Расчёт опорных частей мостов начинается с определения перемещений опорных сечений пролётного строения. Эти перемещения определяют тип и размер подвижной опорной части — если перемещения недооценены, опорная часть будет работать за пределами допустимых деформаций и преждевременно выйдет из строя.

Состав расчётных перемещений

Расчёт опорных частей включает учёт четырёх основных составляющих перемещения:

1. Температурное перемещение Δt

Основная составляющая для большинства мостов. Определяется по формуле:

Δt = α · L · Δtр

• α = 0,000012 °C⁻¹ — коэффициент линейного расширения стали и железобетона
• L — расчётная длина (расстояние от нейтральной точки до рассматриваемой опоры)
• Δtр — расчётный перепад температуры

Расчётный перепад температуры: Δtр = (tmax − tmin) · k, где k = 0,5 для а/д мостов и k = 0,6 для ж/д мостов. Значения tmax и tmin принимаются по СНиП 2.01.01–82 для района строительства.

2. Перемещение от усадки и ползучести бетона Δσ

Учитывается для железобетонных и предварительно напряжённых пролётных строений. Приближённо:

Δσ = ε_усадки · L

Относительная деформация от усадки для тяжёлого бетона составляет ε = 0,0002–0,0003 (зависит от влажности среды и размеров сечения). Деформации от ползучести учитываются при длительном нагружении.

3. Перемещение от прогиба пролётного строения Δвр

При изгибе балки под временной нагрузкой её ось деформируется, что вызывает горизонтальное перемещение опорного сечения. Для балок постоянного сечения:

Δвр ≈ θ · h/2

где θ — угол поворота опорного сечения от временной нагрузки, h — высота сечения балки. Угол θ определяется из расчёта пролётного строения на изгиб.

4. Перемещение от обжатия арматуры ΔТ

Для предварительно напряжённых конструкций с натяжением арматуры на упоры (после изготовления): учитывается упругое укорочение бетона от обжатия, а также потери от ползучести. Для большинства практических расчётов принимают ΔТ в составе Δσ.

Пример расчёта перемещений

Рассмотрим расчёт подвижной опорной части для типового железобетонного пролётного строения длиной 33,6 м (расстояние от нейтральной точки до крайней опоры — 16,8 м) в районе с tmax = +40 °C, tmin = −40 °C.

Температурное перемещение (а/д мост):

Δtр = (40 − (−40)) · 0,5 = 40 °C

Δt = 0,000012 · 16 800 мм · 40 = 8,1 мм

Усадка бетона:

Δσ = 0,00025 · 16 800 = 4,2 мм

От прогиба (приближённо):

Для балки h = 1,5 м, θ = 0,003 рад: Δвр = 0,003 · 750 = 2,3 мм

Суммарное перемещение:

Δр = 8,1 + 4,2 + 2,3 = 14,6 мм

По этому значению подбирается РОЧ с допустимым перемещением не менее 15 мм. Окончательно принимается типоразмер по каталогу с ближайшим большим допустимым перемещением.

Расчёт РОЧ по деформациям сдвига

Для резиновых опорных частей дополнительно проверяют параметр сдвига:

γ = Δр / Σhрез ≤ γдоп

• Δр — суммарное расчётное перемещение
• Σhрез — суммарная толщина слоёв резины в РОЧ
• γдоп = 0,7 (а/д мосты) или 0,6 (ж/д мосты)

Например, при Δр = 15 мм и γдоп = 0,7: Σhрез ≥ 15 / 0,7 = 21,4 мм. Необходимо не менее 22–27 мм суммарной толщины резиновых слоёв.

Угол поворота опорного сечения

Угол поворота φ — вторая расчётная характеристика, определяющая высоту опорной части. Для РОЧ допустимый угол φдоп определяется из условия неравномерного обжатия резиновых слоёв. При превышении допустимого угла крайние волокна резины работают на растяжение, что недопустимо.

Угол поворота от временной нагрузки: φвр = М/EI · (1 + φползучести)

Угол от строительного подъёма (преднапряжение): φстр = δстр/L

Суммарный угол: φ = φвр + φстр ≤ φдоп

Справочные таблицы для расчёта

При проектировании используют нормативные приложения:

• Прил. 1–3: допустимые нагрузки и перемещения для стандартных РОЧ
• Прил. 4: типоразмерный ряд стальных опорных частей серии 3.501
• Прил. 5–6: климатические данные по регионам для расчёта температурных перемещений
• Прил. 7: пример полного расчёта подбора опорных частей для типового моста

Специалисты ДОРОГАМОСТ выполнят расчёт перемещений и подберут опорные части для вашего объекта. Каталог опорных частей →