4.2. Стали, применяемые в мостостроении

К стали для мостовых конструкций предъявляют специальные тре­бования (ГОСТ 6713-91) по однородности и мелкозернистости, отсутст­вию внешних дефектов, прочностным и деформационным свойствам.

Такие стали должны быть коррозионно-стойкими и хладостойкими, с высоким сопротивлением к хрупкому разрушению. Прочностные свойства сталей для мостовых конструкций приведены в табл. 6

Таблица 6

Стали, применяемые для мостовых конструкций, эксплуатируемых в экстремальных условиях

Тип исполнения конструкции	Марка стали	Толщина, мм	Предел теку­чести, МПа	Предел проч­ности, МПа
А. Железнодорожные мосты
Обычное, 1 < 40 °С	15Д 15ХСНД 10ХСНД	До 60 До 50 До 40	220-240 350 400	380-520 500-700 540-700
Северное, г <-50 °С	15ХСНД-3 юхснд-з	До 50 До 40	350 400	500-700 500-700
Северное, 1>-50 °С	15ХСНД-40 ЮХСНД-З	До 40 До 40	400 400	540-680 480-680
Б. Автодорожные мосты (ГОСТ 19282-73) (дополнительно к указанным выше сталям)
Обычное, 1 < 40 °С	14Г2АФД 15Г2АФДт	До 50 До 32	450 450	До 700 До 700
Северное, 1 < -50 °С	14Г2АФД 15Г2АФДт	До 50 До 32	450 450	До 700 До 700

Для изготовления стальных конструкций мостов применяют прокат по ГОСТ 6713-91. По согласованию с проектными организациями можно использовать также сталь марок 15ХСНД и 10ХСНД по ГОСТ 19281-89.

Кроме того, для несущих элементов сварных пролетных строений, опор и эксплуатируемых мостов допускается применять прокат из сталей марок 10Г2АФД и 15Г2АФДПС по ГОСТ 19281-89 14-й (для обычного исполнения) и 15-й (для северного исполнения) категорий с пределом текучести не ниже 390 МПа и нормированием химического состава, механических свойств при 64 растяжении и изгибе, ударной вязкости при -60 °С и после механического ста­рения - при +20 °С для стали 14-й категории и с нормированием тех же пара­метров, но при ударной вязкости при +70 °С для стали 15-й категории.

В зависимости от вида термической обработки проката стали марок 15ХСНД по ГОСТ 6713-91 изготавливают трех категорий: 1-я — без термиче­ской обработки; 2-я - в нормализованном состоянии; 3-я - в термически улуч­шенном состоянии после закалки и высокого отпуска. Категория указывается после наименования марки стали, кроме 1-й категории (номер которой не ука­зывается).

Таблица 7

Допустимые марки стали для несущих стальных элементов без сварных соединений

Марка стали	Предел прочности при растяжении, МПа	Предел текучести, МПа	Относительное удлинение, %
СтО	310	-	20-30
Ст1сп, пс	320-420	-	31-34
Ст2сп, пс	340-440	200-250	29-32
СтЗсп, пс	380-490	210-250	23-26
СтЗгпс	380-500	210-250	23-26
Ст4сп, пс	420-540	240-270	21-24
Ст5сп, пс	460-600	260-290	17-20
Стбсп, пс	Не менее 60	300-320	12-15

Показатели технического уровня, установленные ГОСТ 6713—91 для стали марок 15ХСНД и 10ХСНД и для стали марки 16Д, также применяемой в мостостроении, соответствуют требованиям высшей категории качества.

В соответствии с ГОСТ 6713-91 содержание серы и фосфора в сталях марок 10ХСНД и 15ХСНД ограничено для конструкций: обычного исполне­ния - не более 0,035 %; северного исполнения - серы не более 0,030 %, фос­фора - не более 0,025 %. В стандарте также приведены требования к прокату разной толщины из стали этих марок шести категорий, предназначенному для изготовления мостовых конструкций в северных условиях (до -70 °С). Для ограждающих элементов тротуаров и смотровых приспособлений допус­кается применять уголки из стали марки СтЗпс2. Для несущих элементов мос­тового полотна пролетных строений северного исполнения допускается при­менять прокат из сталей марок шести категорий - 10Г2С1Д, 10Г2С1, 09Г2СД, 09Г2С, 09Г2 (изготовление основных конструкций автодорожных мостов) и 14Г2, с нормированием химического состава, механических свойств при рас­тяжении и изгибе в холодном состоянии и ударной вязкости при температуре - 20 °С. Изготовление высокопрочных болтов производят из стали марки 40Х (ГОСТ 4543-71).

Применяемые в строительстве стали подразделяют на условные классы прочности, именуемые классами стали. В соответствии со СНиП 11-ВЗ—72 для строительных конструкций применяют стали классов от С38/23 до С85/75, где цифры в индексе обозначают минимальный предел текучести (кгс/мм, 1 кгс/мм =10 МПа). Разработаны рекомендации по применению сталей клас­сов С45-С80. Из низколегированных и углеродистых сталей создают комплек­сы легированных и термически улучшенных сталей повышенной прочности (до 30-50 %). Использование в мостостроении сталей более высокой прочно­сти способствует уменьшению массы конструкций, снижению затрат на транспортирование и монтаж, фундаменты и опоры, противокоррозионную защиту, однако при этом растут удельная трудоемкость изготовления и стои­мость сталей.

Для несущих стальных элементов тротуаров и смотровых приспособле­ний, а также элементов мостового полотна пролетных строений обычного ис­полнения допускается применение проката из стали марки СтЗспб по ГОСТ 380-88, а для указанных элементов без сварных соединений - проката из стали СтЗсп4 (табл. 7).

Для болтов (по ГОСТ 4543-71) в мостостроении используют сталь, имеющую прочность при растяжении 500 МПа, а при срезе - 400 МПа.