Утверждена распоряжение Минтрансстроя и МПС от 8 октября 1976 г. № А-1407/П-30621

	

		

			

			
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
			
			

			
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
			
		
	



	

		

			

			
Министерство транспортного строительства (Минтрансстрой) Министерство путей сообщения (МПС)
			
			

			
Ведомственные строительные нормы
			
			

			
ВСН 141-76
			
			

			
Инструкция по проектированию соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов
			
			

			
Минтрансстрой МПС

			
Взамен ВСН 144-68 и п. 7.24 ВСН 136-67
			
		
	



	

		

			

			
Внесена ЦНИИС Минтрансстроя и НИИмостов ЛИИЖТ МПС
			
			

			
Утверждена распоряжением Минтрансстроя и МПС от 8 октября 1976 г. № А-1470/П-30621
			
			

			
Срок введения в действие - 1 января 1977 г.
			
		
	

Инструкция по проектированию соединении на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов (ВСН 144-76) разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС) - авторы К. П. Большаков, В. А. Зубков - и Научно-исследовательским институтом мостов Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (НИИмостов ЛИИЖТ) - авторы В. Н. Савельев, Р. Г. Хусид - взамен действовавших ранее «Указаний по применению высокопрочных болтов в стальных конструкциях мостов» (ВСН 144-68) в отношении норм проектирования (в отношении норм и правил выполнения соединений на высокопрочных болтах ВСН 144-68 были ранее заменены ВСН 163-69-«Инструкцией по технологии устройства соединении на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов») и п. 7.24. «Указаний по проектированию вспомогательных сооружений и устройств для строительства мостов» (ВСН 136-67).
При разработке ВСН 144-76 был учтен отечественный и зарубежный опыт в области исследования, проектирования, строительства и эксплуатации пролетных строении с соединениями на высокопрочных болтах и использованы результаты последних научно исследовательских работ ЦНИИС и НИИ-мостов ЛИИЖТ по нормам вероятностного расчета фрикционных соединений (авторы-составители настоящей Инструкции), по клеефрикционным (М. Л. Лобков), фланцевым (В. Н. Савельев, А. А. Ровный) соединениям и фрикционным соединениям с консервацией контактных поверхностей специальным грунтом (Б. Н. Кругман, А. Н. Потапов) и др.
Инструкция разработана в развитие действующих нормативных документов по проектированию мостов. В Инструкции учтены требования действующих государственных и отраслевых стандартов.

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на проектирование фрикционных соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях обычного и северного исполнения постоянных железнодорожных, автомобильнодорожных, городских и пешеходных мостов, а также вспомогательных сооружений и устройств для строительства мостов.

1.2. Фрикционными называются соединения, в которых передача усилия осуществляется только силами трения по контактным плоскостям соединяемых элементов; к ним относятся соединения, контактные плоскости которых (после очистки предусмотренными в настоящих нормах способами) не подвергаются консервации; консервируются специальным грунтом, обеспечивающим защиту от коррозии и высокие фрикционные свойства; покрываются; специальным клеефрикционным составом (в этом случае соединения называются клеефрикционными).

1.3. Фрикционные соединения разрешается применять в конструкциях всех видов н назначений при любых силовых воздействиях. Клеефрикционные соединения в железнодорожных мостах допускается применять с разрешения МПС.

1.4. Устройство соединений на высокопрочных болтах осуществляется в соответствии с требованиями «Инструкции по технологии устройства соединений на высокопрочных болтах и стальных конструкциях мостов» (ВСН 163-69), а также

требованиями специальных инструкций но технологии выполнения клеефрикционных соединений и консервации контактных поверхностей фрикционных соединений (приложение 1).

2.1. Для фрикционных соединений мостовых конструкций следует применять высокопрочные болты типов 110, 110С и 135.

Примечание. Цифровой индекс типа болта определяет минимальное временное сопротивление болтов разрыву в кгс/мм2 ; индексом «С» обозначены болты в северном исполнении.

Болты типа 135 применяются по согласованию с МПС и Главмостостроем.

2.2. Высокопрочные болты типов 110 н 110С, гайки н шайбы должны отвечать требованиям ОСТ 35-02-72 «Болты высокопрочные, гайки и шайбы к ним».

Болты типа 135 должны отвечать общим требованиям ОСТ 35-02-72 к высокопрочным болтам для мостостроения, но по механическим свойствам они должны соответствовать показателям, приведенным в табл. 1.

	
		
		
		
		
		
		
	
	

		

			

			
Тип болтов
			
			

			
Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2
			
			

			
Твердость по Бринеллю при нагрузке, равной 30Д2 , не более
			
			

			
Относительное удлинение dб ,-%, не менее
			
			

			
Относительное сужение, % не менее
			
			

			
Ударная вязкость при +20°С, кгс - м/см2 , не менее
			
		
		

			

			
135
			
			

			
135-160
			
			

			
480
			
			

			
8
			
			

			
35
			
			

			
5
			
		
	

Марки сталей для болтов, гаек н шайб и дополнительные технические требования приведены в приложении 2.

2.3. Материалы, применяемые для консервации и покрытия очищенных контактных поверхностей во фрикционных и клеефрикционных соединениях, указаны в приложении 1.

2.4. Основные номинальные размеры болтов, гаек и шайб и расчетная площадь поперечного сечения приведены в табл. 2.

2.5. Полная длина болта назначается в соответствии с данными табл. 3.

	
		
		
		
		
		
		
		
		
		
	
	

		

			

			
Номинальный диаметр болта, мм
			
			

			
Расчетная площадь сечения по стержню, мм2
			
			

			
Расчетная площадь сечения по резьбе, мм2
			
			

			
Высота головки, мм
			
			

			
Высота гайки, мм
			
			

			
Размер «под ключ», мм
			
			

			
Диаметр описанной окружности Д (для гайки и головки), мм
			
			

			
Размер шайбы
			
		
		

			

			
Толщина, мм
			
			

			
Наружный диаметр, мм
			
		
		

			

			
18
			
			

			
255
			
			

			
192
			
			

			
13
			
			

			
16
			
			

			
30
			
			

			
34,6
			
			

			
4
			
			

			
39
			
		
		

			

			
22
			
			

			
380
			
			

			
303
			
			

			
15
			
			

			
19
			
			

			
36
			
			

			
41,6
			
			

			
6
			
			

			
50
			
		
		

			

			
24
			
			

			
453
			
			

			
352
			
			

			
17
			
			

			
22
			
			

			
41
			
			

			
47,3
			
			

			
6
			
			

			
56
			
		
		

			

			
27
			
			

			
573
			
			

			
459
			
			

			
19
			
			

			
24
			
			

			
46
			
			

			
53,1
			
			

			
6
			
			

			
66
			
		
	

	
		
		
		
		
		
	
	

		

			

			
Длина болта, мм
			
			

			
Диаметр болта, мм
			
		
		

			

			
18
			
			

			
22
			
			

			
24
			
			

			
27
			
		
		

			

			
Толщина стягиваемого пакета, мм
			
		
		

			

			
50
			
			

			
7-19
			
			

			
-
			
			

			
-
			
			

			
-
			
		
		

			

			
55
			
			

			
12-24
			
			

			
-
			
			

			
-
			
			

			
-
			
		
		

			

			
60
			
			

			
17-29
			
			

			
5-22
			
			

			
-
			
			

			
-
			
		
		

			

			
65
			
			

			
22-34
			
			

			
10-27
			
			

			
8-22
			
			

			
-
			
		
		

			

			
70
			
			

			
27-39
			
			

			
15-32
			
			

			
13-27
			
			

			
7-25
			
		
		

			

			
75
			
			

			
32-44
			
			

			
20-37
			
			

			
18-32
			
			

			
12-30
			
		
		

			

			
80
			
			

			
37-49
			
			

			
25-42
			
			

			
23-37
			
			

			
17-35
			
		
		

			

			
85
			
			

			
42-54
			
			

			
30-47
			
			

			
28-42
			
			

			
22-40
			
		
		

			

			
90
			
			

			
47-59
			
			

			
35-52
			
			

			
33-17
			
			

			
27-45
			
		
		

			

			
95
			
			

			
52-64
			
			

			
40-57
			
			

			
38-52
			
			

			
32-50
			
		
		

			

			
100
			
			

			
57-69
			
			

			
45-62
			
			

			
43-57
			
			

			
37-55
			
		
		

			

			
105
			
			

			
62-74
			
			

			
50-67
			
			

			
48-62
			
			

			
42-60
			
		
		

			

			
110
			
			

			
67-79
			
			

			
55-72
			
			

			
53-67
			
			

			
47-65
			
		
		

			

			
115
			
			

			
72-84
			
			

			
60-77
			
			

			
58-72
			
			

			
52-70
			
		
		

			

			
120
			
			

			
77-89
			
			

			
65-82
			
			

			
63-77
			
			

			
57-75
			
		
		

			

			
130
			
			

			
87-99
			
			

			
75-92
			
			

			
73-87
			
			

			
67-85
			
		
		

			

			
140
			
			

			
97-109
			
			

			
85-102
			
			

			
83-97
			
			

			
77-95
			
		
		

			

			
150
			
			

			
107-119
			
			

			
95-112
			
			

			
93-107
			
			

			
87-105
			
		
		

			

			
160
			
			

			
111-129
			
			

			
99-122
			
			

			
97-117
			
			

			
97-115
			
		
		

			

			
170
			
			

			
121-139
			
			

			
109-132
			
			

			
107-127
			
			

			
101-125
			
		
		

			

			
180
			
			

			
131-149
			
			

			
119-142
			
			

			
117-137
			
			

			
111-135
			
		
		

			

			
190
			
			

			
141-159
			
			

			
129-152
			
			

			
127-147
			
			

			
121-145
			
		
		

			

			
200
			
			

			
151-169
			
			

			
139-162
			
			

			
137-157
			
			

			
131-155
			
		
	

Примечания. 1. При назначении длины болтов необходимо стремиться к минимальному количеству типоразмеров болтов, применяемых в одном узле.

2. В чертежах КМД должно быть указано число и расположение болтов по типоразмерам в каждом узле (соединении) пролетного строения (опоры).

3. Минимальная толщина пакета назначена из условия, чтобы резьба гайки (с учетом сочетания допусков) не попадала на сбег резьбы болта, а максимальная (с учетом сочетания допусков) - так, чтобы гайка была полностью навернута на болт с полным профилем резьбы.

4. Длина резьбы болтов длиной до 150 мм включительно и диаметром 18, 22, 24 и 27 мм равна соответственно 42, 50, 54 и 60 мм; при большей длине болтов длина резьбы увеличивается на 6 мм.

3.1. При определении усилии в элементах конструкции фрикционные соединения рассматриваются как неподатливые.

Распределение продольного усилия между болтами прикрепления элемента принимается равномерным.

3.2. Расчет фрикционных соединений производится, как правило, по усилиям, с учетом распределения усилия между отдельными частями элемента, при этом каждая часть элемента (с учетом ее ослабления) должна быть прикреплена достаточным количеством болтов.

Во всех случаях несущая способность соединения должна быть не менее 75% несущей способности прикрепляемого элемента, определяемой в соответствии с характером, его работы расчетом на устойчивость, выносливость или прочность.

3.3. Расчет на прочность стыковых накладок элементов ферм и поясов сплошных балок производят по сечению нетто, с введением для накладок растянутых элементов и поясов коэффициента условий работы m=0,9.

3.4. Расчет на прочность прикрепляемых элементов (как сжатых, так и растянутых) производят по сечению нетто с учетом, что 50% усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передано силами трения.

Расчет на прочность узловых (фасонных листов согласно п. 431 СН 200-62 (проверку на выкалывание) производят по сечению нетто без учета указанной выше передачи силами трения 50% усилия, приходящегося на каждый периферийный болт прикрепления данного элемента.

3.5. Расчетную несущую способность Т, тс, одного болта по одному рабочему контакту соприкасающихся частей (одного «болтоконтакта») во фрикционных соединениях следует определять по табл. 4; вспомогательные данные приведены в приложении 3. Способ обработки контактных поверхностей должен быть указан в чертежах КМ.

	
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
	
	

		

			

			
Тип болтов
			
			

			
Диаметр болтов, мм
			
			

			
Т, тс, одного «болтоконтакта» при обработке контактных поверхностей
			
		
		

			

			
пескоструйной
			
			

			
очистке с нанесением фрикционного грунта или клеефрикционного покрытия
			
			

			
газопламенной
			
			

			
металлическими щетками
			
		
		

			

			
при числе болтов в соединении
			
		
		

			

			
2-4
			
			

			
5-19
			
			

			
³20
			
			

			
2-4
			
			

			
5-19
			
			

			
³20
			
			

			
2-4
			
			

			
5-19
			
			

			
³20
			
			

			
2-4
			
			

			
5-19
			
			

			
³20
			
		
		

			

			
110 и
			
			

			
18
			
			

			
4,5
			
			

			
5,2
			
			

			
6,0
			
			

			
4,9
			
			

			
5,2
			
			

			
5,7
			
			

			
2,6
			
			

			
3,2
			
			

			
3,9
			
			

			
1,7
			
			

			
2,3
			
			

			
3,0
			
		
		

			

			
110С
			
			

			
22
			
			

			
7,1
			
			

			
8,2
			
			

			
9,4
			
			

			
7,7
			
			

			
8,3
			
			

			
9,0
			
			

			
4,1
			
			

			
5,1
			
			

			
6,2
			
			

			
2,7
			
			

			
3,6
			
			

			
4,8
			
		
		

			

			
 
			
			

			
24
			
			

			
8,3
			
			

			
9,5
			
			

			
11,0
			
			

			
8,а
			
			

			
9,6
			
			

			
10,5
			
			

			
4,8
			
			

			
6,0
			
			

			
7,2
			
			

			
3,1
			
			

			
4,2
			
			

			
5,6
			
		
		

			

			
 
			
			

			
27
			
			

			
10,7
			
			

			
12,4
			
			

			
14,2
			
			

			
11,6
			
			

			
12,5
			
			

			
13,6
			
			

			
6,2
			
			

			
7,7
			
			

			
9,4
			
			

			
4,0
			
			

			
5,5
			
			

			
7,2
			
		
		

			

			
135
			
			

			
23
			
			

			
8,3
			
			

			
9,4
			
			

			
11,0
			
			

			
й,о
			
			

			
9,7
			
			

			
10,5
			
			

			
4,8
			
			

			
6,0
			
			

			
7,3
			
			

			
3,1
			
			

			
4,2
			
			

			
5,5
			
		
		

			

			
 
			
			

			
24
			
			

			
9,6
			
			

			
11,1
			
			

			
12,7
			
			

			
10,4
			
			

			
11,2
			
			

			
12,2
			
			

			
5,7
			
			

			
7,1
			
			

			
8,6
			
			

			
3,6
			
			

			
4,9
			
			

			
6,4
			
		
	

Примечания. 1. Указанные нормы для соединения с нанесением на контактные поверхности фрикционного грунта или клеефрикционного покрытия действительны при сроке хранения конструкций до 1 года.

2. При проектировании типовых пролетных строений, с учетом перспективы внедрения заводской очистки и консервации проката, следует принимать нормы расчетной несущей способности, меньшие из регламентированных для пескоструйной обработки контактных поверхностей или очистки с нанесением фрикционного грунта.

3.6. При особых сочетаниях с учетом строительных нагрузок, в соответствии с п. 45 СН 200-62, расчетная несущая способность одного «болтоконтакта» в соединениях, выполненных в соответствии с требованиями инструкции ВСН 163-69, принимается увеличенной по сравнению с нормами табл. 4 на 10%. Это положение допускается распространять также и на затянутые и защищенные от попадания влаги фрикционные соединения вспомогательных сооружений и устройств при условии осуществления требуемой по проекту подготовки контактных поверхностей и выполнения требований примечания 1 к табл. 4.

При расчете на действие монтажных нагрузок элементов, временно закрепленных с помощью пробок н натянутых на нормативное усилие высокопрочных болтов, расчетная несущая способность одного «болтоконтакта» принимается уменьшенной по сравнению с нормами табл. 4 на 5% (с учетом снижения на 15% коэффициента трения при смачивании контактных поверхностей1 ). Данное требование распространяется и на полностью собранные и затянутые фрикционные соединения вспомогательных сооружении и устройств в случае, если не предусматривается защита от попадания влаги на их контактные поверхности.

1  Это снижение допускается не учитывать на последующих стадиях монтажа после того, как в данном узле все пробки заменены высокопрочными болтами, осуществлено и проконтролировано натяжение всех болтов, а соединение (с помощью герметизации щелей) защищено от попадания влаги на контактные поверхности.

3.7. Болты во фланцевых соединениях, подвергающиеся воздействию внешних отрывающих сил, должны проверяться на прочность и выносливость.

3.8. Во фланцевых соединениях при действии на соединение внешних отрывающих сил (например, в прикреплениях поперечных балок к главным фермам и продольных балок к поперечным через фланцевые уголки, в соединениях полудиафрагм инвентарных пакетных конструкций и др.) расчетная несущая способность болта по одному рабочему контакту соприкасающихся поверхностей при расчете на поперечную силу определяется по формуле

где k , т,  f  -  коэффициенты, определяемые по приложению 3;