Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.4.003-2009 Рекомендации по объединению металлических балок с монолитной железобетонной плитой посредством непрерывных гребенчатых упоров в сталежелезобетонных пролетных строениях мостов.
ОДМ 218.4.003-2009
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОБЪЕДИНЕНИЮ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК
С МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПЛИТОЙ ПОСРЕДСТВОМ
НЕПРЕРЫВНЫХ ГРЕБЕНЧАТЫХ УПОРОВ
В СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЯХ МОСТОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. РАЗРАБОТАН Филиалом ОАО ЦНИИС "Научно-исследовательский центр "Мосты" (канд. техн. наук Б.А.Дробышевский, инж. А.В.Кручинкин) с участием: ФГУП "Союздорпроект" (канд. техн. наук В.Г.Решетников).
2. ВНЕСЕН Управлением строительства и проектирования автомобильных дорог.
3. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением Федерального дорожного агентства Министерства транспорта Российской Федерации от 30.06.2009 г. N 224-р.
4. ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ.
5. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
УТВЕРЖДЕНЫ распоряжением Росавтодора от 30.06.2009 г. N 224-р.
1. Область и условия применения
1.1. Настоящие Методические рекомендации применяются при проектировании, изготовлении и монтаже сталежелезобетонных пролетных строений с монолитной плитой проезжей части на мостах, сооружаемых и эксплуатируемых в любых климатических условиях, а также в районах с расчетной сейсмичностью до 9 баллов включительно.
1.2. Объединение монолитной железобетонной плиты проезжей части для совместной работы на постоянные и временные нагрузки с металлическими главными балками пролетных строений осуществляется с помощью непрерывных гребенчатых упоров из стальных полос, привариваемых к верхним поясам главных балок в процессе заводского изготовления металлоконструкций.
1.3. Гребенчатые устройства применимы в сталежелезобетонных пролетных строениях городских, автодорожных и железнодорожных мостов, путепроводов и эстакад разрезных и неразрезных систем при любых пролетах и габаритах, на горизонтальных и вертикальных кривых, а также на косых пересечениях. Арматура монолитной плиты может быть ненапрягаемой или предварительно напрягаемой, в том числе с регулированием усилий в плите и металлоконструкции при их совместной работе.
1.4. Гребенчатые упоры, как элементы металлических балок, являются анкерами в бетоне плиты проезжей части и воспринимают усилия сдвига и отрыва в объединенной сталежелезобетонной конструкции.
Передача усилий от металлической балки на бетон и обратно происходит через короткие и длинные стержни поперечной арматуры, располагаемые в отверстиях и пазах гребней. При этом бетон работает на сжатие и скалывание.
Непрерывное сварное прикрепление гребней к верхним поясам металлических двутавровых или коробчатых балок позволяет избежать концентрации напряжений как в металлоконструкции, так и в бетоне плиты.
1.5. Нормативные ссылки, термины и определения, использованные в данных Методических рекомендациях, приведены в приложениях А и Б.
2. Конструкция гребенчатого анкерного устройства
2.1. Гребенчатые упоры из непрерывных металлических полос, привариваемых по всей длине к главным балкам сталежелезобетонного пролетного строения, имеют наклонные под углом примерно 60° прорези для рабочих стержней нижней арматурной сетки и отверстия для стержней-коротышей, передающих усилия от гребня на бетон плиты и наоборот (по патенту N 2110639). Прорези и отверстия следует располагать с шагом 150-299 мм.
2.2. В зависимости от конструктивных особенностей железобетонной плиты гребенчатые упоры имеют разную геометрию. На рис.1 приведены геометрия и оптимальные размеры упоров на плите с плоским основанием (без вутов).
Рис.1. Геометрия и рекомендуемые размеры гребенчатого упора
(* размеры справочные)
Рис.2. Расположение упоров в поперечных сечениях главных балок:
а - одинарный; б - двойной
Непрерывность гребенчатых упоров по длине пролетного строения обеспечивают стыковой полуавтоматической сваркой элементов (заготовок) с обеспечением сплошного проплавления.
2.6. К поясам главных балок гребни следует приваривать непрерывными угловыми швами номинальным катетом 8 мм, без разделки кромок, при заводском изготовлении конструкций.
В местах расположения стыковых накладок и в усиления верхнего пояса горизонтальными листами высота гребня над накладкой уменьшается на толщину накладок. Конструкция крепления гребня к главной балке в случае прикрепления накладок на сварке показана на рис.3, на болтах - на рис.4.
Рис.3. Конструкция упоров над пакетными поясами главных балок
(* размеры справочные)
Рис.4. Конструкция упоров над болтовым монтажным стыком главных балок
2.7. Рекомендуемые варианты конструкции сопряжения стальных балок с монолитными железобетонными плитами приведены на рис.5 и 6 соответственно: с плоской плитой и плитой с вутами.
Рис.5. Сопряжение плоской плиты с металлической главной балкой:
1, 2 - рабочие арматурные стержни верхней сетки; 3, 4 - то же нижней сетки; 5 - хомуты-стяжки; 6 - анкерные стержни в отверстиях гребенчатых упоров
Рис.6. Сопряжение главной балки с плитой, имеющей вуты:
1, 2 - верхняя арматурная сетка; 3, 4 - нижняя арматурная сетка; 5 - хомуты; 6 - анкерные стержни (отгибы) в отверстиях гребенчатых упоров; 7- продольная арматура; 8 - анкерный стержень
Арматурные стержни нижней сетки железобетонной плиты размещают с шагом 150 мм. Диаметр арматуры определяют расчетом плиты. Вместо одного стержня большого диаметра возможна установка двух стержней меньшего диаметра. При этом наклонные прорези в гребне в нижней части должны иметь соответствующие размеры (рис.1).
Анкерные стержни-коротыши должны иметь по одному отгибу (под углом 45°) и устанавливаться таким образом, чтобы отгибы чередовались через один стержень. Диаметр коротышей принимают равным 20 мм.
В зоне, прилегающей к гребням на расстоянии до 500 мм от них, стяжки между верхней и нижней арматурными сетками должны устанавливаться чаще: с шагом через один стержень (в шахматном порядке).
Толщину монолитной железобетонной плиты в габарите проезжей части рекомендуется назначать не менее 200 мм, на концах консолей под тротуарами - не менее 120 мм.
2.9. Защитный слой для рабочей арматуры верхней сетки следует принимать равным 50 мм. Допускается уменьшение его до 30 мм в случае применения рулонно-мастичной гидроизоляции типа "Поликров".
Защитный слой для нижней рабочей арматуры принимают 30 мм.
В тех случаях, когда нижняя поверхность бетонной плиты сразу же после ее изготовления покрывается проникающей гидроизоляцией, величина защитного слоя допускается равной 25 мм.
Защитный слой между нижней сеткой и металлическим поддоном, оставляемым в качестве внешнего армирования, должен быть не менее 20 мм.
Требования к материалам
2.10. В качестве материала главных балок пролетных строений и привариваемых к ним гребней следует применять прокат из низколегированных сталей по указаниям СНиП 2.05.03-84* и СТП 012-2000.
Для армирования плиты проезжей части следует применять арматуру классов A-I, А-II, Ас-II и А-III ГОСТ 5781-82.
При изготовлении монолитной плиты проезжей части следует применять тяжелый бетон по ГОСТ 26633-91 класса по прочности на сжатие не ниже В25.
Марку бетона по морозостойкости F назначают в зависимости от климатических условий по табл.22* СНиП 2.05.03-84*, по водонепроницаемости - не ниже W8.
2.11. С целью снижения температурно-усадочных деформаций и напряжений в бетоне в процессе изготовления плиты проезжей части необходимо выполнить ряд дополнительных требований к составу бетона и технологии его укладки, которые изложены в разделе 4.
2.12. Допускается изготовление плиты проезжей части (или части плиты - в зоне отрицательных моментов, над опорами) из сталефибробетона.
Примерный состав сталефибробетонной смеси дан в табл.1.
Таблица 1
Примерный состав сталефибробетона В35 (в соответствии с ТУ 5745-001-01386160-001)
Составляющие бетонной смеси | Расход на 1 м  бетонной смеси, кг |
1 | 2 |
Цемент М500 | 400 |
Щебень гранитный фр. 5-20 мм | 1000 |
Песок | 780 |
Вода | 160 |
В/Ц | 0,4 |
Добавка ЦМИД-42% от Ц ТУ 5745-002-52268843-00 | 8 |
Фибра "Харекс" 1-1,2% по объему смеси ТУ 5263-001-04691711-96 | 100-120 |
3. Расчетные требования
3.1. Проектирование и расчет узла объединения железобетонной плиты проезжей части и металлических главных балок производится в соответствии с указаниями СНиП 2.05.03-84* и настоящих Методических рекомендаций.
Железобетонную плиту сталежелезобетонных автодорожных, городских и пешеходных мостов следует рассчитывать на прочность и трещиностойкость в соответствии с требованиями п.5.24* СНиП 2.05.03-84*.
Расчеты следует выполнять исходя из гипотезы плоских сечений.
При всех видах расчетов податливость швов объединения железобетонной плиты и металлической балки не учитывается.
3.2. Расчет железобетонной плиты проезжей части в поперечном направлении на временные нагрузки производят как для неразрезной балки, расположенной на жестких опорах. Жесткость плиты в пролете и над опорами принимается одинаковой, в продольном направлении плита считается бесконечной.
3.3. При расчете конструкции объединения плиты проезжей части с металлическими балками на сдвигающие усилия учитывают работу:
- поперечных стержней нижней арматурной сетки;
- поперечных стержней-коротышей;
- бетона по плоскостям вырезов в гребенках (рис.7).
Рис.7. Элементы гребенчатого устройства, учитываемые при расчете на сдвиг
Силы сцепления бетона по боковым поверхностям гребня в расчете на сдвиг не учитывают.
Поперечные стержни, проходящие через пазы и отверстия в гребне, рассчитывают как гибкие стержневые упоры.
Кроме того, должно быть выполнено условие
Расчетное усилие при работе бетона по плоскостям вырезов в гребенках на сдвиг
При расчете стыка объединения плиты с главной балкой на сдвиг влияние бетонных шпонок составляет от 3 до 5%. Этим влиянием можно пренебречь, считая, что все сдвигающие усилия по гребню воспринимаются поперечной арматурой нижней арматурной сетки и коротышами.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.