Конструкции и расчет опор ЛЭП - Особенности статического расчета железобетонных опор

Статический расчет железобетонных опор, так же как и опор из других материалов, выполняется в соответствии с общими положениями строительной механики. В то же время железобетон как строительный материал имеет свойства, которые должны дополнительно учитываться при расчете, иначе погрешность может достигнуть недопустимых значений.
Одной из таких особенностей является их значительно большая по сравнению с металлическими опорами гибкость и значительно больший по сравнению с металлическими и деревянными опорами собственный вес. Объясняется это относительно небольшими поперечными размерами и значительным весом железобетонных труб, используемых в качестве стоек железобетонных опор. По этой причине для одностоечных свободностоящих опор оказывается необходимым учет усилий, создаваемых в стойке вертикальными нагрузками (собственный вес опоры, вес проводов и грозозащитных тросов, оборудования и гололедных отложений) при ее отклонении от вертикального положения в результате изгиба и поворота в грунте. Необходимость такого учета очевидна, поскольку опора со стойкой, имеющей больший разрушающий момент, но меньшую жесткость в ряде случаев оказывается менее надежной, чем опора со стойкой, имеющей меньший разрушающий момент, но большую жесткость.
Вторая особенность — это зависимость жесткости железобетонного элемента от величины действующего усилия, которая проявляется особенно сильно при значениях усилий, превышающих трещиностойкость элемента. Учет этого фактора наиболее сложен, поскольку, как правило, характер изменения усилий по длине элемента таков, что образование трещин происходит не на всей его длине, а только на отдельных участках, а сами величины участков и их местоположение для разных нормируемых сочетаний нагрузок оказываются разными. В то же время пренебречь зависимостью жесткости от величины действующего усилия, особенно в статически неопределимых системах, нельзя, так как это может привести к значительным ошибкам.
Третья особенность — это зависимость физических параметров железобетонного элемента (жесткость, ширина раскрытия трещин, прочность) от характера действующей нагрузки (кратковременная, длительно действующая, постоянная). На опоры линий электропередачи действуют кратковременные, длительно действующие и постоянные нагрузки; обычно они действуют одновременно. Поперечные размеры стоек одностоечных свободностоящих опор и их армирование определяются изгибом, который создается главным образом относящимися к кратковременным горизонтальными нагрузками от давления ветра и вертикальными нагрузками. При этом изгибающие моменты от действия вертикальных нагрузок на стрелах прогиба, обусловленных ветровыми нагрузками, относятся также к кратковременным, а изгибающие моменты от действия неуравновешенных вертикальных нагрузок — в зависимости от характера последних к кратковременным или длительным. Наблюдения за линиями, построенными на одностоечных свободностоящих одноцепных промежуточных железобетонных опорах с ненапряженной продольной арматурой, имеющих несимметричное расположение проводов, свидетельствуют об их весьма большой чувствительности к изгибу, который создается неуравновешенным весом проводов, гирлянд и траверс. Несмотря на то что изгибающие моменты от этих нагрузок имеют небольшие значения (10—20% от разрушающих для самых слабых сечений) за время эксплуатации (7—10 лет) стойки опор получили заметные деформации. При этом, значительные деформации имеют стойки с трещинами; деформации стоек, не имеющих трещин, незначительны. В тоже время стойки двухцепных одностоечных свободностоящих опор, у которых траверсы и провода расположены симметрично относительно оси стойки, практически не имеют искривлений, хотя несомненно, что они за этот период подвергались действию кратковременных нагрузок.
Приводимые ниже рекомендации по расчету железобетонных опор разработаны с учетом отмеченных особенностей.