Об особенностях проектирования и испытания зоны передачи нагрузки на бетон в предварительно напряженных конструкциях

Проектирование зоны передачи нагрузки на бетон в предварительно напряженных железобетонных конструкциях является трудоемкой и нетривиальной задачей. Для подтверждения расчетных предпосылок требуется проведение соответствующих испытаний с использованием реальных элементов систем предварительного напряжения. 
Авторами проведен анализ нового государственного стандарта на системы предварительного напряжения с натяжением на бетон, а также выполнено сравнение его требований с требованиями других российский норм и международных стандартов.  
Целью исследования является опытная верификация методики расчета зоны передачи нагрузки на бетон, а также формулирование рекомендаций для проектировщиков на основании текущей и предыдущих работ авторов.  
В статье представлены результаты испытаний зоны передачи нагрузки на бетон от анкера с опорным стаканом на 19 прядей (ОС-19) производства ООО «СТС», который наиболее часто используется в пролетных строениях мостов на территории Российской Федерации. Приведены чертежи испытательного образца, его фотографии до и после бетонирования, схемы расположения индикаторов часового типа по граням и тензометрических датчиков на арматурном каркасе. В испытательном образце выполнены измерения деформаций бетона по граням, а также стержней арматурного каркаса при помощи тензометрических датчиков. Проанализирован характер разрушения образца в процессе испытаний.  
Представлено краткое описание расчетной модели испытательной железобетонной призмы, а также проведено сравнение экспериментальных данных деформаций бетона и напряжений в арматуре с теоретическими значениями.  
Анализ результатов показал достаточную сходимость измеренных показателей, что говорит о достоверности расчетных предпосылок. В то же время обнаружен эффект снижения напряжений в продольной арматуре образца, ранее неизвестный авторам. По итогам данной работы, а также с учетом практического опыта авторов представлены советы для проектировщиков предварительно напряженных железобетонных конструкций, которые отсутствуют в известных российских нормативных документах или строительных нормах.

1. ГОСТ Р 72208–2025. Система предварительного напряжения натяжением на бетон. Технические условия. Москва, 2025. 61 с.

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

3. EAD-160004-00-0301. Post-tensioning kits for prestressing of structures. EU : publishes by EOTA, 2016. 102 p.

4. Прочность узла анкеровки пучков напрягаемой арматуры при предвари-тельном натяжении на бетон / В. Р. Камалтдинов, М. С. Марченко, В. С. Горячкин [и др.] // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2024. № 4 (71). С. 35–44. DOI 10.52170/1815-9265_2024_71_35.

5. Допускаемые отклонения косвенного армирования в анкерных зонах предварительно напряженных конструкций / В. Р. Камалтдинов, М. С. Марченко, В. С. Горячкин, В. В. Бойко // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2025. № 4 (76). С. 99–109. DOI 10.52170/1815-9265_2025_76_99.

6. Антонов М. А., Марченко М. С., Горячкин В. С. Прочность анкерной зоны предварительно напряженного пролетного строения на местные напряжения раскалывания // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2025. № 1 (73). С. 57–67. DOI 10.52170/1815-9265_2025_73_57. EDN MUZDFI.

7. ГОСТ Р 53772–2010. Канаты стальные арматурные семипроволочные стабилизированные. Технические условия. Москва, 2010. 70 с.

8. Патент № 2849735 C1 Российская Федерация, МПК E04H 7/20, E04G 21/12. Способ определения остаточного напряжения в системе предварительного натяжения защитной оболочки : заявл. 18.04.2025 : опубл. 28.10.2025 / Ю. А. Баулин, В. С. Горячкин, М. С. Марченко ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «СТС». EDN DBUUGF.

9. Патент № 2589459 C2 Российская Федерация, МПК G01L 5/04. Способ диагностики преднапряженных железобетонных пролетных строений балочного типа : № 2014138252/28 : заявл. 22.09.2014 : опубл. 10.07.2016 / А. Н. Яшнов, И. В. Чаплин ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС) г. Новосибирск. EDN YZBELR.

10. Чаплин И. В. Мониторинг напряженно-деформированного состояния железобетонных преднапряженных пролетных строений железнодорожных мостов // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала : материалы 14-й Сибирской (международной) конференции по железобетону, Новосибирск, 18–19 февраля 2016 г. Выпуск 12. Новосибирск : Сибирский государственный университет путей сообщения, 2016. С. 64-69. EDN VSPRTT.