ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
МИНТРАНСА РОССИИ
(РОСАВТОДОР)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНСПЕКЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ МВД РОССИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОГРАЖДАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ НА МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЯХ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Согласовано                                                                           Утверждены

Зам начальника ГИБДД МВД России                              первым заместителем

___________ В.А. Федоров                                                Минтранса России

5.05.2001 г.                                                                         В.Г. Артюховым

(Распоряжение № 114-р

от 7 05 2001 г)

Москва 2001

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

С выходом отраслевых дорожных норм «ОДН 218.012-99». Общие технические требования к ограждающим устройствам на мостовых сооружениях, расположенных на магистральных автомобильных дорогах» [1] остро встал вопрос о конструкциях ограждений, удовлетворяющих требованиям норм. В настоящее время ни одно из применяемых на мостовых сооружениях ограждений не имеет официально утвержденных показателей их функциональных свойств, согласно которым можно осуществить выбор конструкций. Это касается и стандартных конструкций по ГОСТ 26804-86. «Ограждения дорожные металлические барьерного типа» [2], и конструкций по типовым проектам (серия 3.503.1-81; инв.№ 1318/6, СДП или [3]), и конструкций, близких к типовым или стандартным, нашедших широкое применение. Отсутствие технических требований к ограждениям не только усложняет выбор конструкций под ОДН 218.012-99, но и заставляет сомневаться в пригодности типовых и стандартных конструкций.

В качестве основных характеристик мостовых ограждений (пока только для дорог I технической категории) па сегодня официально приняты:

· удерживающая способность (кДж) - максимальное значение энергии движения автомобиля в момент контакта с ограждением, которая может быть воспринята (энергоемкость);

· высота ограждения, назначаемая из условия устойчивости против опрокидывания расчетного (для дороги той или иной категории) автомобиля;

· прогиб ограждения - максимальная величина смещения продольного направляющего элемента (балки) в поперечном направлении при расчетном воздействии в момент наезда;

· реакция ограждения - предельная допустимая величина поперечной перегрузки на водителя (пассажира) и перевозимый груз при столкновении автомобиля с ограждением.

Из указанных параметров лишь требования по высоте ограждений содержатся в нормах на проектирование и типовых проектах, в соответствии с которыми в России устраивали барьерные и парапетные ограждения в течение многих лет [4].

В настоящих Рекомендациях авторы постарались устранить указанный пробел: для всех ограждений, которые рекомендованы к применению на мостовых сооружениях, даны характеристики, достаточные для принятия решения о возможности установки той или иной конструкции ограждений в определенных условиях.

Целью Рекомендаций является определение области применения стандартных, разработанных на базе стандартных и типовых конструкций ограждений, а также выявление возможности реализации этими конструкциями требований, предъявляемых к ограждениям, устанавливаемым на мостовых сооружениях.

В основу определения параметров различных конструкций, и в первую очередь удерживающей способности, положены методики их расчета, разработанные по результатам экспериментальных работ 1976-1979 гг. (Союздорнии [5], [6], [7], [8], [9]), 1982, 1995 и 1999 гг., Росдорнии [1], [10], [11]) с учетом материалов натурных испытаний различных конструкций в нашей стране и за рубежом.

Рекомендации разработаны творческим коллективом в составе: к.т.н. В.И.Шестерикова (руководитель работ, ГП Росдорнии), к.т.н. И.Д Сахаровой (Союздорнии), к.т.н. Е.П.Коншина (НИЦ ГИБДД), к.т.н., с.н.с. Б.Н.Баварова (Росавтодор), С.А.Соболева (ГУ ГИБДД МВД России), инж. С.А.Заворотного (Волгоградский ПТЦ Росдорнии).

Рекомендации могут быть использованы при выборе конструкций для мостовых сооружений не только на общей сети автомобильных дорог, но и в городах.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. В зависимости от расположения в пределах мостового полотна конструкции ограждений подразделяются на установленные:

·       между проезжей частью и тротуаром (служебным проходом);

·       на краю стороны сооружения без тротуаров (служебных проходов);

·       на разделительной полосе.

По классификации ГОСТ 26804-86 указанные конструкции являются односторонними (наезд возможен только с одной стороны). Конструкции, устанавливаемые на разделительной полосе, могут быть двусторонние.

1.2. По внешнему виду конструкции ограждений подразделяют на ограждения бордюрного, парапетного и барьерного типов*⁾ (в дальнейшем - бордюрные, парапетные и барьерные ограждения - формулировка СНиП 2.05.03-84).

*⁾ Формулировка ГОСТ 26804-86.

Бордюрные ограждения (бордюр) - элемент мостового полотна, обозначающий границу проезжей части и препятствующий выезду транспортных средств за ее пределы. К бордюрам относятся элементы (например, бордюрные камни) высотой до 50 см с вертикальной стенкой либо иной конфигурации, при которой сохраняется условие взаимодействия колеса с бордюром, характерное для вертикальной поверхности (см. Приложение).

Парапетное ограждение - элемент мостового полотна в виде стенки высотой более 50 см, устанавливаемой на границе проезжей части. В СНиП 2.03.05-84 первоначально высота парапетных ограждений была принята равной 60 см. Появление новых транспортных средств (по сравнению с периодом конца 70-х годов) с иными геометрическими и весовыми параметрами, новыми характеристиками системы подрессоривания автомобиля привело к увеличению минимальной высоты парапетных ограждений до 75 см - редакция СНиП 2.05.03-84* 1996г.

Барьерное ограждение - элемент мостового полотна, устанавливаемый по границам проезжей части и имеющий непрерывную направляющую балку (планку), прикрепленную к стойкам, т.е. для барьерных ограждений обязательно наличие стоек и продольных балок. По степени податливости барьерные ограждения могут быть жесткими с железобетонными стойками и продольными брусьями, полужесткими с деформирующимися стойками и гибкими балками и гибкими с тросовыми направляющими элементами. В настоящей работе из барьерных ограждений рассмотрены только наиболее эффективные для мостовых сооружений - полужесткие ограждения. Причем акцент сделан на отечественные барьерные ограждения, в основном разработанные на базе стандартных конструкций, прошедших всесторонние исследования.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВИЙ ДВИЖЕНИЯ

Характеристики участков дороги с мостовым сооружением с различными условиями движения фактически являются расшифровкой требований табл. 10 и 46 СНиП 2.05.02-85 (табл. 1).

Таблица 1

Изменение одного из трех параметров ведет к изменению условий движения.

В табл. 1 обозначено:

α - продольный уклон на мосту и подходах;

R - радиус кривой в плане мостового сооружения,

N - уровень загрузки участка дороги.

Для мостовых сооружений (МС) длиной свыше 200 м класс условий движения повышается, для малых мостов (длина до 25 м) - понижается.

Например:

1. Условия движения на МС длиной свыше 200 м, располагающемся на участке дороги с легкими или затрудненными условиями движения, следует принимать как затрудненные или тяжелые соответственно.

2. Условия движения на МС длиной до 25 м, располагающемся па участке дороги с затрудненными или опасными условиями движения, следует принимать как легкие или затрудненные соответственно.

3. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ ОГРАЖДЕНИЙ

В настоящее время основные общие требования имеются только для ограждений применительно к мостовым сооружениям на дорогах I технической категории (четыре полосы движения и более), которые приведены в ОДН 218.012-99. Часть этих требований справедлива для ограждений, устанавливаемых на мостовых сооружениях дорог всех категорий: общие требования, требования назначения, требования надежности, допустимые прогибы, требования по установке и защите от коррозии. Однако для мостов с двумя полосами движения некоторые требования отличаются. Требования для мостовых ограждений, устанавливаемых на сооружениях с двумя и более полосами движения (категория дороги I-IV), приведены ниже.

Высоту ограждений принимают в соответствии с требованиями табл. 2

Таблица 2

При расчетном наезде автомобиля на барьерное ограждение [9] склонение верха стоек, а следовательно сужение габарита служебного прохода или тротуара шириной 1,0 м, не должно превышать 0,5 м. При ширине тротуара более 1,0 м сужение пешеходного габарита не должно превышать 0,75 м. Указанные ограничения вызваны необходимостью обеспечения безопасности прохода пешеходов. Исходя из условия минимального повреждения автомобиля, конструктивно должно быть обеспечено требование ограничения смещения колеса за лицевую плоскость стойки величиной "в" (в - ширина ската). В частности, при расчетном наезде на стандартное ограждение с шагом стоек 2 м (Е = 150 кДж) переднее колесо грузового автомобиля смещается поперек оси ограждения после контакта со стойкой еще на величину около 0,3 м.

Удерживающая способность ограждений должна соответствовать требованиям табл. 3.

Таблица 3

*⁾ Указано значение энергии для автопоезда общим весом Q = 36 т.

Исходя из обеспечения надежности, следует дополнительно обеспечить требования по закреплению конструкций в плите проезжей части или других элементах мостового полотна (карнизе, цоколе, тротуаре и т.д.). При выборе ограждений для мостовых сооружений необходимо иметь в виду следующее:

а) конструкция ограждения не должна вызывать изменение закладных деталей балок, устанавливаемых при их бетонировании (закладная деталь и ее анкера рассчитаны на крутящий момент 4,0 тс.м);

б) конструкция ограждения не должна вызывать изменение типовых размеров железобетонной плиты или ее армирование; применяемые типовые железобетонные балки имеют такое сечение и армирование плиты, при которых на плиту можно передать крутящий момент (на длине 1 м) 4 тс.м на консольной части и 5 тс.м в средней части;

в) при закреплении конструкций болтами, пропускаемыми через всю толщину железобетонной плиты, в бетоне плиты не должно появляться напряжений, превышающих расчетные сопротивления на изгиб с коэффициентом условия работ 0,9 (усилие на отдельный болт не должно превышать 10 тс при толщине плиты 20 см и 6 тс при толщине плиты 15 см, включая усилие натяжения).

В 1995 г. ГП Росдорнии выпустило "Альбом технических решений по усилению (установке) ограждений на эксплуатируемых мостах", утвержденный Росавтодором и МВД РФ [11]. "Альбом" предусматривает в том числе использование барьерных ограждений для наращивания низких парапетов, т.е. допускает применение комбинированных ограждений. Расчетный наезд на подобные комбинированные ограждения не должен приводить к разрушению парапетов и повреждению слоев одежды у них.

К дополнительным требованиям, предъявляемым к барьерным ограждениям, следует отнести и требование «единообразия условий движения» на дороге и мостовом сооружении. То есть, если на дороге в качестве направляющего элемента бокового ограждения применен волновой профиль, то и на мостовом сооружении желательно использовать такой же профиль.

Исходя из особенностей конструкций пролетных строений, можно сформулировать и специальные конструктивные требования к ограждениям, устанавливаемым на мостовых сооружениях общей сети.

А. Парапетные ограждения

·       Форма лицевой поверхности парапетного ограждения должна быть такой, чтобы горизонтальное расчетное усилие от наезда расчетного автомобиля не превышало 200 kN (с учетом коэффициента надежности n=1,5 по [4]) для типовых конструкций.

·       В пролетных строениях индивидуального проектирования могут быть установлены парапетные ограждения с формой лицевой поверхности, вызывающей большее (до 250 kN) горизонтальное усилие.

·       Парапетное ограждение должно быть армировано продольной рабочей арматурой (предпочтительно Æ14¸18 клАIII) и хомутами, причем число промежуточных рядов продольной арматуры должно быть не менее двух при высоте парапетного блока до 60 см и не менее трех - при высоте до 80 см.

·       Длину блоков парапетных ограждений, прикрепляемых к закладным деталям с помощью сварки или болтами, целесообразно назначать равной 3 и 4 м с количеством мест крепления соответственно 4 и 5 (шаг 0,8 м).

Б. Барьерные ограждения

·       Сечение стоек барьерных ограждений, устанавливаемых на типовых пролетных строениях мостовых сооружений общей сети, следует назначать таким, чтобы момент сопротивления не превышал W=100 см³, а в пролетных строениях индивидуального проектирования - W£150 см³. Стойки крепят болтами к закладным деталям или подставкам (столикам), которые приваривают к закладным деталям в балках. При этом плоскость крепления стоек должна быть не ниже верха покрытия проезжей части.

·       В барьерных ограждениях в качестве направляющею элемента наиболее целесообразно использовать балки волнового профиля, стыкуемые на подходах с аналогичными профилями дорожного ограждения.

·       Барьерные ограждения с двухволновой балкой с целью увеличения удерживающей способности могут быть установлены на цоколь, бордюр или парапет. При этом расстояние от верха покрытия до низа продольной балки не должно быть больше 80 см, а лицевая плоскость балки должна располагаться к оси мостового сооружения ближе, чем верх парапета (бордюра, цоколя) с целью удержания легковых автомобилей весом менее 10 kN от опрокидывания и снижения вертикального ускорения.

4. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПАРАПЕТНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ

4.1. Парапет высотой H=60 см, наклон лицевой поверхности 7:1¸6,5:1 (рис. 1, б, удерживающая способность 200 кДж).

Применяют на мостовых сооружениях дорог IV категории с легкими и затрудненными условиями движения на дороге при наличии тротуаров или служебных проходов. Парапеты могут быть выполнены в монолитном и сборном вариантах. При монолитном исполнении парапет объединяют с пролетным строением арматурой, устанавливаемой при изготовлении балок (оставляют выпуски хомутов диаметром 6-8 мм с шагом 120-150 мм из стали кл. A-I) или перед бетонированием (устанавливают анкера Æ 12-14 из арматуры кл. A-II с шагом 200 мм в просверленные в бетоне отверстия). На вертикальной и наклонной поверхностях устраивают козырьки для заведения гидроизоляции со стороны проезжей части и со стороны тротуара (рис. 2а).

Рис. 1. Размеры бордюров (а) и парапетов (б), использованных в рекомендуемых конструкциях ограждений

При сборном исполнении парапета (рис. 2б) блоки изготавливают в заводских условиях и устанавливают на свежий цементно-песчаный раствор, уложенный поверх гидроизоляции. В блоках имеются окна для крепления с помощью сварки к закладным деталям, находящимся в балках под гидроизоляцией.

4.2. Парапет высотой Н=75 см, наклон лицевой поверхности 7:1¸6,5:1 (удерживающая способность 300 кДж, рис. 1, б).

Применяют на мостовых сооружениях с тротуарами на дорогах II, III и IV технических категорий при следующих условиях движения на дороге:

а) IV категории - опасные;

б) III категории - легкие и затрудненные;

в) II категории - легкие и затрудненные.

Рис. 2. Варианты устройства парапетных ограждений:

а - монолитное исполнение; б - сборное исполнение, 1 - покрытие на тротуаре; 2 - сборный железобетонный блок парапета; 3 - закладная деталь в парапете; 4 - бетон в пределах полосы безопасности; 5 - гидроизоляция; 6 -раствор под блоком; 7 - стыковочная полоса (пластина); 8 -закладная деталь в балке (гидроизоляция над закладной деталью вырезана); 9 - пропитанный бетону границы с закладной деталью

Как и в предыдущем случае, возможно сборное и монолитное исполнение железобетонных блоков.

Область применения парапетных ограждений с иной формой лицевой поверхности определяется дополнительными расчетами или испытаниями.

4.3. Парапетное ограждение на мостовых сооружениях без тротуаров

Типовая конструкция (Н=75 см; i=7 (6,5):1) может быть применена по краям пролетных строений без тротуаров при условии установки на парапет поручня в виде жесткой балки на стойках (рис. 3). Балки могут быть выполнены из коробчатого профиля, двутавра или трубы с сечением, имеющим момент сопротивления W»100 см³ (предпочтительней использование трубы диаметром не менее 120 мм). Момент сопротивления стоек должен находиться в пределах 50≤W_ст≤100 см³. Крепление стойки к парапету осуществляют с помощью болтов М-20 с "глухой" гайкой, прижимающих фланец к закладной детали. На один сборный блок парапета устанавливают не менее двух стоек, шаг стоек не должен превышать 3 м.

Указанную конструкцию ограждения общей высотой 1,1 м с удерживающей способностью E=300*⁾ кДж устраивают при следующих условиях движения на дороге:

а) IV категории - опасные;

б) III категории - любые,

в) II категории - легкие и затрудненные;

г) I категории - легкие.

*⁾ При изменении сечения и крепления парапета с поручнем из расчета по прочности на усилие N = 25 тс удерживающая способность составляет 400 кДж (ширина парапета по низу ³0,5 м).

Парапет высотой 60 см (см. п. 4.1) с поручнем на стойке высотой 40 см (общая высота 1,0 м) может быть установлен на сооружениях без тротуаров или служебных проходов на дорогах IV категории с легкими и затрудненными условиями движения (рис. 3 б).

Парапетные ограждения с поручнем общей высотой 1,1 м могут быть применены на сооружениях с тротуарами на дорогах II категории (при опасных условиях движения) и I категории при четырех полосах движения с легкими и затрудненными, а при изменении сечения - с опасными условиями движения.

Рис. 3. Рекомендуемые типовые парапетные ограждения с поручнем (для сооружений без тротуаров):

1 - парапет; 2 - дополнительный поручень; 3 - ниша для болта; 4 - болт М-24¸М27; 5 - закладная деталь; 6 - цементно-песчаный раствор; 7 - асфальтобетонное покрытие; 8 - гидроизоляция с защитным слоем

5. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ БАРЬЕРНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ НА БАЗЕ ГОСТ 26804-86

5.1. Конструкции по ГОСТ 26804-86 (рис. 4)

Применяют с шагом стоек от 1,0 до 3,0 м (1,0; 1,33; 1,5; 2,0; 3,0 м) стойки высотой 75 см из двутавра № 12, энергоемкость от 110 до 200 кДж (рис 5, а)

Устанавливают на мостовых сооружениях при следующих условиях движения на дорогах

·       IV категории - опасные - шаг стоек 1,33 м (Е_тр = 200 кДж);

·       III категории - легкие и затрудненные - шаг стоек соответственно 2,0 и 1,5 м (Е_тр = 125 кДж и Е_тр = 175 кДж);

Рис. 4. Ограждения по ГОСТ 26804-86:

а - в обычном исполнении; б - на цоколе

·        II категории - легкие и затрудненные - шаг стоек соответственно 2,0 и 1,33 м (Е_тр = 150 кДж и E_тр, = 200 кДж); (Е_тр - требуемая энергоемкость, табл. 3).