МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПОСТРОЙКЕ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ
ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

ВСН 176-78

Минтрансстрой СССР

МПС СССР

Утверждены

Министерством транспортного строительства СССР
и Министерством путей сообщения СССР
15 августа 1978 г.

Согласованы

Государственным комитетом Совета Министров СССР
по делам строительства 20 июня 1977 г. № 1-2079

МОСКВА 2001

ПРЕДИСЛОВИЕ

Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб (ВСН 176-78) разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) и его Новосибирским филиалом (СибЦНИИС) при участии Государственного всесоюзного дорожного научно-исследовательского института (СоюздорНИИ).

Авторы Инструкции: канд. техн. наук Г. Я. Волченков, Д. И. Гегелия, А. Г. Гулимов, В. П. Каменцев, Б. И. Нечаев, д-р техн. наук Н. А. Перетрухин, канд. техн. наук А. С. Потапов, Р. Е. Подвальный, Г. С. Рояк, Л. Н. Слоев, В. Л. Солнцева, В. П. Чернавский, К. Б. Щербина, О. А. Янковский, инж. Я. Н. Новиков, Н. А. Сафронова, П. Д. Стрельников.

В уточнении отдельных положений Инструкции принимали участие: инж. Е. А. Артамонов, Р. С. Клейнер (Ленгипротрансмост), инж. В. В. Гольшух (Минтрансстрой), канд. техн. наук А. Л. Брик (НИИмостов МПС), инж. М. Г. Раткевич, Ю. П. Куркин (СибЦНИИС), инж. В. В. Казаров, д-р техн. наук Н. М. Колоколов, канд. техн. наук А. М. Листов, Ю. Л. Мельников, К. В. Николаи, инж. С. В. Осина, В. Б. Пивина, канд. техн. наук В. П. Польевко, инж. А. Е. Щукарева, канд. техн. наук Е. А. Яковлева (ЦНИИС), д-р техн. наук С. Г. Веденкин, канд. техн. наук А. Д. Конюхов (ЦНИИ МПС), инж. О. С. Шебякин (ЦП МПС), инж. П. 3. Нечаев (ЦУЭП МПС).

К изданию подготовил канд. техн. наук О. А. Янковский.

Министерство транспортного строительства (Минтрансстрой) СССР, Министерство путей сообщения (МПС) СССР	Ведомственные строительные нормы	ВСН 176-78
		Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб	Минтрансстрой СССР, МПС СССР
				Взамен ВСН 176-71

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Инструкция распространяется на проектирование и постройку металлических гофрированных одно- и многоочковых водопропускных труб диаметром до 3 м на железных и автомобильных дорогах, включая дороги промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также на дорогах и на улицах городов и поселков.

При разработке проектов должны соблюдаться требования нормативных документов, утвержденных Госстроем СССР или согласованных с ним, а также требования государственных стандартов.

1.2. Проектирование металлических гофрированных труб следует осуществлять исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства, с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства.

1.3. При проектировании и строительстве труб в районах с расчетной минимальной температурой (средней температурой воздуха наиболее холодных суток) ниже минус 40°С необходимо учитывать дополнительные требования, содержащиеся в настоящей Инструкции.

1.4. Совместная работа конструкции трубы и грунта (система «конструкция-грунт») должна достигаться устройством специальной призмы засыпки, уплотняемой до заданной плотности (см. п. 4.14).

1.5. Металлические гофрированные трубы следует использовать для пропуска периодически действующих водотоков (при строительстве новых железных и автомобильных дорог).

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС)

Утверждены Министерством транспортного строительства СССР и Министерством путей сообщения СССР 15 августа 1978 г.

Срок введения в действие - с 1 октября 1978 г.

Применение гофрированных труб на постоянных водотоках допускается при отсутствии наледеобразования на железных дорогах в районах со средней январской температурой наружного воздуха выше минус 5°С и на автомобильных дорогах III-V категорий, временных железнодорожных обходах.

Допускается удлинение гофрированных труб при строительстве вторых путей железных дорог.

1.6. Использование гофрированных труб на водотоках при наличии ледохода, карчехода, селевых потоков и наледеобразования не допускается.

1.7. Металлические гофрированные трубы на косогорах разрешается применять при условии устройства их с уклоном не более 0,03 на железных дорогах и 0,05 на автодорогах и сооружения на входе и выходе из трубы колодцев, быстротоков и других конструкций.

1.8. Отверстия труб должны рассчитываться исходя из безнапорного режима работы сооружения.

На автомобильных дорогах допускается полунапорный и напорный режимы при условии обеспечения водонепроницаемости швов в металлоконструкциях и устойчивости насыпи против фильтрации и согласования с соответствующим министерством автомобильных дорог.

Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы над горизонтом воды в трубе при расчетном расходе и безнапорном режиме должно быть на железных дорогах не менее 1/4 высоты трубы в свету. Заполнение входного сечения трубы при расчетном расходе и безнапорном режиме на автомобильных дорогах должно быть не более высоты трубы, а на железных дорогах при наибольшем расходе - 0,9 высоты трубы.

1.9. Отверстия труб назначают не менее 1 м, а при длине трубы свыше 20 м - не менее 1,25 м (при длине труб свыше 20 м на железных дорогах рекомендуется отверстие не менее 1,5 м).

На автомобильных дорогах III-V категорий и временных железнодорожных обходах допускается применять трубы с отверстием 1 м при длине их не более 30 м.

Отверстия труб в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С должны быть не менее 1,5 м.

1.10. Наименьшую толщину засыпки над звеньями труб следует принимать равной:

на железных дорогах - 1,2 м до подошвы рельса (0,5 м до бровки насыпи);

на автомобильных дорогах, а также на дорогах и на улицах городов и поселков - 0,5 м до низа дорожной одежды;

на внутренних железнодорожных путях промышленных и сельскохозяйственных предприятий - 1 м до подошвы рельса (0,5 м до бровки насыпи).

Толщина засыпки над трубой в период строительства должна обеспечивать возможность пропуска строительных машин и механизмов, а также подвижного состава (см. п. 5.82).

1.11. Основные размеры труб должны назначаться с учетом унификации металлоконструкций (гофрированных элементов, секций, крепежа).

1.12. Внутренняя и наружная поверхности труб должны иметь основное защитное антикоррозионное покрытие, а в случаях, указанных в п. 4.47, и дополнительные защитные антикоррозионные покрытия.

1.13. При проектировании сопряжения трубы с насыпью, а также с подводящей и отводящей частями русла следует предусматривать укрепление откосов насыпи и русла, специальные ограждающие устройства при опасности засорения труб, а в необходимых случаях специальные конструкции (водобойные колодцы, лотки), обеспечивающие устойчивость насыпей у труб и невозможность разрушения русла.

1.14. Расчет труб на воздействие водного потока на железных дорогах следует производить по гидрографам расчетного и наибольшего паводков, а на автомобильных дорогах - по гидрографам расчетного паводка.

Вероятности превышения расходов паводков и соответствующих им уровней воды на пике паводков на железных дорогах следует принимать:

расчетные - 1:100 (1%) для линий I и II категорий; 1:50 (2%) для линий III и IV категорий и подъездных путей;

наибольшие - 1:300 (0,33%) для линий I и II категорий;

1:100 (1%) для линий III и IV категорий.

Для труб на подъездных путях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, не допускающих перерыва движения по условиям технологии производства, вероятность превышения расчетных расходов и уровня воды следует принимать равной 1:100 (1%).

Вероятности превышения расходов паводков при проектировании труб на автомобильных дорогах следует принимать:

1:50 и 1:100 (2 и 1%) на дорогах I категории;

1:33 и 1:50 (3 и 2%) на дорогах II и III категории и городских улицах;

1:20 и 1:33 (5 и 3%) на дорогах IV и V категорий.

Примечание. Для автомобильных дорог первая цифра означает вероятность превышения для районов с развитой (не менее 0,2 км дорог с твердым покрытием на 1 км2), а вторая - для районов с малоразвитой дорожной сетью.

Для железных дорог при пропуске наибольших расходов допускаемые скорости для расчета укреплений могут быть повышены на 35%.

При определении глубины размыва и размеров укреплений расчетные расходы (для учета возможных ошибок) увеличиваются на 30%.

1.15. Бровка земляного полотна на подходах к трубам должна быть не менее чем на 0,5 м выше отметки подпорного уровня, определяемого по наибольшему расходу для железных дорог и расчетному расходу для автомобильных.

Кроме того, уровень низа дорожной одежды должен соответствовать требованиям п. 5.4 главы «Автомобильные дороги» II части СНиП.

1.16. До начала производства работ строительная организация должна получить от заказчика техническую документацию, составленную и утвержденную в соответствии с указаниями глав «Мосты и трубы» II и III частей СНиП и «Инструкции по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ» (СН 47-74).

Рабочие чертежи сооружений должны содержать: физико-механические характеристики грунтов основания и грунтов засыпки (пластичность, максимальную стандартную плотность, оптимальную влажность, общий компрессионный модуль деформации, коррозионную активность воды и грунта), а для труб в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С также данные о мерзлотно-грунтовых условиях - глубину сезонного оттаивания-промерзания, температурный режим грунтов, в том числе температуру на уровне нулевых годовых амплитуд; данные о физико-механических свойствах грунтов в талом, мерзлом и оттаивающем состояниях (льдистость, теплофизические характеристики, просадочность при оттаивании и др.).

1.17. Для определения характеристик грунтов для засыпки труб и оснований, перечисленных в п. 1.16, в период изысканий закладываются шурфы для взятия образцов грунта по дну лога (если предполагается верхний слой грунта использовать в качестве основания), а также в местах расположения карьеров грунта для засыпки труб. Количество и глубину шурфов, расположенных по дну лога, определяют в зависимости от сложности инженерно-геологического строения основания насыпи и ее высоты. При этом следует руководствоваться указаниями главы «Инженерные изыскания для строительства» II части СНиП.

1.18. Изготовленные на заводе элементы труб, включая болты, гайки и шайбы, должны быть приняты ОТК и заводским инспектором Главмостроя с оформлением паспорта (приложение 1).

В период постройки труб акты приемки отдельных видов работ и в целом трубы следует составлять по формам, приведенным в настоящей Инструкции (приложения 2-7).

2. МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для элементов гофрированных труб следует применять листовые волнистые профили из углеродистой качественной конструкционной медистой стали марки 15сп, а для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, - из стали марки 09Г2Д по ТУ 14-2-207-76 Минчермета СССР. Механические свойства и химический состав сталей 15сп и 09Г2Д приведены в приложении 8.

2.2. Допускается при соответствующем обосновании и согласовании в установленном порядке применение сталей других марок.

2.3. Болты, гайки и шайбы следует изготавливать из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-74; допускается изготовление шайб из стали марки Ст.3 по ГОСТ 380-71*.

Для труб, эксплуатируемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, болты следует применять из сталей 35Х и 38ХА по ГОСТ 4543-71; допускается применение болтов из сталей марок 20, 30 и 35 по ГОСТ 1050-74.

2.4. Основное расчетное сопротивление R0 при действии осевых сил должно приниматься: для стали марки 15сп - 1900 кгс/см2, марки 09Г2Д - 2400 кгс/см2.

Расчетное сопротивление для болтовых соединений должно приниматься: на смятие кромок стыковых соединений для стали марки 15сп 3300 кгс/см2, для стали марки 09Г2Д 4200 кгс/см2; на срез болта нормальной точности класса 4,6; 5,6 и 8,8 соответственно 1300; 1500 и 2500 кгс/см2.

2.5. Для устройства подушки под трубу следует применять пески средней крупности, крупные, гравелистые, щебенисто-галечниковые и дресвяно-гравийные грунты, не содержащие обломков размером более 50 мм. Перечисленные грунты не должны содержать более 10% частиц размером менее 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером менее - 0,005 мм.

2.6. Для устройства грунтовой призмы вокруг труб, кроме перечисленных в п. 2.5 грунтов, допускается применять пески мелкие, не содержащие более 10% частиц размером меньше 0,1 мм, в том числе более 2% глинистых размером меньше 0,005 мм.

В районах, где исключается возможность интенсивных процессов пучинообразования на автомобильных дорогах, при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается отсыпка грунтовой призмы из глинистых грунтов, пригодных для возведения насыпей (при высотах последних до 8м).

2.7. Для основного антикоррозионного защитного покрытия металлических труб следует применять цинк марки ЦЗ по ГОСТ 3640-75.

2.8. Для дополнительного антикоррозионного защитного покрытия труб и их элементов следует использовать битумные мастики ненаполненные (пластбитулен, битудиен и пластбитудиен) и наполненные (битумно-минеральные и битумно-резиновые) и полимерные лакокрасочные материалы (эпоксидно-каучуковую краску или эпоксидно-полиамидную эмаль, или эпоксидно-каменноугольную эмаль).

2.9. Состав и свойства битумной грунтовки для покрытия труб должны соответствовать требованиям, приведенным в п. 4 приложения 9.

2.10. Наполненные битумно-резиновые мастики заводского изготовления марок МБР-65 и МБР-90 должны отвечать требованиям ГОСТ 15836-70. Состав и свойства этих мастик приведены в п. 1 приложения 9.

Допускается приготовление битумно-резиновых мастик марок МБР-65 и МБР-90 в условиях притрассовых строительных предприятий (полигонов) при соблюдении состава и обеспечении свойств, приведенных в пп. 1 и 2 приложения 9.

2.11. Наполненные битумно-минеральные мастики (битуминоли) марок Н-1 и Н-2, применяемые для дополнительной антикоррозионной защиты труб, по составу и физико-механическим свойствам должны отвечать требованиям, приведенным в п. 3 приложения 9.

2.12. Ненаполненные битумные мастики (пластбитулен, битудиен и пластбитудиен), предназначенные для дополнительной антикоррозионной защиты элементов гофрированных труб, по составу и физико-механическим свойствам должны отвечать требованиям, приведенным в п. 5 приложения 9.

2.13. В качестве материала для дополнительного защитного покрытия элементов труб, эксплуатируемых при наличии блуждающих токов, а также труб, предназначенных для районов с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С, следует применять: эпоксидно-каучуковую краску ЭКК-100 в сочетании с эпоксидно-каучуковым грунтом ЭКГ (номера ГОСТов и ТУ на составляющие приведены в приложении 10), эпоксидно-полиамидную эмаль ЭП-1155 (ТУ 6-10-1504-75 Минхимпрома СССР) или эпоксидно-каменноугольную эмаль ЭП-5116 (ТУ 6-10-1369-73 Минхимпрома СССР).

Допускается по согласованию с Минтрансстроем и МПС применение других лакокрасочных материалов, по своим свойствам отвечающих требованиям, предъявляемым к покрытиям для металлических гофрированных труб.

2.14. Для бетонных и железобетонных оголовков труб следует применять бетон и арматуру, соответствующие требованиям главы «Мосты и трубы» II части СНиП и «Указаний по проектированию железобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб» (ВСН 365-67).

2.15. Марка бетона лотка (на сжатие) должна быть не ниже 400. Марка бетона лотка по морозостойкости должна быть не ниже Мрз 200 для труб, расположенных в районах со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца выше минус 15°С, и не ниже Мрз 300 в остальных районах.

В состав бетона лотка должны входить заполнители крупностью не более 10 мм, а также комплексные добавки для повышения морозостойкости.

2.16. Бетон лотка в трубах, пропускающих агрессивные воды, должен соответствовать требованиям главы «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии» (пп. 3.3-3.11, кроме п. 3.5) II части СНиП.

2.17. Для устройства асфальтобетонного лотка в трубах следует применять литую песчаную асфальтобетонную смесь (состав и свойства смеси указаны в пп. 4.50-4.52 настоящей Инструкции).

Для приготовления асфальтобетонных смесей следует применять битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД 40/60, БНД 60/90 и БНД 90/130 или БН 60/90 и БН 90/130 по ГОСТ 22245-76, а также строительные битумы марок IV и V по ГОСТ 6617-76 (только для блоков), пески природные нефракционированные и фракционированные, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-67 (крупные, средние или мелкие), минеральные порошки активированные или неактивированные из карбонатных горных пород, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 16557-71.

3. РАСЧЕТЫ

3.1. Прочность и устойчивость стальных гофрированных труб должны быть обеспечены как в процессе эксплуатации сооружения, так и в период строительства.

3.2. При проектировании конструкций гофрированных труб необходимо:

производить расчет конструкции по предельному статическому равновесию с учетом неодинаковых вертикального и бокового давления грунта при возведении насыпи и степени уплотнения грунта по контуру трубы;

проверять общую устойчивость формы поперечного сечения трубы;

производить расчет стыковых соединений;

предусматривать ограничение гибкости трубы с учетом требований транспортирования и монтажа конструкции;

осуществлять гидравлические расчеты.

Расчет труб на прочность и устойчивость следует осуществлять согласно требованиям пп. 1-5 приложения 11.

Предельные деформации поперечного сечения трубы (предельные относительные изменения горизонтального или вертикального диаметров), рассчитываемые по формулам п. 3 приложения 11, не должны превышать 5%.

Основные принципы гидравлических расчетов гофрированных труб изложены в приложении 12.

3.3. При разработке проекта привязки металлических гофрированных труб к конкретным условиям строительства производят:

гидравлические расчеты;

расчет осадок и строительного подъема лотка трубы;

конструирование и расчет приспособлений, обеспечивающих ограничение поперечных деформаций трубы на стадии засыпки и уплотнения боковых призм грунта.

3.4. Расчет осадок труб для точек под осью насыпи при отсутствии вечномерзлых грунтов в основании следует производить согласно п. 6 приложения 11 с использованием исходных параметров - модуля деформации и объемной массы грунта, мощности геологических слоев в основании, а также высоты насыпи. Расчет осадок на оттаивающих вечномерзлых грунтах производится согласно настоящей Инструкции.

При проектировании труб должны учитываться результаты проверки обеспечения стабильности насыпи, выполняемой при проектировании земляного полотна.

3.5. Расчет осадок труб, в основании которых сжимаемые грунты подстилаются несжимаемыми (например, скальными), следует производить согласно п. 6 приложения 11 в зависимости от высоты насыпи и глубины залегания несжимаемых грунтов.

3.6. Строительный подъем назначают исходя из расчетной осадки под осью насыпи (см. п. 6 приложения 11) с учетом уклона и длины трубы. Наименьшее значение строительного подъема должно быть не менее 1/80Н при песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания, 1/50H при глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания и 1/40H при грунтовых подушках из песчано-гравелистой или песчано-щебенистой смесей (Н - высота насыпи). Строительный подъем не устраивают для труб, сооружаемых на скальных и других несжимаемых грунтах.

3.7. Во избежание застоя воды отметка лотка входного оголовка в начальный период эксплуатации и после стабилизации осадок основания должна быть выше отметки лотка среднего звена трубы.

3.8. При укладке труб на промороженное основание отметки лотка должны быть увеличены с учетом дополнительной осадки, вызываемой оттаиванием мерзлого грунта (см. п. 4.21).

3.9. В процессе отсыпки и уплотнения грунтовых призм по бокам конструкции относительное уменьшение горизонтального диаметра не должно превышать 3% его номинального размера.

3.10. Проверку необходимости устройства временных креплений на стадии отсыпки и уплотнения боковых призм грунта следует выполнять по методике, приведенной в п. 8 приложения 11.

Проектировать крепление следует так, чтобы оно включалось в работу только после трехпроцентного уменьшения горизонтального диаметра трубы.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1. Металлическая гофрированная труба должна быть запроектирована таким образом, чтобы была обеспечена совместная ее работа с окружающим грунтом насыпи.

4.2. Конструкция водопропускной трубы из гофрированной стали должна обеспечивать:

эксплуатационную надежность сооружения при наименьших затратах на его содержание в течение всего срока службы;

возможность изготовления элементов с максимальной заводской готовностью;

сборку трубы на строительной площадке при наименьших затратах труда;

удобство перевозки элементов труб различными видами транспорта, в том числе воздушным.

4.3. В качестве основного типа следует применять трубы с вертикальным или скошенным параллельно откосу насыпи торцом концевого звена (рис.1, а, б).

4.4. В отдельных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается (кроме районов с наличием вечномерзлых грунтов) применение оголовков (см. рис. 1, в, г) для увеличения водопропускной способности трубы (вместо сооружения трубы с большим отверстием). Конструкция оголовков должна обеспечивать надежное сопряжение их с металлической трубой при минимальном зазоре между трубой и оголовком, исключающем возможность неравномерных осадок.

Для труб, строящихся на скальных, крупнообломочных и других непучинистых грунтах, следует применять оголовки во всех строительно-климатических зонах.

4.5. Глубина заложения фундаментов оголовков труб на скальных грунтах, на гальке и гравии, щебенистых, гравелистых песках и песках средней крупности не нормируется. Глубина заложения при всех прочих грунтах должна быть не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания с учетом местных условий.

4.6. Фундаменты оголовков на пучинистых грунтах следует рассчитывать с учетом воздействия касательных сил морозного пучения грунта в соответствии с нормами главы «Основания зданий и сооружений» (см. приложение 6) II части СНиП.

4.7. При решении вопроса о расположении труб следует предусматривать укладку их на прочные и устойчивые основания.

Вынос труб на склон лога на железных дорогах допускается только при специальном обосновании.

Рис. 1. Схемы конструкций труб с верховой стороны насыпи:

1 - подушка основания; 2 - укрепление откоса; 3 - противофильтрационный экран; 4 - портальная стенка; 5 - откосные крылья

Рис. 2. Схемы размещения труб на косогорах:

1 - труба; 2 - укрепление русла камнем, плитами или бетоном; 3 - цементно-грунтовая смесь; 4 - подушка; 5 - рисберма; 6 - отсыпка из камня размером 30-60 см в объеме 30% с заполнением пустот мелким камнем; 7 - быстроток (каменный, бетонный, железобетонный); iл - уклон лога; iт - уклон трубы

4.8. Металлические гофрированные трубы на косогорах надлежит укладывать по одной из следующих схем (рис. 2):

1) на естественное основание с уклоном, близким уклону лога (см. рис. 2, а);

2) со срезкой грунта и уположением основания под трубу (см. рис. 2, б);

3) в теле насыпи с расположением выхода из трубы выше дна лога (см. рис 2, в).

На железных дорогах 2-ю и 3-ю схемы допускается применять в отдельных случаях только по согласованию с МПС

Во всех трех схемах уклон трубы не должен превышать 0,03. При сооружении труб по 1-й и 2-й схемам на автомобильных дорогах допускается уклон трубы увеличивать до 0,05. Минимальный уклон трубы определяется на основании технико-экономических расчетов.

1-я схема рекомендуется при уклонах лога менее 0,03, 2-я-при уклонах от 0,03 до 1/3, для 3-й схемы уклон не ограничивается.

При сооружении труб по 3-й схеме насыпи под ними следует отсыпать из скальных пород (размер комьев не более 60 см) устойчивых против выветривания. Под выходной частью трубы следует устраивать дренирующую отсыпку (обратный фильтр), препятствующую вымыванию (выносу) частиц грунта по подошве насыпи.

На выходе из труб, укладываемых по 3-й схеме, следует устраивать берму. Тип и размеры укреплений откосов насыпи определяются в соответствии с гидравлическими расчетами, приведенными в приложении 12.

Трубы по 2-й схеме целесообразно применять при малых высотах насыпи.

Выбор схемы укладки труб на косогорах следует производить на основе технико-экономических расчетов.

4.9. Конструкция основания металлических гофрированных труб должна отвечать принципиальным схемам, приведенным на рис. 3.

Подушку под трубу необходимо устраивать в тех случаях, когда основание сложено глинистыми, скальными и песчаными пылеватыми грунтами.

Материал подушки должен отвечать требованиям п. 2.5 настоящей Инструкции. Толщина подушки должна быть равна 0,2D, но не менее 0,4 м; ширина - Dп+l(n-1)+1 м (п - число очков; D - диаметр трубы, м; l - расстояние в свету между трубами, м).

4.10. При необходимости замены слабого грунта в основании глубину заменяемого грунта hз следует определять расчетом исходя из условия обеспечения несущей способности нижележащего грунта (по СН 200-62) или по расчету осадок (см. гл. 3 настоящей Инструкции). Ширину полосы заменяемого грунта в этом случае надо принимать равной: для одноочковых труб D+2hз, но не менее 4 м, а для многоочковых - Dn+l(n- l)+2hз (см. рис. 3, г).

Применение трубы с заменой грунта на глубину более 2 м должно обосновываться технико-экономическими расчетами.

4.11. Гофрированные трубы следует укладывать в ложе цилиндрического очертания, вырезанное в слое грунта (нулевом слое) толщиной, обеспечивающей центральный угол опирания конструкции не менее 90°. Нулевой слой грунта должен быть отсыпан из материала, которым засыпается труба (см. п. 2.6 настоящей Инструкции), и уплотнен до 0,95 максимальной стандартной плотности.

Рис. 3. Конструкция основания:

а - с устройством верхней части подушки после укладки трубы; б - с предварительным устройством ложа, в - с отсыпкой нулевого слоя и устройством ложа; г - с заменой грунта; 1 - часть подушки, отсыпанная до укладки трубы; 2 - то же после укладки тpубы; 3 - нулевой слой; 4 - крупнообломочный грунт; ? - угол опирания трубы при установке ее на плоское основание, принимаемый 120°; ?1 - угол опирания трубы на грунтовое ложе, принимаемый равным 90°

Допускается (при уплотнении трамбующими машинами) трубы диаметром 1,5 м и менее устанавливать непосредственно на поверхность подушки и затем подбивать грунт в нижние пазухи трубы ручными электротрамбовками с подштыковкой, обеспечивая центральный угол опирания конструкции не менее 120°. Грунт подушки должен быть уплотнен до 0,95 максимальной стандартной плотности. Подбивку следует осуществлять грунтом, используемым для засыпки труб.

4.12. Нулевой слой грунта, в котором устраивается ложе, можно отсыпать непосредственно на естественное основание (удаляя только растительный покров), если оно сложено песчаными (кроме пылеватых) или крупнообломочными грунтами. В этом случае естественное основание под трубой должно быть уплотнено по всей длине конструкции и на ширине не менее 4 м.

4.13. Для предотвращения подмыва основания трубы (при наличии подушки и без нее) следует предусматривать по концам конструкции противофильтрационные экраны из железобетона, бетона, цементно-грунтовой или глинощебеночной смесей. При этом должна быть предотвращена возможность скопления воды в подушке.

Железобетонные и бетонные экраны следует применять для труб, сооружаемых на мелкопесчаных основаниях. Глубина заложения железобетонных и бетонных экранов должна быть не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания с учетом местных условий.

Противофильтрационные экраны из цементно-грунтовой или глинощебеночной смесей применяют для труб, сооружаемых на глинистых грунтах. Эти экраны должны укладываться на ширину подушки, иметь длину вдоль оси трубы не менее 2 м и глубину не менее 0,7 глубины сезонного промерзания и не менее толщины подушки в средней части трубы.

При сооружении труб на основании из крупнопесчаных, скальных и крупнообломочных грунтов применяют цементно-грунтовые, глинощебеночные или бетонные экраны с глубиной заложения, равной толщине подушки.

4.14. Грунтовая призма вокруг гофрированных труб (рис. 4) на ширине не менее 4 м с каждой стороны трубы и высотой не менее 0,5 м над верхом конструкции должна быть отсыпана грунтами в соответствии с требованиями п. 2.6 настоящей Инструкции. Для пропуска тяжелых строительных машин толщина засыпки над верхом трубы должна быть увеличена согласно п. 5.82. Грунт засыпки следует отсыпать и тщательно уплотнять (коэффициент уплотнения не ниже 0,95) по технологии, изложенной в пп. 5.68-5.84.

Рис. 4. Конструкция грунтовой призмы металлических гофрированных труб:

1 - нулевой слой; 2 - подушка; 3 - откос насыпи при сооружении труб в прогале; 4 - грунтовая призма; 5 - требуемый уровень грунтовой призмы (засыпки) трубы; ? - угол опирания трубы на грунтовое ложе, принимаемый равным в зависимости от способа укладки 90-120° (см. рис. 3)

4.15. Продольный профиль трубы следует устраивать со строительным подъемом в соответствии с указаниями пп. 3.6-3.8.

При укладке песчано-гравийной подготовки под трубу на сезонно-мерзлый грунт с глубиной промерзания 1 м и более следует увеличивать строительный подъем лотка в расчете на дополнительную осадку при оттаивании грунта основания;

осадка определяется на основании данных об относительном сжатии грунтов.

4.16. В многоочковых трубах расстояние в свету между звеньями назначается равным 1-1,2 м (для удобства отсыпки и уплотнения грунта до требуемой плотности). Количество рядом уложенных труб не ограничивается.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ТРУБ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ И ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

4.17. Водопропускные трубы следует проектировать, соблюдая нормы и требования действующих нормативных документов: глав «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» и «Земляные сооружения» соответственно II и III частей СНиП, «Технических указаний по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты» (ВСН 61-61); «Указаний по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог» (ВСН 449-72) с учетом свойств грунтов слоя сезонного промерзания (оттаивания) и вечномерзлых грунтов при оттаивании и в соответствии с требованиями настоящей Инструкции.

4.18. Трубы следует проектировать с учетом степени относительного сжатия вечномерзлого грунта основания при оттаивании (табл. 1) и характеристик грунтов слоя сезонного промерзания (оттаивания).

4.19. Расчеты по прогнозу температурного режима в зоне теплового влияния трубы на периодически действующих водотоках рекомендуется выполнять в соответствии с приложением 13.

Результаты расчетов используются при проектировании оснований труб и фундаментов оголовков.

4.20. На вечномерзлых грунтах трубы разрешается применять, как правило, при грунтах I и в отдельных случаях при низкотемпературных грунтах II категории просадочности при условии, что суммарная величина осадки грунтов основания в оттаявшем состоянии может быть компенсирована величиной строительного подъема.

Таблица 1

Категория просадочности	Тип основания, относительное сжатие грунта ?	Виды грунтов основания
I	Слабосжимаемое (прочное) ? ? 0,05	Основания, сложенные скальными породами, крупнообломочными и песчаными грунтами, а также глинистыми грунтами твердой и полутвердой консистенции после оттаивания
II	Среднесжимаемое 0,05 ? ? ? 0,1	Основания, сложенные глинистыми грунтами тугопластичной и мягкопластичной консистенции, а также песчаными или крупнообломочными грунтами при наличии включений прослоев или линз льда
III	Сильносжимаемое (слабое) 0,1 ? ? ? 0,4	Основания, сложенные глинистыми грунтами текучепластичной и текучей консистенции, а также песчаными или крупнообломочными грунтами с включением прослоев или линз льда; мари с мощностью торфа до 1 м
IV	Просадочное ? >0,4	Участки с наличием подземного льда; мари с мощностью торфа более 1 м

При этом конструкция трубы должна соответствовать обычным нормам с учетом требований пп. 4.5-4.10 настоящей Инструкции.

4.21. Расчетная величина осадки и строительного подъема определяется согласно

п. 7 приложения 11 и п. 4.25 настоящей Инструкции.

4.22. При грунтах высокотемпературных1 II категории просадочности и высоко- и низкотемпературных грунтах III и IV категорий просадочности следует разрабатывать индивидуальные проекты труб с учетом величины расчетной осадки и обоснованием принятых решений технико-экономическими расчетами.

1 Грунты, имеющие температуру на глубине нулевых амплитуд (глубина, на которой температура вечномерзлого грунта в течение года остается постоянной) минус 1°С и выше, относятся к высокотемпературным, ниже минус 1°С - к низкотемпературным.

При этом на железных дорогах строительство труб допускается только по согласованию с МПС.

4.23. Если требуется устройство подушки под трубу, то конструкция ее должна соответствовать схемам, приведенным на рис. 3. Толщину подушки под трубой следует принимать равной 0,3D, но не менее 0,7 м.

При песчаных грунтах (кроме пылеватых) основания специальная подушка не устраивается.

4.24. Проектировать трубы следует, как правило, исходя из условия наименьшего нарушения естественного состояния мерзлых грунтов.

Во всех случаях, когда это возможно, металлические гофрированные трубы должны укладываться в тело насыпи без устройства котлованов в мерзлых грунтах.

Следует, как правило, избегать устройства приемных колодцев, глубоких бетонных, железобетонных и других экранов, различных врезок в мерзлые грунты.

Трубы на косогорах при наличии вечномерзлых грунтов следует устраивать по 3-й схеме (см. п. 4.8).

4.25. Строительный подъем назначают, определяя его ординату под осью насыпи по формуле

? = 1,25Sр - 0,25iL,

где 1,25 - коэффициент запаса, учитывающий возможную более значительную осадку оттаивающих грунтов; Sр - расчетная осадка; I - уклон трубы; L - длина трубы.

,

где S1; S2; S3 - осадки соответственно на входе, в средней части и на выходе.

Сопряжение лотка трубы с руслом проектируют с учетом осадок концевых участков.

4.26. При необходимости замены слабого грунта в основании глубина заменяемого грунта определяется расчетом (с учетом требований пп. 4.10 и 4.23). Замену следует производить дренирующим грунтом. Если крупность частиц дренирующего грунта удовлетворяет требованиям п. 2.5 настоящей Инструкции, то труба укладывается непосредственно на грунт засыпки.

4.27. Грунтовая призма вокруг труб, расположенных на вечномерзлых и пучинистых грунтах, устраивается по обычным нормам согласно п. 4.14 настоящей Инструкции.

4.28. Оголовки, как правило, следует применять бесфундаментных типов с выступающим из тела насыпи торцом трубы, срезанным вертикально или параллельно откосу насыпи. При необходимости увеличения водопропускной способности сооружения рекомендуется использовать многоочковые трубы, трубы большего диаметра или оголовки, приводя необходимые технико-экономические обоснования.

В случае применения оголовков с фундаментами, в том числе на пучинистых грунтах, подошву фундаментов следует закладывать на глубину согласно требованиям пп. 9.6 и 9.7 главы «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» II части СНиП.

4.29. Противофильтрационные экраны при всех грунтах основания следует применять из глинощебеночной или цементно-грунтовой смеси глубиной, равной толщине подушки.

4.30. В качестве дополнительного мероприятия по повышению прочности и устойчивости основания трубы и прилегающих участков насыпи в районах с высокотемпературными вечномерзлыми грунтами рекомендуется устраивать на откосах насыпи каменную наброску толщиной 1-1,5 м на длине четырех диаметров трубы в каждую сторону от оси трубы (для "многоочковых труб - от оси крайнего очка) на высоту не менее 1 м над верхом трубы.

4.31. В местах с местными понижениями (углублениями), заполненными водой и находящимися в непосредственной близости от зоны проектируемой трубы, необходимо предусматривать заполнение понижений местным глинистым грунтом, оформляя его в виде бермы высотой 0,2-0,3 м над уровнем естественной поверхности с поперечным уклоном от верха отсыпки 0,02-0,04 в сторону русла водотока.

ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ

4.32. Конструкция трубы должна состоять из отдельных элементов - гофрированных листов, изогнутых по заданному радиусу и образующих между собой при соединении продольные (вдоль оси трубы) и поперечные (кольцевые) стыки.

4.33. Для труб с отверстием до 3 м следует применять волнистые листы толщиной 1,5-2,5 мм с гофром 130?32,5 мм. Для труб, строящихся на железных дорогах, минимальную толщину стенки следует принимать 2 мм, а для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40°С и с вечной мерзлотой, - 2,5 мм.

Допускается по согласованию с заводами-изготовителями гофрированного листа и труб применение гофрированных листов других профилей, если они обеспечивают технологичность холодной прокатки (гофрирования) листа в заводских условиях, плотное соединение листов внахлестку и достаточную жесткость листа, гарантирующую требуемую прочность и устойчивость гибкой конструкции трубы, находящейся в упругой среде.

4.34. При проектировании труб следует учитывать допуски в размерах гофрированного листа по длине и ширине, высоте и длине волны, а также допуски заводского изготовления элементов (на кривизну, диаметр отверстий, расстояния между ними и др.).

Отклонения действительных размеров изготовленных элементов конструкций от проектных не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

Таблица 2

Размеры	Допускаемые отклонения, мм
Длина гофрированного листа	±2
Расстояния между центрами образованных по шаблону со втулками отверстий:
Смежных	±0,7
крайних в ряду	±1
Диаметры отверстий:
до 17 мм	+1; -0
более 17 мм	+1,5; -0
Просвет при подгибке между изделием и шаблоном	3
Радиус гибки элементов (просвет между шаблоном длиной по дуге 1,5 м и поверхностью свальцованного листа):
в средней части	2
по концевым участкам	6

4.35. Основным типом соединения стандартных элементов между собой для труб диаметром 1,5 м и более является стык внахлестку на болтах.

Допускается применение стыков других типов, обеспечивающих равнопрочность с основной конструкцией и технологичность производства монтажных работ.

Для труб диаметром 1-1,5 м на автомобильных дорогах конструкция продольных стыков должна обеспечивать возможность постановки болтов на наружной поверхности трубы (например, фланцевые стыки).

4.36. Конструкция труб должна обеспечивать возможность их укрупненной сборки и последующего объединения отдельных секций из таких же элементов, которые применяются для секций.

4.37. При проектировании труб полезную длину (расстояние между центрами крайних отверстий поперечного стыка) стандартного элемента следует назначать с учетом необходимости обеспечения надежного совпадения отверстий элементов в поперечном стыке и максимально возможного размера элемента.

Номинальные размеры круглых отверстий в продольных стыках должны быть на 3 мм, а в поперечных стыках - на 5 мм больше номинального диаметра болтов.

Отверстия под болты поперечных стыков целесообразно делать овальной формы, вытянутой вдоль длинной кромки листа.

При отверстиях поперечных стыков овальной формы длина элемента может быть увеличена по согласованию в установленном порядке с заводом-изготовителем труб.

В гофрированном элементе с заданной кривизной гребни крайних волн должны быть расположены на его внутренней поверхности.

Поперечные стыки следует назначать конструктивно с однорядным расположением болтов и постоянным расстоянием (шагом) между отверстиями под болты.

4.38. Отверстия под болты продольных стыков следует располагать в один ряд или в два ряда в шахматном порядке (в каждом ряду по одному на всех гребнях или всех впадинах волн). Расстояние от оси первого ряда отверстий до кромки листа должно составлять 45 мм, от оси второго ряда - 115 мм.

Продольные стыки смежных звеньев следует располагать со взаимной сдвижкой на один-четыре шага, принятых для болтов поперечных стыков, и постоянной для каждой отдельной трубы.

4.39. Болты для продольных и поперечных стыков должны быть класса 4.6 и класса 5.6 согласно требованиям главы «Стальные конструкции» II части СНиП. Для труб, применяемых в районах с расчетной минимальной температурой наружного воздуха ниже минус 40°С, болты следует назначать класса 8.8.

4.40. Размеры болтов принимаются по ГОСТ 7798-70*, размеры гаек - по ГОСТ 5915-70*.

Резьба болтов метрическая с крупным шагом согласно ГОСТ 9150-59* и ГОСТ 8724-58*.

4.41. Длина болтов должна назначаться исходя из количества и толщины соединяемых гофрированных листов, но быть не менее 35 мм.

Длина участка без нарезки (у головки болта) должна быть меньше суммарной толщины двух стыкуемых элементов и шайб на 2-3 мм.

4.42. Для болтов стыковых соединений следует применять шайбы специальной формы - квадратные плосковыпуклые и квадратные плосковогнутые (рис. 5) с цилиндрическими опорными поверхностями радиуса кривизны, обеспечивающего плотное прилегание шайб к поверхностям впадин и гребней волн стыкуемых гофрированных листов.

Рис. 5. Шайбы для болтов (размеры в миллиметрах):

а - плосковогнутые; б - плосковыпуклые; d - диаметр отверстия в шайбе (согласно ГОСТ 11371-68*); В - размер квадратной шайбы, принимаемый равным наружному диаметру стандартной круглой шайбы (согласно ГОСТ 11371-68*); ?1 - не менее 3; ?2 - не менее 2

При сферических опорных плоскостях болтов и гаек шайбы не применяются.

ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ И ЛОТКИ

4.43. Основным средством защиты металлических труб от коррозии является цинковое покрытие с толщиной слоя не менее 80 мкм по ГОСТ 9791-68, наносимое на внутреннюю и наружную поверхности элементов и отвечающее требованиям п. 5.30 настоящей Инструкции.

4.44. Средства дополнительной защиты металлических труб от коррозии следует назначать на основе данных о коррозионной активности (агрессивности) грунтов основания, насыпи и протекающей через сооружение воды.

4.45. Степень коррозионной активности недренирующих грунтов основания и насыпи по отношению к трубам следует определять по величине удельного электросопротивления грунта (табл. 3).

Таблица 3

Удельное сопротивление грунта, Ом?м	Более 100	100-10	Менее 10
Степень коррозионной активности грунта	Слабоагрессивная	Среднеагрессивная	Сильноагрессивная

Удельное электросопротивление грунта насыпи измеряют в карьере, из которого намечено отсыпать земляное полотно (насыпь).

Удельное электросопротивление поверхностного слоя грунта (если не предусмотрено отсыпать подушку основания) измеряется по оси трубы в местах расположения входного и выходного оголовков.

Удельное электросопротивление грунтов определяется по методике, изложенной в ГОСТ 9.015-74 (приложение 14).

4.46. Оценку степени коррозионной активности протекающей через сооружение воды можно производить на основании величины рН (концентрации водородных ионов) и суммарной концентрации сульфатов и хлоридов (табл. 4).

Таблица 4

Концентрация водородных ионов (общекислотная агрессивность)	8,1-11,0			8,0-6,0 11,1-12,5		Менее 6,0 Более 12,5
Суммарная концентрация сульфатов и хлоридов, г/л	Менее 0,5	0,5-5,0	Более 5,0	Менее 0,5	0,5 и более	Любая
Степень коррозионной активности воды	Слабоагрес-сивная	Среднеагрес-сивная	Сильноагрес-сивная	Среднеагрес-сивная	Сильноагрес-сивная	Сильноагрес-сивная

Измерение величины рН и суммарной концентрации сульфатов и хлоридов производится в соответствии с «Методическими указаниями по химическим анализам грунтов и вод при изысканиях дорог» (М., Минтрансстрой, 1966).

Применение металлических труб на железных дорогах в сильноагрессивных средах не разрешается, а в средах средне-агрессивных допускается по специальному проекту, согласованному с МПС.

4.47. Дополнительные защитные покрытия труб на автомобильных дорогах и при слабой агрессивности среды на железных дорогах из материалов, указанных в пп. 2.8-2.13. следует наносить на наружную и внутреннюю поверхности элементов или труб. Типы и характеристики покрытий приведены в табл. 5. Внутри трубы устраивается бетонный или асфальтобетонный лоток. Условия применения дополнительных защитных покрытий в зависимости от степени коррозионной активности грунта и воды и расчетных температур воздуха приведены в табл. 6.

Расчетной отрицательной температурой воздуха согласно п. 1.3 настоящей Инструкции является средняя температура наиболее холодных суток. За расчетную положительную температуру следует принимать абсолютную максимальную температуру наружного воздуха.

Таблица 5

Тип покрытия и способ нанесения	Марка покрытия	Материалы	Общая толщина покрытия, мм	Количество слоев	Толщина каждого слоя, мм
Битумные наполненные, послойный набрызгом или кистью	Б-1	Битумная грунтовка	2,2-2,3	1	0,2-0,3
					Мастика МБР-65		1	2,0
				Б-2	Битумная грунтовка	3,7-4,3	1	0,2-0,3
					Мастика МБР-65		1	2,0
					Битуминоль Н-1 или мастика МБР-90		1	1,5-2,0
				Б-3	Битумная грунтовка	3,7-4,3	1	0,2-0,3
					Битуминоль Н-2		1	2,0
					Битуминоль Н-1 или мастика МБР-90		1	1,5-2,0
	Битумные ненаполненные, погружением	ПБТ-4	Пластбитулен	2,0	1	2,0
		БТД-5	Битудиен	1,5	1	1,5
		ПБД-6	Пластбитудиен	2,0	1	2,0
	Полимерные лакокрасочные, пневматическое распыление	Э-1	Эмали ЭП-1155 или ЭП-5116	0,25-0,30	2	0,12-0,15
		Э-2	Грунт ЭКГ	0,05	1	0,05
			Краска ЭКК-100	0,30-0,40	2	0,15-0,20

Таблица 6

Общий показатель степени коррозионной активности грунта и воды*	Расчетная температура в зоне эксплуатации трубы,°С	Тип дополнительного защитного покрытия (применять один из указанных типов)
				внутренней поверхности	наружной поверхности
	Слабоагрессивная	До +45°С До -20°С	-	Б-2; Б-3
		До +35°С До -40°С	-	Б-1**
		Ниже -40°С	Э-1; Э-2
	Среднеагрессивная	До +45°С До -20°С	БТД-5; ПБТ-4
		До +35°С До -40°С	ПБД-6
		Ниже -40°С	Э-1; Э-2
	Сильноагрессивная	До -40°С	Э-1; Э-2***
		Ниже -40°С	Э-1; Э-2***

* За общий показатель степени агрессивности принимают больший из показателей степени агрессивности грунта и воды.

* С применением мастики МБР-65, изготовленной компаундированием мастики МБР-90.

*** Для применения на автодорогах.

4.48. При укладке труб в насыпях однопутных электрифицированных на постоянном токе железных дорог (кроме раздельных пунктов) коррозионное влияние на них блуждающих токов не учитывается.

При укладке труб в насыпях двухпутных, а также на раздельных пунктах однопутных линий, электрифицированных на постоянном токе железных дорог, следует устраивать электрохимическую защиту с помощью протекторов в соответствии с ГОСТ 9.015-74 и ГОСТ 16149-70. Узлы электрического контакта протекторов с трубой должны быть тщательно изолированы от контакта с грунтом.

Внимание! Это не полная версия документа. Полная версия доступна для скачивания.