Lucrari de Arta_Poduri1

LUCRARI DE ARTA

PODURI

INTRODUCERE

Podurile datează de la începuturile omenirii

Drumurile s-au dezvoltat mai ales începând cu epoca

Imperiului Roman

„Toate drumurile duc la Roma”

În aceiaşi perioadă au fost construite şi o serie de

poduri, din lemn, cu infrastructură din piatră, sau poduri

realizate integral din zidărie de piatră, multe dintre ele

dăinuind până în zilele noastre.

LUCRĂRI DE ARTĂ Podurile

Tunelurile

Zidurile de sprijin

Podul este o construcţie care susţine o cale de transport deasupra unui obstacol, lăsând un spaţiu liber pentru asigurarea continuităţii obstacolului traversat.

Tunelul este o construcţie subterană, care asigură continuitatea unei căi de comunicaţii printr-un masiv muntos, pe sub un teren ocupat cu clădiri sau pe sub o apă.

Zidul de sprijin este o construcţie care asigură sprijinirea unor ramblee, sau înlocuirea taluzurilor unor debleuri.

MATERIALE. NOŢIUNI DE

MECANICA STRUCTURILOR

EVOLUŢIA STRUCTURILOR DE

PODURI METALICE

1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR

Principalele materiale utilizate la

construcţia podurilor sunt:

• Piatra sub formă de zidărie;

• Lemnul;

• Betonul simplu;

• Betonul armat şi betonul precomprimat;

• Materiale metalice: - fonta; oţelul; aliajele

de aluminiu.

1.1. Piatra şi zidăria de piatră

Piatra naturală utilizată la construcţia podurilor trebuie sa fie:

rezistentă,

să nu prezinte fisuri,

să fie omogenă,

să fie rezistentă la agenţii atmosferici

să fie uşor de prelucrat, respectiv să poată fi cioplită şi tăiată după anumite forme.

Zidăria de piatră se execută în straturi, un rând de pietre formând o asiză.

Spaţiul dintre pietre se umple cu un liant (material bituminos la unele popoare antice şi, mortare pe bază de var şi ciment, de către romani), dar s-au executat şi zidării de piatră fără liant (uscate), mai ales la construcţia apeductelor, în acest caz fiind acordată o atenţie deosebită prelucrării pietrelor din zidărie.


După modul de prelucrare, blocurile de piatră din care se

execută zidăria pot fi:

• piatră de talie, la care sunt prelucrate plan toate feţele;

• moloane, la care se prelucrează complet numai faţa din

parament (suprafaţa exterioară a zidăriei de piatră), iar

celelalte feţe, perpendiculare pe parament, sunt

prelucrate numai pe o adâncime de 15...20 cm.


1.2. Lemnul

Avantajele lemnului ca material de construcţie sunt:

- greutate specifică redusă, în raport cu rezistenţa relativ mare;

- răspândire mare şi prelucrare simplă;

- asamblarea, montarea, demontarea sau consolidarea se realizează relativ simplu;

- cost redus al construcţiei comparativ cu alte materiale.

Dezavantajele lemnului ca material de construcţie:

- neomogenitatea structurii lemnului:

- limitarea dimensiunilor elementelor (lungimi relativ mici);

- variaţia proprietăţilor mecanice în funcţie de umiditate;

- distrugerea lemnului prin putrezire;

- este un material combustibil;

- este un material deficitar, fondul forestier se reface în timp îndelungat, lemnul fiind utilizat mult mai eficient în alte domenii (ex. industria mobilei).


Pe lângă proprietăţile fizice, o caracteristică importantă a

lemnului este:

Durabilitatea,

Fenomenul de putrezire constând în descompunerea

lemnului de către microorganisme, are loc în prezenţa

oxigenului şi a unei umidităţi relativ scăzute, de aceea

părţile construcţiilor situate permanent sub apă nu sunt

expuse putrezirii.

Pentru mărirea durabilităţii lemnului, în special pentru

reducerea fenomenului de putrezire, se aplică metode de

tratare cu substanţe toxice (substanţe fungicide) şi se iau

măsuri constructive (uscare, izolare de zonele umede).


PASARELEDIN LEMN

Pasarelă din lemn, L=240 m, Ronneburg - Germania

1.3. Betonul simplu

Betonul este un material solid cu aspect de conglomerat, alcătuit

din agregate minerale (naturale sau artificiale) înglobate într-un

mediu liant.

Ponderea principală a masei betonului o formează agregatele

mari, iar nisipul ocupă spaţiul dintre granulele de pietriş sau piatră

spartă.

În construcţia podurilor masive, betonul este folosit în mod obişnuit

pentru realizarea fundaţiilor, precum şi pentru elevaţiile pilelor şi

culeilor masive.

La suprastructura podurilor masive betonul era folosit la construcţia

bolţilor cu deschidere mică şi mijlocie.


STAŢII DE SORTARE AGREGATE

STAŢIE DE BETOANE ŞI TURNAREA

BETONULUI CU POMPA

1.4. Betonul armat şi betonul precomprimat

Betonul armat este un material neomogen, având două

componente de bază –betonul simplu şi armătura din oţel. La o

structură de beton armat, soluţia definitivă privind calitatea

betonului se adoptă după o analiză atentă privind influenţa

mediului de exploatare asupra proprietăţii betonului, pentru a

alege soluţia optimă din punct de vedere al durabilităţii.

Betonul precomprimat este o variantă superioară a

betonului armat, în acest caz armătura principală este

tensionată înainte de întărirea betonului (armătură pretensionată

sau preîntinsă), sau tensionată ulterior (posttensionată).

avantaje:

- asigură o durabilitate mare, betonul precomprimat nu fisurează,

fiind în permanenţă comprimat;

- conferă o rigiditate mare construcţiei;

- poate fi redusă înălţimea de construcţie, comparativ cu betonul

armat, prin reducerea înălţimii grinzilor principale.


1.5. Materiale metalice

Fonta

Fonta este un aliaj al fierului cu carbonul. Conţinutul de carbon

poate varia între limitele 1.7 % - 6.67 %. Fonta mai conţine în

diferite proporţii şi alte elemente ca: siliciu, mangan, sulf, fosfor

etc.

Fontele obţinute în furnale sunt de trei tipuri: fonta cenuşie

(folosită în construcţii de maşini), fonta albă şi fonta specială.

Caracteristici:

-rezistenţa mecanică ridicată,

- rezistenţa la uzură,

- rezistenţa mare la acţiunea agenţilor atmosferici agresivi (fonta,

în condiţii obişnuite nu corodează).


Fonta - primul material metalic utilizat la

construcţia podurilor

Fonta lichidă sau turnată se foloseşte la fabricarea

oţelului.


Oţelul structural

Sistemul de notare

Oţelul utilizat la realizarea construcţiilor metalice face parte

din categoria oţelurilor moi cu conţinut scăzut de carbon.

Funcţie de valorile caracteristicilor mecanice şi de compoziţia

chimică, pentru oţelurile de uz general există mai multe mărci.

Sistemul european de simbolizare a oţelurilor este definit

de EN 10027 şi este adoptat în România prin SR EN 10027.

De asemenea la alegerea oţelurilor pentru construcţii se vor

utiliza normele EN 10025 -1...6.


Sistemul de definire a oţelului include următoarele:

1. Sistemul principal de simboluri, dat în funcţie de domeniul de

utilizare.

Oţelul pentru construcţii are simbolul principal "S".

2. Sistemul suplimentar de simboluri pentru oţeluri de construcţii:

2.1. Oţeluri cu granulaţie fină, corespunzătoare stării de livrare prin:

M - laminare termomecanică;

N - normalizat prin tratament termic sau normalizat prin laminare;

Q - îmbunătăţit.

2.2. Simbol ce precizează energia de rupere la încovoiere prin şoc:

J = 27 Joule;

K = 40 Joule;

L = 60 Joule,

urmat de un simbol alfanumeric care indică temperatura la care se

garantează energia de rupere:

R - pentru temperatura de 20oC;

0 - pentru temperatura de ±0oC;

2 - pentru temperatura de -20 oC;

3. Sisteme de simboluri speciale:

C - pentru oţeluri prelucrabile (deformabile) la rece;

L - pentru oţeluri utilizabile la temperaturi joase;

W - pentru oţeluri rezistente la mediul coroziv.

(Ex. S 235 2J N - oţel de construcţii, având limita de curgere

minimă ≥ 235 N/mm2, energia de rupere la încovoiere prin

şoc ≥ 27 J pentru epruveta Charpy V în lungime, la

temperatura de minus 20oC, normalizat).


NOMENCLATURA PODURILOR.

ELEMENTE CONSTITUTIVE DE BAZĂ

1.1. NOMENCLATURA GENERALĂ

Suprastructura podului este partea din construcţia podului care susţine direct calea şi care realizează spaţiul de liberă trecere.

Infrastructura podului este partea din construcţia podului care serveşte pentru transmiterea încărcărilor de la suprastructura podului la terenul de fundaţie.

Albia este porţiunea unei văi ocupată permanent sau temporar de ape curgătoare.

Se definesc:

- albia minoră – albia corespunzătoare apelor medii;

- albia majoră – albia corespunzătoare apelor mari.

Profilul transversal al albiei reprezintă linia terenului în

secţiune transversală, pe care curg apele în dreptul podului.

Afuierea reprezintă acţiunea de erodare a fundului albiei de

către apa curgătoare.

Nivelul apelor curgătoare

- E

- N.A.E.

- N.A.M.

- N.A.m.

Debitul de calcul – cantitatea de apă, în mc/s, care curge pe

sub pod şi se ia încalculul luminii podului.

Debuşeul podului

Amonte – partea râului dinspre care vine apa cursului.

Aval – parte înspre care curge apa.

Deschidere (travee) – porţiunea dintr-un pod între două

infrastructuri succesive.

Deschidere de calcul (lc) – distanţa măsurată pe orizontală

între punctele de transmitere a reacţiunilor de la

suprastructură la infrastructură.

Lungimea podului – lungimea măsurată pe niveleta căii între

feţele extreme ale infrastructurii podului.

Lumina podului, L – reprezintă distanţa minimă pe

orizontală, măsurată între feţele a două elemente de

infrastructură consecutive.

Cota căii pe pod – este nivelul din profilul în lung al căii de

comunicaţii deservită de pod.

Înălţime de liberă trecere pe sub pod ( hl ) – reprezintă

distanţa pe verticală între nivelul apelor extraordinare şi

partea cea mai de jos a suprastructurii, luând în considerare

săgeata elastică maximă, calculată în condiţiile cele mai

defavorabile de încărcare.

Înălţime de liberă trecere pe pod ( Hl ) – este diferenţa între

nivelul cel mai ridicat al căii pe pod şi nivelul cel mai de jos al

elementelor constitutive transversale ale podului, în secţiunea

considerată.

Înălţime de construcţie ( hc ) – este diferenţa de nivel între

partea cea mai ridicată a căii şi partea cea mai de jos a

suprastructurii, în care se include şi săgeata elastică maximă.

1.2.1. PODURI MASIVE BOLTITE ŞI ÎN ARC

Elevaţie şi secţiune longitudinală la un pod masiv boltit:

1 - boltă; 2 – extrados; 3 – intrados; 4 – suprafaţă mediană; 5 – bolţar; 6 – rosturi; 7 – timpan; 8 – umplutură; 9 – şapă hidroizolantă; 10 – coronament; 11 – parapet de zidărie

POD PE BOLTĂ DIN BETON

BOLTA PROPRIU-ZISĂ

Extrados

Intrados

Suprafaţă mediană

Bolţari – rosturi

Rost la cheie sau cheia bolţii

Naşterea bolţii

lc -deschiderea bolţii

f - săgeata bolţii

f / lc - turtirea bolţii

ELEMENTE DE SUSŢINERE A CĂII

Timpanele

Ziduri întoarse

Secţiune transversală prin

suprastructura unui pod masiv:

1 – boltă; 2 – şapă hidroizolantă;

3 – timpan; 4 – umplutură;

5 – parapet; 6 – bordură.

Platelajul este alcătuit dintr-o placă (dală, dacă este

realizată din beton şi tolă dacă este metalică), grinzi

longitudinale, denumite lonjeroni şi grinzi transversale

denumite antretoaze.

Pod boltit, cu calea susţinută pe platelaj de beton armat

1. boltă; 2. stâlp; 3. antretoază; 4. lonjeron; 5. placă;

6. şapă hidroizolatoare; 7. parapet; 8. vute

1.2.2. PODURI MASIVE CU GRINZI

Elemente de suprastructură

Dalele sunt plăci din beton cu grosime

mare care transmit reacţiunile direct la

aparatele de reazem de pe infrastructură.

Dalele monolite sunt cele mai simple,

calea şi trotuarul făcând corp comun.

Dalele din fâşii prefabricate se pot

realiza pline, pentru deschideri mici, până

la 6 m, sau cu goluri, pentru deschideri

peste 6 m.

Dale monolite

1 – dală înaltă; 2 – dală de legătură;

3 – diafragmă; 4 – beton de pantă;

5 – hidroizolaţie

1.2.2. PODURI MASIVE CU GRINZI

Sunt prezentate câteva

tipuri de suprastructuri

din grinzi prefabricate

din beton armat sau

beton precomprimat.

Suprastructuri din grinzi

prefabricate

ELEMENTE DE INFRASTRUCTURĂ

Culeele sunt infrastructurile de la capetele podului,

care susţin suprastructura şi preiau împingerile

produse de terasamentele din spatele lor.

Pilele sunt infrastructurile intermediare (din alt

material decât lemnul) şi au rolul de a prelua

reacţiunile din suprastructură, în cazul podurilor cu

mai multe deschideri.

Părţile componente ale unei

culei masive, în secţiunea

longitudinală a podului:

1.fundaţie;

2. elevaţie;

3. cuzinet;

4. aparat de reazem;

5. grindă de suprastructură

6. zid de gardă;

7. opritor de balast;

8. zid întors;

9. dren;

10. barbacană.

CULEEA

ELEMENTELE CONSTITUTIVE ALE UNEI CULEI

TRECEREA DE PE POD PE TERASAMENT CU

PLĂCI DE RACORDARE (DE TRANZIŢIE) LA UN POD RUTIER

Culee masivă cu ziduri

întoarse şi sferturi de con:

1 – fundaţie; 2 – cuzinet;

3 – bancheta cuzineţilor;

4 – zid de gardă;

5 – zid întors;

6 – sfert de con;

7 – taluzul terasamentului

Culee cu aripi din beton

1–aripă din beton; 2–taluzul terasamentului

PILELE

Pilele sunt alcătuite din elevaţia pilei şi fundaţia pilei.

Elevaţia pilei dinspre amonte se numeşte avantbec

Elevaţia pilei înspre aval se numeşte arierbec

Pilă de pod: 1. fundaţie; 2. elevaţia pilei; 3 .cuzinet; 4.

avantbec; 5. arierbec; 6. aparat de reazem.

ELEVATII PILE

FUNDATIILE

• Domeniul de folosinţă;

• Adâncimea de fundare – stabilită în funcţie de următoarele

considerente:

- condiţiile geologice şi hidrologice;

- adâncimea de îngheţ;

- adâncimea stratului de fundare în care trebuie să fie încastrată

fundaţia;

- adâncimea de afuiere;

- adâncimea albiei, datorită lucrărilor de regularizare;

- influenţa reciprocă a fundaţiilor existente şi noi etc.

Soluţia de fundare se bazează în primul rând pe prevederile

studiului geotehnic care trebuie să indice:

- sistemul de fundare recomandat;

- stratul în care se fundează;

- adâncimea de fundare;

- presiunea de bază pe teren.

CLASIFICAREA FUNDATIILOR

Fundaţii directe de suprafaţă

Blocuri din beton simplu

Fundaţii continue din beton armat

Blocuri din beton simplu şi cuzinet din beton armat

Fundaţii izolate sub formă de talpă din beton armat

Fundaţii tip pahar din beton armat

Fundaţii directe de adâncime

Fundaţii directe în incinte de palplanşe şi batardouri

Fundaţii pe chesoane deschise din beton armat

Fundaţii pe chesoane cu aer comprimat

Fundaţii indirecte de adâncime

Fundaţii pe piloţi

Fundatii pe coloane

NOMENCLATURA PODURILOR METALICE.

ALCĂTUIREA GRINZILOR PRINCIPALE

GRINZI CU INIMĂ PLINĂ

a)– profile laminate; b) – grinzi sudate; c) – grinzi nituite

PROFILE LAMINATE

PROFILE CU GOLURI (AJURATE)

PRODUSE LAMINATE ŞI ALCĂTUITE

Tablier metalic alcatuit din trei grinzi cu inima plina

Grindă principală cu inimă plină, cale jos

GRINZI CU ZĂBRELE Elementele constitutive:

• tălpile:

- talpa superioară;

- talpa inferioară

• zăbrelele:

- montanţii – barele (zăbrelele) verticale;

- diagonalele – barele (zăbrelele) înclinate

• nodurile – sunt punctele de intersecţie între barele

grinzii cu zăbrele.

1 – talpă superioară; 2 – talpă inferioară; 3 – montant; 4 – diagonală;

5 – noduri; 6 – contravântuiri longitudinale.

Tablier grinzi cu zăbrele, cale jos.

Pod având contravântuire longitudinală la

partea superioară, cu diagonale încrucişate

Pod având la partea superioară contravântuire

longitudinală cilindrică, cu bare sistem K

Pod în arc, cale jos.

Pod în arc, cale sus.

Pod în cadru cu stâlpi înclinaţi

SCHEMA SIMPLIFICATĂ A EFORTURILOR

Grinda simplu

rezemata

Grinda in consola

Grinda cu zabrele

Schema simplificată a eforturilor într-un cablu de suspendat.

Schema simplificată a eforturilor din boltă.

Schema statică a unui pod suspendat

Schema statică a unui pod în arc, cale sus

Lucrari de Arta_Poduri1

Documents

Transcript of Lucrari de Arta_Poduri1