ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

росрвтопор

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)

МОСКВА 2016

ОДМ 218.4.029-2016

Предисловие

1.    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения».

2.    ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

3.    ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 09.11.2016 № 2323-р.

4.    ИМЕЕТ рекомендательный характер.

© Издательство ФГУП «Информавтодор», 2016

II

Таблица 4.1.1 - Расчетные сопротивления древесины. МПа (кгс/см2)

Напряженное состояние и характеристика Обозначение Сосна 1 сорта Сосна 2 сорта элементов 1. Изгиб: Rjb а) элементов из бревен естественной 15,2(155) 13,7(139) комичности б) элементов из брусьев и окантованных бревен 13,7(140) 12,3(126) в) досок настила и др 11.8(120) 10,6(108) 2. Растяжение вдоль волокон Rj, 9,8(100) 6,86 (70) 3. Сжатие и смятие вдоль волокон Rj, Rjp 11,8(120) 10,6(108) 4 Сжатие и смятие всей поверхности поперек Rj,, 1,47(15,0) 1,32(13.5) волокон 5. Смятие местное поперек волокон: Rj.r а) в лобовых врубках (при длине площади смятия до 15 см), шпонках и узловых подушках 2.5 (26) 2,25 (23,4) б) пол шайбами при углах смятия от 90 до 3,3 (34) 2,97 (30.6) 60° 6.    Скалывание (наибольшее) вдоль волокон при изгибе 7.    Скалывание (среднее по площадке) в соединениях на врубках, учитываемое в пределах длины не более 10 глубин врезки и двух толщин брутто элемента: Rjitb 2,15(22) 1,93(19,8) а) вдоль волокон Rdam 1,47(15) 1,32(13,5) б) поперек волокон Rjsm 0,69 (7,0) 0,62 (6,3)

Примечания: I. Расчетные сопротивления древесины смятию и скалыванию под углом а к направлению волокон, а также местному смятию поперек волокон на части длины элемента определяют по формулам примечаний к таблице 10 I [2].

2. Если в расчетных сечениях элементов имеются ослабления врубками или врезками, то соответствующие расчетные сопротивления умножают на коэффициенты условий работы, равные: 0.80 - для растянутых элементов; 0,85 - для изгибаемых элементов из брусьев; 0,90 -для изгибаемых элементов из бревен.

х

Таблица 4.1.2 - Коэффициент перехода А'ц для расчетных сопротивлении древесины других пород

Порода дерева Коэффициент перехода для расчетных сопротивлений растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон сжатию и смятию поперек волокон скалыванию Ель 1,0 1,0 1,0 Лиственница 1,2 1,2 1,0* Пихта 0,8 0,8 0,8 Дуб 1,3 2,0 1,3 Ясень, граб 1,3 2,0 1,6 Бук 1,1 1,6 1,3

•Для клееных конструкций - 0,9. 4.1.9 Объемные веса древесины принимают по таблице 4.1.3.

Таблица 4./.3 - Объемные веса древесины

Материал Объемный вес, кН/м‘ (тс/м*) Сосна, ель, кедр: непропитанные 5,89 (0,6) пропитанные (в том числе для клееных конструкций) 6.87 (0.7) Дуб. лиственница: непропитанные 7,85 (0.8) пропитанные (в том числе для клееных конструкций) 8,23 (0,9) Бакелизированная фанера 10,0(1,02)

Геометрические характеристики элементов

4.1.10    Геометрические характеристики некоторых элементов из бревен допускается принимать по таблицам 4.1.4 и 4.1.5.

При расчете сжатых элементов с клеештыревыми стыками ослабление сечения отверстиями под штыри не учитывается, если сечение полностью сжато.

При проверке прочности сечения растянутых элементов в зоне клеештыревого стыка площадь сечения А,„ следует принимать равной А_т = 0,9А_м.

4.1.11    Расчет элементов из бревен следует производить с учетом сбега в размере 1,0 см на I м длины бревна.

Площадь сечения А_п, определяют при условном совмещении в рассматриваемом сечении всех ослаблений, расположенных на участке длиной 20 см.

9

ОДМ 218.4.029-2016

Таблица 4.1.4 - Площади А, статические моменты S, моменты инерции / и моменты сопротивления Wдля некоторых профилей бревен

Профиль Площадь Расстояние от Момент Момент Статический сечения сечения А, см2 нейтральной оси до крайних волокон инерции /х, см4 сопротивлени я Wx, см3 момент, S, см3 е\, см <?2, СМ ш 0,7854 с/2 0,5 d 0,5 d 0,0491 с/4 0,0982 с/3 0,083Зс/3 ■ли в 0,7627 J2 0.4467J 0,4863с/ 0,0442 с/4 0,0908 с/3 0.0780 с/3 <1П ё 0,7790 J2 0,4754</ 0,4959с/ 0,0476 с/4 0,0959 с/3 0,0818 с/3 0/4 ч—ч Щ) 0.7827 d2 0,4857с/ 0,4983с/ 0.0485 с/4 0,0974 с/3 0.0827 с/3 0/2 о 0,7401 d2 0,4330с/ 0,4330с/ 0,0395 с/4 0,0912 с/3 0,0729с/3 ОЛ» ё 0,7726 d2 0,4713с/ 0,4713 d 0,0461 с/4 0,0978 с/3 0.0802 с/3 0/4 ГГ © 0,7801 d2 0,4841с/ 0,4841с/ 0,0479 с/4 0,0989 с/3 0.0820 с/3 <1 ч ч У 0,3927 d2 0.2122d 0,2878с/ 0,0069 с/4 0,0238 с/3 0,0220с/3

Ослабления, создаваемые в сжатых элементах нагелями, допускается учитывать без совмещения близлежащих ослаблений. Ослабления сжатых элементов, создаваемые гвоздями, поставленными без предварительного просверливания гнезд, допускается не учитывать

В качестве площади А_п, следует принимать также рабочую площадь, определяемую с учетом площадок скалывания между соседними ослаблениями, если она дает более неблагоприятные результаты

Таблица •/. Т5 - Размеры сегментных врубок

диаметр бревна, см глубина врубки, см площадь сегмента см2 длина хорды сегмента. см диаметр бревна, см глубина врубки, см площадь сегмента, см2 длина хорды сегмента. см 24 3 32,6 15,9 32 3 38,1 18,6 4 49,5 17,9 4 58,0 21,2 5 68,3 19,5 5 80,3 23,2 26 3 34,0 16,6 34 3 39,3 19,3 4 51,8 18.8 4 59.9 21.9 5 71,5 20,5 5 83,0 24,1 28 3 35,4 17,3 36 3 40,5 19,9 4 54,0 19,6 4 61,8 22.6 5 74,5 21,4 5 85,6 24,9 30 3 36,8 18,0 38 3 41,7 20,5 4 56,1 20,4 4 63,5 23,3 5 77,4 22,4 5 88,2 25,7

4.2 Определение грузоподъемности балочных мостов с простыми протонами Определение грузоподъемности поперечин

4.2.1 При расчете поперечин проезжей части сосредоточенное давление колеса расчетной автомобильной или колесной нагрузки принимается распределенным:

-    при устройстве поперечного настила, выполняющего роль поперечины, нагрузку от колеса принимают приходящейся: при наличии верхнего продольного настила - на две доски поперечного настила, при одиночном поперечном настиле - на одну доску настила (рисунок 4.2.1, а);

-    при двойном продольном настиле распределение нагрузки на нижний настил принимается на число досок соответственно расположенных на ширине обода колеса или полосы распределенной нагрузки (рисунок 4.2.1, б);

-    при наличии над настилом асфальтобетона или песчаной постели нагрузку распределяют под углом 45° в пределах полной толщины асфальтобетона или постели Тоже для настила из досок, уложенных на ребро и сплоченных гвоздями при асфальтобетонном покрытии (рисунок 4.2.1, в);

-    в рабочее сечение настила включаются все доски в зоне распределения давления,

и

4.2.2 При двойном дощатом настиле, уложенном на отдельные поперечины, нагрузка от колеса на поперечины передается с учетом коэффициента упругого распределения А:_пр, величину которого определяют по формуле:

А. ’

где с - расстояние между осями поперечин, см; </ - расстояние между осями прогонов, см; 7ц - момент инерции поперечин, см; 1\\ - момент инерции досок нижнего настила, воспринимающих давление колеса, см⁴ (обычно три или две доски).

Рисунок 4.2.2 - Схемы к расчету поперечин:

ОДМ 218.4.029-2016

Содержание

1    Область применения.............................................................................................................1

2    Нормативные ссылки............................................................................................................2

3    Термины и определения.......................................................................................................2

4    Определение грузоподъемности деревянных мостов.......................................................5

4.1    Общие положения.........................................................................................................5

Характеристики материалов..........................................................................................6

Геометрические характеристики элементов................................................................9

4.2    Определение грузоподъемности балочных мостов с простыми прогонами.........11

Определение грузоподъемности поперечин..............................................................11

Определение грузоподъемности балочных мостов с простыми прогонами...........14

Расчет разбросных (сближенных) прогонов..............................................................14

Расчет сосредоточенных прогонов.............................................................................17

Расчет составных прогонов.........................................................................................17

4.3    Определение грузоподъемности пролетных строении с фермами Гау-Журавского

...................................................................................................................................................20

4.4    Определение грузоподъемности деревянных опор..................................................23

Библиография.........................................................................................................................25

III

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружении на автомобильных дорогах общего пользования Общая часть.

I Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве с учетом технического состояния элементов их конструкций

Настоящий методический документ рекомендуется для применения при определении грузоподъемности мостовых сооружений, эксплуатируемые на Федеральных автомобильных дорогах РФ. В остальных случаях методический документ может использоваться по решению органов управления автомобильных дорог субъектов Российской Федерации

Положения настоящего методического документа предназначены для применения проектными и специализированными организациями, выполняющими работы по диагностике, обследованию, испытаниям и оценке технического состояния мостовых сооружений, а также мостовыми подразделениями органов управления автомобильными дорогами при организации и приемке обследовательских работ в соответствии с правилами применения документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства [ I ]

Предметом ОДМ является система назначения классов грузоподъемности мостовых сооружений и методика определения грузоподъемности сооружений с учетом состояния элементов конструкций.

Настоящий ОДМ включает следующие тома (книги):

ОДМ 218 4.025-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования Общая часть

ОДМ 218 4.026-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования Бетонные и железобетонные конструкции.

ОДМ 218 4.027-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования Металлические и сталежелезобетонные конструкции.

ОДМ 218 4.028-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъёмности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования Опорные части, опоры и фундаменты.

1

ОДМ 218.4.029-2016

ОДМ 218.4.029-2016 Методические рекомендации по определению грузоподъемности эксплуатируемых мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования. Определение грузоподъемности конструкций деревянных мостов.

При определении грузоподъемности допускается использование иных от приведенных в настоящем методическом документе алгоритмов и программ. Обоснованность применения таких алгоритмов и программ должна быть подтверждена сертификатом их соответствия действующим нормам проектирования мостовых сооружений, выданным уполномоченным органом, либо предыдущим успешным опытом применения при проведении технических экспертиз соответствующей направленности по заданиям Федерального дорожного агентства.

2 Нормативные ссылки

В настоящей книге методического документа использованы нормативные ссылки на следующие документы:

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*;

СП 64.13330.2011. Свод правил Деревянные конструкции Актуализированная редакция СНиП 11-25-80;

СП 131.13330.2012. Свод правил Строительная климатология Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*;

ОДМ 218.1.002-2010. Отраслевой дорожный методический документ Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве.

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

временная вертикальная нагрузка: Произвольное транспортное средство (средства), расположенное в пределах ездового полотна мостового сооружения.

воздействие от нагрузки:    Усилия, напряжения, деформации, перемещения в

конструкции (элементе конструкции), возникающие от действия внешних нагрузок (постоянных, временных, температурных и пр ).

грузоподъемность: Характеристика (показатель) технического состояния мостового сооружения, соответствующая максимальному воздействию временной вертикальной нагрузки, при котором не наступает предельное состояние первой группы ни в одной из основных несущих конструкций сооружения

2

Примечание.    Грузоподъемность сооружения в целом    определяется

грузоподъемностью наиболее слабой из основных несущих конструкции

дефект в мостовом сооружении (дефект): Каждое отдельное несоответствие в мостовом сооружении установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

допустимый класс нагрузки: Мера экстремально допустимого воздействия временной вертикальной нагрузки определенной структуры, которое не вызывает наступление предельного состояния первой группы в несущих конструкциях при нормальной эксплуатации сооружения Примечания

1 Для эталонных нагрузок по схемам АК и НК допустимые классы нагрузки выражаются безразмерными величинами Адк и Лик как отношение величины экстремального воздействия от эталонной нагрузки к воздействию от аналогичной единичной эталонной нагрузки класса А' = 1

2. Для нагрузок от колонн автомобилей допустимый класс нагрузки соответствует допустимой массе отдельного автомобиля из состава колонны.

класс грузоподъемности:    Мера    грузоподъемности сооружения (конструкции,

элемента конструкции), выраженная значением допустимого класса или массы рассматриваемой временной вертикальной нагрузки.

конструкция:    Часть    мостового    сооружения,    состоящая    из    конструктивно

объединенных элементов, выполняющая определенные функции (несущие, ограждающие, защитные и (или) другие).

Примечания

1.    В мостовом сооружении конструкции делят на основные, обеспечивающие основные функциональные свойства мостового сооружения, и неосновные (вспомогательные), обеспечивающие, например, защиту и безопасность только в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.

2.    Из множества основных конструкций выделяют несущие конструкции, основной функцией которых является восприятие воздействий от постоянных и временных нагрузок.

контролируемый режим движения: Режим движения, при котором пропуск транспортных средств по сооружению осуществляется по специальному разрешению в сопровождении представителей службы эксплуатации и/нли ГИБДД и, как правило, в одиночном порядке.

ОДМ 218.4.029-2016

мостовое сооружение: Искусственное сооружение, состоящее из одного или нескольких пролетных строений и опор, предназначенное для пропуска различных видов транспорта и пешеходов, а также водотоков, селей, скота, коммуникаций различного назначения, порознь или в различных комбинациях нал естественными или искусственными препятствиями.

Примечание К искусственным препятствиям относятся искусственные водоемы, водные каналы, автомобильные и железные дороги, другие инженерные сооружения, а также территории предприятий, городские территории, через которые проходит автомобильная дорога

неконтролируемый режим движения: Режим движения, при котором регулирование пропуска транспортных средств осуществляется техническими средствами организации дорожного движения

основная несущая конструкция: Конструкция сооружения, предназначенная для восприятия воздействий от постоянных и временных нагрузок, наступление предельного состояния первой группы в которой приводит к утрате работоспособного состояния (жесткости и устойчивости) сооружения в целом.

опора моста: Несущая конструкция мостового сооружения, поддерживающая пролетные строения и передающая нагрузки от них на основание

опорная часть: Несущая конструкция мостового сооружения, передающая нагрузку от пролетного строения на опоры и обеспечивающая угловые и линейные, либо только угловые перемещения пролетного строения.

основание опоры: Массив грунта, в котором размещены собственно строительные конструкции фундамента опоры.

пролетное строение: Несущая конструкция мостового сооружения, перекрывающая все пространство или часть его между двумя или несколькими опорами, воспринимающая нагрузку от элементов мостового полотна, транспортных средств и пешеходов, и передающая ее на опоры

условная несущая способность: Величина максимального воздействия на элемент от временных проектных нагрузок, определяемая в соответствии с указаниями тех норм проектирования, по которым конструкция была запроектирована

ширина проезда: Расстояние в свету между ограждениями безопасности ездового полотна мостового сооружения.

элемент конструкции:    Составная часть сложного технического объекта,

рассматриваемая как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению, имеющая самостоятельные характеристики, используемые при расчетах, и выполняющая

4

определенную частную функцию в интересах сложного объекта, который по отношению к элемент)' представляет собой систему.

Примечание. Элементами могут быть балка, плита, диафрагма, ригель и т.д. эталонные автомобильные нагрузки: Временные вертикальные нагрузки заданной структуры

4 Определение грузоподъемности деревянных мостов

4.1 Общие положения

4.1.1    Методика определения грузоподъемности деревянных мостов распространяется, в основном, на сооружения балочных конструкции: мосты с простыми прогонами и стоечными опорами, и фермы Гау-Журавского. Расчет грузоподъемности деревянных мостов с другими типами пролетных строении выполняют на основании требований норм проектирования мостов с учетом общих указаний [3].

4.1.2    Основные допущения при проведении расчетов.

Основным способом расчета следует считать пространственный расчет, однако допускается пространственные конструкции расчленять на плоские, податливостью соединений допускается пренебрегать.

Усилия в элементах и соединениях определяют в предположении упругой работы путем загруження поверхностей (линий) влияния с учетом указаний главы 5 [3].

Поскольку технически обеспечить жесткую стыковку элементов в деревянных конструкциях достаточно сложно, а прочностные свойства и надежность таких закреплений с течением времени ухудшается, то узловые соединения в фермах допускается считать шарнирными. Укосины, диагональные связи и подкосы в восприятии вертикальных усилий, передаваемых насадками на сваи и стойки опор, допускается не учитывать

Допускается не учитывать напряжения и деформации от изменения температуры, усушки и разбухания древесины.

Допускается действие сил трения учитывать только в случаях, когда трение ухудшает условия работы конструкции или соединения (коэффициент трения дерева по дереву в этих случаях допускается принимать равным 0,6).

4.1.3    К числу дефе«стов, снижающих грузоподъемность деревянных мостов, относят: загнивание древесины, сколы и смятие древесины по рабочим сечениям и площадкам врубок, узловых подушек, шпонок, стыков, истирание, механические повреждения, а также поперечные трещины и разрывы в растянутых и изгибаемых элементах, расстройства узлов и сопряжений элементов, повреждения и расстройства связей пролетных строений и перекосы главных ферм, недостаточное натяжение металлических тяжей в фермах Гау-Журавского

ОДМ 218.4.029-2016

Загнивание и изломы сван, связей и другие дефекты опор являются основной причиной снижения грузоподъемности мостов в целом

4.1.4    Расчеты элементов производят в наиболее напряженных сечениях и в сечениях с дефектами, влияющими на грузоподъемность, согласно указаниям раздела 10 [2]

Для расчета поперечин при пространственной расчетной схеме необходимо выбирать сечения, удаленные от мест опнрания прогонов на опоры.

4.1.5    В п.п. 4.2-4 4 приведены рекомендации по применению инженерных способов расчета элементов деревянных мостов. При этом рекомендуется в первую очередь проверять грузоподъемность прогонов, затем - грузоподъемность поперечин и опор

Численное моделирование рекомендуется выполнять с помощью стержневых изгибаемых конечных элементов с использованием модели «балочная клетка» (п. Б.1 1 [3]). При этом поверхности (линии) влияния строят отдельно для определения усилий от временных нагрузок и отдельно для определения усилий от постоянных нагрузок, применяя соответствующие модули упругости (п. 4.1.6). Геометрические характеристики элементов принимают согласно п.п. 4.1.12 - 4.1.15.

Моделирование однослойного настила также выполняют с помощью стержневых изгибаемых элементов с шириной поперек настила равной суммарной ширине досок, попадающих под ширину распределения давления от колеса Двойной настил из досок, параллельных пролету прогонов, моделируется как однослойный настил. Доски верхнего слоя в расчет не принимают. Двуслойный настил из взаимно перпендикулярных слоев досок доускается моделировать плитными конечными элементами с одинаковыми жесткостными характеристиками вдоль и поперек моста.

Деревоплита, уложенная поперек прогонов, также может быть представлена в геометрической модели в виде поперечных балок (см п Б. 1.1 [3]).

При расчетах поперечин загружать поверхности влияния следует «отпечатками» колес, т е. с учетом ширины контакта

Характеристики материалов

4.1.6    Расчетные характеристики древесины, стали и других материалов принимают по

[2].

Модули упругости древесины для всех пород дерева принимают:

- при сжатии и растяжении вдоль волокон, а также при изгибе:

для обычной древесины: от постоянных нагрузок - Е\ = 8340 (85 ООО) МПа (кгс/см²), от временных нагрузок - Е\ = 9810 (100 000) МПа (кгс/см²);

для клееной древесины

6

ОДМ 218.4.029-2016

от любых нагрузок - Е\ = 9810 (100 ООО) МПа (кгс/см²);

-    при сжатии поперек волокон - Ег = 392 МПа (4000 кгс/см²).

Коэффициенты Пуассона древесины принимают

-    при расчете досок настила р = 0,5 - при определении деформации поперек волокон при сжатии и растяжении вдоль волокон,

-    при расчете многослойной клееной дере во плиты:

Pi2 ⁼ 0,5 - при определении деформаций поперек волокон при сжатии и растяжении вдоль волокон;

P2I ⁼ 0,02 - при определении деформаций вдоль волокон при сжатии и растяжении поперек волокон

Для многослойной клееной деревоплты, состоящей из // слоев взаимно перпендикулярных досок при расположении досок слоев вдоль (ось X) и поперек (ось Y) оси пролетного строения, коэффициенты Пуассона и модули упругости А* и Е] соответственно по направлениям осей X и Y ориентации досок определяют по формулам:

модули упругости

(4.11)

Ч-ЦлИ.гДЬ,    и-йлШгМг

коэффициенты Пуассона

(2/м-1)ц,₂ц₂,    .    (2;;    +    1)р,_гр_г,

(/| + 1)р₂1+//ц,₂’    ²¹    (w    +    l)p₁₂    +    /;p

При ориентации досок слоев деревоплиты под другими углами к направлению оси пролетного строения модули упругости деревоплиты находят по формулам преобразования жесткостных характеристик анизотропных материалов при изменении осей координат.

4.1.7    Расчетные сопротивления древесины сосны принимают по таблице 4.1.1 при влажности не менее 25 %. При неизвестном сорте древесины принимают меньшие значения Для древесины других пород расчетные сопротивления умножают на коэффициент перехода Aii по таблице 4.1.2.

4.1.8    Расчетные сопротивления клееной древесины сосны, коэффициенты условий работы и другие характеристики, не приведенные в настоящих Рекомендациях, принимают по нормам проектирования.

7