СП 453.1325800.2019 Действует

а) для нагрузок от ВСП:

vh =v Ah, Fh =Q Ah , (6.17)

где v– нагрузка от подвижного состава, кН/м, принимаемая по приложениям Е или Д;

Q – нагрузка на колесо или ось, кН;

Ah – безразмерный коэффициент поперечного ускорения, принимаемый:

, (6.18)

гдеV1 – проектная максимальная скорость на участке, м/с;

V– то же, км/ч;

R– радиус кривой, м;

б) для нагрузок от СК:

- по формулам (6.17), (6.18), принимая скорость движения V = 200 км/ч.

Во всех сочетаниях с центробежной нагрузкой следует учитывать эксцентриситеты eq и es, указанные в 6.6.2.6, а также эксцентриситеты eu и er, указанные в 6.6.2.14.

При расчетах элементов пролетных строений, воспринимающих, в том числе, местную нагрузку от отдельных осей поезда, следует рассматривать две ситуации: движения поезда на максимальной проектной скорости и остановки состава на кривой (в том числе на всех путях). В ситуации остановки поезда необходимо учитывать эксцентриситеты eu, eq и es (см. рисунки 6.6 и 6.8). Ситуация остановки рассматривается при расчетах по первой и второй группам предельных состояний (исключая расчеты на выносливость), при этом коэффициент динамики не учитывают.

При типовом проектировании элементов искусственных сооружений на криволинейных участках пути для всех типов поездов допускается принимать значение коэффициента поперечного ускорения Ah = 0,15. Возвышение наружного рельса допускается принимать u = 0,15 м (как при движении поезда на максимальной скорости, так и при его остановке).

Примечания

1 При проектировании трасс ВСМ назначение скоростей движения на участках и радиусов кривых следует проводить в соответствии с требованиями комфортности пассажиров и надежности крепления грузов, при величинах непогашенного ускорения:

ah = (Ah – u / s) g ≤ 0,4 м/с2 – для ВСП;

ah = (Ah – u / s) g ≤ 0,7 м/с2 – для поездов СК (при скоростях движения ≤ 200 км/ч).

2 Минимальная скорость движения поездов определяется ограничением по минимальному отрицательному непогашенному ускорению ah,min = – 0,3 м/с2 при возвышении наружной нитки рельса, ограниченном условием примечания 1 и максимальным значением u = 0,15 м. При остановке поезда это условие не выполняется. Случай остановки рассматривается как необходимое условие выполнения требований надежности (исключая расчеты на выносливость) при внештатной ситуации.

6.6.2.12При расчетах по первой и второй группам предельных состояний нагрузку со второго пути следует принимать с коэффициентом s1 в соответствии с 6.6.5.1.

6.6.2.13Высоту приложения нагрузки vh, м, от головки рельса следует принимать:

1,8 – для нагрузок ВСП;

2,2 – для нагрузок СК.

6.6.2.14Давления на плиту балластного корыта следует определять в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 6.8.

| s | – расстояние по головкам рельсов – 1,6 м; | u | – возвышение наружного рельса; | ho | – высота центра тяжести состава; | Q | – распределенная или сосредоточенная нагрузка; | Fh | – центробежная сила (распределенная или сосредоточенная); | er | – эксцентриситет вертикальной нагрузки, вызванный центробежной силой; | eu | – эксцентриситет вертикальной силы, вызванный наклоном поезда; | q1, q2 | – максимальное и минимальное давления на плиту.

Рисунок 6.8 – Схема приложения сил при учете центробежной силы

При определении давления необходимо также учитывать эксцентриситеты eq и es, указанные в 6.6.2.6.

Поперечная нагрузка от ударов колес

6.6.2.15Нормативную горизонтальную поперечную нагрузку от ударов подвижного состава независимо от числа путей на мосту и типа нагрузки (ВСП или СК) следует принимать в виде равномерно распределенной нагрузки vg:

vg = 6,0 кН/пм. (6.19)

При расчетах по предельным состояниям первой группы следует учитывать коэффициент надежности по нагрузке (см. таблицу 6.16).

6.6.2.16Высоту приложения нагрузки vg от головки рельса следует принимать равной:

1,8 м – для нагрузок ВСП;

2,2 м – для нагрузок СК.

| s | – расстояние по головкам рельсов – 1,6 м; | ho | – высота центра тяжести состава; | Q | – распределенная или сосредоточенная нагрузка; | Fg | – сила, вызванная горизонтальными ударами подвижного состава (распределенная или сосредоточенная); | Q1, Q1 | – дополнительная сила, увеличивающая или уменьшающая давление колеса на рельс (распределенная или сосредоточенная).

Рисунок 6.9 – Схема приложения сил при учете поперечных ударов

Продольная нагрузка от торможения или силы тяги

6.6.2.17Интенсивность нормативной горизонтальной продольной нагрузки от торможения (тяги) подвижного состава следует принимать в долях от веса вертикальной подвижной нагрузки, равной для нагрузок от поездов:

а) высокоскоростных – 25 %;

б) класса СК – 10 %.

При загружении линий влияния эквивалентными нагрузками СК и ВСП длину участка торможения следует принимать ≤ 300 м.

6.6.2.18Высоту приложения горизонтальных продольных нагрузок при расчетах элементов опор, опорных частей, опор и фундаментов следует принимать равной:

1,8 м – для нагрузок ВСП;

2,2 м – для нагрузок СК.

При расчетах совместной работы пути и элементов сооружения следует считать, что тормозная сила приложена на уровне головки рельса.

6.6.2.19Продольную горизонтальную нагрузку от торможения (тяги) для нагрузки от высокоскоростных поездов следует принимать:

- при расположении на сооружении двух и более путей – в виде торможения с одного пути и силы тяги с одного из соседних путей с учетом коэффициентов s1 (см. 6.6.5.1);

- при одном пути – торможение (тяга) с этого пути.

Продольную горизонтальную нагрузку от торможения (тяги) для нагрузки СК следует принимать с одного пути независимо от числа путей на мосту.

6.6.2.20При определении усилий в элементах моста от торможения (тяги) следует принимать, что продольные усилия от этих воздействий полностью передаются на неподвижные опорные части.

Горизонтальное усилие на опору с неподвижной опорной части может быть принято равным продольной нагрузке от торможения (тяги) с пролетного строения за вычетом реакций трения подвижных опорных частей этого пролетного строения, вычисленных при минимальных коэффициентах трения μmin (см. 6.6.3.8)1), но не менее доли, приходящейся на опору при распределении полного продольного усилия между всеми промежуточными опорами пропорционально их жесткости.

6.6.2.21Продольную нагрузку от торможения (тяги) следует учитывать от подвижного состава, находящегося на пролетных строениях, а также на устоях и подходах за пределами сооружения.

6.6.2.22В каждом расчетном случае вертикальную нагрузку и торможение (тягу) следует рассматривать одновременно и при одном и том же положении поезда на сооружении.

6.6.2.23При определении продольной горизонтальной нагрузки от торможения (тяги) в случаях применения гибких (из отдельных стоек) стальных и железобетонных опор интенсивность временной подвижной вертикальной нагрузки v допускается принимать равной 78,5 кН/пм.

6.6.2.24При расчете устоев продольная нагрузка от торможения подвижного состава, находящегося на призме обрушения, не учитывается1).

Нагрузки на служебных проходах

6.6.2.25Нормативную временную вертикальную нагрузку на служебных проходах пролетных строений в сочетании с другими нагрузками следует принимать равной 2 кН/м2.

При расчетах конструкций проходов и при отсутствии других нагрузок нормативную нагрузку на проходах следует принимать равной:

- при езде на балласте – 10 кН/м2;

- при безбалластном мостовом полотне – 4 кН/м2.

__________

1) За исключением расчетов взаимодействия конструкций пути и элементов сооружения (см. 6.6.3.29).

6.6.3 Прочие нагрузки и воздействия

Температурные и климатические воздействия

6.6.3.1Нормативное температурное климатическое воздействие следует учитывать:

- при расчете перемещений в мостах всех систем;

- при определении усилий во внешне статически неопределимых системах;

- при расчете элементов сталежелезобетонных пролетных строений;

- при учете реактивных усилий трения в опорных частях;

- при расчетах взаимодействия конструкций пути и элементов сооружений;

- при моделировании профиля пути в динамических расчетах по методикам Б.1 и Б.2.

Температурные и климатические воздействия следует принимать в соответствии с СП 131.13330 с учетом требований настоящего свода правил.

6.6.3.2Среднюю по сечению нормативную температуру элементов или их частей допускается принимать равной:

- для бетонных и железобетонных элементов в холодное время года, а также для металлических конструкций в любое время года – нормативной температуре воздуха;

- для бетонных и железобетонных элементов в теплое время года – нормативной температуре воздуха за вычетом величины, численно равной 0,2δ, но не более 10 °С, где δ − толщина элемента или его части, см.

Температуру элементов со сложным поперечным сечением следует определять как средневзвешенную по температуре отдельных элементов (стенок, полок и др.).

6.6.3.3Нормативную температуру воздуха в холодное время года tnХ следует принимать: при обосновании проектных решений – равной минус 40 °С, в остальных случаях – равной температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330.2018 (таблица 3.1):

- для железобетонных конструкций, включая плиты БМП, – с обеспеченностью 0,92;

- для стальных конструкций – с обеспеченностью 0,98.

6.6.3.4Нормативную температуру воздуха в теплое время года следует принимать:

- при обосновании проектных решений – равной 40 °С;

- в остальных случаях – по формуле

tnT = tVII + T, (6.20)

гдеtVII – средняя температура самого жаркого месяца по СП 131.13330.2018

(таблица 5.1);

Т – средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца по СП 131.13330.2018 (таблица 4.1).

6.6.3.5Температуры замыкания конструкций в холодное и теплое время года, если они в проекте не указаны, следует принимать равными нормативным температурам воздуха, соответственно увеличенным или уменьшенным на 15 °С.

6.6.3.6При расчете перемещений коэффициент линейного расширения следует принимать для стальных и сталежелезобетонных конструкций равным 1,2·10–5°C–1 и для железобетонных конструкций – 1,0·10–5°C–1.

Трение в опорных частях

6.6.3.7Трение в опорных частях (или предельное сопротивление сдвигу) является одной из характеристик расчетной модели сооружения.

При расчетах взаимодействия пути и сооружения допускается не учитывать трение в подвижных опорных частях (при тангенциальных и плоских, каткового, секторного типа и др.).

При учете трения в подвижных опорных частях, возникающего при смещении, реактивное усилие следует учитывать как горизонтальную составляющую, рассматриваемую в сочетании с вертикальной нагрузкой на опорную часть. Реактивное усилие трения Sf вычисляется в долях вертикальной нагрузки и определяется по формуле

Sf = μ Fv, (6.21)

где μ – коэффициент трения в опорной части при перемещении;

Fv – вертикальная составляющая нагрузки на опорную часть в рассматриваемом сочетании и с соответствующими коэффициентами.

При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп коэффициент трения следует принимать:

μ = μn = 0,5 (μmax + μmin) – при расчетах по второй группе; (6.22)

μ = μmах или μ = μmin1) – при расчетах по первой группе, (6.23)

где μn – нормативная величина коэффициента трения в опорных частях при их перемещении, принимаемая равной средней величине из возможных экстремальных значений;

μmax, μmin – максимальный и минимальный коэффициенты трения по 6.6.3.8).

Примечание – Коэффициент надежности к усилиям трения учитывается в соответствующих вертикальных нагрузках.

6.6.3.8Величины максимальных μmax и минимальных μmin коэффициентов трения следует принимать соответственно равными:

а) при катковых, секторных или валковых опорных частях – 0,040 и 0,010;

б) при качающихся стойках или подвесках – 0,020 и 0 (условно);

в) при тангенциальных и плоских металлических опорных частях – 0,40 и 0,10;

г) при подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта совместно с полированными листами из нержавеющей стали – по таблице 6.23 или по данным испытаний, или другим документам, регламентирующим применение соответствующих опорных частей на железных дорогах Российской Федерации.

Т а б л и ц а 6.23 – Коэффициент трения в подвижных опорных частях с прокладками из фторопласта и полированными листами из нержавеющей стали

Среднее давление в опорных частях по фторопласту, МПа | Коэффициент трения при температуре наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330 с обеспеченностью 0,92 | минус 10 °С и выше | минус 50 °С | μmax | μmin | μmax | μmin 9,81 19,6 29,4 | 0,085 0,050 0,035 | 0,030 0,015 0,010 | 0,120 0,075 0,060 | 0,045 0,030 0,020 П р и м е ч а н и я 1 Коэффициенты трения при промежуточных значениях отрицательных температур и средних давлениях определяются по интерполяции. 2 Для подвижных опорных частей с прокладками из полимеров совместно с полированными листами из нержавеющей стали (или с полированной твердохромированной поверхностью) коэффициенты трения следует принимать по данным предприятий – изготовителей опорных частей.

6.6.3.9Опоры (включая фундаменты) и пролетные строения мостов следует проверять при реакциях трения, возникающих от температурных деформаций, при учете в вертикальной реакции опорной части Fv только от нормативных постоянных нагрузок.

Элементы верхнего строения пути, пролетные строения, опорные части и элементы их прикреплений, а также части опор, примыкающие к опорным частям, должны быть проверены при реакциях трения, возникающих от постоянных нагрузок, а также при проверках на основные и дополнительные сочетания нагрузок. При этом коэффициент динамики принимают равным 1,0.

6.6.3.10Интенсивности сил трения, возникающих в подвижных опорных частях каткового, секторного и валкового типов при числе опорных частей в поперечном направлении более двух, следует умножать на коэффициент условия работы, равный 1,1.

6.6.3.11Следует полагать, что реакции трения подвижной опорной части разрезного пролетного строения или группы подвижных опорных частей неразрезного или температурно-неразрезного пролетного строения передаются на неподвижную опорную часть этого пролетного строения (с обратным знаком).

В случае если на промежуточной опоре расположено два ряда подвижных опорных частей или подвижная и неподвижная опорные части смежных пролетных строений, следует рассматривать варианты сочетаний максимальных и минимальных коэффициентов трения в этих опорных частях.

В случае если справа или слева от рассматриваемой опоры силы трения суммируются с группы подвижных опорных частей (принадлежат одному неразрезному или температурно-неразрезному пролетному строению), разницу сил трения следует определять при максимальном и минимальном коэффициентах по формулам:

(6.24)

где μmax, μmin– максимальные и минимальные значения коэффициентов трения для типа опорных частей в группе;

z– число опорных частей в группе (одного типа).

6.6.3.12При расчетах взаимодействия конструкций пути и элементов сооружения в сочетании с торможением в соответствии с 6.6.3.29 коэффициент трения μmin следует принимать равным 0.

6.6.3.13При установке на промежуточной опоре двух рядов подвижных опорных частей смежных пролетных строений, а также неподвижных опорных частей в неразрезном и температурно-неразрезном пролетном строении, продольную реакцию следует принимать не более разницы реакций трения при максимальных и минимальных коэффициентах трения в опорных частях.

6.6.3.14При расчетах по первой группе предельных состояний в случае, если в сочетании присутствует высокоскоростная нагрузка и рассматриваются минимальные значения трения, коэффициент трения μmin следует принимать равным 0.

6.6.3.15При использовании опорных частей, имеющих упругие элементы (резинометаллические и подобные), их работа должна моделироваться элементами конечной жесткости.

Ветровые нагрузки

6.6.3.16Величину расчетного ветрового давления следует определять по СП 20.13330 и на основании статистической обработки скоростей ветра по данным метеонаблюдений с 10минутным интервалом осреднения и вероятностью превышения один раз в 100 лет – для расчета конструкций на стадии эксплуатации и один раз в 5 лет – на стадии строительства.

В расчетах следует принимать наибольшую величину ветрового давления. На стадии разработки проектной документации величину ветрового давления допускается принимать по СП 20.13330 для соответствующего ветрового района.

6.6.3.17Коэффициент надежности к ветровой нагрузке следует принимать равным:

1,6 – на стадии эксплуатации:

1,0 – на стадии строительства.

6.6.3.18Увеличение давления (скорости) ветра по высоте следует принимать по СП 20.13330 для соответствующего типа местности.

6.6.3.19Пульсационную составляющую ветрового давления следует определять по СП 20.13330.

6.6.3.20Аэродинамические коэффициенты и площади ветровой поверхности допускается определять по СП 20.13330 и СП 35.13330.2011 (приложение Н).

6.6.3.21При проектировании пролетных строений с ездой понизу (и посредине) со сквозной решеткой несущих конструкций следует учитывать взаимодействие аэродинамических эффектов, возникающих при движении поезда внутри конструкции, и природного ветра, проходящего через элементы конструкции. Кроме того, при обосновании безопасности движения (обезгруживание колес поезда) следует учитывать динамические эффекты взаимодействия масс поезда и пролетного строения (методика Б).

Нагрузки от давления льда

6.6.3.22Нормативную нагрузку от давления льда на опоры мостов следует принимать по СП 35.13330.2011 (приложение П).

Аэродинамические воздействия от высокоскоростных поездов

6.6.3.23Нагрузки от аэродинамических воздействий на конструкции, расположенные в непосредственной близости от пути, возникающие при проходе высокоскоростных поездов, следует определять по приложению М.

6.6.3.24 Дополнительные нагрузки на высокоскоростной состав от аэродинамических эффектов, возникающих при проходе поезда внутри или вблизи элементов конструкций моста (отраженная аэродинамика), принимают по результатам специальных исследований и расчетных обоснований.

Взаимодействие конструкций пути и элементов сооружения

6.6.3.25В случае если бесстыковой рельсовый путь ограничивает свободу перемещений пролетных строений моста, то горизонтальные деформации пролетных строений и опор моста, а также рельсового пути, вызванные температурой, усадкой и ползучестью, вызывают дополнительные усилия в элементах сооружения.

6.6.3.26Если рельсы неразрывны над промежуточной опорой или над устоем (между конструкцией моста и насыпью), то горизонтальные силы, вызванные торможением (тягой), воспринимаются (перераспределяются) между конструкциями пути, пролетными строениями, опорными частями и насыпью.

6.6.3.27Возникающие от воздействий, указанных в 6.6.3.25 и 6.6.3.26, усилия и смещения следует учитывать:

- при обоснованиях надежности опорных частей по первой и второй группам предельных состояний;

- для контроля дополнительных напряжений в рельсах, а также линейных и угловых смещений концов пролетных строений по второй группе предельных состояний как условий безопасности движения.

6.6.3.28Дополнительные напряжения в рельсах на мостовом сооружении (по отношению к напряжениям на земляном полотне), вызванные воздействиями, указанными в 6.6.3.25 и 6.6.3.26, должны быть вычислены по формуле (6.25) и не должны превышать значений таблицы 6.13:

ΣσR = ηT ( σTR – σTRn) + s1 ηF σFR + s1 ηΘ (1+μ) σΘR ≤ ΔσR, (6.25)

где ΔσR – предельные дополнительные напряжения в рельсах по таблице 6.13, МПа;

ΣσR – дополнительные напряжения от температуры, торможения и изгиба пролетного строения, МПа;

σTR – напряжения от температуры, МПа;

σFR – напряжения от торможения, МПа;

σΘR – напряжения от изгиба пролетного строения (от вертикальной нагрузки), МПа;

σTRn– условные напряжения без учета «эффектов моста», соответствуют напряжениям в рельсах на земляном полотне, МПа и вычисляются по формуле