2.10.2. Розрахунок перерізів залізобетонних елементів мосту, що працюють на згинання, за граничними станами першої групи

2.10.2.1. Основні розрахункові вимоги

Конструкції автомобільно-дорожніх мостів розраховуються за першою групою граничних станів на міцність нормальних і похилих перерізів елементів, стійкість форми та положення (перекидання, ковзання, спливання) і на спільний вплив силових факторів і несприятливих впливів зовнішнього середовища (заморожування та відтавання, вплив агресивного середовища). Розрахунки виконуються на вплив зусиль від розрахункових навантажень для стадій транспортування, зведення і експлуатації. Міцність перерізів визначають за розрахунковими опорами матеріалів. Необхідні для розрахунків значення розрахункових опорів бетонів і арматури різних класів наведені вище та в іншій довідковій літературі [1,7

Конструктивні елементи мосту, як правило, проектуються попередньо напруженими. Важливим моментом в проектуванні попередньо-напружених ЗБК є вибір величини попереднього напружування арматури.

При механічному способі натягування стержньової та дротяної арматури попереднє напруження слід призначити в межах

.

При електротермічному та електромеханічному способі натягування

,

де р – допустиме відхилення попереднього напруження, МПа.

У цьому випадку враховується істотний вплив довжини натягування стержня l, м, на величину р, яку обчислюють за формулою р=30+360/l. Попереднє напруження в арматурі вводять в розрахунок з коефіцієнтом точності натягу .

Знак “плюс” приймають у разі несприятливого впливу напруження арматури на роботу конструкції, знак “мінус” – якщо вплив сприятливий.

При механічному способі натягування коефіцієнт приймають рівним 0,1, а при електротермічному та електротермомеханічному обчислюють за формулою

де n_p – число стержнів напружуваної арматури в перерізі елемента.

Максимальне значення _sp ( ) обмежується умовами наведеними вище у зв’язку з небезпекою обриву арматури від натягування і можливістю розвитку в ній неприпустимих пластичних деформацій.

Мінімальне значення приймають, виходячи з умов обмеження ширини розкриття тріщин і можливих втрат попереднього напруження.

Міцність бетону в момент його обтискування R₀, яку називають передавальною міцністю, зазвичай приймають не менш як 50% міцності взятого класу бетону і не менш як 11...15 МПа. Мінімальні класи бетонів залежно від класу і діаметра арматури наведено в нормах та в п. 2.10.1.1.

Якщо напруження від обтискування бетону під дією зовнішнього навантаження знижуються або залишаються без змін, то зусилля обтискування обмежують значенням (0,6...0,95)R_b. Це має місце в розтягнутій зоні конструкцій, що згинаються.

Із збільшенням напруження від обтискування бетону в результаті дії зовнішнього навантаження зусилля обтискування обмежуються значенням (0,15...0,7)R_bp. Такий характер зміни напружень спостерігається у стиснутій зоні конструкцій, що згинаються, і в позацентрово стиснутих конструкціях.

При позацентровому обтискуванні конструкцій в бетоні допускаються напруження вищі, ніж при центральному обтискуванні. В разі натягування арматури на бетон деформації пружного обтискування бетону проявляються в процесі натягування, а тому ступінь обтискування приймають нижчим, ніж у випадку натягування арматури на упори.

У розрахунках на міцність попередньо напружених конструкцій встановлена в розтягнутій і стиснутій зонах попередньо напружена арматура вводиться в розрахунок з урахуванням сумарних втрат попереднього напруження.

Напруження в елементах попередньо напружених конструкцій треба визначати по контрольованому зусиллю за винятком: перших втрат – на стадії обтиснення бетону; перших і других втрат - на стадії експлуатації.

До перших втрат треба відносити:

а) у конструкціях з натягом арматури на упори – втрати внаслідок деформації анкерів, тертя арматури об обгинальні пристосування, релаксації напружень в арматурі (у розмірі 50% повних), температурного перепаду, швидконапливаючої повзучості, а також від деформації форм (при натягу арматури на форми);

б) у конструкціях з натягом арматури на бетон – втрати внаслідок деформації анкерів, тертя арматури об стінки закритих і відкритих каналів, релаксації напружень в арматурі (у розмірі 50% повних).

До других втрат треба відносити:

а) у конструкціях з натягом арматури на упори – втрати внаслідок усадки і повзучості бетону, релаксації напружень в арматурі (у розмірі 50% повних);

б) у конструкціях з натягом арматури на бетон – втрати внаслідок усадки і повзучості бетону, релаксації напружень в арматурі (у розмірі 50% повних), зминання під витками спіральної або кільцевої арматур, що навивається на бетон, деформації стиків між блоками в складових по довжині конструкції.

Значення окремих з перерахованих втрат треба визначати по обов’язковому додатку 11 [1].

Допускається приймати, що другі втрати від релаксації напружень в арматурах (у розмірі 50% повних) відбуваються рівномірно й повністю завершуються протягом одного місяця після обтиснення бетону.

При проектуванні сумарне значення перших і других втрат не повинне прийматися менш 100 Мпа.