3. Расчет сечения опоры

Расчет бетонных и железобетонных элементов мостов и труб следует производить, сопоставляя расчетные усилия от внешних нагрузок с предельными.

Железобетонные конструкции автомобильно-дорожных мостов рассчитываются по двум группам предельных состояний. По первой группе – на прочность нормальных и наклонных сечений элементов, устойчивость формы и положения (опрокидывание, скольжение, всплытие) и на совме­стное воздействие силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (попеременное замораживание и оттаивание, воздействие агрессив­ной среды). Расчеты производятся на воздействие усилий от расчетных нагрузок для стадий транспортирования, возведения и эксплуатации. Прочность сечений определяют по расчетным сопротивлениям материа­лов, приведенным в [6].

По второй группе предельных состояний конструкции рассчитывают на трещиностойкость (образование, ограниченное раскрытие и закрытие трещин) и на перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса, осад­ки, колебания). Расчеты выполняются по нормативным нагрузкам для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуата­ции.

Проверку прочности опор производят на действие нормальных сил N и изгибающих моментов М в местах изменения сечений и по обрезу фун­дамента. При строительстве возможны небольшие от­клонения размеров опор и мест установки опорных частей, поэтому при расчетах по прочности учитывают вероятность появления случайных эксцентрисите­тов, значения которых определяют по формуле е_с,сл = l₀/400, (l₀ – геомет­рическая длина элемента).

Методика расчетных проверок, предписываемая нормами, зависит от величины эксцентриситета е_с = М/N. Расчет по прочности и устойчивости сжатых и внецентренно сжатых бетонных и железобетонных элементов производится в соответствии с разделом 3.53 [6] (табл. 3.1 и рис. 3.1).

Таблица 3.1.

Расчетные случаи

Вид расчета	Выполняемые расчеты при эксцентриситетах
	ес < r	ес>r
По прочности	+	+
По устойчивости	+	---

Примечание: r – радиус ядра сечения.

Рис. 3.1. Схемы для расчета бетонных опор на прочность и устойчивость:

а) сечение произвольной формы; б) прямоугольное сечение.

Таким образом, в случае е_с < r (равнодействующая усилия находится в пределах ядра сечения) предельное значение силы N определяется из рас­чета по прочности и устойчивости. Расчет на устойчивость выполняют по формуле:

N_пред = φ  R_b A_b

где A_b – полная площадь бетонного сечения; φ – коэффициент продольного изгиба; R_b – призменная прочность бетона.

В случае е_с > r достаточно проверить сечение внецентренно сжатых бетонных опор только по прочности по формуле: N ≤ R_b  А_c ,

где А_с – площадь сжатой зоны бетонного сечения.

Ниже приводится пример расчета сечения опоры. Перед укладкой мо­нолитного бетона в опору предусматриваем установку арматурного карка­са, связанного с арматурой плиты ростверка. Сборные блоки опоры укла­дываются на цементный раствор.

Так как по высоте опоры ее сечение принято постоянным, наиболее опасным является сечение по верхнему обрезу плиты ростверка. Все уси­лия определяются относительно центра тяжести расчетного сечения.

Расчет сечения выполняется не по всем сочетаниям (табл. 2.2), а только – по наиболее неблагоприятным в зависимости от вида расчета. В рамках курсового проекта необходимо рассчитать прочность сечения на действие усилий, направленных вдоль (сочетания 1 или 2) и поперек (сочетания 3 или 4) моста. Кроме того, необходимо произвести расчет сечения опоры на действие горизонтальных сил.