Расчет по второй группе предельных расстояний

К расчетам по второй группе предельных состояний отнесены следующие расчеты железобетонных мостовых конструкций:

 

по образованию нормальных и наклонных к оси элемента тре­щин для всех стадий работы конструкций;

по образованию продольных трещин только для стадии созда­ния предварительного напряжения, транспортирования и монтажа;

по раскрытию нормальных и наклонных к оси элемента трещин для всех стадий работы;

по раскрытию трещин, вызванных местным действием нагрузки;

по перемещениям в стадии эксплуатации, а в необходимых слу­чаях также в стадии изготовления и монтажа.

Необходимость расчетов на трещиностойкость объясняется прежде всего стремлением защитить арматуру железобетонных эле­ментов от коррозии. По образованию трещин рассчитывают только предварительно напряженные элементы. Этот расчет исключает возможность появления трещин. Расчет по раскрытию трещин до­пускает нарушение сплошности бетона растянутой зоны, но шири­на раскрытия трещин при этом ограничивается.

Требования трещиностойкости не могут быть одинаковыми не только для разных конструкций или их элементов, но и для отдельных частей одних и тех же элементов. Эти требования в значитель­ной степени определяют долговечность конструкции и существенно сказываются на их экономических показателях. Они зависят от назначения сооружения и условий его эксплуатации, вида армирования стадии работы и т. д. Поэтому новыми нормами проектирования классифицируются по трещиностойкости не сами конструкции, как это было принято, например, в ранее действовавших нормах, а разбиты на категории требования трещиностойкости, предъявляемые к элементам или их частям. Такая класси­фикация соответствует международным рекомендациям для рас­чета железобетонных конструкций.

Нормами проектирования мостовых конструкций установ­лены три категории требовании трещиностойкости:

первая — в сечениях растягивающие напряжения не допускают­ся или ограничиваются некоторой величиной;

вторая — ограничиваются величина растягивающих напряжений и ширина раскрытия трещин;

третья — ограничивается ширина раскрытия трещин.

Первая категория требований предусматривает расчеты только по образованию трещин, вторая — по образованию и раскрытию трещин, третья — только по раскрытию трещин.

Требования первой и второй категории относятся только к эле­ментам предварительно напряженных конструкций.

Повышенные требования к элементам из предварительно напря­женного железобетона связаны с тем, что в сильно напряженной арматуре коррозионные процессы протекают более интенсивно. Это особенно опасно для арматуры малых диаметров, часто применяе­мой в мостовых конструкциях при армировании их пучками из вы­сокопрочной проволоки, прядями и канатами.

В соответствии с приведенными выше требованиями первой категории рассчитывают предварительно напряженные элементы (кроме стенок балок) железнодорожных мостов. Требования пер­вой категории распространяются на предварительно напряженные элементы (также кроме стенок балок) всех мостов составной кон­струкции при отсутствии в поперечных швах сквозной ненапрягаемой арматуры или при использовании в качестве напрягаемой ар­матуры стальных канатов.

Требования второй категории подразделяются на три группы:

требования категории 2-а предъявляются к стенкам балок при расчете их по образованию наклонных трещин (при расчете на главные напряжения);

требования категории 2-б относятся к элементам со стержне­вой арматурой в железнодорожных мостах и к элементам с про­волочной арматурой в автодорожных и городских мостах;

требования категории 2-в распространяются на элементы авто­дорожных и городских мостов, армированные стержневой арма­турой.

Растянутые элементы (или их части) из обычного железобетона практически всегда работают с трещинами. К элементам таких конструкций предъявляются требования третьей категории трещиностойкости, ограничивающие ширину раскрытия трещин. Эти же тре­бования относятся и к предварительно напряженным элементам, не имеющим в теле бетона напрягаемой арматуры.

В предварительно напряженных элементах, за исключением сте­нок балок, у грани, растянутой при действии временной нагрузки, под действием одних постоянных нагрузок должны сохраняться сжимающие напряжения.

К расчетам на трещиностойкость отнесено ограничение величи­ны касательных напряжении в стенках балок и в местах примыка­ния плиты сжатого пояса к вуту или стенке балки.

В современных условиях для железобетонных конструкций мос­тов, особенно сборных, стремятся использовать высокопрочную ар­матуру и бетон высоких марок, сокращая тем самым расход стали и размеры сечений элементов. При этом снижается собственный вес конструкции, но повышается ее деформативность. Расчет мостовых конструкций по перемещениям должен гарантировать сооружения от появления чрезмерных общих деформаций, затрудняющих их нормальную эксплуатацию.

Расчет по перемещениям сводится к ограничению величины про­гибов, углов поворота, а в некоторых случаях — к ограничению пе­риода свободных колебаний.

По СН 200-62 принято, что плавное и безопасное движение вре­менной нагрузки обеспечивается, если вертикальные прогибы от нее в разрезных пролетных строениях железнодорожных мостов не пре­вышают 1/800 расчетного пролета, а для автодорожных и городских мостов — 1/400 расчетного пролета (на дорогах V категории — 1/300 пролета). В будущем предполагается предельные значения до­пускаемых прогибов для пролетных строений автодорожных и го­родских мостов сохранить.

Вертикальные прогибы определяют под осью пути или полосы движения.

Допускаемая величина прогиба пролетных строений в однопро­летных мостах может увеличиваться на 20%, так как переломы ли­нии прогибов над устоями получаются меньшими, чем над проме­жуточными опорами многопролетного моста.

Плавность движения нагрузки на мосту связана с перемещения­ми не только пролетных строений, но и опор. Перемещения опор не должны вызывать перелома продольного профиля проезда в мес­тах сопряжений пролетных строений между собой или устоями свыше 2%.

Определение перемещений необходимо также при назначении величины строительного подъема, для определения величины выги­бов (обратных прогибов) в стадии создания предварительных на­пряжений и т. п.

Перемещения определяют от нормативных нагрузок (без учета коэффициентов перегрузки и динамического коэффициента).