В.Н. Смирнов, А.Н. Коньков, В.Н. Кавказский

СТРОИТЕЛЬСТВО ГОРОДСКИХ
ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Рекомендовано Экспертным советом по рецензированию
Московского государственного университета путей сообщения,
уполномоченным приказом Минобрнауки России
от 15 января 2 0 0 7 г. № 10, к использованию
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся
по специальности 271501 «Строительство железных
дорог, мостов и транспортных тоннелей» ВПО.
Регистрационный номер рецензии 532
от 12 ноября 2012 г. базового учреждения
ФГАУ «Федеральный институт развития образования»

М осква
2013


УДК 725.3
Б Б К 39.112
С50
А в т о р ы : введение, гл. 1—7 — д-р техн. наук, проф. В.Н. Смирное', гл. 8— 10 —
канд. техн. наук, доц. А.Н. Коньков и канд. техн. наук, доц. В.Н. Кавказский
Р е ц е н з е н т ы : главный специалист отдела искусственных сооруж ений проек­
тно-изыскательского института «Мосжелдорпроект» — филиала ОАО «Росжелдорпроект», канд. техн. наук, доц. М.Н. Смирнов; зав. кафедрой «Мосты»
СГУПСа, д -р техн. наук, проф. С.А. Бокарев; проф. кафедры «Мосты» СГУПСа,
д-р техн. наук В.И. Акопов

Смирнов В.Н., Коньков А.Н., Кавказский В.Н.

С50

Строительство городских транспортных сооружений: учеб.
пособие. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образо­
ванию на железнодорожном транспорте», 2013. — 312 с.
ISBN 978-5-89035-675-8
Рассмотрены современные технологии строительства городских транс­
портных сооружений (мостов, эстакад, путепроводов, виадуков, тонне­
лей). С учетом того, что для современных крупных городов характерно
наличие железнодорожных узлов, освещены технологические особенности
возведения городских транспортных сооружений как под автодорогу, так
и под железную дорогу.
Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специ­
альности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных
тоннелей» специализации «Тоннели и метрополитены», изучающих
дисциплину «Организация, планирование и управление строительством
тоннелей» базовой части профессионального цикла.
Может быть полезно специалистам в области городского транспортно­
го строительства.
УДК 725.3
ББК 39.112

IS B N 9 7 8 -5 -8 9 0 3 5 -6 7 5 -8

© С м ир нов В .Н ., К оньков А .Н .,
К авказский В .Н ., 2013
© Ф ГБОУ «У чебно-м етодический центр
по образованию на ж елезнодорож ном

транспорте», 2013


Введение
Городские транспортные сооружения (ГТС) — важнейший эле­
мент инфраструктуры города. Главное назначение ГТС — обеспече­
ние нормального функционирования транспортных коммуникаций
в сложных городских условиях с наличием водотоков, пересекае­
мых магистралей и других препятствий. Указанные обстоятельства
требуют отнести к числу ГТС городские мосты под автомобильное,
железнодорожное, совмещенное и пешеходное движение, а также
эстакады, виадуки, путепроводы и транспортные развязки в одном
или нескольких уровнях, тоннели различного назначения, водопро­
пускные трубы, подземные переходы, подпорные стенки набереж­
ных и некоторые другие сооружения.
Особенностью ведения строительно-монтажных работ в услови­
ях города является необходимость принять меры по предупрежде­
нию нарушений (осадок, трещин и т.п.) нормальной эксплуатации
зданий и сооружений, соседствующих со стройплощадкой. В част­
ности, вблизи зданий не допускается применение ударного и виб­
рационного методов погружения свай. При выполнении строитель­
но-монтажных работ необходимо повышенное внимание к соблю­
дению требований безопасности движения транспорта и пешехо­
дов в районе строительства.
Являясь частью производственной инфраструктуры, ГТС разме­
щаются в городской черте, что обусловливает стесненность произ­
водства работ по их возведению, необходимость переноса инженер­
ных коммуникаций, подземных и наземных сетей электро-, водо-,
газо- и теплоснабжения. Это существенно удорожает и замедляет
строительство.



Глава 1. ГОРОДСКИЕ МОСТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ
1.1. Виды городских мостовых сооружений
и особенности их возведения
Городской мост — надземное инженерное сооружение для про­
пуска временной подвижной нагрузки через водное препятствие в
условиях города. Традиционно к городским мостам относят соору­
жаемые в черте города мосты в акватории, сооружаемые под авто­
мобильное, трамвайно-троллейбусное и пешеходное движение. Од­
нако современные мегаполисы характеризуются наличием крупных
железнодорожных узлов и необходимостью пересечения городских
рек, каналов, водоемов не только автотрассами, но и железнодо­
рожными магистралями. Поэтому в определенных условиях к го­
родским мостам можно отнести железнодорожные, совмещенные,
а также и специальные мосты в городах (например, для пропуска
водоводов, газо- и нефтепроводов и др.).
Сооружение городских мостов требует учета в период строитель­
ства целого ряда требований заказчика, в частности требование
минимизации сроков строительства в связи с появлением у горо­
жан неудобств, вызванных ведением строительно-монтажных работ
на объекте в черте города. Другим общим требованием является м и­
нимизация затрат (как трудовых, так и финансовых) на строитель­
ство, поскольку средства чаще всего выделяются за счет городского
бюджета.
В городских условиях, кроме мостов, заметное место занимают
эстакады и путепроводы, а иногда и виадуки.
Эстакада — многопролетное протяженное мостовое сооружение,
предназначенное для пропуска транспорта над поверхностью зем­
ли, а также устраиваемое вместо насыпей (например, на подходах к

мосту).
Путепровод — надземное мостовое сооружение, предназначен­
ное для пропуска транспорта над транспортной магистралью при
необходимости ее пересечения.
4


Виадук — мостовое сооружение для пропуска транспорта через
препятствие в виде глубокого оврага, ущелья, суходола при высо­
ком расположении уровня проезда над препятствием.
По условиям пропуска подвижной нагрузки различаются развод­
ные мосты (мосты с подвижным пролетным строением над водным
препятствием) и наплавные (с плавучими опорами из понтонов или
барж), разбираемые на период ледохода и ледостава.
Сооружаемые в городских условиях мосты имеют различные си­
стемы: балочные (разрезные и неразрезные), рамные, арочные, ван­
товые, висячие, — каждая из которых отличается своей специфи­
кой возведения. Применяемые разнообразные материалы для стро­
ительства мостовых и других транспортных сооружений (сталь, же­
лезобетон, алю м иний, древесина, стеклопластики и др.) также
вносят свои коррективы в конструктивно-технологические и орга­
низационные решения ГТС. Разнообразие конструктивных реш е­
ний, продиктованных вышеназванными причинами, обусловлива­
ет применение различных технологий для возведения сооружений.
Особенно часто при строительстве в городских условиях встре­
чаются протяженные транспортные объекты — эстакады. Они, как
известно, в плане бывают прям олинейны м и, криволинейны м и,
разветвляющимися, кольцевыми, спиральными, что требует заня­
тия больших территорий и вызывает определенные сложности при
их увязке с объектами существующей застройки. К тому же по типу

уровней движения эстакады строятся не только как одноуровне­
вые, но и как многоуровневые сооружения, что также вызывает
необходимость расш ирения стройплощадки и переноса сетей ком ­
муникаций, а также строгого соблю дения проекта производства
геодезических работ, разрабатываемого в составе проекта произ­
водства работ.

1.2. Специальные временные сооружения и устройства
для возведения городских мостов, эстакад, путепроводов
и виадуков
При строительстве городских мостовых сооружений возникает
необходимость в специальны х вспомогательных сооружениях и
устройствах (СВСиУ), к которым относятся:
— всп ом огател ьн ы е оп оры , и спользуем ы е при продольной
надвижке и полунавесной сборке пролетных строений;
5


—пирсы, применяемые для поперечной перекатки пролетных
строений;
—ограждающие устройства (шпунтовые стенки, бездонные ящ и­
ки и др.) при сооружении постоянных и временных опор;
—сборочные подмости и стапели для сборки пролетных строе­
ний;
—аванбеки, шпренгели, соединительные элементы и устройства
для выборки прогиба при продольной надвижке пролетных строе­
ний;
—анкерные устройства, шпренгели, соединительные элементы,
необходимые при полунавесной и навесной сборке пролетных стро­
ений;

— накаточные устройства, прим еняем ы е при продольной н а ­
движке;
—плавучие опоры с якорными системами для перевозки на пла­
ву и установки на опоры пролетных строений;
—подкрановые эстакады, необходимые для пропуска и работы
монтажных и козловых кранов;
—рабочие мостики для пропуска и работы транспортных средств,
строительных и грузоподъемных машин;
—временные причалы;
—опалубка монолитных конструкций и др.
Как правило, СВСиУ должны сооружаться из инвентарных кон­
струкций многоразового использования. Применение индивидуаль­
ных (в том числе деревянных) конструкций допускается только после
соответствующего обоснования.
При проектировании СВСиУ необходимо выполнять следующие
условия:
—кон струкц и и СВ СиУ долж ны быть просты и удобны при
монтаже и обеспечивать безопасность и надежность в эксплуата­
ции;
—за рабочий уровень воды в реке (при сооружении городского
моста) надо принимать наивысший возможный в период производ­
ства работ сезонный уровень воды, соответствующий расчетному
расходу с вероятностью превы ш ения 10 %. При проектировании
причалов и плавучих опор, предназначенных для перевозки пролет­
ных строений, необходимо учитывать наинизш ий возможный во
время перевозки уровень воды с вероятностью понижения 10 %;
6


—верх шпунтовых ограждений, бездонных ящ иков, грунтовых

перемычек должен возвышаться над рабочим уровнем и над уров­
нем грунтовых вод не менее чем на 0,7 м; верх островков для опуск­
ных колодцев — не менее чем на 0,5 м;
—низ пролетных строений рабочих мостиков, подкрановых эс­
такад и подмостей должен не менее чем на 0,7 м возвышаться над
рабочим уровнем воды (РУВ);
— при возведении подмостей, временных опор и других уст­
ройств в условиях слабых грунтов и обводненности территории
для указанных конструкций надо применять свайные ф ундамен­
ты. П ри удаленности этих СВСиУ от городской застройки более
чем на 15—20 м сваи временных опор могут погружаться забив­
кой или виброметодом. В других случаях необходимо прим ене­
ние винтовых свай или вдавливание свай тяж елыми установка­
ми, сооружая не более 2—4 свай в смену из опасения осадок зда­
ний.
Прежде для СВСиУ изготовляли в основном деревянны м и и
лиш ь прогоны подмостей из металла. Недостатки таких решений:
больш ой расход лесом атериалов (чащ е всего одноразового и с ­
пользования); значительная трудоемкость работ по сооружению
СВСиУ.
В этой связи в конце 30-х гг. XX в. были разработаны первые
инвентарные металлические конструкции, что позволило сокра­
тить трудозатраты, расход леса, повы сить темпы строительства
мостов.
Требования, предъявляемые к инвентарным конструкциям:
—простота монтажа и демонтажа;
—по возможности небольш ая масса монтажных элементов и
м инимальное количество типоразм еров элем ентов (монтажных
марок).
Раньше в мостостроении широко использовались такие инвен­

тарные конструкции, как рамные подмости Мостотреста, универ­
сальные инвентарные конструкции УИКМ , инвентарное мостовое
имущество ИМ И -60, а для сооружения арочных мостов инвентар­
ные арочные конструкции ИАК-60.
В настоящее время для подмостей, временных опор, всевозмож­
ных надстроек, пирсов и др. широко используют инвентарные кон­
струкции М И К (М И К -С и М И К -П ). В качестве инвентаря приме7


няют также понтоны КС, металлический шпунт, элементы сплош ­
ных стоечных подмостей (ССП).
И нвент арны е конструкции М И К . П ри н ц и п и ал ьн ы е осо б ен ­
ности этих конструкций — отказ от многоболтовых соединений
э л е м е н то в , х ар ак тер н ы х для п р и м е н я в ш и х с я р ан ее У И К М ,
и конструирование М И К -С
с учетом их работы как сто­
ечны х ко н стр у к ц и й . Д ля
работы балочны х к о н стр у к­
ций на изгиб использованы
сварные двутавры (М И К -П )
индивидуального и с п о л н е ­
ния. В М И К -С (рис. 1.1) ос­
новные элементы выполнены
в виде стальных труб диамет­
ром 203x9 (180x9) мм, длиной
4 м и диаметром 159x5 мм,
длиной 2 м, а также распор­
ки из труб диаметром 95 мм.
Первоначально в комплект
М И К -С включалось 12 марок:

4 марки стоек Л -1—Л-4 дли­
ной 4 и 2 м, 5 марок раскосов
и распорок Л -5—Л-9, соеди­
нительная планка Л - 10; цель­
носварной ростверк Л-11 и
болт Л-12. С 1982 г. наряду с
марками Л-1—Л-4 и Л-5—Л-9
вы пускаю тся м ар к и Л У -1,
ЛУ-2 и Л У -7 -Л У -9 (все из
труб диам етром 180x9 мм),
всего в к о м п л е к т М И К -С
входит 10 марок. И зготавли­
ваются конструкции М И К -С
из термически обработанной
1000
1000
1000
стали 09Г2С.
С ты ки стоек — ф л а н ц е ­
Рис. . 1. Схема временной опоры из
элементов М И К -С
вые, элементы решетки кре-

7


пятся к стойкам внахлестку (см. рис. 1.1) высокопрочными болта­
ми диаметром 24 мм. Соединение элементов выполняется без пес­
коструйной очистки контактных поверхностей, с затяжкой болтов
обычным ключом при моменте закручивания 20—30 кгс-м.

В верхней и ниж ней частях врем енной опоры из элем ентов
М И К -С устраиваются сварные ростверки из двутавровых балок
№ 55, размеры ростверка по осям в плане 3300x2000 мм. Роствер­
ки закрепляю т на стойках, объединенных между собой с пом о­
щью болтов. С 1980 г. выпускают сборный ростверк из ш ироко­
полочного проката 170Ш с соединениям и элементов на болтах.
И з стоек, распорок, раскосов и ростверков монтируют простран­
ственные конструкции в виде башен, каждая из которых состоит
из 4 или 8 стоек с размерами в плане по осям 2x2 м и высотой,
кратной 2 м.
Н а верхних ростверках размещаются продольные балки. Н иж ­
ние ростверки укладывают на железобетонные плиты по слою щеб­
ня (на суходоле) либо на балки свайного фундамента временной
опоры или подмостей (при недостаточной несущей способности
грунтов, обводненности территории). П римеры конструктивных
реш ений СВСиУ с применением М И К -С приведены в соответству­
ющих разделах пособия.
Элементы М И К -П являю тся чисто балочной конструкцией и
представляют собой сварные балки высотой 1040 мм, длиной по 8000
и 11 920 мм. Их используют для устройства подмостей, временных
мостов и т.п. Балки могут объединяться в пакеты длиной 16, а также
19,92 и 23,84 м. Такие элементы могут опираться на башни из М И К-С
или на другие опоры.
Инвентарные арочные кружала ИАК-60. В 60-х гг. XX в. инвен­
тарные арочные конструкции (кружала) в нашей стране широко ис­
пользовались для сооружения железобетонных арочных мостов с
пролетами 40—200 м. В связи с сокращением объемов строитель­
ства арочных мостов кружала ИАК в отечественной практике сей­
час не изготовляются. Однако при наметившемся в последние годы
возрастании интереса к арочным мостам возможно возрождение и

инвентарных арочных конструкций.
Основной элемент кружал — плоская трапецеидальная рама. При
соединении нескольких рам, объединяемых связями, образуются
арки (рис. 1.2).
9


Рис. 1.2. Арочные кружала:
а — расстояние между осями трапециедальных рам ИА К
Ларсен IV

Ларсен V

Ш К-1

А
<Г\

©1
"1
400

о

Ч

х
' X,

—


— ►

00

Рис. 1.3. Металлический шпунт:
а — Ларсен IV, V; б — корытный Ш К -1, Ш К -2; в — плоский Ш П -1, Ш П-2;
х—х — ось, относительно которой определяется момент инерции поперечно­
го сечения шпунтины; Х|—Х\ — то же шпунтового ряда

10


1550

1

Рис. 1.4. Панель рядовая ПШ С (панель шпунтовая сварная):
1 — полка; 2 — стенка толщиной 4 —6 мм; 3 — замковый элемент; 4 — замковый
элемент (кулачок); 5 — сварное соединение; 0 —0 — ось шпунтовой стенки

Металлический шпунт. При ограждении котлованов с глубиной
воды более 2 м и погружении шпунтин в грунт более чем на 4—6 м в
случае плотных глинистых и гравелистых грунтов, а также при на­
личии в грунте включений в виде камней и затопленных деревьев
применяют металлический инвентарный шпунт (рис. 1.3, 1.4). Ха­
рактеристики распространенных видов металлического шпунта при­
ведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1


Виды металлического шпунта
Характеристики стального шпунта
Тип шпунта

Вес 1 пог. м Площадь
шпунта, кг поперечно­
го сечения,
см 2

М омент
и н е р ц и и ,см 4

М омент
сопротивле­
ния, см 3

Ш П -1
Ш П -2

6 4/160
30/150

82/205
39/195

332/961
80/482

73/188
28/136


Корытный Ш К-1
Ш К -2

50/125
58/145

64/160
74/185

730/2992
2243/10 420

114/402
260/843

Ларсен

74/185
100/238

94/236
127/303

4660/39 600
6243/50 943

405/2200
461/2962


541/459

688/459

П лоский

Ларсен IV
Ларсен V

П Ш С 80/150

666 000/444 000 16 650/11 100

Примечание. В числителе — характеристика одной шпунтины, в знамена­
теле — 1 пог. м шпунтовой стенки.

И


Инвентарные понтоны КС. Понтон КС представляет собой ме­
таллическую сварную коробку размером 1,8x3,6x7,2 м (рис. 1.5) с
жестким каркасом, бортовыми соединительными коробками и лис­
товой обшивкой толщиной 4—6 мм.

Рис. 1.5. П онтон КС-63:
а — общ ий вид; б — схема допускаемых нагрузок (тс); 1 — в центральных узлах
шпангоутов по 38; 2 — в бортовых узлах по 19; 3 — в лю бой точке шпангоута
по 3; 4 — в крайних узлах шпангоутов по 22,5

Современные понтоны КС-63 (ранее выпускались понтоны той

же серии КС, КСУ, КС-3, КС-ЗМ ) имеют болтовые соединения на
накладках.
Из понтонов образуются плашкоуты, которые рассчитываются
как пластинка на упругом основании. Соединение понтонов выпол­
няется на болтах диаметром 27 мм. Стыки боковых горизонтальных
коробок осуществляются с помощью накладок, количество которых
по длине понтона зависит от величины изгибающего момента и по­
перечных сил в сечениях плашкоута. На рис. 1.6 показан стык пон­
тонов КС на болтах и накладках, количество которых определяется
расчетом в зависимости от величины действующих в сечении плаш ­
коута усилий.
12


Чаще всего плашкоуты из понто­
нов КС собирают плашмя (при высо­
те борта 1,8 м). Плашкоуты оснащ а­
ют кнехтами для швартовки, лебедка­
ми и киповыми планками (для расчаливания и перемещения по воде на
небольшие расстояния), а также ава­
рийны м и якорям и и насосам и для
откачки воды при случайном повреж­
Рис. 1.6. Стык понтонов КС:
дении обшивки понтонов.
1, 2 — болты; 3 — накладка
К недостаткам понтонов типа КС
можно отнести их многоболтовые со­
единения при формировании плашкоутов, необходимость сооруже­
ния стапелей для сборки и разборки плашкоутов на берегу, недопу­
стимость пропуска автотранспорта непосредственно по понтонам

плашкоута из-за малой толщины листов обшивки (4 мм). Техничес­
кие характеристики понтонов мостостроительного парка приведе­
ны в табл. 1.2.
Таблица 1.2

Характеристики понтонов
Марка понтона
Характеристики
К С -63

НЖ М -56*

длина

7,2

9,0

ширина

3,6

2,6

высота

1,8

1,2


Масса, т

6,3

4,0

Водоизмещ ение полное, т

45

28

Габаритные размеры, м:

Нагрузка на понтон, кН:
наибольшая

260

120

в лю бой точке шпангоута

30

—

в бортовых узлах

380


90

* Входит в имущество мостостроительных парков для временных и крат­
косрочных наплавных мостов.

13


Для инвентарных подмостей, используемых при бетонировании
пролетных строений, прим еняю т сплош ные стоечные подмости
(ССП ), которые состоят из легких (до 35 кг) инвентарных элемен­
тов, собираемых и разбираемых вручную; при этом на суходолах их
устанавливают, как правило, на железобетонных плитах, укладыва­
емых на грунтовом основании. Высота подмостей при этом не пре­
вышает 12 м. При высоте 12-18 м применяют балочные подмости
(БП ), куда входят балки длиной до 18 м на башенных опорах, со­
бираемых средствами малой механизации на месте — на ростверках
постоянных и временных опор.
Основной элемент ССП — модульная стойка из тонкостенной
трубы диаметром 76 мм с толщиной стенки 4 мм (связи диаметром
45x6 мм) под расчетную нагрузку 5—6 тс. Ш аг стоек в плане и вы ­
сота между связями — 1,25 м, стыки фланцевые или штыревые, связи
на болтах.
Для регулировки высотного положения подмостей и их раскружаливания стойки снабжают винтовыми домкратами с силовой резь­
бой и ходом до 650 мм, установленными под стойками.
Конструкции СВСиУ и их основания должны быть рассчитаны
на силовые и другие воздействия по методу предельных состояний.
В необходимых случаях, кроме расчетов на силовые воздействия,
должны выполняться и другие расчеты, позволяющие обосновать

конструктивные и технологические решения, например расчет тя­
говых усилий для передвижки конструкций; теплотехнические рас­
четы опалубки конструкций при зимнем бетонировании; расчеты
размывов у оснований вспомогательных опор и шпунтовых ограж­
дений и др.

1.3. Расчеты специальных вспомогательных
сооружений и устройств
Расчеты СВСиУ и их оснований по первой группе предельных
состояний производят по несущей способности (на прочность и
устойчивость формы элементов и положения конструкции) — на рас­
четные нагрузки, по второй группе (на смещения и деформации) —
на нормативные нагрузки и воздействия.
Последовательность расчета конструкций СВСиУ на силовые
воздействия включает:
—установление расчетной схемы сооружения (устройства);
14


—сбор действующих на него нагрузок;
—определение расчетных усилий в элементах СВСиУ;
—проверку достаточности принятых сечений элементов и устой­
чивости положения конструкций СВСиУ
Расчетная схема конструкции СВСиУ должна соответствовать ее
геометрической схеме и отражать фактическую работу конструкции.
Расчет усилий предполагает упругую работу элементов, при этом
допускается пространственную систему расчленять на отдельные
плоские.Н агрузки приним аю т с коэф ф ициентам и сочетаний Г|,
учитывающими вероятность совместного действия нагрузок.
Величины напряжений (деформаций), определяемые в элемен­

тах СВСиУ, не должны превышать расчетных сопротивлений мате­
риалов (предельных деформаций). Например, при расчете стальных
временных конструкций нормальные напряжения в зависимости от
вида напряженного состояния элемента вычисляют по формулам
табл. 1.3.
Таблица 1.3

Формулы для расчета стальных временных конструкций
Вид напряженного состояния

Расчетная формула
^ А
у

Растяжение

П

----- < R m
W
У

И згиб в одной из главных плоскостей

п

Растяжение или сжатие с изгибом в одной
из главных плоскостей
Центральное и внецентренное сжатие

N
4. М
—
± ----- < R m
A
W
У

п

п

N
----- < ф -Л m
%

У

Примечние.
N и М — расчетные осевые усилия и изгибающий момент в сечении;
Ап и Wn — площадь сечения элемента и момент;
Лдр — площадь сечения элемента брутто;
ф — коэф ф ициент продольного изгиба, принимаемый по нормам в за­
висимости от гибкости сжатого элемента;
Ry — расчетное сопротивление стали;
т — коэф ф ициент условий работы.

15

Расчеты соединений стальных элементов при действии осевых сил
производятся по формулам табл. 1.4
Таблица 1.4

Формулы для расчета соединений стальных элементов СВСиУ
Вид соединений

Вид напряженного
состояния

Расчетная формула

Болтовые на обычных болтах

Срез

Tid^
A R П У
ОС 4
5

Смятие

AПR У < R бр
, d i—
Y tt n

Болтовые на высокопрочных Сдвиг по поверхности

болтах
трения
Сварные

Растяжение по шву
Срез по шву

у ,Л R 'о п у
с сг

N
ну

1 1
WX W

N < R ,1,1 -0,707
wf f wy

Примечание.
Лдс — расчетное сопротивление болтов срезу;
Лдр - то же смятию (Дбр = 0 ,6Run);
Ап — площадь сечения нетто прикрепляемого элемента;
п — число болтов в соединении прикрепляемого элемента;
Run — временное сопротивление стали разрыву (для стали марки 16Д Run =
= 370 МПа);
уь — коэф ф ициент надежности, равный при пескоструйной очистке 1,56,
1,36 и 1,18 соответственно при 2—4, 5— 19 и 20 высокопрочных болтах в с о ­

единении;
ns — число срезов болта;
d — диаметр болта;
пс — число плоскостей сдвига;
£ / — наименьшая суммарная толщ ина сминаемых элементов в одном на­
правлении;
/ — коэф ф ициент трения, принимаемый равным 0,58;
N0— расчетное контролируемое усилие натяжения одного вы сокопрочно­
го болта, назначаемое для болтов диаметром 18, 22, 24 мм соответственно рав­
ным 180, 200 и 240 кН;
lw — длина стыкового шва;
twx — толщина стыкуемых деталей;

Rwy= Яу’
16


tj- — высота меньшего катета сварного шва;
R wf~

^у-

Расчет элементов деревянных конструкций СВСиУ по прочности
выполняется по формулам табл. 1.5.
Таблица 1.5

Формулы для расчета деревянных элементов СВСиУ
Вид расчета

Расчетная формула

Растяжение вдоль
волокон

вс3
VI

На прочность по нормаль­
ным напряжениям

Вид напряженного
состояния

«ч*
VI

*1 ^

Сжатие вдоль волокон

**
VI

И згиб

Os?3
VI

Сжатие (смятие)
поперек волокон

*1 ^

Сжатие с изгибом

«ч*
VI

«4е! Й!8

1
Растяжение с изгибом

—£ <
А
Q

я
йч

Qds бр < R
j В
dab
бр

И згиб

На устойчивость

Центральное сжатие

1

На прочность по касатель­
ным напряжениям

**
©■

Vl

Примечание.
Nd, M d, Qd — расчетные значения осевого усилия, изгибающего момента,
поперечной сил соответственно;
R — расчетное сопротивление древесины;

А2
5 = 1где А. = / /

Nd

зооо я ds 4 бр

/ - ВДД- (здесь / min — минимальный момент инерции сечения);

7i%

A qр — площадь сечения брутто.

17

Остальные обозначения — общепринятые (см. СНиП 2.05.03—84*).
Устойчивость конструкций против опрокидывания определяется
по формуле
М <— М ,
и у
z

(1.1)

1п
где Ми — расчетный момент опрокидывающих сил от данного сочетания на­
грузок относительно оси возм ож ного поворота (опрокидывания) конструкции,
проходящей по крайним точкам опирания;
Mz — расчетный момент удерживающих сил относительно той же оси;
т — коэф ф ициент условий работы, принимаемый для конструкций, о п и ­
рающихся на отдельные опоры , равным 0,95; для массивных опор, ряжей и
клеток — 0,9;
уя — коэф ф ициент надежности по назначению, принимаемый равным 1,1.

Опрокидывающие силы принимаются с коэффициентом надежно­
сти по нагрузке Yy> 1. Все удерживающие силы принимаются с у^< 1.
Устойчивость конструкций против сдвига определяется по формуле
Qxт ^ у~ Qzz ,

(1-2)

'п
где Qx — расчетная сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил

на направление возмож ного сдвига;
Qz — расчетная удерживающая сила, равная сумме проекций удерживаю­
щих сил на направление возмож ного сдвига;
т — коэф ф ициент условий работы, принимаемый равным 0,9;
уп — коэф ф ициент надежности по назначению, принимаемый равным 1,1.

Сдвигающие силы принимаются с коэффициентами надежнос­
ти по нагрузке Yy> 1, удерживающие — с Yy< 1.
Нагрузки и воздействия. Конструкции СВСиУ рассчитываются на
действие нагрузок, приведенных в табл. 1.6. Различают нагрузки
постоянные, временные технологические, временные прочие. В табл. 1.6
номера нагрузок приняты по СТП 136—99.
Следует отметить, что проектирование СВСиУ, работающих на
стадии монтажа совместно с основной конструкцией (соединитель­
ные элементы, аванбеки, шпренгели, приемные консоли, обстрой­
ки постоянных опор, анкеры пролетных строений на постоянных
опорах), выполняю т по нормам проектирования основны х к о н ­
струкций (СН иП 2.05.03—84*).
Расчетные значения нагрузок, действующих на конструкцию
СВСиУ, определяют как произведение нормативного значения нагрузки
на величину коэффициента надежности по нагрузке 'у (см. табл. 1.6).
18


Таблица 1.6
Нагрузки и воздействия
№
п /п

Наименование

V

А. Постоянные
1

Собственный вес СВСиУ:
стальных
деревянных
утепляющих слоев опалубки

1.1 (0,9)
1.2 (0,9)
1.3 (0,8)

Б. Временные технологические
5

Вес возводимых конструкций

1,1 (0,9)

6

Вес складируемых материалов и грузов

1,3 (0,8)

7

Вес людей, инструмента

1,3 (0,7)

8

Вес монтажного (кранового, копрового) оборудования

1,1 (0,9)

9

Горизонтальные инерционны е нагрузки от монтажного обору­
дования

1,1 (1Д )

10 Вес транспортных средств

1,2 (0,9)

11 Горизонтальные нагрузки от транспортных средств

1,1 (1,0)

12 Воздействие домкратов винтовых
Воздействие домкратов гидравлических
13 Воздействие искусственного регулирования в конструкции
СВСиУ
14 Сила трения при перемещ ении возводимых конструкций:

на катках
на салазках
на тележках
на полимерных устройствах скольжения

1,2
1,3
1,3 (0,8)

1,1
1.3
1,2
1.3

15 Поперечные горизонтальные силы при перемещ ении возводи­
мых конструкций

1Д

16 Нагрузки от бетонной см еси при ее укладке и вибрировании

1,3

В. Временные прочие
17 Ветровая
18 Ледовая
19 Нагрузка от навала судов
20 Температурно-климатические воздействия
21

1,0

Воздействия осадки грунта

22 Нагрузка от наезда автомашин
23

Нагрузка от карчехода (движения по реке коряг, пней)

19


Примечание к табл. 1.6. Значения, указанные в скобках, применяются в слу­
чаях, когда при невыгодном сочетании нагрузок увеличивается их суммарное
воздействие на элементы конструкции.

Значения коэффициентов динамики (1 + (J,), условий работы т,
сочетаний нагрузок г| при расчетах СВСиУ приводятся в соответ­
ствующих разделах пособия.
Вертикальную нагрузку от собственного веса вспомогательных
конструкций определяют по объемам элементов на основании эс­
кизного проекта СВСиУ.
Временные технологические нагрузки (см. табл. 1.5) приняты в
соответствии с СТП 136—99 при учете рекомендаций настоящего
пособия в соответствующих разделах.
Временные прочие нагрузки — ветровые, ледовые и от навала су­
дов — определяются исходя из следующих соображений.
Ветровую нагрузку на 1 м2 наветренной площади определяют как
сумму нормативных значений средней 0)т и пульсационной шр со­
ставляющих.

Здесь
®т = % к с ’

(1-3)

где со0 — нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависи­
мости от ветрового района (табл. 1.7).
Таблица 1.7

Ветровое давление в зависимости от ветрового района
Ветровой район

1

И

III

IV

V

VI

VII

Значение со0,

0,23

0,30

0,38

0,48

0,60

0,73

0,85

кПа (к гс/м 2)

(23)

(30)

(38)

(48)

(60)

(73)

(85)

к — коэффициент, учитывающий изм енение ветрового давления по высоте
от уровня земли, определяемый по табл. 1.8.

Таблица 1.8

Значения коэффициента, учитывающего высотное положение СВСиУ
Высота расчетной плоскости
над поверхностью земли, м
К оэф ф ициент к для
типа местности

20

А
В
С

>5

10

20

40

100

0,75
0,5
0,4

0,75
0,65

0,40

1,00
0,85
0,55

1,25
1,1
0,8

2,0
1,6
1,25


Примечание.
А — открытые побережья озер, водохранилищ, тундра;
В — городские территории, лесны е массивы , покрытые препятствиями
высотой 10—25 м;
С — городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м;
с — аэродинамический коэф ф ициен т в формуле (1.3), определяемы й по
табл. 1.9.
Таблица 1.9

Значения аэродинамического коэффициента
Н аименование элементов

А эродинам ический
коэф ф ициент с

Сплошные элементы прямоугольного сечения

1,4

Элементы круглого сечения

1,2

Плашкоуты

1,4

При расчете подмостей, опор, эстакад и других устройств в про­
цессе работы монтажных кранов, а также тяговых средств в процес­
се передвижки пролетных строений нормативное ветровое давле­
ние принимают равным 140 Па (14,0 кгс/м 2) при ветре со скорос­
тью не более 15 м/с.
Расчет мощности тяговых обустройств и буксиров для установки
пролетны х строений на плавучих опорах ведут при ю0 = 61 Па
(6,1 кгс/м 2), т.е. при скорости ветра 10 м/с.
Величину ветровой нагрузки на конструкцию определяют умно­
жением а>т на площадь расчетной ветровой поверхности, перпен­
дикулярной направлению ветра, с учетом коэффициента сплош но­
сти конструкции ф.
Для вспомогательных сооружений в виде решетчатых башен из
инвентарных конструкций М И К -С значения ф равны 0,5 и 0,9 при
2-х и 4-х плоскостях соответственно, а для монтируемых пролетных
строений со сквозными главными фермами — 0,2 и 0,15 соответ­
ственно для первой и последующих ферм.
Горизонтальная продольная ветровая нагрузка на сквозные фер­

мы монтируемых и вспомогательных сооружений принимается в
размере 60 %, а на сплошностенчатые балки — 20 % от полной нор­
мативной поперечной ветровой нагрузки.
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой
нагрузки ш определяется по СН иП 2.05.03—84*. В приближенных
расчетах (ор может не учитываться.
21


Ледовую нагрузку на защитные конструкции СВСиУ определяют
по формуле
Fл= R bс h ,d,

(1.4)
'
'

где b — ширина сооружения по фронту действия льда, м;
hd — расчетная толщина льда, м, принимаемая равной 0,8 от максимальной
толщины льда;
Rc — нормативное сопротивление льда сжатию, М П а (т с /м 2), определяе­
мое по табл. 1.10.
Таблица 1.10

Нормативное сопротивление льда сжатию
Значение Rc, М Па (тс/м 2),
для сооруж ений
Климатическая зона

с вертикаль­

ным режущим
ребром

без
режущего
ребра

Районы севернее линии Красноярск—Воркута

0,40 (40)

0,55 (55)

Остальные районы России

0,35 (35)

0,50 (50)

Нагрузка от навала судов, тс, на СВСиУ или на защищающие их
устройства на строительстве определяют по формуле
D V

vp_ с

F =
я

2g
0^5 -Ц»

(1.5)

к.
где Dc — расчетное водоизмещ ение судна, тс;
V — скорость подхода судна, принимаемая
4х = 0,45 для сооруж ения на сваях; g = 9,81
kj — коэф ф ициент жесткости причального
ным 200 тс/м );
ц — коэффициент, учитывающий материал
ства (ju = 0,5 для бетона и резины, ц, = 0,4 при

равной 0,2 м /с;
м /с 2;
сооружения (принимается рав­
поверхности отбойного устрой­
деревянной поверхности).

Нагрузка прикладывается на уровне рабочего горизонта и состав­
ляет
/
D -0,04 200
)__
F = . 0,45— *---------— -0,5 = 0,Ъ Ж .
ч ]]
2-9,81 0,5
V с
22

К онт рольны е вопросы

1. Назовите виды специальных вспомогательных сооружений и
устройств (СВСиУ) для строительства мостов.
2. Какие требования предъявляются к инвентарным конструк­
циям, используемым в мостостроении?
3. Какова последовательность расчета СВСиУ?
4. Перечислите нагрузки, учитываемые при расчетах СВСиУ.


Глава 2. СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
ОПОР ГОРОДСКИХ МОСТОВ И ДРУГИХ
ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ
2.1.

Строительство фундаментов опор
на естественном основании

Мостовые опоры на фундаментах мелкого заложения сооружа­
ют на пойменных участках широких рек, при пересечении трассой
малых водотоков, а также при возведении эстакад, виадуков, путе­
проводов в городских условиях.
Размеры фундамента в плане зависят от ширины мостового со­
оружения и в случае строительства современных автодорожных ско­
ростных магистралей могут быть достаточно большими, достигая
ширины 20—30 м. Глубина заложения фундамента чаще всего не
превосходит 3—4 м.
До начала разработки котлована под фундамент опоры должны
быть выполнены следующие работы:
—перенос надземных и подземных коммуникаций после согла­

сования с их владельцами;
—разбивка котлована с закреплением его осей на местности;
—планировка поверхности и устройство отвода поверхностных
и грунтовых вод;
—ограждение котлована (в необходимых случаях) в виде заклад­
ного крепления, деревянного или металлического шпунта.
В случае устройства котлована большой глубины при наличии
застройки близлежащей территории возможно крепление котлова­
на способом «стена в грунте». Жесткость такой стены существенно
больше, чем жесткость шпунтового ограждения. Это гарантирует
отсутствие осадок соседних зданий и сооружений, возможных при
применении более податливого металлического шпунта. При необ­
ходимости должен быть организован водоотлив.
24