ОДМ 218.2.059-2015. Отраслевой дорожный методический документ. Рекомендации по применению на мостах, путепроводах и в тоннелях пешеходных настилов (тротуаров) из композиционных материалов

(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 04.04.2017 № 588-р)

Издан на основании Распоряжения Федерального дорожного агентства от 4 апреля 2017 г. № 588-р

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НА МОСТАХ, ПУТЕПРОВОДАХ И В ТОННЕЛЯХ ПЕШЕХОДНЫХ НАСТИЛОВ (ТРОТУАРОВ) ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОДМ 218.2.059-2015

ОКС 93.080

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью «Руссинтэк» (ООО «Руссинтэк»).

Коллектив авторов: В.С. Шиковский, И.В. Никитин, канд. техн. наук А.С. Бейвель.

2 ВНЕСЕН Управлением строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 04.04.2017 № 588-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) содержит рекомендации на проектирование, строительство и ремонт пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов (ПКМ) на мостовых сооружениях и в тоннелях на автомобильных дорогах всех категорий в различных дорожно-климатических зонах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9.708-83 (СТ СЭВ 3758-82) Единая система защиты от коррозии и старения. Пластмассы. Методы испытаний на старение при воздействии естественных и искусственных климатических факторов

ГОСТ 9.719-94 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Методы испытаний на старение при воздействии влажного тепла, водяного и соляного тумана

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.3.005-75 Система стандартов безопасности труда. Работы окрасочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.301-2018 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования

ГОСТ 25.601-80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах

ГОСТ 25.602-80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах

ГОСТ 25.604-82 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах

ГОСТ 166-89 (СТ СЭВ 704-77 — СТ СЭВ 707-77; СТ СЭВ 1309-78, ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 4648-2014 (ISO 178:2010) Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб

ГОСТ 4650-2014 (ISO 62:2008) Пластмассы. Методы определения водопоглощения

ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002) Пластмассы. Метод испытания на сжатие

ГОСТ 7661-67 Глубиномеры индикаторные. Технические условия

ГОСТ 8829-2018 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 13087-2018 Бетоны. Методы определения истираемости

ГОСТ 14359-69 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования

ГОСТ 15139-69 (СТ СЭВ 891-78) Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

16782-2015 (ISO 974:2000) Пластмассы. Метод определения температуры хрупкости при ударе

ГОСТ 23630.2-79 Пластмассы. Метод определения теплопроводности

ГОСТ 24451-80 Тоннели автодорожные. Габариты приближений строений и оборудования

ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть

ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость

ГОСТ 32618.2-2014 Пластмассы. Термомеханический анализ (ТМА). Часть 2. Определение коэффициента линейного теплового расширения и температуры стеклования

ГОСТ 32656-2017 (ISO 527-4:1997, ISO 527-5:2009) Композиты полимерные. Методы испытаний. Испытания на растяжение

ГОСТ 32657-2014 (ISO 75-1:2004, ISO 75-3:2004) Композиты полимерные. Методы испытаний. Определение температуры изгиба под нагрузкой

ГОСТ 32658-2014 (ISO 14129:1997) Композиты полимерные. Определение механических характеристик при сдвиге в плоскости армирования методом испытания на растяжение под углом +/- 45 град

ГОСТ 32659-2014 (ISO 14130:1997) Композиты полимерные. Методы испытаний. Определение кажущегося предела прочности при межслойном сдвиге методом испытания короткой балки

ГОСТ 32794-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ 33119-2014 Конструкции полимерные композитные для пешеходных мостов и путепроводов. Технические условия

ГОСТ 33384-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование мостовых сооружений. Общие требования

ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. Методы контроля

СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85)

СП 35.13330.2011 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*)

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003)

СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные (актуализированная редакция СНиП 32-04-97)

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 композиционный материал (композит): Материал, состоящий из двух и (или) более разнородных совместимых компонентов, объединенных одним связующим компонентом.

Примечание - Разнородными компонентами являются матрица и наполнитель, связующим — матрица.

3.2 матрица композита (матрица): Структура, которая обеспечивает цельность и основные физико-механические свойства композита, а также отвечает за восприятие, передачу и распределение напряжений в армирующем наполнителе.

3.3 наполнитель композита (наполнитель): Материал, вводимый в матрицу до ее отверждения с целью модификации физико-механических свойств композита или снижения себестоимости конечной продукции.

3.4 армирующий наполнитель: Наполнитель, предназначенный для восприятия растягивающих и сдвигающих усилий.

Примечание - Армирующими наполнителями являются следующие типы наполнителей: волокна (фибра), нити, жгуты, ленты, пластины, ткани, сетки, холсты (маты), ровинги, мелкодисперсные частицы (микросферы) и т.п.

3.5 полимерный композиционный материал: Композит, матрица которого образована из термопластичных или термореактивных полимеров или эластомеров (пункт 2.1.234 ГОСТ 32794-2014).

3.6 композитный настил: Несущая конструкция из ПКМ в составе инженерного сооружения, по которой осуществляется движение пешеходов.

Примечание - Пешеходный настил является конструктивным элементом тротуара или служебного прохода, по которому осуществляется движение пешеходов или служебного персонала.

3.7 композитный решетчатый настил: Настил композитный, состоящий из системы объединенных между собой продольных и поперечных вертикальных ребер.

3.8 композитный сплошной настил: Настил из ПКМ, содержащий плиту прохожей части, подкрепленную вертикальными ребрами.

3.9 композитный профиль: Линейное профильное изделие из ПКМ, имеющее постоянное поперечное сечение.

3.10 композитный многослойный настил: Настил из ПКМ, содержащий выполненные из ламината две наружные пластины (верхняя пластина является плитой прохожей части), подкрепленные поперечными и продольными ребрами, а также заполнитель; при этом ребра и заполнитель размещены во внутреннем пространстве между наружными пластинами, а заполнитель занимает весь свободный объем указанного пространства.

4 Общие положения

4.1 По конструктивному исполнению пешеходные настилы подразделяют на решетчатые и сплошные, в том числе многослойные (рисунок 1).

а — настилы решетчатые; б — то же, сплошные; в — то же, многослойные

Рисунок 1 — Примеры поперечных сечений секций настилов

4.2 Пешеходные настилы из ПКМ сооружают как из отдельных сборных композитных профилей, так и цельных блоков заводского изготовления.

4.3 Проектирование настилов из ПКМ на мостовых сооружениях и в тоннелях следует выполнять с учетом обеспечения основных потребительских свойств грузоподъемности, долговечности, комфортности передвижения (жесткости настилов), а также пожаробезопасности и ремонтопригодности.

4.4 Настилы из ПКМ проектируют с учетом беспрепятственного проведения профилактических и восстановительных работ по поддержанию требуемого уровня их функциональной надежности.

4.5 Экономическая эффективность применения на мостовых сооружениях и в тоннелях настилов из ПКМ должна подтверждаться меньшими строительными и приведенными эксплуатационными затратами по сравнению с настилами из традиционных материалов.

5 Конструктивно-технологические требования, предъявляемые к настилам из полимерных композиционных материалов

5.1 Общие положения

5.1.1 Конструкции пешеходных настилов из ПКМ должны соответствовать требованиям ГОСТ 27751-2014 в части их надежности в процессе возведения и эксплуатации, в том числе с учетом особых воздействий (например, открытого огня) и изменений свойств ПКМ секций настилов во времени, ГОСТ 33119-2014, настоящего методического документа и изготавливаться по утвержденной в установленном порядке технологической документации, в состав которой необходимо включать пооперационную карту производства работ и карту контроля параметров технологического процесса производства.

5.1.2 Конструкции пешеходных настилов из ПКМ должны соответствовать требованиям к пределам огнестойкости строительных конструкций, которые устанавливаются проектом, исходя из обеспечения безопасной эвакуации людей. Предел огнестойкости таких настилов определяется по ГОСТ 30247.0-94.

5.2 Требования к материалам

5.2.1 Сырье для производства настилов из ПКМ должно отвечать требованиям технологической документации на продукцию, утвержденной в установленном порядке. Качество сырья необходимо подтверждать соответствующими документами и контролировать при входном контроле по методике предприятия-изготовителя.

5.2.2 Физико-механические характеристики ПКМ для настилов, приведенные в таблице 1, должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов и гарантироваться предприятием-изготовителем.

Таблица 1

Физико-механические характеристики ПКМ для настилов и методы их определения

5.2.3 Допускается при проектировании использовать значения физико-механических характеристик ПКМ по приложению А с последующим подтверждением проектных данных предприятием-изготовителем.

5.2.4 Полимерные композиционные материалы, применяемые при изготовлении пешеходных настилов, должны удовлетворять требованиям к внешним воздействиям по морозостойкости, водонепроницаемости, влагостойкости, термостойкости и стойкости к климатическому старению, циклическому нагружению (выносливости) и ползучести в соответствии с положениями ГОСТ 33119-2014.

5.2.5 Требования по морозостойкости и водонепроницаемости ПКМ, используемых для настилов, должны отвечать требованиям СП 35.13330.2011, предъявляемым к бетону для аналогичных железобетонных конструкций.

5.2.6 Показатели морозостойкости ПКМ должны соответствовать марке бетона по морозостойкости не ниже F300 (в солях).

5.2.7 Водонепроницаемость ПКМ должна соответствовать марке бетона по водонепроницаемости не ниже W8.

Для обеспечения сопоставимости характеристик ПКМ характеристикам бетона по водонепроницаемости марки не ниже W8 его водопоглощение должно быть не более 0,5% по массе по ГОСТ 4650-2014 (метод А).

5.2.8 Истираемость рабочих поверхностей секций настилов, образующих полотно прохожей части, должна быть не более 10 мм3/м по ГОСТ 13087-2018.

5.2.9 Морозостойкость, влагостойкость, термостойкость, стойкость к климатическому старению и циклическому нагружению ПКМ секций настилов характеризуются коэффициентами сохранения свойств, значения которых определяют по изменению пределов прочности при растяжении и сжатии после окончания приложения воздействия, ползучесть — по изменению модуля упругости при растяжении после приложения воздействия.

Коэффициенты надежности ПКМ устанавливаются на предприятии-изготовителе и подтверждаются проведением испытаний в соответствии с методами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2

Методы определения значений коэффициентов надежности по материалу при испытаниях на растяжение и сжатие в направлениях 0° и 90°

5.2.10 При проектировании рекомендуется использовать значения коэффициентов надежности согласно таблице 3.

Таблица 3

Рекомендуемые значения коэффициентов надежности по материалу при испытаниях на растяжение и сжатие в направлениях 0° и 90°

Примечание - Коэффициенты надежности по материалу могут быть изменены предприятием-изготовителем при подтверждении протоколом испытания данного материала.

5.2.11 Значения характеристик пожарной опасности ПКМ пешеходных настилов должны быть не менее:

• Г2 по ГОСТ 30244-94 - для горючести;
• В2 по ГОСТ 30402-96 - для воспламеняемости;
• Д2 по ГОСТ 12.1.044-89 - для дымообразующей способности;
• Т2 по ГОСТ 12.1.044-89 - для токсичности продуктов горения.

5.2.12 Мероприятия по защите от биоповреждений конструкций из ПКМ должны разрабатываться специализированными организациями. В случае потребности в указанных мероприятиях способ такой защиты назначается согласно указаниям СП 28.13330.2017.

5.2.13 Для обеспечения стойкости рабочих поверхностей секций настилов к внешним, в том числе различным механическим воздействиям, допускается укладывать дополнительное защитное покрытие.

5.3 Требования к условиям эксплуатации

5.3.1 Расчетные сроки эксплуатации пешеходных настилов из ПКМ устанавливаются с учетом местных условий эксплуатации сооружения и технико-экономического обоснования.

5.3.2 Рекомендуемые основные условия эксплуатации пешеходных настилов из ПКМ следующие:

• интервал температур окружающего воздуха от -45 °C до 60 °C;
• географический район с сейсмичностью до 9 баллов;
• зона влажности от сухой до влажной по СП 50.13330-2012;
• степень агрессивности среды не более чем «слабоагрессивная» по СП 28.13330.2017.

5.4 Конструктивные требования и рекомендуемые в качестве типовых конструкций пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов

5.4.1 Общие положения

Габаритные размеры пешеходных настилов должны обеспечивать требуемую пропускную способность согласно СП 35.13330.2011 и СП 122.13330.2012.

5.4.2 Решетчатые пешеходные настилы из полимерных композиционных материалов

5.4.2.1 Основные геометрические характеристики рекомендуемых типовых решетчатых пешеходных настилов приведены в приложении И.

5.4.2.2 Для маркировки решетчатого пешеходного настила используются основные геометрические размеры сечения: размер вспомогательной ячейки (если она имеется), размер основной ячейки, общая толщина настила. Например, настил типа 19 x 38 x 30 мм имеет вспомогательные ячейки размером в плане 19 x 19 мм, основные ячейки — 38 x 38 мм, общую толщину — 30 мм.

5.4.2.3 Предельные отклонения от проектных размеров решетчатых пешеходных настилов не должны превышать следующих значений:

• по длине +/- 2 мм;
• ширине +/- 1 мм;
• толщине +/- 2 мм.

Разность длин диагоналей настила не должна быть больше 2 мм, отклонение от прямолинейности кромок настила — 1 мм на 1 м его длины.

5.4.3 Сплошные пешеходные настилы из полимерных композиционных материалов

5.4.3.1 Конструкция сплошных настилов в поперечном разрезе может быть представлена различными сечениями, в том числе в виде сэндвич-конструкции.

5.4.3.2 Основные геометрические характеристики рекомендуемых сплошных пешеходных настилов из ПКМ приведены в таблице И.1 приложения И.

5.4.3.3 Разность длин диагоналей секций сплошных пешеходных настилов не должна превышать 2 мм, отклонение от прямолинейности кромок этих секций — 1 мм на 1 м его длины.

6 Рекомендации по проектированию пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов

6.1 Положения по проектированию тротуаров (служебных проходов) в части назначения их геометрических размеров распространяются на пешеходные настилы из ПКМ.

6.2 Проектирование таких настилов на мостовых сооружениях и в тоннелях осуществляется в соответствии с нормативными документами в данной области, в том числе СП 35.13330.2011, СП 122.13330.2012, ГОСТ 24451-80, стандартом [1], а также с учетом положений настоящего методического документа.

6.3 Воздействие коррозионно-активных веществ может существенно снизить срок службы мостовых сооружений и тоннелей в период их эксплуатации. Для его продления при соответствующем обосновании следует применять пешеходные настилы из ПКМ.

6.4 Ширина служебных проходов и тротуаров на мостовых сооружениях назначается в соответствии с требованиями СП 35.13330.2011.

6.5 Ширина служебных проходов и тротуаров автодорожных тоннелей назначается в соответствии с требованиями ГОСТ 24451-80.

6.6 Рекомендуемый прогиб секций пешеходных настилов от нормативных временных и постоянных нагрузок в течение всего периода их эксплуатации не должен превышать 1/400 длины пролета настила.

6.7 Допускается пешеходным настилам задавать строительный подъем, компенсирующий вертикальные деформации пролетного строения от постоянной нагрузки, превышающей величину 1/1000 длины пролета.

6.8 Узлы объединения конструктивных элементов пешеходных настилов из ПКМ:

\cdot сборные секции сплошных пешеходных настилов рекомендуется объединять между собой шпоночными соединениями «выступ-паз», расположенными на смежных боковых продольных плоскостях секций настилов. Допускается объединение их смежных секций с использованием болтовых соединений и накладок;

\cdot соединение пешеходного настила с несущими конструкциями мостовых сооружений и тоннелей можно выполнять с помощью болтов, в том числе с применением оцинкованной или нержавеющей стали, в зависимости от степени агрессивного воздействия окружающей среды;

\cdot болто-фрикционные соединения следует проектировать с использованием шайб, обеспечивающих распределение давления от напрягаемого крепежного элемента по поверхности объединяемых элементов. Допускается болтовые соединения дублировать хомутами;

\cdot диаметр невысокопрочных болтов не должен быть менее 6 мм. Диаметр отверстий под такие болты рекомендуется назначать с условием обеспечения плотного прилегания болта к поверхности отверстия в стыкуемых элементах по всему периметру отверстия. Следует избегать касания резьбой болта поверхности отверстия. С этой целью допускается устанавливать втулку в отверстие, при этом внешний диаметр втулки должен быть равным диаметру отверстия. Длина втулки в соединениях на невысокопрочных болтах назначается не более толщины пакета соединения.

6.9 При отсутствии в действующих сводах правил положений о методах расчета конструкций из ПКМ расчет пешеходных настилов допускается выполнять на действие постоянных нагрузок и неблагоприятных сочетаний временных нагрузок по предельным состояниям в соответствии с требованиями ГОСТ 33384-2015, а также ГОСТ 33119-2014, ГОСТ 27751-2014 или иных методических положений, в которых учитывается работа рассматриваемого композиционного конструктивного элемента с обязательным наличием технического свидетельства согласно постановлению [2] при обязательной разработке и согласовании специальных технических условий в соответствии с требованиями документа [3]. При этом коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1.

В частности, расчет пешеходных настилов на воздействие пешеходной нагрузки, равной g = 4 кПа, производится по СП 35.13330.2011.

Расчеты выполняются по предельным состояниям с учетом требований межгосударственных и национальных стандартов и сводов правил, учитывающих специфику изменения свойств ПКМ (ГОСТ 33119-2014).

При определении усилий и моментов в сечениях настильных профилей следует руководствоваться основными положениями СП 35.13330.2011 в части расчетов ортотропной плиты проезжей части мостов по прочности и устойчивости при значении коэффициента, учитывающего ограниченное развитие пластических деформаций в сечении, равном 1.

Расчет сборного настильного профиля как ортотропной плиты должен учитывать совместную работу верхней полки настила и подкрепляющих ее ребер. При этом сборный настильный профиль, так же как и ортотропную плиту, допускается условно разделять на отдельные системы — продольные и поперечные ребра с примыкающими к ним соответствующими участками полок настила.

Расчет по устойчивости полок и стенок элементов настильного профиля, подкрепленных ребрами жесткости, согласно СП 35.13330.2011 (подраздел 8.46) рекомендуется выполнять с использованием основных положений теории призматических складчатых оболочек, укрепленных поперечными диафрагмами.

Общая устойчивость полки сплошного настильного профиля должна быть обеспечена в соответствии с требованиями СП 35.13330.2011 (приложение Ш).

Местная устойчивость полок настильного профиля между продольными ребрами также должна быть обеспечена согласно положениям СП 35.13330.2011 (приложение Ш, подраздел Ш.10).

Несущая способность соединения композиционных элементов пешеходного настила на невысокопрочных болтах определяется как наименьшее значение из двух вариантов расчета с последующим экспериментальным подтверждением принятых расчетных характеристик композита:

• на смятие ПКМ (для стеклокомпозитного профиля 270 МПа вдоль оси вытяжки профиля и 170 МПа поперек его вытяжки);
• сдвиг ПКМ между болтовыми отверстиями (для стеклокомпозитного профиля 25 МПа).

Расчет конструкций пешеходных настилов из ПКМ с учетом положений ГОСТ 33119-2014 представлен в приложении К.

7 Контроль качества пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов по приемо-сдаточным испытаниям

7.1 Пешеходные настилы из ПКМ принимают партиями. Партией считают определенное количество изделий (секций настилов) одного типа, изготовленных по единому технологическому документу (проекту, соответствующему техническому заданию потребителя) и технологическому процессу, из одинаковых сырьевых материалов и сопровождаемых одним документом о качестве. Размер партии устанавливают в нормативной или технической документации на конкретный тип секций настилов и (или) по согласованию заказчика с производителем.

7.2 Каждая партия пешеходных настилов из ПКМ должна сопровождаться документом о качестве (паспортом), в котором указывают:

• наименование предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак;
• юридический адрес;
• наименование и условное обозначение продукции;
• номер партии, количество секций настилов в партии и дату ее изготовления;
• результаты проведенных испытаний или подтверждение о соответствии качества изделия требованиям стандарта на пешеходные настилы;
• номер стандарта на пешеходные настилы;
• гарантийный срок хранения.

При экспортно-импортных поставках содержание документа о качестве устанавливают в договоре на поставку.

7.3 Для проверки качества — соответствия секций настилов требованиям, установленным в настоящем методическом документе, проводят приемо-сдаточные, периодические, типовые и квалификационные испытания.

7.4 Приемо-сдаточные испытания выполняют с целью контроля соответствия характеристик продукции требованиям настоящего методического документа. Этим испытаниям должна быть подвергнута каждая партия пешеходных настилов из ПКМ.

7.5 Периодические испытания проводят для периодического подтверждения качества продукции и стабильности технологического процесса в установленный период с целью подтверждения возможности продолжения изготовления продукции по действующей конструкторской и технологической документации и приемки продукции.

Периодические испытания выполняют не реже одного раза в шесть месяцев на образце, отобранном от партии, прошедшей приемо-сдаточные испытания. Изменение периодичности испытаний по любому из технических требований осуществляется по совместному согласованию изготовителя и заказчика и оговаривается в контракте (договоре) на поставку.

7.6 Типовые испытания проводят по всем показателям, приведенным в таблице 4, при изменении технологического процесса, а также при замене исходных материалов и переносе производства на другое предприятие.

Таблица 4

Категории испытаний пешеходных настилов из ПКМ

7.7 Приемке продукции, выпуск которой предприятием-изготовителем начат впервые, должны предшествовать квалификационные испытания.

Квалификационные испытания носят статус периодических испытаний при приемке продукции вплоть до получения результатов очередных периодических испытаний.

7.8 При неудовлетворительных результатах приемо-сдаточных испытаний хотя бы по одному показателю проводят повторные испытания по этому показателю на образцах, отобранных от удвоенного количества изделий той же партии. Результаты повторных испытаний считаются окончательными и распространяются на всю партию.

При получении неудовлетворительных результатов повторных приемо-сдаточных испытаний производство секций настилов не допускается вплоть до выявления и устранения причин несоответствия показателей требованиям настоящего методического документа и получения удовлетворительных результатов новых испытаний.

7.9 Результаты приемо-сдаточных испытаний оформляют протоколом и включают в комплект сопроводительной документации.

7.10 При получении неудовлетворительных результатов при периодических испытаниях по одному из показателей их необходимо перевести в разряд приемо-сдаточных до получения положительных результатов по данному показателю на пяти произвольно взятых подряд изделиях.

В случае повторного получения неудовлетворительных результатов партию бракуют, производство приостанавливают, проводят анализ причин, приведших к неудовлетворительным результатам, и намечают план мероприятий по их устранению. После выполнения таких мероприятий изготавливают опытную партию изделий, на ней проводят в полном объеме испытания по тем показателям, по которым получен отрицательный результат. При удовлетворительных результатах испытаний опытной партии производство изделий возобновляют. В случае неудовлетворительных результатов поиск причин брака продолжают до получения результатов, удовлетворяющих требованиям настоящего методического документа.

7.11 Результаты периодических испытаний оформляют протоколом и предъявляют потребителю по его требованию.

7.12 При получении неудовлетворительных результатов типовых испытаний хотя бы по одному из показателей изменения в соответствующую утвержденную документацию не вносят, принимают решение о дальнейшем проведении работ и использовании единиц продукции, изготовленных с учетом предлагавшихся изменений.

7.13 Результаты типовых испытаний оформляют актом.

8 Методы контроля и испытаний

8.1 Контроль характеристик секций настилов проводят на отдельно взятом изделии.

8.2 Контроль физико-механических характеристик ПКМ секций настилов выполняют на образцах, вырезанных из специально произведенных образцов-свидетелей, которые необходимо изготавливать одновременно с производством секций настилов, в тех же условиях, из одних и тех же исходных материалов, по той же технологии.

8.3 Линейные размеры секций настилов проверяют по ГОСТ 26433.1-89 с учетом данных таблицы 5.

Таблица 5

Допустимые отклонения от проектных размеров секций пешеходных настилов

Наименование показателя	Величина допустимого отклонения, мм
Отклонение длины секций	+/- 2
Отклонение расстояний между смежными вертикальными ребрами жесткости	+/- 2
Отклонение от вертикальности ребер и полок	+/- 5
Грибовидность композитного профиля	b/100 при \Delta_{1} - \Delta_{2} \leq 3

8.4 Предел огнестойкости секций настилов находят по ГОСТ 30247.0-94.

8.5 Внешний вид (дефекты) секций пешеходных настилов из ПКМ на соответствие требованиям настоящего методического документа определяют визуально, без применения увеличительных приборов. Измерение дефектов внешнего вида производят штангенциркулем по ГОСТ 166-89 или линейкой по ГОСТ 427-75, а также индикаторным глубиномером по ГОСТ 7661-67.

Дефекты поверхности, различимые невооруженным глазом с расстояния 0,5 — 0,7 м, при естественном освещении не менее 300 лк не допустимы.

9 Требования при транспортировании, хранении и монтаже

9.1 Пешеходные настилы из ПКМ транспортируют любым видом транспорта (автомобильным, железнодорожным, водным, авиационным или специальным), принятым в проекте производства работ. Настилы должны находиться в закрепленном состоянии, препятствующем их перемещению. Транспортирование следует осуществлять с максимальным использованием вместимости транспортного средства, с учетом размещения перевозимых грузов, на основании правил перевозки грузов, действующих на соответствующем виде транспорта.

9.2 Партию пешеходных настилов из ПКМ сопровождают документом о качестве, который должен содержать сведения, указанные в подразделе 7.2.

9.3 При разгрузке пешеходных настилов с автомобильного, железнодорожного, водного или другого транспорта следует избегать их механического повреждения. Сбрасывание настилов не допускается.

9.4 Запрещается волочение пешеходных настилов по грунту до места складирования и монтажа.

9.5 Хранить пешеходный настил рекомендуется в крытых складских помещениях при температуре от -45 °C до 60 °C. В помещениях не допускается наличия паров ацетона.

9.6 При хранении секции настилов укладывают в штабели на поддонах на ровную поверхность по всей длине и закрепляют обвязочными средствами. Максимальная высота штабеля при хранении не более 1,5 м.

Площадь склада должна предусматривать размещение пешеходных настилов, проход людей и проезд транспортных и грузоподъемных средств. На площадке обязательно предполагается отвод атмосферных осадков и грунтовых вод.

9.7 Упаковка настилов должна обеспечивать их защиту от загрязнения, деформаций и механических повреждений до момента монтажа.

9.8 Количество настилов в штабелях и способ крепления фиксируют в документации предприятия-изготовителя.

9.9 Установка секций настила на балки (косоуры), а также способ крепления секций осуществляются в соответствии с конструкторской документацией и указаниями предприятия-изготовителя.

10 Рекомендации по ремонту и содержанию пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов

10.1 Общие положения

10.1.1 Общие положения по ремонту и содержанию пешеходных настилов на мостовых сооружениях и в тоннелях отражены в рекомендациях [4, 5].

10.1.2 Под содержанием пешеходных настилов мостовых сооружений и тоннелей понимается осуществляемый в течение всего года (с учетом сезона) комплекс профилактических, планово-предупредительных ремонтных работ и работ по надзору и уходу, в результате которых обеспечивается необходимая надежность и поддерживается транспортно-эксплуатационное состояние сооружения в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50597-93.

Конечной целью содержания пешеходных настилов является поддержание технического уровня и эксплуатационного состояния мостовых сооружений и тоннелей.

10.1.3 Уровень содержания пешеходных настилов на мостовых сооружениях и в тоннелях — комплекс показателей, отражающих определенное техническое состояние конструктивных элементов и общий вид сооружений. Требуемый уровень содержания пешеходных настилов устанавливается заказчиком в договоре с исполнителем.

10.1.4 Для поддержания надлежащего состояния пешеходных настилов необходим своевременный их визуальный осмотр, который должен периодически осуществляться соответствующими службами эксплуатации и контроля. В ходе визуального осмотра необходимо проводить также периодический осмотр мест крепления секций настилов между собой и к несущим элементам.

10.2 Рекомендации по ремонту и содержанию пешеходных настилов из полимерных композиционных материалов на мостовых сооружениях и в тоннелях

10.2.1 Состав работ по содержанию пешеходных настилов представлен в классификации [6] и рекомендациях [4].

10.2.2 В состав работ по содержанию пешеходных настилов входят уход, надзор, профилактика и планово-предупредительные работы.

Работы по уходу выполняются постоянно в течение года и подразделяются:

\cdot на работы в весенне-летне-осенний период:

• очистка от загрязнения, мусора, посторонних предметов,
• очистка от загрязнения пространства под настилами (при наличии данного пространства);

\cdot работы в зимний период:

• очистка прохожей части настила от снега и льда,
• противогололедная обработка покрытия прохожей части мостовых сооружений, расположенных в населенных пунктах.

При выполнении работ по очистке конструкций от снега и льда запрещается применять технологии, подвергающие данные конструкции ударным воздействиям.

10.2.3 Периодичность работ по уходу за пешеходными настилами мостовых сооружений и тоннелей определяется условиями эксплуатации и состоянием элементов конструкций и регламентируется в соответствующих документах технического регулирования.

10.2.4 Противогололедная обработка покрытий пешеходных настилов выполняется в соответствии с действующими методическими документами технического регулирования по содержанию мостовых сооружений.

10.2.5 Работы по сверхнормативному содержанию включают восстановление конструкций пешеходных настилов и выполняются при возникновении необходимости в них.

10.2.6 Требования к качеству проведения работ по содержанию пешеходных настилов в зависимости от заданного уровня содержания представлены в действующих документах технического регулирования.

11 Требования безопасности и охраны окружающей среды

11.1 Готовые конструкции пешеходных настилов из ПКМ не представляют опасности для человека, и работа с ними не требует специальных мер безопасности.

11.2 При производстве работ по монтажу пешеходных настилов из ПКМ должны соблюдаться требования норм [7] по безопасности труда в строительстве и ГОСТ 12.3.005-75, ГОСТ 12.4.011-89, ГОСТ 12.4.301-2018, ГОСТ 15150-69.

11.3 При транспортировании, монтаже и эксплуатации пешеходных настилов из ПКМ специальные требования к охране окружающей среды не предъявляют.

Утилизация настилов, а также отходы, полученные в процессе производства секций настилов, должны быть захоронены в специально отведенных для этого местах или на полигоне промышленных отходов в соответствии с правилами, утвержденными в соответствующем порядке, или документами технического регулирования.

Примечание — В Российской Федерации применяют санитарно-эпидемиологические правила и нормативы [8].

Приложение А (справочное)

ЗНАЧЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

А.1 Значения основных физико-механических характеристик профилей из ПКМ, армированных стекловолокном, изготовленных по технологии пултрузии, приняты по стандарту [1] (таблицы А.1 и А.2).

Таблица А.1

Значения сопротивлений профилей из ПКМ (плотность материала 1800 кг/м3)

Таблица А.2

Параметры жесткости профилей из ПКМ, армированных стекловолокном

А.2 Значения основных физико-механических характеристик стеклокомпозитов, применяемых для изготовления настилов по технологии вакуумной инфузии, приняты по стандарту [9] (таблица А.3).

Таблица А.3

Средние значения прочности и жесткости стеклокомпозитов, применяемых для изготовления настилов по технологии вакуумной инфузии (плотность материала 1700 кг/м3)

Приложение Б (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ

Б.1 Сущность метода заключается в том, что образцы ПКМ конструкций подвергают многократному замораживанию и оттаиванию и определяют стойкость к указанному воздействию по изменению предела прочности при растяжении.

Б.2 Оборудование и реактивы используют по ГОСТ 10060-2012 (пункт 5.2.1).

Б.3 Для испытания применяют образцы по ГОСТ 32656-2017. Основные и контрольные образцы перед испытанием выдерживают в 5%-ном водном растворе хлорида натрия.

Контрольные образцы извлекают из раствора, обтирают влажной тканью, взвешивают и испытывают при растяжении по ГОСТ 32656-2017.

Б.4 Проводят испытания основных образцов и обработку результатов по ГОСТ 10060-2012 (пункты 5.2.3, 5.2.4).

Коэффициент сохранения свойств (морозостойкость) КМ вычисляют по формуле

\text{К}_{\text{М}} = \frac{\overline{\sigma_{\text{р}}}}{\overline{\sigma_{\text{мр}}}} , (Б.1)

где \overline{\sigma_{\text{р}}} , \overline{\sigma_{\text{мр}}} — среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении соответственно контрольных и основных образцов ПКМ конструкций, МПа.

Б.5 Среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении контрольных \overline{\sigma_{\text{р}}} и основных \overline{\sigma_{\text{мр}}} образцов ПКМ конструкций вычисляют по ГОСТ 14359-69 (подраздел 4.3).

Приложение В (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСТОЙКОСТИ

В.1 Влагостойкость определяют по ГОСТ 9.719-94 (раздел 4).

В.2 Сущность метода заключается в том, что образцы по ГОСТ 32656-2017 подвергают воздействию водяного тумана в течение не менее 168 ч и определяют изменение предела прочности при растяжении.

В.3 Коэффициент сохранения свойств (влагостойкость) КВ вычисляют по формуле

\text{К}_{\text{В}} = \frac{\overline{\sigma_{\text{р}}}}{\overline{\sigma_{\text{вр}}}} , (В.1)

где \overline{\sigma_{\text{р}}} , \overline{\sigma_{\text{вр}}} — среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций соответственно до (в исходном состоянии) и после испытаний, МПа.

В.4 Среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций до (в исходном состоянии) \overline{\sigma_{\text{р}}} и после \overline{\sigma_{\text{вр}}} испытаний вычисляют по ГОСТ 14359-69 (подраздел 4.3).

Приложение Г (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОСТИ

Г.1 Сущность метода заключается в том, что образцы ПКМ конструкций подвергают нагреву до заданной температуры и определяют стойкость к указанному воздействию по изменению предела прочности при растяжении.

Г.2 Используют оборудование по ГОСТ 32656-2017, а также термокамеру для испытательных машин.

Г.3 Для испытания применяют образцы по ГОСТ 32656-2017.

Г.4 На контрольных образцах определяют исходный предел прочности при растяжении по ГОСТ 32656-2017.

Основные образцы нагревают в термокамере до температуры 60 °C. Время выдержки образцов при заданной температуре должно быть не менее 20 мин на 1 мм его толщины.

Г.5 Испытания основных образцов и обработку результатов проводят по ГОСТ 32656-2017 (раздел 7 и подраздел 8.1).

Г.6 Коэффициент сохранения свойств (термостойкость) КТ вычисляют по формуле

\text{К}_{\text{Т}} = \frac{\overline{\sigma_{\text{р}}}}{\overline{\sigma_{\text{тр}}}} , (Г.1)

где \overline{\sigma_{\text{р}}} , \overline{\sigma_{\text{тр}}} — среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций соответственно до (в исходном состоянии) и после испытаний, МПа.

Г.7 Среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций до (в исходном состоянии) \overline{\sigma_{\text{р}}} и после \overline{\sigma_{\text{тр}}} испытаний определяют по ГОСТ 14359-69 (подраздел 4.3).

Приложение Д (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ К КЛИМАТИЧЕСКОМУ СТАРЕНИЮ

Д.1 Стойкость к климатическому старению для подтверждения технических требований, установленных настоящим методическим документом, при типовых, периодических и приемо-сдаточных испытаниях определяют по ГОСТ 9.708-83 (метод 2) с учетом порядка и условий проведения испытаний.

Д.2 Сущность метода заключается в том, что образцы по ГОСТ 32656-2017 подвергают воздействию искусственно созданных факторов в аппарате искусственной погоды в течение заданной продолжительности испытаний и определяют изменение предела прочности при растяжении.

Д.3 Искусственные факторы и время воздействия устанавливают в соответствии с таблицами Д.1, Д.2. Количество образцов после одного периода испытаний должно быть не менее 5.

Таблица Д.1

Порядок и условия испытания образцов

Примечание - Характеристики ламп типа 1А (UVA-340) и комбинированного типа 1А приведены в таблице Д.2.

Таблица Д.2

Относительная плотность потока излучения в ультрафиолетовом спектре для ламп типа 1А (UVA-340) и комбинированного типа 1А

Д.4 Стойкость к климатическому старению для подтверждения расчетного срока службы и гарантийных обязательств определяют по ГОСТ 9.708-83 (метод 1).

Д.5 Сущность этого метода заключается в том, что образцы по ГОСТ 32656-2017 подвергают воздействию естественных климатических факторов на климатических станциях в течение расчетного срока службы и гарантийного срока эксплуатации и определяют изменение предела прочности при растяжении.

Д.6 Контроль прочности при растяжении в процессе испытаний проводят через 1; 3; 6; 9; 12; 36; 60 мес, в дальнейшем — не реже одного раза в 10 лет. Количество образцов после одного периода испытаний должно быть не менее 6.

Д.7 Коэффициент сохранения свойств (стойкость к климатическому старению) КК вычисляют по формуле

\text{К}_{\text{К}} = \frac{\overline{\sigma_{\text{р}}}}{\overline{\sigma_{\text{кр}}}} , (Д.1)

где \overline{\sigma_{\text{р}}} , \overline{\sigma_{\text{кр}}} — среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций соответственно до (в исходном состоянии) \overline{\sigma_{\text{р}}} и после \overline{\sigma_{\text{кр}}} испытаний, МПа.

Д.8 Среднее арифметическое значение предела прочности при растяжении образцов ПКМ конструкций до (в исходном состоянии) \overline{\sigma_{\text{р}}} и после \overline{\sigma_{\text{кр}}} испытаний вычисляют в соответствии с ГОСТ 14359-69 (подраздел 4.3).

Приложение Е (рекомендуемое)

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ К ПОЛЗУЧЕСТИ

Е.1 Сущность метода заключается в том, что к образцам по ГОСТ 32656-2017 в течение расчетного срока службы и гарантийного срока эксплуатации прикладывают нагрузку таким образом, чтобы напряжение составляло 0,300 +/- 0,005 от предела прочности при растяжении, определенного по ГОСТ 32656-2017. После чего вычисляют модуль ползучести при растяжении и строят кривую «модуль ползучести при растяжении — время».

Е.2 Контроль ползучести в процессе испытаний проводят через 1; 3; 6; 9; 12; 36; 60 мес, в дальнейшем — не реже одного раза в 10 лет. Количество образцов после одного периода испытаний должно быть не менее 6.

Е.3 Коэффициент сохранения свойств (ползучесть) КП вычисляют по формуле

\text{К}_{\text{П}} = \frac{\overline{E_{\text{р}}}}{\overline{E_{\text{нр}}}} , (Е.1)

где \overline{E_{\text{р}}} , \overline{E_{\text{нр}}} — среднее арифметическое значение модуля упругости при растяжении образцов ПКМ конструкций соответственно до (в исходном состоянии) и после испытаний, полученных экстраполяцией по кривой «модуль ползучести при растяжении — время», МПа.

Е.4 Среднее арифметическое значение модуля упругости при растяжении образцов ПКМ конструкций до (в исходном состоянии) \overline{E_{\text{р}}} и после \overline{E_{\text{нр}}} испытаний определяют по ГОСТ 14359-69 (подраздел 4.3).

Приложение Ж

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ВЫНОСЛИВОСТИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Ж.1 Сущность метода

Образец подвергают циклическому растяжению, или сжатию, или растяжению-сжатию и определяют предел ограниченной выносливости.

Ж.2 Оборудование

Ж.2.1 Требования к оборудованию приведены в ГОСТ 32656-2017 при растяжении и ГОСТ 25.602-80 при сжатии.

Ж.2.2 Испытательная машина должна обеспечивать деформирование образцов при симметричном и асимметричном, знакопостоянном и знакопеременном циклическом нагружении.

Ж.2.3 Захваты испытательных машин должны исключать изгибные деформации и потерю устойчивости образцов при сжатии.

Ж.3 Подготовка образцов

Ж.3.1 Размеры образцов должны соответствовать ГОСТ 25.601-80 при растяжении и ГОСТ 25.602-80 при сжатии.

Ж.3.2 Для испытаний используют не менее 15 образцов.

Ж.3.3 Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (23 +/- 2) °C и относительной влажности (50 +/- 5)%, если иное не установлено в нормативной или технической документации на материал.

Ж.4 Подготовка к испытанию

Ж.4.1 Измеряют ширину и толщину рабочей длины образцов.

Ж.4.2 Перед началом циклических испытаний должны быть определены разрушающие напряжения при кратковременном статическом нагружении: в случае циклического растяжения — по ГОСТ 25.601-80, в случае циклического сжатия — по ГОСТ 25.602-80, в случае знакопеременного растяжения-сжатия при растяжении и сжатии — соответственно по ГОСТ 25.601-80 и ГОСТ 25.602-80.

Испытания при кратковременном нагружении следует проводить на машинах и в захватах, применяемых для определения пределов ограниченной выносливости при циклическом нагружении.

Ж.4.3 Выбирают коэффициент асимметрии цикла R по формуле

R = \frac{\sigma_{min}}{\sigma_{max}} , (Ж.1)

где \sigma_{min} и \sigma_{max} — соответственно минимальное и максимальное напряжение цикла, МПа,

и определяют значения начальных нагрузок цикла P_max и P_min, Н, по формулам

P_{max} = \sigma_{max}F; (Ж.2)

P_{min} = \sigma_{min}F, (Ж.3)

где F — площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм2.

Уровни начальных нагрузок должны соответствовать максимальным при растяжении или минимальным при сжатии напряжениям цикла, равным 0,8 от соответствующего напряжения при кратковременном статическом нагружении.

При растяжении-сжатии начальный уровень напряжений зависит от выбранного для испытаний серии образцов коэффициента асимметрии цикла.

Если выполняется неравенство

R> \frac{\sigma_{\text{сж}}}{\sigma_{\text{р}}} , (Ж.4)

то начальный уровень максимальных напряжений цикла \sigma_{max} , МПа, вычисляют по формуле

\sigma_{max} = 0,8\sigma_{p}, (Ж.5)

где \sigma_{\text{р}} , \sigma_{\text{сж}} — разрушающее напряжение соответственно при кратковременном растяжении и сжатии, МПа.

Если выполняется неравенство

R \leq \frac{\sigma_{\text{сж}}}{\sigma_{\text{р}}} , (Ж.6)

то начальный уровень минимальных напряжений цикла \sigma_{min} , МПа, вычисляют по формуле

\sigma_{min} = 0,8\sigma_{\text{сж}}. (Ж.7)

При сравнении коэффициента R и отношения \frac{\sigma_{\text{сж}}}{\sigma_{\text{р}}} необходимо учитывать знак напряжений: напряжения сжатия следует считать отрицательными, напряжения растяжения — положительными. Последующие уровни напряжений рекомендуется назначать с учетом результатов испытаний на предшествующих уровнях, но меньшими, чем начальные.

Ж.4.4 Настройку испытательной машины в соответствии с требованиями пункта Ж.4.3 проводят без установки испытуемых образцов.

Ж.5 Проведение испытаний

Ж.5.1 Испытуемый образец устанавливают в захваты машины, тщательно центрируют и закрепляют. Затем включают испытательную машину и производят контрольную проверку действующих на образец нагрузок.

Ж.5.2 Испытания образцов одной серии, по результатам которых строят кривую усталости, выполняют при постоянном коэффициенте асимметрии цикла.

Ж.5.3 При испытании образцов нагружение осуществляют с постоянной скоростью, причем частота нагружения не должна превышать 5 Гц.

Ж.5.4 Нагружение производят в режиме постоянства заданных максимальных и амплитудных напряжений цикла в процессе всего испытания образца.

Испытание каждого образца проводят до разрушения или до определенного числа циклов, принимаемого в качестве базы испытаний. База испытаний должна составлять не менее 104 циклов нагружения.

Ж.5.5 На каждом уровне напряжений должно быть испытано не менее трех образцов. Число уравнений задаваемых напряжений должно быть не менее четырех.

Ж.6 Обработка результатов

Ж.6.1 По результатам испытаний серии образцов на диаграмму с координатами ( \sigma_{max} , lgN) наносят экспериментальные точки и строят кривую усталости. При знакопеременном растяжении-сжатии по оси ординат откладывают величины максимальных напряжений цикла, если выполняется неравенство (Ж.4), и минимальных, если выполняется неравенство (Ж.6).

Ж.6.2 Кривую усталости строят путем графической или аналитической (по корреляционному уравнению) аппроксимации результатов испытаний образцов одной серии.

Ж.6.3 Предел ограниченной выносливости следует определять по графику кривой усталости или ее уравнению как ординату точки, абсцисса которой равна соответствующей циклической долговечности N.

Наряду с пределом ограниченной выносливости следует указывать меру рассеяния \sigma_{1/1} .

Ж.6.4 По окончании испытания каждого образца определяют и фиксируют число циклов до разрушения N. Если образец не разрушился после базового числа циклов, испытание прекращают, а в протоколе испытаний делают пометку «не разрушился». Неразрушившиеся образцы рекомендуется испытывать кратковременным статическим нагружением для определения остаточных разрушающих напряжений.

Ж.7 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:

• сведения об образцах, испытательном оборудовании, условиях кондиционирования и проведения испытаний;
• минимальную и максимальную нагрузку на образец;
• минимальные и максимальные напряжения, возникающие в образце;
• число циклов до разрушения;
• коэффициент асимметрии;
• предел ограниченной выносливости и меру рассеяния.

Приложение И (рекомендуемое)

ТИПОВЫЕ РАЗМЕРЫ ПЕШЕХОДНЫХ НАСТИЛОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Типовые размеры решетчатых и сплошных пешеходных настилов приведены соответственно в таблицах И.1 и И.2.

Таблица И.1

Рекомендуемые типовые размеры решетчатых пешеходных настилов из ПКМ

Тип ячеек и типоразмеры настила	Толщина H, мм	Размер ячеек A x B, мм	Толщина ребер T1 x T2, мм	Размеры сборного элемента, мм
Квадратные ячейки	13, 26, 30, 38	38 x 38	5,8 — 7,0 x 5,0	997 x 2026 — 1530 x 3969
	50	50 x 50	8,0 x 5,0	1226 x 3055 — 1226 x 3666
	51	51 x 51	8,0 x 5,0	1219 x 3658
	30, 38	19 x 19	5,8 x 5,0	1000 x 1990 — 1000 x 2980
Квадратные мини-ячейки	30 — 38	8 x 8 — 20 x 20	6,5 x 5,0 - 7,0 x 5,0	1000 x 3000 — 1000 x 4083
Прямоугольные ячейки	25 — 120	25,4 x 97,6 — 186,5 x 298,5	6,5 x 5,0 - 8,5 x 6,0	921 x 3055 — 1500 x 4190

Таблица И.2

Типоразмеры поперечного сечения сплошных пешеходных настилов из ПКМ

Тип сечения	Номинальные размеры, мм
	B	H	t1/t2
	B = 380 B1 = 15 B2 = 46,5	40	5/5
	B = 300 B1 = 30 B2 = 45	40	5/5
	B = 500 B1 = 22,5 B2 = 45,75	40	3,5/6
	B = 500 B1 = 30 B2 = 57,5	40	3,5/6

Примечание - Предельные отклонения — по длине +/- 0,35 мм, по ширине +/- 0,30 мм.

Приложение К (рекомендуемое)

РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ПЕШЕХОДНЫХ НАСТИЛОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

К.1 Общие положения

К.1.1 Расчет секций настилов из ПКМ допускается производить в соответствии с ГОСТ 33119-2014 с использованием следующего неравенства:

S\gamma_{f} \leq \frac{R_{cp}(1 - 2\nu)}{\gamma_{m}\gamma_{c}} , (К.1)

где S — напряжение (деформация) в секции настила от воздействия нормативных нагрузок, МПа;

\gamma_{f} — коэффициент надежности по нагрузке;

Rср — среднее значение сопротивления (деформация) ПКМ секции настила, которое должно быть принято по результатам не менее 12 испытаний в одной пробе ПКМ с допустимой отбраковкой двух результатов, МПа;

\nu — коэффициент вариации, характеризующий разброс свойств ПКМ секции настила, доля ед.;

\gamma_{m} — обобщенный коэффициент надежности по материалу, определяемый с использованием частных коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов, снижающих физико-механические характеристики ПКМ секций настилов в процессе эксплуатации;

\gamma_{c} — коэффициент надежности для технологии изготовления, характеризующий разброс свойств для различных методов изготовления ПКМ секций настилов (таблица К.1).

Таблица К.1

Значения коэффициента надежности \gamma_{c} для различных технологий изготовления конструкций из ПКМ

К.1.2 Значение коэффициента вариации \nu принимают по результатам не менее 12 испытаний в одной пробе ПКМ с допустимой отбраковкой двух результатов. На стадии вариантного проектирования допускается принимать коэффициент вариации \nu равным не менее 13%.

К.1.3 Обобщенный коэффициент надежности по материалу \gamma_{m} вычисляют по формуле

\gamma_{m} = \text{К}_{1}\text{К}_{2}\text{К}_{3}\text{К}_{4}\text{К}_{5}\text{К}_{6}, (К.2)

где К1 — коэффициент, учитывающий морозостойкость ПКМ;

К2 — то же, влагостойкость конструкций;

К3 — то же, термостойкость конструкций;

К4 — то же, климатическое старение ПКМ за время эксплуатации моста;

К5 — то же, ползучесть ПКМ при долговременных нагрузках;

К6 — то же, усталость ПКМ.

К.1.4 Применение частных коэффициентов и их комбинаций в расчетах по первому или второму предельному состоянию осуществляется в соответствии с таблицей К.2.

Таблица К.2

Комбинации частных коэффициентов для соответствующих предельных состояний

Примечания

1 Испытания по пределам прочности конструкций проводятся на прочность и выносливость, остальные испытания — по модулям упругости и сдвига.

2 Для конструкций, изготовленных по технологии вакуумной инфузии, расчет по трещиностойкости не выполняется.

К.1.5 При проектировании конструкций пешеходных мостов следует принимать значения коэффициентов К₁ - К₆ согласно пунктам 5.2.9 и 5.2.10.

К.1.6 В расчетах по первому предельному состоянию часть неравенства (К.1) следует умножать на коэффициент надежности по ответственности, равный 1,1, согласно СП 35.13330.2011 (подраздел 5.36).

К.2 Прочность и выносливость

К.2.1 Расчет на выносливость рекомендуется выполнять в соответствии с неравенством (К.1) без учета коэффициента надежности по нагрузке в зависимости от асимметрии цикла переменной нагрузки R, который характеризуется отношением наименьших \sigma_{min} (со знаком «-» для сжатия) и наибольших \sigma_{max} (со знаком «+» для растяжения) напряжений.

К.2.2 Номинальное (теоретическое) значение расчетного числа циклов Nf переменной нагрузки с постоянной амплитудой до разрушения ПКМ секций настилов допускается определять по формулам:

\cdot для симметричных нагрузок (|\sigma_{min}| = |\sigma_{max}|) с постоянной амплитудой R = -1

N_{f} = (\frac{R_{c}}{\sigma_{\Delta}})^{k}, (К.3)

где Rc — расчетное значение прочности ПКМ при растяжении, МПа;

\sigma_{\Delta} — амплитуда напряжений, равная половине разности между максимальным \sigma_{max} (со знаком «+» для растяжения и «-» для сжатия) и минимальным значением напряжений \sigma_{min} (со знаком «+» для растяжения и «-» для сжатия) в конструктивном элементе;

k — значение первой производной функции «напряжение — количество циклов» ПКМ при растяжении в системе десятичных логарифмических осей координат (наклон кривой в логарифмическом представлении);

\cdot для асимметричных нагрузок с постоянной амплитудой

N_{f} = [\frac{R_{c}}{\sigma_{\Delta}} (1 - \frac{\sigma_{cp}}{R_{p/c}})]^{k}, (К.4)

где \sigma_{cp} — среднее значение напряжения, действующего в цикле;

Rр/с — расчетная прочность ПКМ на сжатие или растяжение, выбираемая в зависимости от знака среднего значения напряжений \sigma_{cp} , действующего в цикле.

К.2.3 Количество циклов знакопеременных напряжений, возникающих в секциях настилов, допускается устанавливать на основании данных мониторинга за фактически эксплуатируемыми композитными настилами или с использованием аппарата численного моделирования пешеходных и автомобильных потоков, пропускаемых по данному сооружению.

К.2.4 Значение k определяется по результатам испытаний на выносливость. Допускается на стадии вариантного проектирования использовать значения k в соответствии с таблицей К.3 [10].

Таблица К.3

Значение параметра k

К.2.5 Оценку выносливости D при циклических нагрузках с переменными амплитудами допускается выполнять путем выделения и последующего суммирования (численное интегрирование) предельных состояний, каждое из которых имеет одну и ту же величину амплитуды напряжений \sigma_{\Delta} и значение R (правило Майнера), по формуле

D = \sum_{i}^{M} \frac{n_{i}}{N_{i}} \leq 1, (К.5)

где M — количество отрезков времени с одинаковыми на данном отрезке значениями амплитуд напряжений \sigma_{\Delta} и значений R;

ni — количество циклов внутри каждого отрезка времени с одинаковыми значениями амплитуд напряжений \sigma_{\Delta} и значений R;

Ni — максимально допустимое (предельное) количество циклов для данных \sigma_{\Delta} и R.

К.3 Ползучесть

К.3.1 Влияние ползучести на изменение модуля упругости при растяжении рекомендуется определять с использованием номинального (теоретического) значения коэффициента К3 (таблица К.4) по формуле

К₃ = tn, (К.6)

где t — продолжительность действия нагрузки, ч;

n — показатель степени, зависящий от типа армирования, при расположении волокон по направлению нагрузки:

• n = 0,01 — для однонаправленных армированных слоев ПКМ секций настилов;
• n = 0,04 — для дву- или многонаправленных армированных слоев ПКМ секций настилов;
• n = 0,10 — для хаотично-армированных слоев ПКМ секций настилов.

Таблица К.4

Расчетные значения частного коэффициента К3

К.3.2 Для ПКМ секций настилов с различной ориентацией в слоях армирующего наполнителя по отношению к направлению действия нагрузки допускается на предварительных этапах проектирования (с последующим экспериментальным подтверждением) вычислять обобщенный коэффициент надежности по ползучести К3 об по формуле

К3 об = К3К', (К.7)

где К' — коэффициент, равный отношению деформаций ПКМ секций настилов без учета работы волокон, которые расположены не в направлении действия нагрузки, к деформациям ПКМ секций настилов с полным учетом всех армирующих его волокон.

К.3.3 Для различных типов армирования ПКМ секций настилов, например комбинацией однонаправленных слоев, ткани или мата, следует определять значение суммарного показателя степени n.

К.3.4 Включение в работу каждого типа армирования выполняется путем перемножения соответствующего данному типу армирования показателя степени n на толщину слоя и на процентное содержание волокон в этом слое с последующим делением полученного результата на произведение суммы толщин всех слоев, умноженное на процентное содержание в них волокон (только для ламелей с волокнами, ориентированными по направлению долговременной деформации). Двунаправленно-армированные и разнонаправленно-армированные ПКМ секций настилов должны рассматриваться в качестве пакета однонаправленно-армированных слоев с различной ориентацией волокон.

К.4 Расчет прогибов

Величины прогибов определяются от действия подвижных временных вертикальных и постоянных нормативных нагрузок с использованием неравенства (К.1), в котором расчетные значения модуля упругости вычисляются с использованием средних значений Eср = Eн модуля упругости при изгибе.

К.5 Возможность сопротивления прогрессирующему обрушению

Конструкция и материал секций настилов должны проектироваться с учетом недопущения возможности прогрессирующего обрушения при выходе из строя одного или нескольких элементов настила в случае экстремальных природных или техногенных воздействий.

Приложение Л (рекомендуемое)

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕШЕХОДНЫХ НАСТИЛОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЯХ И В ТОННЕЛЯХ

Л.1 Общие положения

Л.1.1 Для оценки экономической эффективности пешеходных настилов из ПКМ на мостовых сооружениях и в тоннелях применяются основные положения руководства [11].

Л.1.2 При расчете экономической эффективности выполняется сравнение двух (или трех) вариантов проекта реализации пешеходных настилов мостовых сооружений из различных материалов. Первый вариант — типовые железобетонные плиты или металлические настилы прохожей части мостовых сооружений, второй вариант — настилы из ПКМ. В процессе сравнения определяются следующие структурные элементы единовременных затрат на изготовление, транспортирование, складирование, монтаж (установку) и текущих (годовых) затрат на эксплуатацию и ремонт пешеходных настилов на мостовых сооружениях.

Л.1.3 Затраты на изготовление пешеходных настилов определяются по прайс-листам предприятий-изготовителей, а также согласно действующим сборникам сметных цен [12].

Л.1.4 Затраты на монтаж (установку) и текущие затраты на ремонт пешеходных настилов как из традиционных материалов, так и ПКМ рассчитываются в соответствии с методикой [13].

Л.1.5 Текущие затраты на эксплуатацию пешеходных настилов как из традиционных материалов, так и ПКМ определяются в соответствии с рекомендациями [14].

Л.1.6 Затраты на транспортирование, по данным экспертных оценок, принимают 3%, затраты на заготовку и складирование — 2% от стоимости настилов. Вместе с тем при определении затрат на транспортирование настилов из ПКМ рекомендуется учитывать их более высокую норму загрузки (без использования специального грузоподъемного оборудования), обусловленную значительно меньшим весом.

Л.2 Оценка экономической эффективности по приведенным затратам

Л.2.1 Для оценки экономической эффективности допускается применять интегральный показатель годового экономического эффекта, который учитывает долговечность конструкции и отражает результат использования продукции с улучшенными по сравнению с базовой конструкцией параметрами.

Л.2.2 Годовой экономический эффект Э, р., от внедрения новых технических решений определяется как разность затрат на строительство и эксплуатацию базовой и оцениваемой конструкции с учетом отдаленности затрат во времени, а также надежности и долговечности конструкций по формуле

Э = [ЗсбEрб + Зэб(1 + pб)] — [ЗсоEро + Зэо(1 + pо)], (Л.1)

где Eрб и Eро — расчетные коэффициенты эффективности соответственно для базовой и оцениваемой конструкции исходя из срока их службы

E_{\text{рб}} = \frac{1}{t_{\text{б}}} , (Л.2)

E_{\text{ро}} = \frac{1}{t_{\text{о}}} ; (Л.3)

Зэо и Зэб — годовые эксплуатационные затраты соответственно оцениваемой и базовой конструкций, р.;

Зсо и Зсб — стоимость соответственно оцениваемой и базовой конструкций, включая стоимость материала и строительства, р.;

tо и tб — срок службы до капитального ремонта соответственно оцениваемой и базовой конструкций, годы;

pо и pб — показатель надежности (вероятность отказа) соответственно оцениваемой и базовой конструкций.

Указанные коэффициенты являются также показателями накопления повреждений в конструкции и учитывают дисконтирование затрат.

Л.3 Пример расчета экономической эффективности настилов из полимерных композиционных материалов взамен железобетонной плиты прохожей части

Л.3.1 Рассматриваемое сооружение — надземный пешеходный переход (рисунок Л.1). Параметры сооружения: тип пролетного строения — ферма, длина пролетного строения — 56,8 м, ширина пролетного строения в осях перильного ограждения — 3,92 м.

Рисунок Л.1 — Надземный пешеходный переход

Л.3.2 Рассматривается применение настила из ПКМ вместо железобетонной плиты прохожей части. Базовая конструкция предусматривает заливку бетоном настила в полевых условиях, строительство промежуточной опоры с перекрытием движения по автомобильной дороге. Оцениваемая конструкция настила из ПКМ позволяет выполнить установку пролетного строения за один подъем без строительства промежуточной опоры и отказаться от бетонных работ.

Л.3.3 Базовая конструкция — железобетонная плита прохожей части, оцениваемая конструкция — настил прохожей части из ПКМ.

Л.3.4 В стоимость базовой Зсб и оцениваемой Зсо конструкций настилов входят единовременные затраты на изготовление (сметная стоимость или заводская цена железобетонной плиты и настила из ПКМ), а также на монтаж (устройство) железобетонной плиты и настила из ПКМ.

Л.3.5 Сметная стоимость на устройство железобетонной плиты и настила из ПКМ представлена в таблице Л.1 [15].

Таблица Л.1

Стоимость затрат на устройство железобетонной плиты и настила из ПКМ

Л.3.6 Из таблицы Л.1 выбраны значения стоимостных показателей, относящихся к железобетонной плите и настилу из ПКМ, и приведены к стоимости 1 м2 настила (таблица Л.2) с учетом известных габаритов пролетного строения.

Таблица Л.2

Сравнение стоимости затрат на изготовление, устройство и эксплуатацию железобетонной плиты и настила из ПКМ (измеритель 1 м2)

Примечание - Затраты на нормативные работы по содержанию настила принимались равными 0,8%, а по содержанию железобетонной плиты — 1% от стоимости сооружения.

Л.3.7 В результате расчета было получено, что:

\cdot стоимость базовой конструкции 1 м2 железобетонной плиты Зсб = 21630 р.;

\cdot стоимость оцениваемой конструкции 1 м2 настила из ПКМ Зсо = 24420 р.

Л.3.8 Годовые эксплуатационные затраты базовой и оцениваемой конструкций согласно рекомендациям [4] принимались равными 0,8% — 1% от стоимости сооружения.

Л.3.9 В результате расчета было получено, что:

\cdot годовые эксплуатационные затраты базовой конструкции (1 м2 железобетонной плиты) — Зэб = 0,01 x 21630 = 216,30 р.;

\cdot годовые эксплуатационные затраты оцениваемой конструкции (1 м2 настила из ПКМ) — Зэо = 0,008 x 24420 = 195,36 р.

Л.3.10 Срок службы до капитального ремонта базовой конструкции (железобетонной плиты) принимается по данным экспертных оценок tб = 20 лет, а оцениваемой конструкции (настила из ПКМ) — tо = 50 лет.

Л.3.11 Показатели надежности (вероятность отказа) базовой и оцениваемой конструкций принимаем pс = pо = 5%.

Расчетный коэффициент эффективности базовой конструкции (железобетонной плиты) \text{Е}_{\text{рб}} = \frac{1}{t_{\text{б}}} = \frac{1}{20} = 0,05 ; оцениваемой конструкции (настила из ПКМ) \text{Е}_{\text{ро}} = \frac{1}{t_{\text{о}}} = \frac{1}{50} = 0,02 .

Л.3.12 Подставляя вычисленные параметры в формулу (Л.1), получим значение годового экономического эффекта

Э = [21630 x 0,05 + 216,30 x (1 + 0,05)] -

• [24420 x 0,02 + 195,36 x (1 + 0,05)] = 615,09 р./м2.

БИБЛИОГРАФИЯ

Руководитель организации-разработчика ООО «Руссинтэк» Генеральный директор Ю. В. Данилов