СП 338.1325800.2018 Действует

Рисунок 8.7 – Принципиальные схемы расчлененных и сочлененных конструкций несущего каркаса

8.7.5 Предельными перемещениями конструкции Δlim следует принимать перемещения свободных концов несущих элементов Δ, при которых возможны разрушение ШЭ (выпадение панелей) или остаточные деформации стоек (см. рисунок 8.8):

, | (8.3)

где q – линейная равномерно распределенная нагрузка, собранная с расчетного элемента ШЭ (секции), Н/м;

H – высота ШЭ или несущего элемента, м;

E – модуль упругости материала, Н/м2;

J – момент инерции сечения в плоскости изгиба, м4.

8.7.6 Исходя из требования 8.7.5 при классической схеме конструкции ШЭ, когда панели устанавливаются между полок двутавровых стоек, конструкцию каркаса верхней части задают следующим образом (рисунок 8.8):

- расчлененная конструкция, если выполняется условие

; | (8.4)

- сочлененная конструкция, если выполняется условие

; | (8.5)

- сечение несущего элемента выбрано некорректно, если выполняется условие

, | (8.6)

где l – фактическая длина панели, м;

L – длина пролета секции ШЭ, м;

b – характерный размер стойки двутаврового сечения (ширина полки), м.

ll

Рисунок 8.8 – Схема расчета предельных перемещений свободных концов несущих элементов

8.7.7 Стойки ШЭ классифицируют:

- по форме поперечного сечения ШЭ – прямые, прямые с козырьком, парусообразные и др. (см. рисунок 8.9);

- форме сечения несущего элемента (зависит от способа крепления панели и рекомендаций их производителя) – фасонные (двутавр, швеллер и др.), прямоугольные, круглые.

333222333222а)б)в)а)б)в)111111

а – прямая стойка; б – прямая стойка с козырьком; в – криволинейная стойка;

a – ширина опорной пластины; b – длина опорной пластины; H – высота стойки; h – длина козырька стойки; R – радиус кривизны стойки; δ – угол наклона козырька

Рисунок 8.9 – Классификация по форме поперечного сечения экрана

8.7.8 Несущий каркас задает форму ШЭ в поперечном сечении. Форму ШЭ выбирают исходя из возможных архитектурных решений, технико-экономического обоснования и рекомендаций акустических расчетов, причем предпочтение отдается последним (см. рисунок А.1).

8.7.9 Сечение несущего элемента является расчетной величиной, расчет сечения проводят на изгиб как балки сплошного сечения 1-го класса по СП 16.13330:

- при действии момента в главной плоскости (перпендикулярной направлению действующей нагрузки);

- при действии в сечении поперечной силы.

8.7.10 Допускается, при необходимости, предварительный подбор сечения выполнять по максимальному изгибающему моменту путем вычисления необходимого момента сопротивления Wx:

, | (8.7)

где Mmax – максимальный изгибающий момент в главной плоскости;

[σ] – допускаемое напряжение или предел прочности выбранного материала.

Подбор сечения по необходимому моменту сопротивления не является обоснованием выбора сечения без окончательных расчетов конструкции согласно требованиям СП 16.13330.

8.7.11 В целях обеспечения экономической составляющей при проектировании несущих конструкций высотой более 6 м следует применять балки со ступенчатым изменением сечения.

8.7.12 Для ВСМ не рекомендуется применять ШЭ высотой более 9 м. Если акустический расчет показывает необходимость установки ШЭ высотой более 9 м целесообразно заменить такие конструкции на шумозащитную тоннельную галерею высотой внутренней части до 9 м, при этом элементы электрификации (высоковольтные провода и их мачты и пр.) закрепляют на несущих элементах тоннеля как снаружи, так и внутри (см. рисунок 8.10).

Рисунок 8.10 – Выполнение тоннельных галерей и совмещение конструкций

8.7.13 Для возможности установки панелей по классической схеме (между полок двутавра) вертикальные несущие стойки конструкций тоннельного типа выполняют со ступенчатым изменением сечения из широкополочных или колонных двутавров, горизонтальные связи выполняют в виде стальных ферм с поясами из широкополочных двутавров и решеткой из гнутосварных профилей. Принципиальная схема конструкции галереи приведена на рисунке 8.11.

11

Рисунок 8.11 – Принципиальная схема конструкции несущих элементов галереи

8.7.14 При расчете несущих конструкций тоннельного типа необходимо учитывать все возможные нагрузки в самом неблагоприятном сочетании (весовые, ветровые, снеговые, аэродинамические, температурные и пр.) применительно к форме сооружения. Конструкция каркаса шумозащитного тоннеля обязательно сочлененная.

8.7.15 Требования к антикоррозионной защите стоек необходимо принимать согласно указаниям СП 28.13330.

В качестве вторичной защиты от коррозии применяют следующие методы и покрытия:

- горячее цинкование по ГОСТ 9.307;

- газотермическое напыление по ГОСТ 9.304.

В качестве дополнительной меры по защите (при необходимости) в совокупности с горячим цинкованием и газотермическим напылением рекомендуется нанесение лакокрасочных покрытий с приданием стойке необходимой цветовой гаммы. Нанесение лакокрасочных покрытий возможно как в заводских условиях, так и при непосредственном монтаже конструкций.

Толщина каждого покрытия назначается в соответствии с требованиями СП 28.13330.

8.7.16 Метизы, входящие в состав стойки, например для фиксации панелей, должны иметь покрытие по ГОСТ 1759.0.

8.8 Общие требования к конструкции шумозащитных экранов

8.8.1 Устанавливаемые вдоль ВСМ ШЭ классифицируют по следующим признакам (см. рисунок 8.12):

- физическому принципу снижения шума (отражающие, отражающе-поглощающие);

- форме поперечного сечения (прямые, прямые с отклоняющейся верхней частью от вертикали под различным углом – козырьком, парусообразной формы, тоннели);

- составу элементов ШЭ (однокомпонентные или комбинированные из нескольких типов панелей, прозрачные или непрозрачные);

- весу элементов ШЭ (панели – тяжелые или легкие);

- наличию дополнительных акустических элементов (например, антидифрактор).

а – прямой формы без дополнительных акустических элементов; б – прямой формы с дополнительными акустическими элементами (антидифрактор и пр.); в – прямой формы с отклоняющейся верхней частью; г – парусообразной и другой специальной формы

Рисунок 8.12 – Примеры форм поперечных сечений и возможных дополнительных акустических элементов

8.8.2 Длина, высота, форма и материал ШЭ выбираются по результатам расчета акустической эффективности ШЭ и могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика при условии, что эффективность ШЭ и прочность его конструкции при этом не снижаются.

8.8.3 Конструкция ШЭ должна обладать достаточной прочностью и устойчивостью к воздействию на нее различных видов нагрузок, обеспечивать акустические требования, указанные в проектной документации, на протяжении всего заявленного срока службы. Типовая конструкция ШЭ представлена на рисунке 8.13.

8.8.4 Срок службы ШЭ и их отдельных элементов при установке вдоль ВСМ должен составлять не менее 25 лет для ШЭ, в составе которых присутствуют тяжелые панели, и не менее 15 лет для ШЭ, в составе которых тяжелые панели не применяются.

8.8.5 Легкими считаются панели, поверхностная плотность которых составляет не более 50 кг/м2 при любой толщине панели. Панели с поверхностной плотностью, превышающей указанное значение, считаются тяжелыми.

8.8.6 При размещении ШЭ вдоль ВСМ следует соблюдать требования в области гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, а также требования к их вандалоустойчивости.

8.8.7 При проектировании ШЭ должны быть исключены случаи, когда ШЭ могут создавать помехи проведению ремонтно-путевых работ на железнодорожном полотне.

8.8.8 Установленные вдоль ВСМ ШЭ не должны препятствовать отводу воды с поверхности земляного полотна.

8.8.9 Обязательным элементом ШЭ, устанавливаемых вдоль ВСМ, является их заземление (на специальные заземляющие контуры и на обратный провод при его наличии; на обратную тяговую рельсовую сеть).

8.8.10 Шумозащитные экраны, являющиеся элементом обустройства ВСМ и находящиеся на наиболее видимой ее части, должны соответствовать утвержденному архитектурному решению для проектируемого участка.

1 – стойка ШЭ; 2 – глухая многослойная панель; 3 – светопрозрачная однослойная панель; 4 – заглушка; 5 – выравнивающая бетонная подливка; 6 – анкерное крепление; 7 – фундамент ШЭ;

F – ширина фундамента; H – высота ШЭ; Н1 – высота светопрозрачной однослойной панели; H2 – высота глухой многослойной панели; l – ширина секции ШЭ

Рисунок 8.13 – Типовая конструкция шумозащитного экрана

8.8.11 Рекомендуется выполнять ШЭ в едином стиле (по форме, цветовой гамме, материалам заполнения и пр.), согласованном при проектировании отдельных этапов на региональном уровне.

8.8.12 Архитектурные решения ШЭ, проектируемых на ИССО, необходимо принимать с учетом архитектурного облика как самого сооружения, так и принятого единого стиля шумозащитных сооружений на объекте.

8.8.13 При проектировании конструкции ШЭ следует избегать ухудшения освещенности железной дороги. Также необходимо обеспечить видимость возможных подходов и подъездов к линии ВСМ.

8.8.14 Поверхность ШЭ, обращенная к железнодорожному полотну, должна быть изготовлена из материалов, не допускающих ослепления участников движения отраженным от ШЭ светом от известных источников.

8.9 Требования и рекомендации при проектировании шумозащитных экранов, располагающихся на естественном основании

8.9.1 Требования к инженерным изысканиям

8.9.1.1 В случае проектирования и (или) строительства ШЭ на участке ВСМ, введенном в эксплуатацию, инженерно-геодезические изыскания должны содержать:

- информацию о расположении всех объектов инфраструктуры ВСМ в принятой системе координат;

- информацию о высотных отметках земли в пределах полосы отвода, всех объектов инфраструктуры ВСМ в принятой системе высот;

- информацию о всех коммуникациях, проходящих по воздуху (с указанием высоты над землей), по земле или лежащих в земле (с указанием глубины залегания).

8.9.1.2 При проектировании ШЭ на новых участках ВСМ не требуется проводить отдельные инженерно-геодезические изыскания, все элементы должны быть учтены в плановых решениях, типовых поперечных профилях и, при необходимости, в продольных профилях.

8.9.1.3 Инженерно-геологические изыскания на любом этапе проектирования ШЭ должны включать данные:

- о геологическом строении участка проектирования, геоморфологии, сейсмичности и пр.;

- необходимые для выбора типа фундамента (свайный, ленточный и пр.), определения вида свай (забивные, набивные, буровые и пр.), размеров фундаментов (ширина и глубина залегания ленточного фундамента, диаметр или сторона и глубина погружения свай);

- необходимые для выбора расчетной нагрузки (по ветровому давлению, снеговой нагрузке и пр.);

- для проведения расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (при строительстве и эксплуатации) инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условий в пределах строительной площадки.

8.9.1.4 Необходимый и достаточный комплекс инженерно-геологических изысканий для проектирования ШЭ включает:

- бурение скважин с отбором образцов и описанием проходимых грунтов;

- лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и подземных вод;

- статическое или динамическое зондирование.

8.9.1.5 При проектировании ШЭ для ВСМ на этапе нового строительства земляного полотна допускается использовать данные инженерно-геологических изысканий, выполненных в рамках проектирования земляного полотна.

8.9.1.6 Принимают следующие минимальные объемы изысканий для свайных фундаментов при проектировании ШЭ:

- глубина инженерно-геологических выработок – не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай (при наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик);

- размещение инженерно-геологических выработок должно быть на расстоянии не более 10 м от оси конструкции ШЭ;

- инженерно-геологические выработки по длине ШЭ должны располагаться не реже чем 50 м друг от друга;

- зондирование грунтов следует выполнять не менее чем в трех точках на один ШЭ.

8.9.1.7 При проектировании ШЭ в совокупности с элементами инфраструкторы ВСМ (новое проектирование) толщину слоя искусственного основания (вновь возводимого земляного полотна) следует учитывать при конструировании и расчете фундаментов ШЭ. Свойства грунта при этом допускается определять по СП 22.13330 по типу грунта с учетом расчетных коэффициентов надежности по грунту.

В случае, когда проводят дополнительные инженерные изыскания в пределах уже возведенного земляного полотна (при дополнении ШЭ на стадии рабочей документации, если возникнет такая необходимость в ходе эксплуатации ВСМ), определение физико-механических свойств грунта, входящего в его состав, обязательно. Способ отбора образцов в данном случае определяется в программе изысканий, которая согласуется с заказчиком.

8.9.2 Требования к выбору и расчету фундамента по типу конструкции

8.9.2.1 При выборе и проектировании фундаментов должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации ШЭ. В зависимости от геологического строения строительной площадки для различных ШЭ могут быть применены различные типы фундаментов.

8.9.2.2 При проектировании ШЭ должно быть проведено технико-экономическое обоснование выбора фундамента, результаты которого должны быть представлены в проектной документации, а при необходимости – и в рабочей документации. Число рассматриваемых вариантов фундамента должно быть не менее трех.

8.9.2.3 При выборе типа фундамента, основная часть которого будет лежать в теле земляного полотна, также следует руководствоваться требованиями нормативных документов по проектированию земляного полотна и верхнего строения железнодорожного пути в части возможности размещения фундамента с максимальными габаритами.

8.9.2.4 К основным факторам, влияющим на выбор типа фундамента, относятся:

- инженерно-гидрометеорологические и инженерно-геологические сведения о строительной площадке;

- особенности профиля насыпи и (или) рельефа местности;

- наличие подземных и наземных коммуникаций;

- ограничения по условиям производства работ.

При выборе типа фундамента необходимо учитывать в отдельных случаях выполнение работ, связанных с инженерной подготовкой строительной площадки: планировочные работы, водопонижение, водоотлив и т. п. Выполнение этих работ требует дополнительного времени и затрат и может влиять на выбор конструкций фундаментов.

8.9.2.5 Уровень ответственности ШЭ принимают в соответствии с [1].

8.9.2.6 При установке ШЭ на насыпи свыше 5 м предпочтение отдается свайным фундаментам, объединенным ростверком. Глубина заложения подошвы свай, шаг их расстановки определяются расчетами на основании инженерно-геологических изысканий. Грунты несущего слоя должны позволять максимально использовать прочность материалов свай при минимальном их сечении, минимальных длине и заглублении подошвы ростверка.

8.9.2.7 Расчет несущей способности свайных фундаментов проводят согласно требованиям СП 24.13330, а расчет несущей способности фундаментов мелкого заложения – согласно требованиям СП 22.13330. Основными нагрузками на фундамент ШЭ являются горизонтальные нагрузки (изгибающий или опрокидывающий момент, горизонтальная срезающая сила).

8.9.2.8 Расчет прочности железобетонных конструкций проводят в соответствии с требованиями СП 63.13330, расчет прочности металлических конструкций – в соответствии с требованиями СП 16.13330.

8.9.2.9 Предельно допустимые значения перемещений головы сваи при расчете одиночных свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента, учитывая высокие горизонтальные нагрузки, следует принимать:

- uu = 0,035 – предельно допустимое значение перемещения головы сваи, м;

- ψu = 0,75 – предельно допустимое значение угла поворота головы сваи, град.

8.9.2.10 Для ШЭ на ВСМ применяют следующие типы фундаментов глубоко заложения:

- буровые железобетонные сваи диаметром до 630 мм (объединенные ростверком);

- трубчатые металлобетонные сваи диаметром до 530 мм (точечные под каждую стойку);

- забивные трехлучевые фундаменты для железобетонных опор контактной сети железных дорог (точечные под каждую стойку).

8.9.2.11 Для ШЭ на ВСМ применяют следующие типы фундаментов мелкого заложения:

- ленточный (в виде подпорной стены);

- столбчатый (в виде отдельных тумб с пятой расчетной площади, объединенных ростверком).

8.9.2.12 При размещении ШЭ учитывают расположение водоотводных сооружений – кюветов, лотков, дренажей, находящихся в зоне установки ШЭ. Система стока поверхностных и грунтовых вод от железнодорожных путей не должна быть нарушена ШЭ и их фундаментами.

8.9.3 Требования к размещению шумозащитных экранов в поперечном профиле

8.9.3.1 Шумозащитные экраны размещаются в пределах полосы отвода ВСМ, в местах, определенных акустическим расчетом для снижения шума на селитебной территории.

8.9.3.2 Расположение ШЭ в поперечном профиле должно быть выбрано с учетом следующих факторов:

- требований безопасности при эксплуатации ВСМ;

- требований к акустической эффективности ШЭ;

- требований электробезопасности;

- возможности размещения необходимого оборудования в легкодоступной зоне между ШЭ и железнодорожными путями для обслуживания;

- возможности обеспечения необходимого водоотвода от железнодорожных путей (естественного или искусственного).

8.9.3.3 Габариты приближения конструкций ШЭ к железнодорожному полотну на участках с расчетной скоростью 400 км/ч не должны превышать габаритов приближения строений С400:

- минимальное расстояние от оси пути до конструкций ШЭ в свету 4,00 м (см. рисунок 8.14);

- в особо оговариваемых случаях, по согласованию со всеми службами, допускается уменьшать это расстояние до 3,50 м (например, в целях экономии при необходимости проектирования шумозащитной галереи), при этом конструкции ШЭ должны быть совмещены с элементами электрификации железнодорожных путей;

- размещение ШЭ в пределах балластного слоя не допускается.

| – | линия приближения пролетных строений мостов, платформ, настилов переездов, механизмов стрелочных переводов и расположенных в их пределах устройств СЦБ, а также устройств, располагаемых на междупутьях. В целях улучшения условий посадки и высадки пассажиров высоту пассажирских платформ (обозначенные линией 6–7) допускается принимать более 1100 мм, но не более 1300 мм от уровня верха головок рельсов при расстоянии от оси пути 1920 мм в случаях, когда возможно организовать пропуск негабаритного подвижного состава по параллельным путям; | – | размер 3500 мм – линия приближения мачт светофоров, опор контактной сети, а также зданий, сооружений и устройств (кроме пролетных строений мостов, платформ), расположенных с внешней стороны крайних путей перегонов и отдельно лежащих путей на станциях; | – | размер 3300 мм – линия приближения выступающих частей конструкций отдельных опор контактной сети; | – | линия, ограничивающая пространство для размещения устройств контактной сети и токоприемника; | – | линия приближения опор путепроводов, перил на мостах, шумозащитных экранов; | – | линия, выше которой на перегонах и в пределах полезной длины путей на станциях не должно подниматься ни одно устройство, кроме настилов переездов, индукторов локомотивной сигнализации, а также механизмов стрелочных переводов и расположенных в их пределах устройств СЦБ; | – | линия приближения фундаментов зданий и опор, кабелей, трубопроводов и других, не относящихся к пути сооружений на перегонах и станциях, за исключением инженерных сооружений и устройств СЦБ в местах расположения сигнальных и трансляционных точек; | | а1 = 670 мм, а2 = 760 мм – при ширине колеи 1520 мм; а1 = 672 мм, а2 = 762 мм – при ширине колеи 1524 мм

Рисунок 8.14 – Габарит приближения строений С400

8.9.3.4 Габариты приближения конструкций ШЭ на участках с расчетной скоростью 200 км/ч не должны превышать габаритов приближения строений С в соответствии с ГОСТ 9238: минимальное расстояние от оси пути до конструкций ШЭ в свету должно быть 3,10 м.

8.9.3.5 При размещении ШЭ в поперечном профиле расстояние от конструкций ШЭ до оси пути следует выбирать с учетом прочностных характеристик несущих элементов без потерь по акустической эффективности, т. е. должно соблюдаться условие «цена–качество»: минимальные затраты на устройство ШЭ определенной высоты при оптимальных акустических характеристиках на выбранном расстоянии.

Выбор конструкции несущих элементов, а также заполнения (панелей) ШЭ должен быть сделан на основе технико-экономического обоснования. Число рассматриваемых вариантов несущих конструкций и (или) заполнения ШЭ должно быть не менее трех.

8.9.3.6 Выделяют следующие особенности проектирования и установки ШЭ на реконструируемом земляном полотне без возможности уширения его верхней части:

- возможно применение только одного типа фундамента – свайного (на забивных, буронабивных сваях или сваях-трубах);

- необходимость возведения массивного ростверка фундамента, объединяющего свайное основание, при установке ШЭ на откосе насыпи, для исключения щели между ШЭ и насыпью и выведения ШЭ на проектную отметку.

8.9.3.7 При проектировании и установке ШЭ на проектируемом или реконструируемом земляном полотне с возможностью уширения его верхней части:

- проектируют и назначают размеры земляного полотна с учетом размещения на ней ШЭ в пределах между головкой ближайшего рельса и бровкой насыпи, по возможности, с учетом водоотведения и других коммуникаций;

- прорабатывают установку всех возможных железнодорожных объектов вдоль ВСМ с учетом компактности и безопасности их размещения при наличии ШЭ.

8.9.3.8 Рекомендуется устанавливать ШЭ таким образом, чтобы опоры контактной сети и средства сигнализации и связи (релейные шкафы, системы автоматики, телемеханики и пр.) находились между железнодорожными путями и ШЭ. При установке ШЭ необходимо обеспечить видимость сигнальных элементов.

8.9.3.9 Шумозащитные экраны, устанавливаемые с обеих сторон железнодорожных путей напротив друг друга, по составу шумозащитного заполнения должны быть отражающе-поглощающими для устранения взаимных отражений звука и предотвращения снижения акустической эффективности ШЭ.