ОДМ 218.2.001-009

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Утверждены

распоряжением Росавтодора

от 01.01.2001 г.

0447S

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ СТРУКТУР НА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
С УЧЕТОМ РЕГИОНАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ
(ДОРОЖНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО
(РОСАВТОДОР)

Москва 2009

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН: Центральным научно-исследовательским институтом транспортного строительства () с учетом замечаний и предложений Ассоциации дорожных проектно-изыскательских организаций «РОДОС», Союздорпроекта, «Стройпроект» (С-Петербург), (С-Петербург).

2 ВНЕСЕН: Управлением строительства и проектирования автомобильных дорог.

3 ИЗДАН: на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 01.01.01 г. .

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВЗАМЕН ВСН-176-78.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения. 4

2. Нормативные ссылки. 4

3 термины, определения и сокращения. 3

4 общие положения. 6

4.1 Обеспечение потребительских свойств водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур (МГС) 6

4.2. Основные требования к обеспечению безопасности сооружений из МГС.. 7

4.3. Обеспечение надежности, долговечности и ремонтопригодности водопропускных сооружений с МГТ. 8

4.4. Потребительские свойства водопропускных сооружений с МГТ по экономичности, экологичности и эстетичности. 13

4.5. Виды водопропускных МГТ. 14

5 Материалы.. 17

5.1. Параметры металла. 17

5.2. Параметры металлических гофрированных элементов. 17

5.3. Основные и дополнительные защитные покрытия. 18

5.4. Материалы лотков и оголовков. 19

5.5. Материалы для грунтовой обоймы.. 19

5.6. Материалы для защиты сооружения от карчехода, ледохода и наледеобразования. 20

5.7. Материалы для регуляции водного потока. 21

6. Проектирование. 21

6.1. Общие положения. 21

6.2. Выбор параметров сооружения по расчетам напряженно-деформированного состояния. 24

6.3. Конструкции оснований и оголовков. 28

6.4. Конструкции лотков внутри МГТ. 31

6.5. Защитные сооружения от карчехода, ледохода, наледеобразования и регуляции водного потока. 31

6.6. Особенности проектирования водопропускных сооружений из МГС в различных природных условиях. 32

6.6.1 На вечномерзлых и пучинистых грунтах. 32

6.6.2. На водотоках с наледеобразованием.. 34

6.6.3. На слабых основаниях. 35

6.6.4. В зонах с избыточной влажностью.. 35

6.7 Гидравлические расчеты. Общие положения. 36

7. Правила производства и приемки работ. 36

7.1. Общие положения. 36

7.2. Транспортирование элементов и конструкций МП.. 37

7.3. Устройство основания. 38

7.4. Монтаж МГТ. 41

7.4.1. Общие положения. 41

7.4.2. Сборка секций на полигоне. 42

7.4.3. Монтаж МГТ из секций. 44

7.4.4. Сборка МГТ из отдельных элементов. 44

7.5. Устройство дополнительного защитного покрытия. 46

7.6. Устройство грунтовых обойм и засыпка МГТ. 46

7.7. Устройство армогрунтовой обоймы в насыпи. 51

7.7.1. Общие положения. 51

7.7.2. Технология устройства армогрунтовой обоймы.. 53

7.8. Устройство лотков. 55

7.8.1. Общие положения. 55

7.8.2. Устройство сборных и монолитных бетонных лотков. 55

7.8.3. Устройство лотков из матрацев «Рено». 56

7.9. Устройство противоселевых, противокарчевых и противоледоходных конструкций. 56

7.10. Устройство противоналедных мероприятий. 59

8. Контроль качества и приемка работ. 61

9. Требования безопасности и производственная санитария. 64

Приложение А (рекомендуемое) 65

А.1 Параметры сталей и гофрированных элементов. 65

А.2 Варианты профилей гофрированных листов. 66

А.3 Примеры раскладки элементов металлических гофрированных конструкций (МГК) с различными формами поперечных сечений. 68

А.4 Примеры неправильной раскладам металлических гофрированных элементов арочной конструкции. 70

Приложение Б (рекомендуемое) Крепежные изделия для сборки металлических гофрированных труб. 71

Приложение В (рекомендуемое) Расчеты металлических конструкций гофрированных труб. 73

В.1 Расчет конструкции по предельному равновесию.. 73

В.2 Проверка общей устойчивости формы поперечного сечения МГТ. 74

В.3 Определение предельных деформаций поперечного сечения МГТ. 75

В.4 Расчет стыковых соединений. 75

В.5 Ограничение гибкости трубы по требованиям транспортирования и установки конструкции. 76

В.6 Ограничение поперечных деформаций МГТ на стадии отсыпки и уплотнения боковых призм грунта. 76

В.7 Пример подготовки исходных данных и представления результатов расчета напряженно-деформированного состояния водопропускной МГТ и грунтовой обоймы (для расчета по методу конечных элементов) 77

Приложение Г (рекомендуемое) Расчет осадок МГТ и назначение строительного подъема. 82

Приложение Д (рекомендуемое) Расчет осадок МГТ на оттаивающих грунтах. 85

Приложение Е (Рекомендуемое) Гидравлические расчеты.. 87

Е.1 Определение пропускной способности МГТ. 87

Е.2 Алгоритм выбора рационального типа водопропускных МГТ. 92

Е.3 Примеры назначения отверстий и определения пропускной способности и укрепления выходного русла круглых гофрированных труб. 94

Приложение Ж (Рекомендуемое) Расчет устойчивости земляного полотна с водопропускным сооружением.. 107

Ж.1 Общие положения. 107

Ж.2 Статически определимые задачи. 108

Ж.3 Статически неопределимые задачи. 108

Ж.4 Учет вероятностных величин показателей прочности грунтов и определение вероятности обрушения откоса. 113

Ж.5 Учет армирующих элементов. 114

Приложение И (Рекомендуемое) Определение сейсмических нагрузок на сооружение. 116

1. Общие положения. 116

2. Методика расчета. 117

3. Учет сейсмических сил. 118

4. Пример расчета. 119

Приложение К (Рекомендуемое) Рекомендации по дополнительной защите МГТ полимерными материалами. 124

Приложение Л (Рекомендуемое) Методы контроля плотности грунта. 125

Л.1 Определение плотности и влажности грунта засыпки плотномером-влагомером . 125

Л.2 Метод лунок. 126

Пример проектирования МГТ в районе вечной мерзлоты.. 127

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Методические рекомендации распространяются на проектирование и постройку водопропускных сооружений с использованием металлических гофрированных структур комплектной поставки на автомобильных дорогах всех категорий для различных дорожно-климатических зон.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Федеральный закон «О техническом регулировании» .

ГОСТ 1.5-2001 Стандарты межгосударственные.

ГОСТ Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

ГОСТ * Материалы лакокрасочные. Метод определения времени и степени высыхания.

ГОСТ 9.407-84* Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий. Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида.

ГОСТ * Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии.

ГОСТ 12.3.005-75 ССБТ. Работы окрасочные. Общие требования безопасности.

ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

ГОСТ * Прокат тонколистовой из конструкционной низколегированной стали. Технические условия.

ГОСТ 1050-88* Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия.

ГОСТ * Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия.

ГОСТ 380-94 Сталь углеродистая обыкновенного качества

ГОСТ 4543-71* Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия.

ГОСТ 7798-70* Болты с шестигранной головкой класса точности В. Конструкция и размеры.

ГОСТ 5915-70* Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры.

ГОСТ Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая.

ГОСТ * Шайбы. Технические условия.

ГОСТ * Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.

ГОСТ 6617-76* Битумы нефтяные строительные. Технические условия.

ГОСТ 8736-93* Песок для строительных работ. Технические условия.

ГОСТ 12.4.068-79* ССБТ. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования.

ГОСТ 3640-94 Цинк. Технические условия.

ГОСТ 15902.3-79* Полотна нетканые. Методы определения прочности.

ГОСТ Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

ГОСТ Прокат для стальных конструкций.

ГОСТ Р * Сетки проволочные крученые с шестиугольными ячейками для габионных конструкций. Технические условия.

ГОСТ 9.304-87 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля.

ГОСТ Грунтовка ГФ-021. Технические условия.

ГОСТ 7313-75 Эмали ХВ-785 и лак ХВ-784. Технические условия.

ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия.

СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы.

СНиП 2.05.02-85* Автомобильные дороги.

СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений.

СНиП Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

СНиП II-23-81* Стальные конструкции.

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.

СНиП * Строительная климатология.

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.

СНиП Безопасность труда в строительстве. Часть I. Общие требования. Часть II. Строительное производство.

СП Инженерно-геологические изыскания для строительства.

СП Инженерно-экологические изыскания для строительства.

СП Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства.

СП Определение основных расчетных гидрологических характеристик.

СП Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов.

ВСН 176-78 и дополнение к нему № 1 и № 2 от 1984 и 1985 г. Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб.

Методические рекомендации по проектированию и строительству водопропускных труб из металлических гофрированных элементов. М., Росавтодор, 2003 г.

ПМП-91 Пособие к СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки».

Методические рекомендации по гидравлическому расчету металлических гофрированных труб. М., ЦНИИС, 1979 г.

Методические рекомендации по применению габионных конструкций в дорожно-мостовом строительстве. М., 2000 г.

ОДМ 218.1. Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства.

3 ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Металлические гофрированные структуры (МГС) - металлические (стальные) гофрированные листы расчетной толщины, подготовленные к сборке, - изогнутые по форме соответствующей части контура будущего сооружения (металлической гофрированной трубы), покрытые слоем расчетной толщины коррозионной изоляции, имеющие заранее просверленные отверстия для сборки требуемого контура сооружения крепежными элементами.

Металлические гофрированные трубы (МГТ) - сооружение из гофрированных металлических структурных элементов, имеющее замкнутый или открытый снизу контур, размещаемое под грунтовой насыпью, предназначенное для пропуска постоянного или временного водотока либо для пропуска пешеходов или наземного транспорта. МГТ могут служить также основным элементом противообвальных и лавинозащитных галерей.

Грунтовая (армогрунтовая) обойма - массив грунта, окружающий МГТ, отсыпанный из дренирующего, тщательно уплотненного грунта, ограниченный размерами, определенными для конкретного сооружения, предназначенный для восприятия сжимающих напряжений при работе под полезной нагрузкой совместно с МГТ, что достигается в ряде расчетных случаев не только уплотнением, но и дополнительным усилением объема обоймы армированием геотекстильной арматурой, включением в конструкцию обоймы геомембраны, бетонных упоров и других конструктивных элементов.

Армирование грунта - выполняется полотнищами геотекстильной арматуры, укладываемой при послойной отсыпке грунта, для усиления несущей способности при сопротивлении на сжатие и срез грунтовых массивов и восприятия части растягивающих напряжений в грунтовой обойме МГТ и в теле насыпи при недостаточной ее устойчивости. Армирование выполняется по расчету.

Армогрунтовая мембрана (геомембрана) - конструкция, состоящая из грунтового слоя в замкнутой оболочке из армирующих полотнищ, предназначенная для восприятия растягивающих напряжений и равномерного распределения давления на МГТ от вышележащих слоев грунта и полезной нагрузки.

Геотекстильная арматура - тканые и нетканые полотнища из синтетических материалов, плоские и объемные решетки из синтетических лент, пластины из вспененных пластиков, используемые для армирования грунтовых массивов.

Безнапорный режим работы МГТ - ламинарное течение воды при пропуске водного потока через МГТ в водопропускном сооружении с гарантированным обеспечением исключения возникновения турбулентности при расчетном и максимальном расходах.

Защитное покрытие МГС - изолирующий антикоррозионный слой цинка или алюминия, нанесенный на МГС, может быть дополнительно усилено обмазкой полимерными составами перед засыпкой МГТ.

Крепеж МГС - элементы болтового объединения МГС в конструкцию МГТ в виде болтов, гаек и шайб, имеющих форму поверхностей, прилегающих к конструкции, соответствующих кривизне гофра, и защитное антикоррозийное покрытие.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Обеспечение потребительских свойств водопропускных сооружений из металлических гофрированных структур (МГС)

4.1.1 Водопропускные сооружения с использованием гофрированных структур являются важнейшими конструктивными элементами автомобильных дорог. От их работы зависит общее состояние дороги и обеспечение безопасности движения по ней автотранспорта и охраны окружающей среды. Металлические гофрированные трубы (МГТ) применяются на автомобильных дорогах всех категорий.

4.1.2 Водопропускные МГТ следует использовать как для пропуска периодически действующих водотоков, так и для пропуска постоянных водотоков. Допускается применение МГС для удлинения существующих бетонных, железобетонных и каменных труб при уширении проезжей части и реконструкции дорог, а также для замены мостов и путепроводов.

4.1.3 Конструкции водопропускных сооружений из МГС работают только совместно с грунтом засыпки (система «МГТ - грунтовая обойма»), что достигается конструктивным решением грунтовой обоймы с требуемым уровнем плотности грунта, с армированием обоймы в необходимых случаях и строгим соблюдением технологии.

4.1.4 Проекты водопропускных сооружений с применением МГС должны строго соответствовать положениям Федерального закона «О техническом регулировании» , обладать обязательным набором потребительских свойств и удовлетворять требованиям, предъявляемым к этим потребительским свойствам:

- безопасности;

- надежности;

- долговечности;

- ремонтопригодности;

- экологичности;

- экономичности;

- эстетичности.

Все эти свойства взаимосвязаны и взаимозависимы и должны обеспечиваться одновременно за счет реализации мероприятий, предусмотренных действующими нормативными требованиями и методическими рекомендациями, изложенными в настоящем документе.

4.2. Основные требования к обеспечению безопасности сооружений из МГС

4.2.1 Безопасность металлических гофрированных труб (МГТ) должна быть обеспечена на всех стадиях их жизненного цикла при изготовлении, хранении, транспортировке, монтаже, эксплуатации, ремонтах, реконструкции и утилизации и гарантироваться достоверными данными изысканий в проекте и строительном производстве, техническими и технологическими решениями, применением качественных материалов, обоснованием расчетами, квалифицированными действиями строителей и эксплуатационников, а также мониторингом проектирования, строительства и эксплуатации.

4.2.2 Безопасность применения на автомобильных дорогах водопропускного сооружения с МГТ должна соответствовать требованиям СНиП 2.05.02-85*, СНиП 2.05.03-84*, других нормативных документов, и в части выполнения основной функции - исключения негативного влияния поверхностного стока воды на автостраду, это обеспечивается жестким ограничением режимов протекания воды с исключением турбулентности, способной провоцировать гидравлический удар и резонансные колебания системы «труба - насыпь», что достигается только при безнапорном пропуске максимального расхода (п. 6.7.1). В связи с этим обязательными являются:

- выполнение гидравлических расчетов всего водопропускного тракта, включая подходное и выходное русло, регуляционные и укрепительные сооружения и конструкции на них, входной и выходной оголовки, контуры и продольные профили, включая отверстия МГТ (п. 6.7, приложение Е);

- достоверность исходных данных для определения расчетного и максимального расхода стока (п. 6.1.2), определяемых с учетом возможного увеличения площади водосбора при сооружении насыпи и водоотводов от нее (см. приложение Е, рис. Е.6);

- назначение диаметра МГТ, гарантирующего исключение возможности образования подпора (6.7.1, 6.7.4), и безнапорный пропуск для «коротких» и «длинных» труб расчетного и максимального расходов за счет ограничения уровня горизонта воды в трубе величиной 0,75 и 0,90 диаметра отверстия МГТ (6.2.2; 6.7.3);

- ограничение при проектировании максимального продольного уклона лотка МГТ величиной менее 0,05 (п. 6.1.6);

- обеспечение в проектных решениях формирования плавного сжатия потока в пределах переходных участков - входного и выходного оголовков, исключающих возможность появления затопленного водослива и возникновения бурного протекания воды на входе и на выпуске из МГТ (приложение Е, п. Е.1);

- устройство лотка в трубе, предназначенного для защиты антикоррозионного покрытия металла трубы от истирания твердым стоком, должно гарантировать исключение появления местных завихрений потока (п. 6.4).

4.2.3 Основными гарантиями безопасности применения сооружений из МГС на автомобильных дорогах в части требований к материалам являются жесткое соблюдение соответствия физико-механических параметров металла МГТ условиям работы будущей МГТ (п. п. 5.1.1 и 5.1.5) и правильный выбор расчетных параметров (п. 5.1.7). В части требования к материалам грунтовой засыпки МГТ безопасность применения такого типа водопропускных сооружений обеспечивается использованием грунтов, исключающих процессы пучения и обладающих достаточной прочностью (п. 5.5.1).

4.2.4 Важнейшим условием обеспечения безопасности применения сооружений с МГТ является их проектирование на основе полных достоверных исходных данных, полученных в результате натурных изысканий (п. 6.1) с детальными расчетами (п. 6.2) и проработкой выбора конструктивных решений (п. п. 6.3, 6.4, 6.5, 6.6).

4.2.5 При выполнении строительно-монтажных работ по строительству водопропускных сооружений с МГТ безопасность как потребительское свойство таких сооружений обеспечивается соблюдением технологии выполнения работ при устройстве основания, монтаже МГТ и оголовков, устройстве грунтовой (армогрунтовой) засыпки и возведения насыпи со всеми укрепительными и защитными конструктивными элементами (п. п. Водопропускное сооружение с МГТ является композитным комплексом грунтовых, армирующих и металлических элементов, каждый из которых выполняет свою функцию при совместной работе, поэтому безопасность такого комплекса прямо зависит от работоспособности и состояния каждого элемента. В процессе ведения строительно-монтажных работ должны также соблюдаться требования СНиП по безопасности труда в строительстве и требования ГОСТов: ГОСТ 12.3.005-75 ССБТ, ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ, ГОСТ 12.4.086-79* ССБТ, ГОСТ .

4.2.6 Безопасность сооружений с применением МГТ при строительстве автомобильных дорог должна гарантироваться надлежащим контролем качества при приемке работ. Система контроля качества на всех этапах ведения строительства (п. п. водопропускных сооружений с использованием МГС должна обеспечивать гарантии безопасности эксплуатации на весь период существования сооружения с полной оценкой видимых и скрытых работ, что требует особого внимания к полноте оформления актов на скрытые работы, оценке качества антикоррозирующих покрытий МГС, приемочному контролю МГС, технологическим регламентам перевозки, складирования и монтажа МГС, геосинтетической арматуры, а такие своевременности ведения технического надзора за сооружением грунтовой (армогрунтовой) обоймы.

4.3. Обеспечение надежности, долговечности и ремонтопригодности водопропускных сооружений с МГТ

Водопропускное сооружение с применением МГС является подсистемой в большой технической системе «Автомобильные дороги» и для нормальной эксплуатации дороги должно обладать надежностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

4.3.1 Надежность МГТ должна обеспечиваться в проектах и при строительстве и при эксплуатации во всех трех ее составляющих - функциональной, конструкционной и информационной.

Функциональная надежность должна быть гарантирована в виде безаварийной работы МГТ во всех возможных для данной автомобильной дороги условиях - при обычном расчетном паводке и нагрузках, при вероятных экстремальных ситуациях в течение всего расчетного срока эксплуатации (п. п. 6.2, 6.5, 6.6, 6.7).

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10