при наличии подвижного состава, так и при отсутствии его на мосту.

Примечания

1 Совместное действие сейсмических нагрузок и нагрузок от подвижного состава не следует учитывать при расчете железнодорожных мостов, проектируемых на дорогах категории V, на внешних подъездных путях и на внутренних путях промышленных предприятий (за исключением случаев, оговоренных в задании на проектирование), мостов, проектируемых на автомобильных дорогах категории V, а также на автомобильных дорогах промышленных и других предприятий.

2 Сейсмические нагрузки не следует учитывать совместно с нагрузками от транспортеров и от ударов подвижного состава при расчете железнодорожных мостов, а также с нагрузками от тяжелых одиночных четырехосных транспортных единиц по схеме НК, нагрузками от торможения и от ударов подвижного состава при расчете автодорожных и городских мостов.

7.6.3 При расчете мостов с учетом сейсмических воздействий коэффициент сочетания ψ _ti следует принимать равным:

1, 0 - для постоянных нагрузок и воздействий, сейсмических нагрузок, учитываемых совместно с постоянными нагрузками, а также с воздействием трения от постоянных нагрузок в подвижных опорных частях;

0, 8 - для сейсмических нагрузок, действие которых учитывают совместно с нагрузками от подвижного состава железных и автомобильных дорог;

0, 7 - для нагрузок от подвижного состава железных дорог;

0, 5 - для нагрузок от подвижного состава автомобильных и городских дорог.

7.6.4 При расчете конструкций мостов на устойчивость и пролетных строений длиной более 18 м на прочность следует учитывать сейсмические нагрузки, вызванные вертикальной и одной из горизонтальных составляющих колебаний грунта. Для мостов нормальной и повышенной сейсмостойкости сейсмическую нагрузку, вызванную вертикальной составляющей колебаний грунта, следует умножать на коэффициент 0, 5. При проектировании сооружений особой сейсмостойкости поправочный коэффициент к нагрузке от вертикальных колебаний грунта определяют по данным инженерно-сейсмологических исследований. При прочих расчетах конструкций мостов сейсмическую нагрузку от вертикальной составляющей колебаний грунта допускается не учитывать. Сейсмические нагрузки, вызванные горизонтальными составляющими колебаний грунта, направленными вдоль и поперек оси моста, следует рассматривать раздельно.

7.6.5 При расчете мостов сейсмические нагрузки следует учитывать в виде возникающих при колебаниях оснований опор сил инерции частей моста и подвижного состава, а также в виде сил инерции от присоединенной к опорам массы воды и сейсмического давления грунта. При определении сейсмических нагрузок, действующих вдоль оси моста, масса железнодорожного состава не учитывается.

7.6.6 Сейсмические нагрузки от масс объектов нормальной и повышенной категорий ответственности определяют спектрально-модальным методом с учетом упругих деформаций конструкций, а также податливости рессор железнодорожного состава. Применяемые при вычислении сил инерции динамические дискретные схемы составляют для моста в целом или для отдельных частей моста, являющихся самостоятельными колебательными системами. В обоснованных случаях допускается выполнять расчет по упрощенным схемам, учитывающим симметрию, однородность и другие структурные особенности конкретного сооружения.

7.6.7 Расчетную сейсмическую нагрузку, приложенную в точке k и соответствующую i-му тону собственных колебаний системы, определяют по формуле

Sik = K1gmkAβ iKψ η ik,

(13)

где K₁ - коэффициент, учитывающий влияние на сейсмическую нагрузку снижения жесткости сооружения и увеличение рассеяния энергии колебаний из-за появления трещин и пластических деформаций в конструкциях моста, значения которого следует принимать равным 0, 25; 0, 37; 0, 50 для мостов уровней ответственности 1а, 1б, 2 соответственно;

A - значение ускорения в уровне основания, принимаемое равным 1, 0; 2, 0; 4, 0 м/с² для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов, соответственно;

β _i - коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний зданий или сооружений, принимаемый в соответствии с 5.6;

η _ik - коэффициент, зависящий от формы деформации моста при его собственных колебаниях по i-й форме, от узловой точки приложения рассчитываемой нагрузки и направления сейсмического воздействия, определяемый по 5.8;

m_k - масса сооружения, отнесенная к точке k, определяемая с учетом транспортных нагрузок и присоединенной к опорам массы воды.

K_ψ - коэффициент, учитывающий отклонение декремента упругих колебаний объекта от стандартного значения; для мостов, как правило, принимают равным 1, 0.

Примечание - Для мостов, оборудованных гасителями колебаний, пилонов висячих (вантовых) мостов, стальных пролетных строений с незначительным декрементом упругих колебаний допускается принимать коэффициент K_ψ на основании данных специального расчета, но не менее 0, 7 и не более 1, 5.

7.6.8 Промежуточные опоры мостов, расположенные в водоемах, следует рассчитывать с учетом сейсмического давления воды, если глубина водоема у опоры в межень превышает 5 м.

7.6.9 Сейсмическое давление воды находят как инерционную нагрузку от присоединенной к опоре массы воды. При определении глубины водоема у опоры поверхность дна принимают без учета воронки местного размыва.

7.6.10 Расчетные значения поперечных и продольного усилий, изгибающих и крутящего моментов, нормальных и касательных напряжений N_p в конструкциях от сейсмической нагрузки при условии ее статического действия на мост, а также расчетные значения перемещений следует определять по формуле (8).

7.6.11 Устои мостов следует рассчитывать с учетом сейсмического давления грунта насыпей подходов, которое находят по формуле Кулона с учетом сил инерции в грунте насыпи и изменения угла внутреннего трения грунта при сейсмическом воздействии.

При расчетной сейсмичности 7, 8 и 9 баллов уменьшение угла внутреннего трения принимают равным 1, 5°, 3° и 6°, соответственно. При дробном значении расчетной сейсмичности уменьшение угла внутреннего трения находят интерполяцией.

7.6.12 Расчет конструкций мостов на устойчивость против опрокидывания и сдвига с учетом сейсмического воздействия следует выполнять с учетом требований СП 35.13330.

7.6.13 При расчете на прочность анкерных болтов, закрепляющих на опорных площадках от сдвига сейсмическими силами опорные части пролетных строений, следует принимать коэффициент надежности γ _n = 1, 5.

7.6.14 При расчетной сейсмичности 9 баллов усилия в анкерах, удерживающих от подбрасывания опорные узлы пролетных строений следует принимать не менее 10 % опорной вертикальной реакции от собственного веса пролетного строения.

7.6.15 При расчете на прочность бетонных, железобетонных и стальных конструкций, а также при расчете на устойчивость формы стальных элементов, кратковременность действия сейсмической нагрузки следует учитывать с помощью дополнительного коэффициента условий работы m_tr, регламентированного настоящими нормами.

7.6.16 Предварительно напряженные железобетонные конструкции опор и пролетных строений следует проектировать таким образом, чтобы усилие, соответствующее пределу прочности рассматриваемого сечения, было больше усилия, вызывающего образование трещин, не менее чем на 25 %.

7.6.17 Амплитуду колебаний секций моста при сейсмическом воздействии следует определять как сумму амплитуд колебаний оснований, опор и пролетных строений. При определении деформированного состояния моста следует учитывать снижение жесткости железобетонных конструкций за счет образования трещин и неупругих деформаций бетона.

7.6.18 При проектировании фундаментов мелкого заложения эксцентриситет е₀ равнодействующей активных сил относительно центра тяжести сечения по подошве фундаментов ограничивается следующими пределами:

e₀ ≤ 1, 5R - в сечениях по подошве фундаментов, заложенных на нескальном грунте;

e₀ ≤ 2, 0R - в сечениях по подошве фундаментов, заложенных на скальном грунте;

где R - радиус ядра сечения по подошве фундамента со стороны более нагруженного края сечения.

Трубы под насыпями

7.7.1 При расчетной сейсмичности более 8 баллов следует преимущественно применять железобетонные фундаментные трубы со звеньями замкнутого контура, полукруглые арочные трубы из сборных металлических гофрированных листов с высотой свода до 1, 5 м и с фундаментом в виде железобетонной плиты, уложенной на уплотненный слой крупнообломочного грунта или другое малосжимаемое основание, а также бесфундаментные круглые трубы диаметром до 1, 5 м, собираемые из металлических гофрированных листов.

7.7.2 При расчетной сейсмичности до 8 баллов включительно могут применяться бетонные прямоугольные фундаментные трубы с плоскими железобетонными перекрытиями, а также бесфундаментные металлические гофрированные трубы замкнутого контура, включая круглые цельновитые трубы.

7.7.3 В случаях применения бетонных труб их стены и фундаменты следует армировать конструктивной арматурой, обеспечивая совместную работу стен и фундамента трубы с помощью выпусков арматуры. При устройстве раздельных фундаментов между ними располагают распорки.

7.7.4 Устойчивость металлических оболочек гофрированных труб должна быть обеспечена уплотнением грунта насыпи, выбором необходимого сортамента гофрированных листов, армированием при необходимости насыпного грунта геосинтетическим материалом.

7.7.5 При устройстве трубы на борту лога следует засыпать тальвег дренирующим крупнообломочным грунтом, не допуская разжижения основания и нижних слоев насыпи при землетрясении.

7.7.6 При замене малого моста трубой не допускается снижение расчетного расхода воды водопропускным сооружением.

7.7.7 В сейсмических районах не допускается увеличивать вероятность превышения расчетных расходов воды трубами под насыпями и малыми мостами за счет учета развитости сети автомобильных дорог.

Подпорные стены

7.8.1 При расчетной сейсмичности более 8 баллов подпорные стены должны преимущественно выполнять из железобетона, шпунта с шапочным брусом, соединенным металлическими тяжами с анкерными опорами или грунтовыми анкерами, или из буронабивных свай, объединенных поверху железобетонной насадкой. Допустимая высота стен определяется расчетом с учетом повышенного давления грунта при землетрясении.

7.8.2 При ограниченной высоте стен допускаются к применению конструкции из бетона, бутобетона, каменной кладки на растворе и сетчатых габионов. Высота стен, считая от подошвы фундаментов, должна быть не более:

а) стены из бетона:

12 м - при расчетной сейсмичности до 8 баллов включительно;

10 м - при расчетной сейсмичности более 8 баллов;

б) стены из бутобетона и каменной кладки на растворе:

10 м - при расчетной сейсмичности до 8 баллов включительно;

8 м - при расчетной сейсмичности более 8 баллов;

в) стены из сетчатых габионов, заанкеренных в грунт дорожной насыпи:

8 м - при расчетной сейсмичности до 8 баллов включительно;

6 м - при расчетной сейсмичности более 8 баллов.

7.8.3 Подпорные стены следует разделять по длине вертикальными деформационными швами на секции с учетом размещения подошвы каждой секции на однородных грунтах. Длина секции должна быть не более 15 м.

7.8.4 При расположении оснований смежных секций подпорной стены в разных уровнях переход от одной отметки основания к другой должен быть в виде уступов с отношением высоты уступа к его длине 1: 2.

7.8.5 Применение подпорных стен из бетона, бутобетона и каменной кладки на растворе в виде обратных сводов не допускается.

Тоннели

7.9.1 При выборе трассы тоннельного перехода необходимо, как правило, предусматривать заложение тоннеля вне зон тектонических разломов в однородных по сейсмической жесткости грунтах. При прочих равных условиях следует отдавать предпочтение вариантам с более глубоким заложением тоннеля.

7.9.2 Для участков пересечения тоннелем тектонических разломов, по которым возможна подвижка массива горных пород, при соответствующем технико-экономическом обосновании необходимо предусматривать увеличение площади сечения тоннеля.

7.9.3 При расчетной сейсмичности 8 и более баллов обделку тоннелей следует проектировать замкнутой. Для тоннелей, сооружаемых открытым способом, следует применять цельносекционные сборные элементы. При расчетной сейсмичности менее 8 баллов обделку горного тоннеля допускается выполнять из набрызг-бетона в сочетании с анкерным креплением.

7.9.4 Порталы тоннелей и лобовые подпорные стены следует проектировать, как правило, железобетонными. При расчетной сейсмичности до 8 баллов включительно допускается применение бетонных порталов.

7.9.5 Для компенсации продольных деформаций обделки следует устраивать антисейсмические деформационные швы, конструкцией которых должна быть предусмотрена возможность смещения элементов обделки и сохранения гидроизоляции.

7.9.6 В местах примыкания к основному тоннелю камер и вспомогательных тоннелей (вентиляционных, дренажных и пр.) следует устанавливать антисейсмические деформационные швы.

7.9.7 Транспортные и пешеходные тоннели в дорожных насыпях допускается сооружать из металлических гофрированных оболочек открытого или замкнутого контура поперечного сечения с опиранием их на малосжимаемый грунт, фундаменты мелкого или глубокого заложения. Прочность и устойчивость оболочек должны быть проверены расчетом, обеспечивая необходимые характеристики грунта насыпи, уплотняя и армируя геосинтетическим материалом. Прочность и устойчивость оболочек обеспечивают подбором соответствующего сортамента гофрированых листов, а также усилением свода стальными элементами или бетонным покрытием.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: