Прочность анкерной зоны предварительно напряженного пролетного строения на местные напряжения раскалывания

   Бетон анкерной зоны предварительно напряженного железобетонного элемента находится в сложном напряженно-деформированном состоянии. Область бетона, расположенная за анкерным устройством, испытывает значительные местные растягивающие напряжения – напряжения раскалывания, направленные поперек продольного усилия от предварительного обжатия.
   В большинстве случаев анкерные зоны в главных балках пролетных строений мостовых конструкций расположены у опорных сечений. Таким образом, в рассматриваемой области может находиться густое армирование для восприятия поперечной силы, а также крутящего момента. Однако, помимо армирования, предусмотренного в рамках общей работы главной балки в составе пролетного строения, необходимо дополнительное поперечное армирование для восприятия местных напряжений раскалывания.
   Действующие отечественные нормативные документы при подборе армирования данных зон требуют от проектировщика учитывать напряженно-деформированное состояние, однако не приводят методику расчета.
   В данной статье представлен метод подбора поперечного армирования на восприятие напряжений раскалывания для предварительно напряженной железобетонной главной балки путепровода с большим количеством анкеров стаканного типа АКС-19 (ООО «СТС», Москва) на торце. Рассмотрено два расчетных случая: при расположении анкерной зоны над опорной частью (учитывается влияние опирания главной балки на напряженно-деформированное состояние бетона анкерной зоны) и на границе секций бетонирования пролетного строения (напряженно-деформированное состояние бетона анкерной зоны определяется непосредственно предварительным напряжением пучков высокопрочного армирования). Выполнено описание применяемых расчетных схем с указанием предпосылок и допущений в расчете. Приведены результаты расчетов усилий и подбора дополнительного поперечного армирования.

1. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03–84* : [с Изменениями № 1, 2, 3]. Москва : Стандартинформ, 2019. 340 с.

2. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения : [c Изменениями № 1, 2]. Москва : РСТ, 2022. 140 с.

3. Власов Г. М., Устинов В. П. Расчет железобетонных мостов. Москва : Транспорт, 1992. 256 с.

4. Гибшман Е. Е., Гибшман М. Е. Теория и расчет предварительно напряженных железобетонных мостов. Москва : Автотрансиздат, 1963. 393 с.

5. ACI 318-19. Building Code Requirements for Structural Concrete. Farmington Hills, MI : American Concrete Institute, 2019. 623 p.

6. AASHTO Load and Resistance Factor Design. Bridge Design Specifications. Fifth edition. Washington, DC : American Association of State Highway and Transportation Officials, 2010. 1623 p.

7. Post-Tensioning Manual. Sixth edition. Chapter VIII Anchorage zone design. Phoenix, AZ : Post-Tensioning Institute, 2000. 46 p.

8. Sanders David. Design and behavior of anchorage zones in post-tensioned concrete members : Ph. D. Dissertation. The University of Texas at Austin, 1990. 575 p.

9. Axson Daniel. Ultimate bearing strength of post-tensioned local anchorage zones in lightweight concrete. Blacksburg, VA : Virginia Polytechnic Institute and State University, 2008. 92 p.

10. Jain Monika, Khapre Rajendra. Post-tensioned anchorage zone: A review // Structures. 2022. No. 46. P. 31–48.