Динамические коэффициенты к нагрузкам от транспортных средств

Динамические коэффициенты 1+ к нагрузкам от транспортных средств следует принимать равными:

1) к вертикальным нагрузкам АК:

а) для элементов стальных и сталежелезобетонных пролетных строений, а также элементов стальных опор мостовых сооружений всех систем, кроме главных ферм (балок) и пилонов висячих и вантовых мостовых сооружений, рассчитанным по формулам:

(5.8)

где - длина загружения линии влияния, м;

то же для элементов главных ферм и пилонов висячих и вантовых мостовых сооружений

;

(5.9)

б) для железобетонных балочных пролетных строений, рамных конструкций (в том числе для сквозных надарочных строений), а также для железобетонных сквозных, тонкостенных и стоечных опор

, но не менее 1,0;

(5.10)

в) для железобетонных звеньев водопропускных труб

=1,0;

(5.11)

г) для железобетонных арок со сплошным надсводным строением, для бетонных опор и звеньев труб, грунтовых оснований и всех фундаментов

=1,0;

(5.12)

д) для арок и сводов арочных железобетонных пролетных строений со сквозной надарочной конструкцией:

, но не менее 1,0;

(5.13)

е) для элементов деформационных швов, расположенных в уровне проезжей части и их анкеров

=2,0;

(5.14)

2) к одиночным транспортным единицам для пролетных строений, сквозных, тонкостенных и стоечных опор:

к нагрузкам НК-80 и НК-120

=1,1;

(5.15)

к нагрузке НК-180

=1,0;

(5.16)

3) к вертикальным подвижным нагрузкам на тротуарах

=1,0;

(5.17)

4) к временным горизонтальным нагрузкам и давлению грунта на опоры от транспортных средств

=1,0;

(5.18)

.

Прочие временные нагрузки и воздействия

Ветровая нагрузка

Нормативную величину ветровой нагрузки w_n следует определять как сумму нормативных значений средней статической составляющей горизонтальной ветровой нагрузки w_m, кПа, и пульсационной w_р, кПа, вычисляемых по формуле:

wn = wm + wр

(6.1)

6.1.1 Нормативное значение средней составляющей горизонтальной ветровой нагрузки w_m, кПа, на высоте z над поверхностью воды или земли определяют по формуле:

(6.2)

где q_о – скоростной напор ветра на высоте 10 м от поверхности земли, устанавливают по таблице 4 в зависимости от района ветровой нагрузки в соответствии с приложением А, в зоне которого возводится сооружение;

Т а б л и ц а 4

Ветровые районы (принимаются по карте приложения А)	Iа	I	II	III	IV	V	VI	VII
w0, кПа	0,17	0,23	0,30	0,38	0,48	0,60	0,73	0,85

k – коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра на высоте z принимают по таблице 5 в зависимости от типа местности:

Т а б л и ц а 5

Высота z, м	Значение коэффициента k для типов местности*
В	С	D
< 5	0,75	0,5	0,4
	1,0	0,65	0,4
	1,25	0,85	0,55
	1,5	1,1	0,8
	1,7	1,3	1,0
	1,85	1,45	1,15
	2,0	1,6	1,25
	2,25	1,9	1,55
	2,45	2,1	1,8
________ В – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи; С – лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; D – районы с застройкой зданиями высотой более 25 м. Сооружение считается расположенным на местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30 h при высоте h до 60 м и 2 км при большей высоте, где h - высота препятствий.

с_w – аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления конструкции мостов, которые зависят от конфигурации сооружения, устанавливают в соответствии с таблицей 6.

Т а б л и ц а 6

Части или элементы пролетных строений и опор мостовых сооружений	Значение аэродинамическо-го коэффициента сw
1 Главные фермы сквозных пролетных строений балочной и арочной систем	2,8
2 Балочная клетка и мостовое полотно пролетных строений	1,6
3 Пролетные строения со сплошными балками (число балок более 1)	1,7
4 То же, с одной коробчатой балкой	1,5
5 То же, с двумя коробчатыми балками	1,75
6 Бетонные и железобетонные опоры:
а) поперек моста: при прямоугольном сечении	2,1
то же, но с закруглениями	1,75
то же, круглое сечение	1,4
то же, два круглых столба	1,8
б) вдоль моста при прямоугольном сечении	2,1
7 Свайные опоры однорядные и двухрядные
а) поперек моста	2,5
б) вдоль моста	1,5
8 Стальные опоры: а) однорядные:
поперек моста	2,5
вдоль моста	1,8
б) башенные сквозные при числе плоскостей (поперек направления ветра) 2-4	2,1-3,0
9 Перильные ограждения:
а) в мостах с ездой поверху для плоскостей:
не защищенных от ветра	1,4
закрытых от ветра подвижным составом	0,8
б) в мостах с ездой понизу:
с наветренной стороны, не закрытой элементами сквозных ферм	1,4
то же, закрытой элементами сквозных ферм	1,1
то же, закрытой элементами сквозных ферм и подвижным составом	0,4

Для горных и малоизученных районов нормативную интенсивность статической составляющей горизонтальной ветровой нагрузки w_m, кПа, допускается определять по данным метеостанций по формуле:

,

(6.3)

где v_о – скорость ветра, м/сек, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа В, соответствующая 10-минутному среднему интервалу времени и превышаемая в среднем один раз в 5 лет.

6.1.2 Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки w_р, кПа, следует определять по формуле:

,

(6.4)

где - коэффициент динамичности принимают равным 1,2,

L – коэффициент пульсации давления ветра,

- коэффициент пространственной корреляции.

Произведение параметров L следует принимать по формуле:

, но не менее 0,3,

(6.5)

где - длина пролета или высоты опоры.

6.1.3 Нормативную горизонтальную поперечную ветровую нагрузку р_в, кН, действующую на элементы мостовых сооружений следует принимать равной произведению соответствующей нормативной интенсивности ветровой нагрузки, w_n, на рабочую ветровую поверхность элементов мостовых сооружений F_в, м²

,

(6.6)

Рабочую ветровую поверхность F_в для элементов мостовых сооружений следует принимать равной:

- для главных ферм сквозных пролетных строений и сквозных опор – площади проекции всех элементов наветренной фермы на плоскость, перпендикулярную направлению ветра, при этом для стальных ферм с треугольной или раскосной решеткой ее допускается принимать в размере 20 % площади, ограниченной контурами фермы;

- для проезжей части сквозных пролетных строений – боковой поверхности ее балочной клетки, не закрытой поясом главной фермы;

- для пролетных строений со сплошными балками – боковой поверхности наветренной главной балки;

- для сплошных опор – площади проекции тела опоры от уровня грунта или водной поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению ветра.

Нормативную горизонтальную продольную ветровую нагрузку для сквозных пролетных строений следует принимать в размере 60 %, для пролетных строений со сплошными балками – 20 % соответствующей полной нормативной поперечной ветровой нагрузки.

Ветровую нагрузку на транспортные средства, находящиеся на мостовом сооружении не учитывают.

Горизонтальное давление от продольной ветровой нагрузки, действующей на пролетное строение, следует принимать передающимся на опоры в уровне центра опорных частей – для мостовых сооружений с балочными пролетными строениями и в уровне оси ригеля рамы – для мостовых сооружений рамной конструкции. Распределение усилий между опорами следует принимать таким же, как и горизонтального усилия от торможения, в соответствии с 5.6.

При расчете гибких мостовых конструкций консольного вида (например, стальных пролетных строений во время сборки внавес или при продольной надвижке, пилонов висячих и вантовых мостовых сооружений в процессе строительства и монтажа, башен подъемных пролетных строений разводных мостов и др.) следует учитывать, влияние динамической составляющей ветровой нагрузки, вызываемой пульсациями скоростного напора, а также выполнять проверку на резонанс колебаний в направлении, перпендикулярном ветровому потоку, руководствуясь [2].

При проверке аэродинамической устойчивости висячих и вантовых мостовых сооружений следует определять критическую скорость ветра. Критическая скорость, найденная по результатам аэродинамических испытаний моделей или определенная расчетом, должна быть больше максимальной скорости ветра, возможного в районе расположения мостовых сооружений, не менее чем в 1,5 раза.

Ледовые нагрузки

6.2.1 Нормативную ледовую нагрузку от давления льда на опоры мостовых сооружений следует определять на основе исходных данных по ледовой обстановке в районе расположения сооружения для периода с наибольшими ледовыми воздействиями, период натурных наблюдений должен быть не менее 5 лет. Пределы прочности льда следует определять по опытным данным. При отсутствии опытных данных допускается принимать для 1 района:

а) предел прочности льда на раздробление (с учетом местного смятия) в начальной стадии ледохода (при первой подвижке) – R_z,1 = 735 кПа при наивысшем уровне ледохода – R_z,1 = 441 кПа;

б) предел прочности льда на изгиб R_m,1, кПа – 70 % соответствующих значений прочности льда на раздробление по «а»;

для остальных районов – по формулам:

,

(6.7)

,

(6.8)

где n – номер района;

R_z,n – предел прочности льда на раздробление, кПа;

R_m,n – предел прочности льда на изгиб, кПа;

К_n – климатический коэффициент для данного района страны.

Границы районов следует устанавливать в соответствии с таблицей 7 или приложением Б.

Т а б л и ц а 7

Номер района	Граница района	Климатический коэффициент Kn
I   II   III   IV	Южные линии Выборг – Смоленск – Камышин – Актюбинск – Балхаш Южнее линии Архангельск – Киров – Уфа – Кустанай – Караганда – Усть-Каменогорск Южнее линии Воркута – Ханты-Мансийск – Красноярск – Улан-Удэ – Николаевск-на-Амуре Cевернее линии Воркута – Ханты-Минсийск – Красноярск-Улан-Удэ-Николаевск-на Амуре	1,25   1,75

6.2.2 Равнодействующую ледовой нагрузки необходимо прикладывать в точке, расположенной ниже расчетного уровня воды на , где t – расчетная толщина льда, м, равная 0,8 максимальной толщины льда за зимний период обеспеченностью 1 %.

6.2.3 Нагрузку от движущихся ледяных полей F₁ и F₂, кН, на опоры мостовых сооружений с вертикальной передней гранью необходимо принимать по наименьшему значению из определяемых по формулам:

при прорезании льда опорой

,

(6.9)

при остановке ледяного поля опорой

,

(6.10)

где и - коэффициенты формы, определяемые по таблице 8;

b – ширина опоры на уровне действия льда, м;

t – толщина льда, м;

v – скорость движения ледяного поля, м/с, определяемая по данным натурных наблюдений, а при их отсутствии принимаемая равной скорости течения воды;

А – площадь ледяного поля, устанавливаемая по натурным наблюдениям в месте перехода или вблизи от него, м².

Т а б л и ц а 8

Коэф-фици-ент	Коэффициент формы для опор с носовой частью, имеющей в плане форму
много-уголь-ника, круга	прямо-уголь-ника	треугольника с углом заострения в плане, град.
	0,9	1,0	0,54	0,59	0,64	0,69	0,77	1,00
	2,4	2,7	0,2	0,5	0,8	1,0	1,3	2,7

При отсутствии натурных данных площадь ледяного поля допускается принимать , где - величина пролета, м, а при уклонах участков водной поверхности i > 7 ‰

,

(6.11)

6.2.4 При движении ледяного поля под углом меньшим или равным 80° к оси моста, нагрузку от льда на вертикальную грань опоры необходимо уменьшать, путем умножения ее на sin .

6.2.5 Давление льда на опору, имеющую в зоне действия льда наклонную поверхность, следует определять по формулам:

а) горизонтальную составляющую F_х, кН, - по наименьшей из величин, полученных по формуле 6.9 и 6.12

,

(6.12)

б) вертикальную составляющую F_z, кН

,

(6.13)

где - коэффициент, принимаемый равным: , но не менее 1;

0 - угол наклона к горизонту режущего ребра опоры.

R_m,n, b, t принимают по 6.2.1 и 6.2.3.

6.2.6 При сложной ледовой обстановке в районе проектируемого мостового перехода в необходимых случаях следует учитывать нагрузки от:

- остановившегося при навале на опору ледяного поля, когда кроме течения воды происходит воздействие на ледяное поле ветра;

- давления зажорных масс;

- примерзшего к опоре или сваям льда при колебаниях уровня воды;

- ледяного покрова при его температурном расширении и наличии с одной стороны поддерживаемой майны.

Указанные нагрузки следует определять по [3].

6.2.7 При расположении в одном створе вдоль течения реки опор круглого или близкого к нему очертания, давление от прорезания льда при его первой подвижке на низовую (вторую) по течению реки опору допускается принимать в размере b F₁, где b – коэффициент уменьшения давления на низовую (вторую) опору, зависящий от отношения а_о/d (а_о – расстояние между центрами тяжести площади сечений опор, d – диаметр опор). Значение коэффициента b следует принимать по таблице 9.

Т а б л и ц а 9

ао/d	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
B	0,200	0,204	0,212	0,230	0,280	0,398	0,472	0,542	0,608
ао/d	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6 и более
B	0,671	0,730	0,785	0,836	0,884	0,928	0,968	1,0

6.2.8 При направлении движения ледяного поля под углом к оси мостового сооружения менее 60° давление льда на каждый столб двухстолбчатой опоры определяется отдельно с учетом указаний 6.2.3, а для случая 60° < < 80° давление льда на второй низовой столб определяется с учетом указаний 6.2.3 и 6.2.7.

Нагрузка от навала судов

Нормативную нагрузку от навала судов на опоры мостовых сооружений следует принимать в виде сосредоточенной продольной или поперечной силы и ограничивать в зависимости от класса внутреннего водного пути значениями, указанными в таблице 10.

Т а б л и ц а 10

Класс внутренних водных путей	Нагрузка от навала судов, кН
вдоль оси моста со стороны пролета	поперек оси моста со стороны
судоходного	несудоходного	верховой	низовой, при отсутствии течения, и верховой
I
II
III
IV
V
VI
VII

Нагрузка от навала судов должна прикладываться к опоре на высоте 2 м от расчетного судоходного уровня, за исключением случаев, когда опора имеет выступы, фиксирующие уровень действия этой нагрузки и когда при менее высоком уровне нагрузка вызывает более значительные воздействия.

Для опор, защищенных от навала судов, на внутренних водных путях VI и VII классов нагрузку от навала судов допускается не учитывать.

Для однорядных железобетонных свайных опор автодорожных мостовых сооружений на водных путях VI и VII классов нагрузку вдоль оси моста допускается учитывать в размере 50 %.

Температурные воздействия

Нормативное температурное климатическое воздействие следует учитывать при расчете перемещений в мостовых сооружениях всех систем, при определении усилий во внешне статически неопределимых системах, а также при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений.

Среднюю по сечению элементов нормативную температуру или их частей допускается принимать равной:

- для бетонных и железобетонных элементов в холодное время года, а также металлических конструкций в любое время года – нормативной температуре окружающего воздуха;

- для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года – нормативной температуре наружного воздуха за вычетом величины численно равной , но не более 10 °С, где а - толщина элемента или его части, в см, включая одежду ездового полотна автодорожных мостов.

Нормативные температуры воздуха в теплое время t_nT и холодное t_nX время года следует принимать равными при разработке типовых проектов, а также проектов повторного применения на территории страны:

- для конструкций, предназначенных для районов с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 °С:

t_nT = 40 °С; t_nX = -50 °С;

- для остальных районов

t_nT = 40 °С; t_nX = -40 °С;

б) в других случаях

t_nT = t_VII + Т,

где t_VII – средняя температура воздуха самого жаркого месяца, принимаемая по [4];

Т – средняя суточная амплитуда воздуха температуры воздуха наиболее теплого месяца, принимается по [4].

Нормативная температура t_nX принимается равной расчетной минимальной температуре воздуха в районе строительства по [4].

За расчетную минимальную температуру следует принимать среднюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства с обеспеченностью:

0,92 – для бетонных и железобетонных конструкций;

0,98 – для стальных конструкций.

Влияние солнечной радиации на температуру элементов следует учитывать в виде дополнительного нагрева на 10 °С освещенного солнцем поверхностного слоя толщиной 15 см (включая одежду ездового полотна).

Температуры замыкания конструкции, если они в проекте не оговорены, следует принимать равными:

t_зT = t_nT -15 °С;

t_зХ = t_nХ +15 °С.

Температуру конструкции в момент замыкания t_З допускается определять по формуле :

t_з = 0,4 t₁ +0,6 t₂, (6.14)

где t₁ – средняя температура воздуха за предшествующий замыканию период, равный Т_о;

t₂ – средняя температура воздуха за предшествующий замыканию период, равный 0,25Т_о;

Т_о – период, ч, численно равный приведенной толщине элементов конструкции, см, которую следует определять делением удвоенной площади поперечного сечения элемента (с учетом дорожной одежды) на его периметр, граничащий с наружным воздухом.

При расчете сталежелезобетонных пролетных строений следует учитывать влияние неравномерного распределения температуры по сечению элементов, вызываемое изменением температуры воздуха и солнечной радиацией. При расчете перемещений коэффициент линейного расширения следует принимать для стальных и сталежелезобетонных конструкций равным 1,2 10^-5 и для железобетонных конструкций 1,0 10^-5.