Poduri Din Beton A

8/21/2019 Poduri Din Beton A

http://slidepdf.com/reader/full/poduri-din-beton-a 1/116

Facultatea de Construcţii Timişoara Conf. dr. ing. Adrian BOTA - PODURI DIN BETON 1




1. Despre poduri în general

2. Acţiuni

3. Convoaie

4. Gabarite

5. Poduri pe grinzi – aspecte generale




Structură de traversare

Asigur ăcontinuitatea

pt. caleşi obstacol

lucrare de artă

susţine calea decomunicaţie peste obstacol

între suprastructură şiobstacol

este spaţiu liber




Definire

POD – curs de apă

VIADUCT URBAN – trversare de localităţi

VIADUCT DE INTERSECŢIE – noduri rutiere

VIADUCT

– vale

adâncă

PASAJ – ECODUCT - cale de comunicaţie

PASAJ - cale decomunicaţie PASARELĂ –

trafic pietonal




Poduri masive greutate proprie mare,realizate din:

beton

beton

armat

beton

precomprimat

cărămidă

piatră




Structuri

mixte = suprastructura şi infrastructura

realizate din materiale diferite

(ex.: oţel / zidărie de piatră)

compuse = suprastructura realizată din materiale diferite

durabilitate sporită prin utilizarea raţională a materialelor

(ex.: oţel - beton)


http://slidepdf.com/reader/full/poduri-din-beton-a 7/116Facultatea de Construcţii Timişoara Conf. dr. ing. Adrian BOTA - PODURI DIN BETON 7

Avantaje

Materialele folosite se pot produce înmajoritate în ţară

Oţelul se foloseşte în cantităţi reduse

(are cost relativ mare)

Puţină manoperă superior calificată

Întreţinere simplă – ieftină

La execuţie şi întreţinere corecte durabilitate mare (poduri romane încă în exploatare)

Greutate permanentă mare

creşterea încărcării utile cu 20% creşterea

încărcării totale cu 5% NU sunt necesare consolidări

Monolitismul structurilor conlucrare spaţială la proiectare

Poduri speciale (oblice, curbe) alcătuire mai simplă decât la cele metalice



Dezavantaje

Volum mare de materiale

Durată de execuţie mare

Greutate proprie mare

Înălţime de construcţie mai mare

se poate reduce prin utilizarea betonului precomprimat

Sunt necesare construcţii auxiliare (cintre, eşafodaje)

consum suplimentar de materiale

Podurile monolite caracter sezonier se are în atenţie

prefabricarea

organizarea superioară

tehnologii moderne, eficiente



A. Material

zidărie de piatră, mai puţin din cărămidă

infrastructur i din zidărie de cărămidă sau piatră şisuprastructură din lemn

2000 IC Babilon, peste Eufrat, enunţat de Herodot

103 DC podul lui Traian la Dunăre, mărturie

desch max 155 m, zidărie de granit

beton armat

1867 – brevet pentru betonul armat

1875 – primul pod din beton armat, Monier, arce de 16 m, la Paris

1892 – armarea cu bare flexibile

valori extreme

• pod pe boltă – deschidere 290 m

• pod Gerber cca 100 m

deschideri limitate din cauza cintrelor rezistenţă scăzută, cost mare



A. Material

beton precomprimat

1903 – ideea “beton precomprimat” E. Freyssinet - student

1936 – primul pod din beton precomprimat a fost executatla un baraj în Algeria

după 1945 – utilizare largă, înlocuieşte betonul armat

record de deschidere la un pod hobanat axial - Elorn,Franţa = 450 m

structură compusă oţel-beton

la început, poduri metalice cu placă din beton armat

niturile împiedecă alunecarea plăcii din beton 1932 – japonezii observă struct compuse oţel-beton

consum mic de oţel faţă de podurile metalice

greutate mică faţă de podurile din beton armat



B. Schema statică

2. dale sau grinzi cu console

1. dale sau grinzi simplu rezemate



B. Schema statică

3. dale sau grinzi cu console şi articulaţii (Gerber)

4. dale sau grinzi continue



B. Schema statică 5. cadre cu stâlpi verticali sau înclinaţi (articulaţii

sau încastrări în fundaţii)

6. arce perete (şaibe) – trecerea

de la grinzi la arce, bolţi



B. Schema

statică

7. arce sau bolţi

8. poduri hobanate



C. Modul de

execuţie

1. monolite

pe amplasament definitiv, din beton sau zidărie încofraje susţinute pe

eşafodaje (dale, grinzi, cadre)

cintre (arce, bolţi)

descintrarea =

încărcarea preluată de beton prin:

deplasarea cintrului faţă de element

deplasarea elementului în raport cu cintrul

se realizează cu

precomprimare

prese la cheie



C. Modul de

execuţie

2. preturnate

executate pe şantier aproape de amplasamentuldefinitiv



C. Modul de

execuţie

3. prefabricate

în fabrici sau poligoane

implică

transport de tonaj şi/sau gabarit mare

zone monolite



D. Natura solicitărilor

din elementele de

rezistenţă

1. structuri de traversare pe dale sau grinzi

drepte – încovoiate

2. structuri de traversare pe arce sau

bolţi - compresiune

3. structuri de traversare pe cadre –

încovoiere şi forţe axiale



STAS 1545-89 – Poduri pentru străzi şi şosele, pasarele. Acţiuni.

podurilor pentru - străzi

- şosele

pasarelelor

Beton

Beton armat

Beton precomprimat

Zidărie

Lemn

Oţel




greutăţi tehnice ale materialelor

STAS 10101/1-78 – Acţiuni în construcţii.Greutăţi tehnice şi încărcări permanente.

convoaie de calcul

STAS 3321-86 – Poduri de şosea.Convoaie tip şi clase de încărcare

STAS 1489-78 – Poduri de cale ferată. Acţiuni.

clasificarea şi gruparea acţiunilor – coeficienţi de încărcare şi grupare

STAS 10101/OB-87 – Acţiuni în construcţii.Clasificarea şi gruparea acţunilor pentru podurile de cale ferată şi de şosea.

pentru poduri cu structuri speciale sau cu destinaţie specială sau cudeschideri > 100 m

- – prescripţii speciale cu acordul tuturor factorilor interesaţi

Standarde conexe





Clasificarea acţiunilor

1. Permanente

3. Temporare de scurtă durată

2. Temporare de lungă durată

4. Excepţionale





1. Permanente intensitate constantă pe durata de exploatare a construcţiei

a. Greutatea căii

sarcină uniform distribuită Liniar sau pe Suprafaţă

calea de rulare - straturi bituminoase sau din beton (S)

strat de protecţie a hidroizolaţiei (S)

şapă hidroizolatoare (S)

beton de egalizare sau de pantă (S)

guri de scurgere (L)

borduri (L)

trotuare (S)

parapete pietonale sau separatoare (L)






b. Greutatea structurii de rezistenţă

suprastructură

platelaj

grinzi principale antretoaze

contravântuiri

încărcare distribuită conform variaţiei reale

încărcare uniformă la poduri metalice cu H = ct, L < 100 m

poduri masive cu L < 30 m, vute < L/10

poduri de lemn

infrastructură






c. Împingerea pământului

Caracteristicile fizico –mecanice ale pământuluise obţin din studii geotehnice

Standarde conexe

STAS 10100/1-75 – Principii generale de verificare a

siguranţei construcţiilor

STAS 10111/2-87 – Poduri de cale ferată şi şosea.Suprastructuri din beton, beton armat şi beton

precomprimat. Prescripţii de proiectare

STAS 3300/1-85 – Teren de fundare. Principii generale de calcul






c. Împingerea pământului

Caracteristicile fizico –mecanice ale pământuluise obţin din studii geotehnice

Valori normate orientative

unghiul frecării interioare ø = 33

greutatea volumică a pământului = 18 kN/m3

unghi frecare zid - pământ = 2/3ø = 22

împingerea pasivă – numai pentru adâncime de încastrare > 5 m

(după afuiere)

d. Forţele de precomprimare

STAS 10111/2-87 - Poduri de cale ferată şi şosea. Suprastructuridin beton, beton armat şi beton precomprimat.

Prescripţii de proiectare. Cap. 7






a. Obiecte şi instalaţii montate pe pod

conducte

cabluri

dispozitive de susţinere

greutatea fluidelor şi dinamica lor

b. Variaţii termice anuale

diferenţa între temperatura de încheiere ( +5 C...+15 C) şi

izoterma lunii iulie + 15 C

izoterma lunii ianuarie - 5 C






c. Deformaţiile în timp ale betonului, contracţie şi curgere lentă

STAS 10111/2-87 - Poduri de cale ferată şi şosea.Suprastructuri din beton, beton armat şi betonprecomprimat. Prescripţii de proiectare. Anexa A.

se consideră pentru

structuri static nedeterminate din beton sau beton armat

structuri compuse oţel-beton

structuri din beton precomprimat

se poate asimila în calcul simplificat cu o scădere de temperatură t =20° C, respectiv t =15° C,

funcţie de procentul mediu de armare al structurii respective






d. Tasarea şi deplasarea fundaţilor

STAS 3300/2-85 – Teren de fundare. Calculul terenului de

fundare în cazul fundării directe.

Se ţine seama de caracteristicile fizico-mecanice ale pământurilor

e. Presiunea şi subpresiunea hidrostatică la nivelul mediu al apelor

reduce greutatea volumică a pământului cu 10 kN/m3

se consideră pentru calculul stabilităţii la lunecare şi răsturnare la adâncime defundare < 5m

determinarea presiunii efective pe teren

stabilirea capacităţii portante a terenului






a. Încărcări din convoaie

STAS 3321-86 – Poduri de şosea. Convoaie tip şi clase de încărcare.

STAS 1489-78 – Poduri de cale ferată. Acţiuni.

STAS 3220-89 – Sarcini în construcţii. Poduri de cale ferată.Convoaie tip.







încărcări concentrate sau uniform distribuite echivalente, Anexa A

în cazuri specialeconvoaie speciale, indicate de administratorul structurii şiaprobate de forurile în drept

la podurile combinate şosea + cale ferată

convoiul care produce sarcina cea mai mică se reduce cu 25%

convoaiele se consideră acţiuni dinamice (autocamioane şi convoaie CF)

acţiuni statice (vehicule speciale pe roţi sau şenile)







coeficientul dinamic y= f(tip convoi, L, tip structură, material - oţel,

masiv sau lemn)

suprastructuri metalice şi elemente izolate ale acestora

L

5,37

151

L 2 3 4 5 6 7 8 9 10 >10

y 1,6 1,54 1,49 1,45 1,41 1,38 1,35 1,33 1,32

poduri masive

sistem constructiv L (m) y

Poduri dalate, pe grinzi sau în cadre

≤ 5 1,30

≥ 45 1,00

Poduri în arc ≤ 20 1,20

≥ 70 1,00

Poduri boltite ≤ 20 1,15

≥ 70 1,00







poduri din lemn

Elementul de rezistenţă y

pentru elementele căii acţionate direct 1,30

pentru elementele căii acţionate indirect 1,20

pentru traversele sau grinzile principale care susţindirect podina de rezistenţă 1,10

pentru grinzile principale care susţin podina prin

intermediul traverselor 1,00

pentru podina de rezistenţă la podurile de lemn cucalea de asfalt 1,10

pentru restul elmentelor ale acestor poduri 1,00







pentru calculul aparatelor de reazem al cuzineţilor şi al presiunilorde sub cuzineţi, y= y aferent suprastructurii cu Lmin adiacent

y nu se consideră la calculul

podeţelor înecate

podurilor masive cu hpământ > 0,5 m

pilelor, culeelor din zidărie sau beton

sistemelor de fundare şi al presiunii efective pe teren

împingerii pământului din convoaie tip

y pentru convoaie de CF → conform STAS 1489-78 - Poduri de cale

ferată. Acţiuni.






b. Forţa centrifugă (la podurile în curbă)

poduri în curbă cu R ≤ 250 m

valoarea forţei centrifuge

Unde v – viteza de circulaţie în km /h

R – raza curbei în m

P – încărcarea din convoiul de autovehicule în kN, aplicată dinamic

reduceri în funcţie de numărul de şiruri conformSTAS 3221-86 - Poduri de şosea. Convoaie tip şi clase de încărcare.

pentru vehicule speciale pe roţi sau şenile, nu se ia în considerare

P

R

vC

127

2






c. Încărcări produse de oameni

pe trotuare în exteriorul localităţilor – 3000 N/m2 sau 1500 N la 2 m

nu se aplică simultan cu vehicule speciale

pasarele şi poduri în localitate – 5000 N/m2

pe trotuare

pe trotuare şi partea carosabilă

fără efect dinamic

pe parapete şi trotuare în consolă

în exteriorul localităţilor în localitate






d. Forţe de inerţie (la poduri mobile)

dacă există elemente în mişcare liniară sau de rotaţie, funcţie de vitezaliniară sau unghiulară

e. Împingerea pământului din convoaie tip

strat de pământ echivalent în funcţie de clasa de încărcare

clasa E şi convoaie excepţionale – 1,30 m

clasa I – 1,00 m

clasa II – 0,70 m






f. Frânarea vehiculelor

forţă orizontală în planul căii, paralelă cu axa longitudianală

valoarea = f(lungimea încărcată a liniei de influenţă a reacţiunii reazemului vizat) L ≤ 25 m F = 0.3*P*B

25 < L ≤ 50 m F = 0.6*P*B

L > 50 m F = 0.9*P*B

unde P – greutatea autocamionului convoiului de calcul

B = n/2 – (rotunjit superior la unitate),n este numărul maxim debenzi de circulaţie pe pod

nu se ia în considerare la vehicule speciale

nu se aplică coeficient dinamic

la aparatele de reazem din neopren → infrastructura preia forţa de frânare

proporţional cu rigiditatea aparatului de reazem şi a infrastructurii

se aplică

pentru poduri pe grinzi – la jumătatea înălţimii aparatului de reazem

poduri pe cadre - în axa riglei

poduri pe arce sau bolţi - în axa secţiunii la cheie






g. Variaţii termice zilnice

funcţie de hărţi climatologice

= temperatura max vară – izoterma lunii iulie

= temperatura min iarnă – izoterma lunii ianuarie

valori extreme pentru temperatura elementelor de construcţie

poduri metalice max +50 C min - 30 C

poduri masive max +25 C min - 15 C

coeficienţi de dilataţie termică liniară

poduri metalice at = 1.2*10-5

beton, beton armat, precomprimat, structuri compuse oţel-betonat = 1.0*10-5

zidărie de piatră at = 0,8*10-5






h. Diferenţă de temperatură între elementele construcţiei

sunt diferenţe de temperatură de scurtă durată între diverse elemente alestructurii

poduri metalice sau compuse ±15 Cpoduri din beton ±5 C

se consideră concomitent cu variaţia termică zilnică → solicitareaposibilă cea mai defavorabilă

nu se aplică în concomitent cu variaţia anuală a temperaturii






i. Frecarea aparatelor de reazem mobile

aparate de reazem mobile metalice

forţă orizontală paralelă cu axul longitudinal al structurii,

acţionează la h/2 aparat reazem

Valoare T = f * N

unde f – coeficient de frecare = 0,2 alunecare

= 0,03 rostogolire

N – reacţiunea în aparatul de reazem

aparate de reazem din neopren, etc.forţa de frecare se ia în considerare conform specificaţiilor

tehnice






j. Presiunea vântului

forţă transversală uniform distribuită aplicată pe toată suprafaţa sauparţial, în varianta cea mai defavorabilă pentru structură

se neglijează pentrusuprastructură L < 20 m şi hliber < 10 m

pile hliber < 10 m

valori1500 N/m2 – pod încărcat cu vehicule

2000 N/m2 – pod descărcat

suprafaţa de calcul = f (tip suprastructură – grinzi cu inimă plină /zăbrele)

înălţimea convoiului de la nivelul căii 2 m pentru poduri

1,8 m pentru pasarele

presiunea vântului în lungul podului

nu se consideră simultan cu presiunea transversală

nu se ia în considerare pentru grinzi cu inimă plină






k. Presiunea şi subpresiunea apei de la nivelul mediu la nivelul maxim sau minim

se ţine cont de acţiunea hidrodinamică a apei, produsă de valuri

acţiunea verticală de smulgere a elementelor verticale de către

câmpul de gheaţă la creşterea nivelului apei la ziduri de sprijin unde există variaţii mari de nivel în timp scurt

diferenţe de presiune între faţa şi spatele zidului

l. Încărcarea cu zăpadă

de regulă nu se ia în considerare la poduri






m. Încărcări ce apar la montajul în consolă a suprastructurilor sau la alteoperaţiuni similare

se determină în corelare cu punctul (n)

n. Încărcări provenite din transportul, execuţia şi montajul elementelor

se determină pentru fiecare element şi stadiu caracteristic deexecuţie

greutatea proprie a elementelor montate cu macaraua, şi amaşinilor de ridicat se multiplică cu

y = 1,2 pentru G ≤ 200 kN

y = 1,1 pentru G > 200 kN





4. Excepţionale

a. Izbirea navelor şi ambarcaţiunilor de pilele podurilor peste cursuri de

apă navigabile

se ţine cont la podurile peste cursuri de apă navigabile

în lungul axei podului

transversal axei podului

b. Încărcări seismice

se ţine seama de zonarea seismică a teritoriului României conform STAS11100/1-93 - Zonarea seismică. Macrozonarea teritoriului României

calculul se face conform Normativului pentru proiectarea antiseismică aconstrucţiilor din domeniul transporturilor şi telecomunicaţiilor PD 197-80

c. Încărcări produse prin distrugerea unor instalaţii fixe

spargerea unor conducte şi inundarea parţială sau totală apodului

ruperea unor fire sau cabluri




STAS 2924-91 – Poduri de şosea. Gabarite.




Ce sunt acestea ???




Aparat de reazem mobil Aparat de reazem fix

1. Tipuri de poduri pe grinzi

1 1 T h l ii d t ţi i t i l




1.1. Tehnologii de construcţie şi materiale

Alegerea tehnologiei în funcţ ie de

Lungimea podului

Natura obstacolului

Natura reliefului

Dotare tehnică

Tehnologii variate

In situ cu cintre şi eşafodaje

cu grinzi prefabricate

tronsoane in situ pe cintre mobile

pe tronsoane şi lansare prin împingere

în consolă simetric

Corelat se alege tipul de

structur ă

monolită

prefabricată

secţ iune transversală

În general, suprastructurile de poduri se execută din beton precomprimat


1 1 Tehnologii de construcţie şi materiale





AVANTAJE în raport cu betonul armat

materiale de calitate supaerioară (beton şi oţ el) → reducerea greutăţ iisuprastructurii

posibilitatea execuţ iei suprastructurii pe tronsoane de la 3 m la lungimea

deschiderii ↔ continuitatea cablurilor de precomprimare prin cuplare

se evită apariţ ia şi deschiderea fisurilor ↔ durabilitate sporită

se elimină susţ inerile provizorii pe cintre şi eşafodaje

se simplifică armarea → creşte ritmul de execuţ ie


1 1 Tehnologii de construcţie şi materiale





betoanele utilizate sunt de clase superioare

Prefabricate

B400 – B600

Bc30 – Bc50

C25/30 – C40/50

Monolite

B300 Bc25 C20/25


1 2 Tipuri de secţiuni transversale




1.2. Tipuri de secţiuni transversale

A. Suprastructuri din elemente prefabricate

Forma secţ iunii = funcţ ie de tehnologia de construcţ ieadoptată

Elementul prefabricat secţ ionare longitudinală

secţ ionare transversală








a. Secţionare longitudinală

Se obţin grinzi I sau dublu T

Pentru 2 benzi de circulaţie:

3 – 4 grinzi în secţiune transversală optim

> 4 grinzi scade greutatea grinzii

creşte consumul de materiale

< 3 grinzi scade consumul de materiale

creşte greutatea prefabricatului probleme la manipulare şi transport









conlucrarea spaţială a grinzilor prin placă şi antretoaze

reducerea greutăţii grinzii diminuarea lăţ imii plăcii

din condiţ ia de stabilitate la transport şi montaj








b. Secţionare transversală

elementele obţ inute se numesc BOLŢARI

este necesară susţ inerea provizorie

pt. rigiditate la transport şi montaj secţ iune cheson

numărul şi forma grinzilor cheson lăţ imea tablierului









lăţime 13 m cheson cu două inimi verticale sau înclinate

inimi înclinate aspect estetic reducerea lăţ imii banchetei cuzineţ ilor

infrastructuri zvelte

complică fabricaţ ia pt. că:

înălţ ime variabilă lăţime variabilă









13 m < lăţime < 18 m ** cheson cu 2 casete armare complexă

stabilitate la manevrare









13 m < lăţime < 18 m ** cheson cu 2 inimi şi placă casetată

prefabricare complexă









13 m < lăţime < 18 m ** cheson cu 2 inimi şi placă cu nervuri






p ţ



18 m lăţime < 30 m ** 2 grinzi cheson legate prin placă sau separate






p ţ



18 m lăţime < 30 m

** 3 casete






p ţ

B. Suprastructuri turnate monolit

Turnarea elementelor de rezistenţă pe eşafodaje sau cintre

în consolă

pe mal şi lansare prin împingere

Tipul secţiunii transversale se stabileşte funcţie de:

rezistenţa şi stabilitatea în execuţie

reducerea numărului fazelor de lucru betonarea tronsoanelor într-o singură fază

simplificarea formei simplificarea cofrajului şi a armăturii

reducerea numărului de rigidizări transversale (antretoaze sau diafragme) saueliminarea lor






p ţ


s-au impus 2 tipuri de secţiuni transversale

2 grinzi principale cu sau fără antretoaze (dale Homberg)

grinzi cheson






p ţ


** 2 grinzi principale pentru lăţimi mici, medii şi mari până la 30 m la turnare în cintre sau eşafodaje fixe se recomandă secţiunea

lăţime > la partea inferioară pt. a prelua eforturile unitare decompresiune în faza iniţială

se dispun antretoaze pe reazeme şi în deschidere (eventual)

pt. a se păstra rigiditatea plăcii, antretoaza se separă de placă sause înlocuieşte cu o bară







** 2 grinzi principale pentru lăţimi mici, medii şi mari până la 30 m

la turnarea în cofraje mobile, se recomandă secţiunea care facilitează decofrarea







** 2 grinzi principale pentru lăţimi mici, medii şi mari până la 30 m

la turnarea în cintre autopăşitoare, se recomandă secţiunea fără antretoaze







** secţiune cheson

2 inimi verticale simplitate în execuţie

la lăţimi mari, se dispune contrafişă pentru placă







** secţiune cheson

3 casete cu contravântuiri în caseta centrală

contravântuirea se execută după deplasarea cofrajului mobil, în fiecare bolţar (~3,50 m)


1.3. Tipuri de structuri longitudinale




a. simplu rezemate orice tip de secţ iune transversală

mai multe deschideri prefabricare

b. structuri dublu articulate, la poduri cu mai multe deschideri se evită rosturile transversale deasupra reazemelor intermediare

c. suprastructuri continue grinzi prefabricate grinzi cheson

dale Homberg

d. grinzi cu console şi articulaţii grinzi I sau cheson

(deschiderea centrală peste 100 m)

e. structuri cadru legătură rigidă între suprastructură şiinfrastructură

secţ iune cheson






Înălţ ime secţ iune constantă

variabilă mare pe reazem mică în câmp

Înălţ imea relativă a secţ iunii (h/L) destinaţ ia structurii (şosea sau CF)

tehnologia de construcţ ie

sistemul static

Celelalte elemente ale secţ iunii transversale pot fi

constante sau variabile pe lungimea deschiderilor






La suprastructuri cu L> 300 m se introduc rosturi de dilataţ ie

Grinzi articulate aparate mobile pe reazeme, la cca 150…200 m

Structuri continue rosturi la cca 300…500 m

Amplasare NU pe pile lăţ ime mare a banchetei cuzineţ ilor

reducerea deschiderilor adiacente rostului lavaloarea deschiderii marginale

NU la mijlocul deschiderilor deformaţii mari din curgerealentă a betonului






DA în zona de moment nul a deschiderii respective





Se pot realiza poduri în curbă din grinzi drepte

curba se realizează din placa în consolă

rigidizări pe reazeme

antretoaze la grinzi

diafragme la secţiuni cheson

Poduri Din Beton A

Documents

Transcript of Poduri Din Beton A