Исходные данные

Расчет мостов с учетом сейсмических нагрузок следует выполнять по нормам СП 14.13330.2014 на прочность и устойчивость несущих конструкций, а также по несущей способности грунтовых оснований фундаментов мостовых опор и по предельным относительным линейным и угловым перемещениям в плане смежных секций моста, разделенных деформационным швом.

Термины:

сейсмическое воздействие: Движение грунта, вызванное природными или техногенными факторами (землетрясения, взрывы, движение транспорта, работа промышленного оборудования), обусловливающее движение, деформации, иногда разрушение сооружений и других объектов;

сейсмическая (инерционная) сила, сейсмическая нагрузка: Сила (нагрузка), возникающая в системе «сооружение-основание» при колебаниях основания сооружения во время землетрясения;

сейсмичность площадки строительства: Интенсивность расчетных сейсмических воздействий на площадке строительства с соответствующими периодами повторяемости за нормативный срок;

Примечание - Сейсмичность устанавливают в соответствии с картами сейсмического районирования и сейсмомикрорайонирования площадки строительства и измеряют в баллах по шкале MSK-64.

Сейсмоизоляция: Снижение сейсмических нагрузок на сооружение за счет применения специальных конструктивных элементов:

- повышающих гибкость и периоды собственных колебаний сооружения (гибкие стойки, качающиеся опоры, резинометаллические опоры и др.);

- увеличивающих поглощение (диссипацию) энергии сейсмических колебаний (демпферы сухого трения, скользящие пояса, гистерезисные, вязкие демпферы);

- резервных, выключающихся элементов.

Примечание - В зависимости от конкретного проекта применяют все или некоторые из перечисленных элементов.

Сейсмостойкость сооружения: Способность сооружения сохранять после расчетного землетрясения функции, предусмотренные проектом, например:

- отсутствие глобальных обрушений или разрушений сооружения или его частей, способных обусловить гибель и травматизм людей;

- эксплуатация сооружения после восстановления или ремонта.

Расчет конструкций и оснований зданий и сооружений, проектируемых для строительства в сейсмических районах, должен выполняться на основные и особые сочетания нагрузок с учетом расчетной сейсмической нагрузки.

При расчете зданий и сооружений на особое сочетание нагрузок значения расчетных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний, принимаемые по таблице 16.1. Нагрузки, соответствующие сейсмическому воздействию, следует рассматривать как знакопеременные нагрузки.

Т а б л и ц а 16.1 - Коэффициенты сочетаний нагрузок

Для зданий и сооружений с простым конструктивно-планировочным решением для расчетной ситуации ПЗ расчетные сейсмические нагрузки допускается определять с применением консольной расчетной динамической модели (рисунок 16. 1).

Рисунок 16.1. Расчетная схема опоры

По нормам СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах» расчетная сейсмическая нагрузка (силовая или моментная) по направлению обобщенной координаты с номером j, приложенная к узловой точке k РДМ и соответствующая i-й форме собственных колебаний зданий или сооружений, определяется по формуле:

где K₀ - коэффициент, учитывающий назначение и ответственность сооружения, принимаемый по таблице 3 СП (для опор мостов равен 1);

K₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений, принимаемый по таблице 4 СП (для опор мостов равен 1);

 - значение сейсмической нагрузки для i-й формы собственных колебаний здания или сооружения, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле:

где - масса здания или момент инерции соответствующей массы здания, отнесенные к точке k по обобщенной координате j, определяемые с учетом расчетных нагрузок на конструкции;

A - значение ускорения в уровне основания, принимаемое равным 1,0; 2,0; 4,0 м/с²  для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов соответственно;

β_i - коэффициент динамичности, соответствующий i-й форме собственных колебаний зданий или сооружений, принимаемый приближенно равным 2,5 при Т=0,1-0,4 с. и равным 1,1 при Т=0,4 - 1,8 с.;

 - коэффициент, принимаемый по таблице 5 СП (для высоких опор равен 1,5);

 - коэффициент, зависящий от формы деформации здания или сооружения при его собственных колебаниях по i-й форме, от узловой точки приложения рассчитываемой нагрузки и направления сейсмического воздействия, определяемый по формуле:

,

где и - смещения здания или сооружения при собственных колебаниях по i-й форме в рассматриваемой точке k и во всех точках j, где в соответствии с расчетной схемой его масса принята сосредоточенной;

 - масса здания или сооружения, отнесенная к узловой точке j, определяемая с учетом расчетных нагрузок на конструкцию.

При расчетной сейсмичности 9 баллов в проектах мостов с балочными разрезными пролетными строениями длиной более 18 м следует предусматривать сцепные антисейсмические устройства для предотвращения падения пролетных строений с опор.

При расчетной сейсмичности 9 баллов размеры подферменной плиты в балочных мостах с разрезными пролетными строениями длиной >50 м следует назначать такими, чтобы в плане расстояние вдоль оси моста от края площадок для установки опорных частей до граней подферменной плиты было не менее 0,005.

На площадках, сложенных вечномерзлыми грунтами, фундаменты мостовых опор допускается проектировать на грунтах, используемых в качестве основания по принципу I. Если грунты немерзлые или используются по принципу II, то следует предусматривать опирание подошвы фундаментов мелкого заложения или нижних концов свай, столбов и оболочек преимущественно на скальные или крупнообломочные грунты, гравелистые плотные пески, глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции.

При расчетной сейсмичности 9 баллов стойки опорных поперечных рам мостов на нескальных основаниях должны иметь общий фундамент мелкого заложения или опираться на плиту, объединяющую головы всех свай (столбов, оболочек).

Подошва фундаментов мелкого заложения должна быть горизонтальной. Фундаменты с уступами допускаются только при скальном основании.

Свайные опоры и фундаменты опор с плитой, расположенной над грунтом, средних и больших мостов следует проектировать, применяя наклонные сваи сечением до 400x400 мм или диаметром до 600 мм. Фундаменты и опоры средних и больших мостов допускается проектировать также с вертикальными сваями сечением не менее 600x600 мм или диаметром не менее 800 мм независимо от положения плиты ростверка и с вертикальными сваями сечением не менее 400x400 мм или диаметром не менее 600 мм в случае, если плиту ростверка заглубляют в грунт.