МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора института

Г.Д. ХАСХАЧИХ

7 сентября 1982 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ УГЛЕРОДИСТЫХ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ И ТРУБ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Согласованы Главным техническим управлением

Москва 1982

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Рекомендации разработаны в развитие постановления Коллегии Минтрансстроя от 23.03.81 г. (протокол № 9) о замене низколегированных сталей менее дефицитным прокатом.

В Рекомендациях уточняются положения, касающиеся стали марки BCт5сп, изложенные в "Информационном письме по применению углеродистой стали в железобетонных конструкциях мостов и труб северного исполнения" (М., ЦНИИС, 1981). В них также даны разъяснения отдельных положений действующих норм, вызывающих у проектировщиков и строителей неоднозначное толкование по использованию арматурных сталей.

Рекомендации разработаны кандидатами техн. наук В.А. Балючиком, Л.В. Захаровым и инж. Л.И. Коротковым (ЦНИИС). В уточнении отдельных положений принимали участие инж. Г.С. Коледа (Главное техническое управление) В.Б. Семенов (Гипротрансмост), Л.Н. Подольцев (Главмостострой).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Условия и область применения углеродистых арматурных сталей в железобетонных конструкциях мостов и труб северного исполнения регламентируются главой СНиП II-Д.7-62 ^х с учетом изменений, введенных в действие постановлением Госстроя СССР № 112 от 20 июля 1971 г., "Указаниями по проектированию железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб" (СН 355-67) и разработанными в их развитие "Инструкцией по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных мостов и труб северного исполнения" (ВСН 151-78), "Указаниями по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций автодорожных и городских мостов и труб, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (северное исполнение)" (ВСН 155-69), "Рекомендациями по применению углеродистой стержневой полуспокойной арматурной стали классов A-I и А-II в железобетонных конструкциях железнодорожных мостов" и "Рекомендациями по применению углеродистой стержневой полуспокойной арматурной стали классов A-I и А-II в железобетонных конструкциях автодорожных и городских мостов", постановлениями Госстроя СССР от 12.05.75 г. № HK 2095-1 и от 21.05.81 г. № АБ-2960-1 [1 - 9].

1.2. К конструкциям северного исполнения следует относить сооружения, предназначенные для эксплуатации на территории с расчетной температурой воздуха ниже минус 40°С.

1.3. В соответствии с действующими нормами (СНиП II-Д.7-62^х с Изменением согласно постановлению Госстроя СССР от 20.07.71 г., приведенным в "Бюллетене строительной техники", 1971 г., № 10) за расчетную температуру следует принимать среднюю температуру воздуха наиболее холодных суток по данным главы СНиП "Строительная климатология и геофизика".

1.4. В железобетонных конструкциях арматурная сталь может быть расчетной и нерасчетной.

Нерасчетной следует считать арматурную сталь, которая не учтена в проекте конструкций в расчетах на прочность, трещиностойкость, выносливость и используется в виде сварных или вязаных каркасов, сеток или отдельных стержней.

1.5. Расчетам на выносливость подлежат железобетонные элементы, подвергающиеся воздействию железнодорожного подвижного состава, за исключением фундаментов, массивных опор и труб (в зависимости от глубины засыпки). В железобетонных элементах, рассчитываемых на выносливость, может быть арматурная сталь, которую не рассчитывают на выносливость (сжатая арматура, арматура, поставленная по условиям транспортировки, хомуты железнодорожных пролетных строений мостов, хомуты свай, ригелей и др.).

1.6. Для монтажных (подъемных) петель следует использовать арматурную сталь класса А-II марки ВСт3сп2 и класса А-II марки 10ГТ.

1.7. В железобетонных конструкциях мостов и труб северного исполнения применять импортные арматурные детали запрещается.

1.8. При определении области и условий применения углеродистых арматурных сталей классов A-I и А-II различных марок рекомендуется руководствоваться приведенной ниже таблицей.

1.9. Во всех случаях применения арматурных сталей (в вязаных или сварных каркасах и сетках) допускаются сварные стыковые соединения в соответствии с указаниями СН 365-67.

2. УСЛОВИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ В АВТОДОРОЖНЫХ И ГОРОДСКИХ МОСТАХ И ТРУБАХ

2.1. В конструкциях автодорожных и городских мостов и труб, которые эксплуатируются или подвергаются загружению на стадии производства работ при расчетных отрицательных температурах ниже минус 40°C, допускается применять арматурную сталь класса A-I марок BCт3сп2, ВСт3пс2 и ВСт3Гпс2 в качестве расчетной ненапрягаемой арматуры:

сталь марки ВСт3сп2 диаметром 6 - 40 мм как в вязаных, так и в сварных каркасах и сетках;

сталь марок ВСт3пс2 и ВСт3Гпс2 диаметром 6 - 10 мм (катанка) во всех конструкциях, за исключением хомутов пролетных строений, и только в вязаных каркасах и сетках.

2.2. Арматурную сталь класса А-II марки ВСт5сп2 допускается применять в конструкциях автодорожных и городских мостов и труб, которые эксплуатируются или загружаются на стадии производства работ при расчетной отрицательной температуре от минус 40°С до минус 55°С в качестве расчетной ненапрягаемой арматуры только в вязаных каркасах и сетках, если динамический коэффициент не более 1.1.

Перечень применяемых расчетных углеродистых арматурных сталей в железобетонных конструкциях мостов и труб в зависимости от характера нагрузок и температурных воздействий

Примечание: Полуспокойную аппаратную сталь марок ВCт5пс2, ВСт3Гпс2 и ВСт3пс2 в железобетонных конструкциях пролетных строений допускается применять диаметром не более 16 мм при расчете на выносливость и не более 20 мм при расчете на прочность.

+ допускается; - не допускается;

1 - только в вязаных каркасах и сетках;

2 - кроме хомутов и арматуры, работающей на сжатие в пролетных строениях железнодорожных мостов;

3 - только диаметром 6 - 10 мм;

4 - в конструкциях пролетных строений железнодорожных мостов не допускается:

5 - если динамический коэффициент не более 1,1.

2.3. Арматурную сталь класса А-II марок ВСт5сп2 и ВСт5пс2, класса A-I марок ВСт3сп2, ВСт3Гпс2 и ВСт3пс2 допускается применять без ограничений в конструкциях северного исполнения в качестве нерасчетной арматуры.

2.4. Арматурную сталь класса А-II марки ВСт5пс2 запрещается применять в качестве расчетной арматуры в конструкциях автодорожных и городских мостов и труб, эксплуатируемых или загружаемых на стадии производства работ при расчетных отрицательных температурах ниже минус 40°С.

3. УСЛОВИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТАХ И ТРУБАХ

3.1. В конструкциях железнодорожных мостов, которые эксплуатируются или подвергаются загружению на стадии производства работ при расчетных отрицательных температурах ниже минус 40°С, допускается применять арматурную сталь класса A-I марок ВСт3сп2, ВСт3пс2 и ВСт3Гпс2 диаметром 6 - 10 мм в качестве расчетной ненапрягаемой арматуры:

сталь марки ВСт3сп2 во всех конструкциях, за исключением хомутов пролетных строений;

сталь марок ВСт3пс2 и ВСт3Гпс2 во всех конструкциях, за исключением хомутов пролетных строений, в вязаных каркасах и сетках.

3.2. Арматурную сталь класса А-II марки ВСт5сп2 допускается применять в конструкциях железнодорожных мостов и труб, эксплуатируемых или загружаемых на стадии производства работ при расчетной температуре от минус 40°С до минус 55°С, в качестве расчетной ненапрягаемой арматуры только в вязаных каркасах и сетках, если она согласно указаниям СН 365-67 не подлежит расчету на выносливость,

3.3. Арматурную сталь класса А-II марки ВСт5сп2 запрещается применять в качестве хомутов и для арматуры, работающей на сжатие в пролетных строениях железнодорожных мостов северного исполнения.

3.4. Арматурную сталь класса А-II марки ВСт5пс2 запрещается использовать в качестве расчетной арматуры в конструкциях железнодорожных мостов и труб, эксплуатируемых или загружаемых на стадии производства работ при расчетной температуре ниже минус 40°С.

3.5. Арматурную сталь класса A-I марок ВСт3сп2, ВСт3Гпс2 и BСт3пс2 и класса А-II марок ВСт5сп2 и ВСт5пс2 разрешается применять без ограничений в конструкциях железнодорожных мостов и труб наварного исполнения в качестве нерасчетной арматуры»

4. УКАЗАНИЯ ПО РАСШИРЕНИЮ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

4.1. В развитие глав 2 и 3 настоящих рекомендаций углеродистые арматурные стали класса А-II марок ВСт5сп2 и ВСт5пс2 допускается применять в качестве расчетной арматуры в элементах конструкций мостов и труб северного исполнения, которые не подвергаются при эксплуатации или загружении на стадии производства работ воздействию расчетных температур ниже минус 40°С.

4.2. Рекомендуемый перечень конструкций элементов и деталей железобетонных мостов и труб северного исполнения, армирование которых может быть выполнено углеродистыми сталями класса А-II марок ВСт5сп2 и ВСт5пс2, приведен в приложении 1.

4.3. Разрешается также применение арматурных сталей класса А-II марок ВСт5сп2 и ВСт5пс2 в качестве расчетной арматуры в элементах конструкций, мостов и труб северного исполнения, которые имеют достаточную степень защищенности от воздействия температуры воздухе ниже минус 40°С (п. 2.3 дополнений к СНиП II-Д.7-62^х).

4.4. Величину заглубления элементов конструкций мостов и труб, указанных в графе 2 приложения 1, или назначение вида их защиты от воздействия температур ниже минус 40^оC необходимо обосновывать соответствующими теплотехническими расчетами [10, 11].

4.5. Нормативные колебания температуры для проведения теплотехнических расчетов необходимо принимать в зависимости от изотерм соответствующих месту расположения сооружения.

4.6. При расчете распределения температур в вечномерзлом грунте (для назначения заглубления элементов конструкций мостов и труб в зависимости от нормативной температуры наружного воздуха) рекомендуется использовать условный обобщенный график (рис. 1)^х).

^х) График предложен канд. техн. наук Н.А. Цукановым (отделение ВМ ЦНИИСа).

Рис. 1. Условный обобщенный график распределения температур по глубине вечномерзлого грунта при односуточном и пятисуточном понижений температуры воздуха:

___ при Т_В минус 60°С; ---- при Т_В минус 50°С; -×-×- при Т_В минус 45°С

4.7. Для условий сезонного промерзании грунтов распределение температур в зависимости от нормативной температуры наружного воздуха и глубины промерзания грунта следует определять по схеме, приведенной на рис. 2.

Глубина промерзания грунта принимается согласно СНиПу или вычисляется по Методическим рекомендациям [12].

4.8. Величину заглубления конструкции или ее элементов, полученную по распределению температуры в грунте, необходимо проверить расчетом на проникание температуры ниже минус 40°С по материалу конструкции от ее открытой поверхности.

4.9. В тех случаях, когда требуемый температурный режим (не ниже минус 40°С) в зоне расположения арматуры не обеспечивается при нормативной температуре наружного воздуха, следует изменить заглубление или защитить теплоизоляцией открытую поверхность конструкции (например, в виде слоя асфальтокерамзитбетона).

Рис. 2. Схема распределения температуры по глубине грунта (для условий сезонного промерзания), T_rpi - температура грунта в i-м слое

При подборе параметров теплоизоляционного покрытия следует руководствоваться данными приложения 2 или произвести специальные расчеты.

5. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1. При защите железобетонных конструкций от воздействия низких температур грунтом необходимо:

обсыпку производить грунтом, не подверженным при промерзании пучению;

подошву ростверка (плит) свайных фундаментов заглублять не менее 1 м ниже дневной поверхности или на расчетную глубину согласно пп. 4.4 - 4.9 настоящих Рекомендаций;

грунт по периметру конструкции укладывать послойно с уплотнением;

в случае укладки грунта без уплотнения заглублять подошву свайного ростверка не менее чем на 1,5 м.

запретить защиту конструкций от воздействия низких температур крупнопористым обломочным грунтом и каменной обсыпкой.

В случае обсыпки конуса устоя слоем крупнообломочного сортированного материала из скальных пород последний следует размещать над поверхностью конуса, отсыпанного из песчаного грунта (рис. 3).

5.2. Стыкование стержневой арматуры в конструкциях сварного исполнения (соединения стержней по длине) рекомендуется выполнять сварными стыками всех типов согласно требованиям пп.5.29, 5.32, 5.33 СН 365-67, как для конструкций обычного исполнения.

Примечание. Пункт 5.33 СН 365-67 следует применять в уточненной редакции: "В растянутых зонах элементов сварные стыки заводские и монтажные следует располагать вразбежку, но не ближе 50 см друг от друга и не в местах наибольших усилий. При этом в элементах, подлежащих расчету на выносливость, количество стыков заводского изготовления в одном сечении не должно превышать 25 % от общего количества стержней главной арматуры в данной сечении" ("Бюллетень строительной техники", 1969, № 11).

5.3. Допускается выполнение сварных стыков арматурных стержней из сталей различных классов, марок (например, стержни из стали марки 10ГТ приваривать к стержням из стали марки 25Г20) и диаметров, с предъявлением требований к стыку по худшей прочности и свариваемой стали согласно СН 393-78 [13] и с учетом п.3.32 СН 365-67.

5.4. Сварку пересекающихся стержней при изготовлении сеток и каркасов, приварку наклонных стержней, подкладок и т.д. рекомендуется производить с соблюдением требований п.п. 5.30, 5.31 СН 365-67, как для конструкций обычного исполнения.

5.5. Монтажную сварку арматуры и стальных закладных деталей железобетонных конструкций следует производить при температуре воздуха не ниже минус 30°С для сталей класса A-I марки Ст3 и не ниже минус 20°С для всех других сталей с учетом пп. 4.94 - 4.99 СН 393-78, а также п. 5.4 ВСН 151-78.

При более низких температурах окружающего воздуха должны применяться меры по обогреву рабочего места сварщика.

Рис. 3. Схема обсыпки конуса насыпи столбчатого устоя камнем:

1 - устой; 2 - граница обсыпки; 3 - конус насыпи; 4 - каменная обсыпка

Приложение 1
КОНСТРУКЦИИ, ЭЛЕМЕНТЫ И ДЕТАЛИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВ И ТРУБ СЕВЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ, В КОТОРЫХ ДОПУСКАЕТСЯ ПРИМЕНЕНИЕ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ КЛАССА А-II МАРОК ВСт5сп2 И ВСт5пс2 (согласно пп. 4.1 и 4.3)

Примечания: 1. При определении расчетных температур грунта за расчетную отметку грунта в устоях следует считать поверхность конуса насыпи, в промежуточных опорах - поверхность ледостава или грунта (вне русловой части) с учетом размыва.

Температуру на этих отметках рекомендуется принимать согласно требованиям главы СНиП "Строительная климатология и геофизика" или по материалам управлений гидрометеорологической службы с учетом п. 4.4.

2. Диаметры стержневой арматуры назначаются согласно требованиям таблицы настоящих Рекомендаций.

Приложение 2
МАКСИМАЛЬНЫЕ ГЛУБИНЫ ПРОНИКАНИЯ ТЕМПЕРАТУР МИНУС 40°С В ЖЕЛЕЗОБЕТОННУЮ ПЛИТУ, м, ЗА 5 СУТОК ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ Т_В НА НАРУЖНОЙ ОТКРЫТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПЛИТЫ

Примечания: 1. Плита на всю высоту должна быть обсыпана песчаным грунтом.

2. Обсыпку следует производить с тщательным послойным уплотнением укладываемого грунта для исключения его последующей осадки.

3. Термическое сопротивление Р = 0,1; 0,25; 0,5 м²ч°С/ккал соответствует, например, слоям асфальтокерамзитобетонной теплоизоляции толщиной 2,5 и 10 см соответственно.

Приложение 3
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ НОРМАТИВНЫХ И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ ПО ПРИМЕНЕНИЮ УГЛЕРОДИСТЫХ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ

1. СНиП II-Д.7-62^х. Мосты и трубы. Нормы проектирования.

2. Изменения к СНиП II-Д.7-62^х. "Бюллетень строительной техники", 1971, № 10 и № 11.

3. Указания по проектированию железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб". СН 365-67, М., Стройиздат, 1967.

4. Инструкция по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных мостов и труб северного исполнения. ВСН 151-78. М., Оргтрансстрой, 1979.

5. Указания по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций автодорожных и городских мостов и труб, предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур (северное исполнение). ВСН 155-69. М., Оргтрансстрой, 1962.

6. Рекомендации по применению углеродистой стержневой полуспокойной арматурной стали классов A-I и А-II в железобетонных конструкциях железнодорожных мостов. М., ЦНИИС, 1974.

7. Рекомендации по применению углеродистой стержневой полуспокойной арматурной стали классов A-I и А-II в железобетонных конструкциях автодорожных и городских мостов. М., ЦНИИС, 1974.

8. Постановление Госстроя СССР от 12.05.75 г. № НК 2093-1 о применении стали марок ВСт3пс2, В18Гпс2 и ВСт3Гпс2 диаметром 6-10 мм.

9. Письмо Госстроя СССР от 21.05.81 № АБ-2960-1. О применении арматурных сталей железобетонных конструкций мостов.

10. Рекомендации по методике прогноза изменений мерзлотногрунтовых условий при строительстве и эксплуатации сооружений на трассе БАМ. M., ЦНИИС, 1976.

11. Технические указания по определению нормативной глубины промерзания грунта расчетом. ВСН 45-60, М., Оргтрансстрой, 1961.

12. Методические рекомендации по определению глубины промерзания грунта теплотехническим расчетом. М., ЦНИИС, 1977.

13. Инструкция по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций. СН 393-78. М., Госстрой СССР, 1979.

14. Проектирование и строительство искусственных сооружений (справочно-методическое руководство) БАМ. В помощь строителям. М., Транспорт, 1978.

15. Руководство по проектированию и постройка столбчатых фундаментов и опор малых и средних мостов БАМ на вечномерзлых грунтах, используемых в основаниях по принципу I. М., ЦНИИС, 1978.

16. Инструкция по проектированию малых и средних мостов БАМ. ВСН 187-76. М., Оргтрансстрой, 1976.

17. Временные рекомендации по применению импортных арматурных сталей в железобетонных конструкциях искусственных сооружений. М., ЦНИИС, 1975.