1

PROIECT NORMATIV

Privind "Proiectarea podurilor si podetelor tubulare alcatuite din structuri flexibile din tabla de otel ondulata, inglobate in umplutura" CUPRINS

Capitol 1. Generalitati.

Capitol 2. Clasificarea podetelor tubulare.

Capitol 3. Durata de viata, domenii de aplicare

Capitol 4. Sectiuni transversale.

Capitol5. Definitii, terminologie, referinte, alcatuirea constructiva generala.

Capitolul 6. Conditii tehnice. Caracteristici mecanice si rezistenta

materialelor utilizate in sistemul structural.

Capitolul 7.Metodologii de proiectare corelat cu metode moderne de evaluare

a incarcarilor si solicitarilor dezvoltate sub actiunea acestora (impingerea

umpluturilor, actiunea incarcarilor utile, etc).

Capitolul 8.Metode de dimensionare si calcul a structurii podului tubular la

starile limita curenta (capacitate portanta, stabilitate, deformatie).

Capitolul 9.Metode de dimensionare si calcul a buloanelor de imbinare si

asamblare a componentelor structurii podului tubular.

Capitolul 10.Dimensionarea hidraulica.

Capitolul 11.Scheme de montaj si metodologii de executie a podurilor

tubulare, corelat cu executia umpluturilor.

2

Capitolul 12. Detalii constructive pentru protectia taluzurilor umpluturilor

si albiei din vecinatatea podetelor tubulare.

Capitolul13.Exigente constructive si de protectie a elementelor metalice

componente, ale podurilor si podetelor tubulare.

Capitolul 14.Intretinerea in exploatare.Metode de testare si verificare a

comportarii in situ.

ANEXE

Anexa 1. Caracteristici ale sectiunii transversale pentru diverse tipuri de

tabla ondulata.

Anexa 2. Determinarea parametrilor terenului.

Anexa 3. Calculul sagetii coronamentului in timpul executiei umpluturii.

Anexa 4.Exemplu de calcul al distributiei incarcarilor Capitol 1. Generalitati. 1.1. Obiect si domeniu de aplicare 1.1.1. Prezentul normativ se refera la proiectarea, executia si intretinerea podetelor,

podurilor si pasajelor ( pietonale, pentru traversarea drumurilor de animale, rutiere,

etc), realizate din tabla ondulata .

1.1.2.Acest normativ poate fi utilizat si pentru alte tipuri de structuri tubulare a

caror capacitate portanta este obtinuta prin conlucrarea cu terenul inconjurator.

1.1.3. Pe parcursul acestui normativ, termenul de podet este folosit pentru a descrie

un pod sau podet realizat dintr-o tub sau un arc din tabla ondulata, care impreuna cu

pamantul compactat ce il inconjoara formeaza o constructie capabila de a suporta

incarcari.

1.1.4.Podetul realizat astfel reprezinta o structura complexa deoarece in majoritatea

cazurilor este realizata prin imbinarea de placi metalice drepte sau curbate si este

amplasat in corpul rambleului, conlucrand cu acesta.

3

1.1.5.O cerinta esentiala a acestei structuri este ca placile metalice sa fie foarte bine

prinse intre ele, asigurand etanseitatea si conlucrarea statica .

1.1.6.Un exemplu de astfel de structura des intalnita este reprezentata in Figura 1.

Figura 1. Sectiune printr-un podet din tabla ondulata.

1.1.7. Compactarea foarte buna a terenului inconjurator este importanta, pentru a se

atinge conlucrarea dorita intre cele doua elemente tub (conducta) si pamant.

1.1.8. Proiectantul va dimensiona sectiunea podetului pe baza calculelor hidraulice.

1.1.9. Proiectantul va stabili tipul de sectiune a podetului si caracteristicile fizico-

mecanice ale elementelor metalice.

1.1.10.Folosirea cea mai obinuit a tuburilor metalice privete lucrrile hidraulice.

In acest domeniu, cu toate c s-au realizat lucrri cu deschideri de cca. 10 m,

aplicarea cea mai frecvent se situeaz n domeniul deschiderilor cuprinse ntre 2 i

6 m.

1.1.11. In cazul in care se adopta podete realizate din tabla ondulata, studiul

hidraulic al lucrrii va tine seama si de mrimea bazinului de alimentare a scurgerii

ce urmeaz a se restabili. In acest sens se disting dou cazuri:

- Suprafaa bazinului de alimentare inferioar valorii de 100 kmp;

- Suprafaa bazinului de alimentare superioar valorii de 100 kmp;

1.1.12.Normativul se refera la cazul in care suprafaa bazinului de alimentare este

inferioar valorii de 100 kmp;

4

1.2. Domeniu de utilizare recomandat 1.2.1.Produsele de rezistenta din tabla ondulata se utilizeaza in constructia de

poduri, podete si constructii hidrotehnice.

1.2.2.Se utilizeaza pentru:

- pasaje inferioare sau superioare de strazi si cai ferate;

- podete sau pasaje de trecere;

- conducte colectoare, apeducte ;

- tunele;

- subtraversari pietonale;

- locuri de trecere pentru animale;

- protectia conductelor de apa, gaz, cabluri electrice si telefonie.

1.2.3. Domeniul de utilizare poate fi extins, in baza unor analize tehnico-

economice, care sa justifice adoptarea acestui tip de poduri sau podete.

1.3. Alcatuire, prevederi generale 1.3.1. Podetele realizate din tabla ondulata au diverse sectiuni ( cap. 4) cel mai des

intalnita este prezentata in fig. 2.

Cateva din notatiile importante sunt reprezentate in Figura 2 .

5

Figura 2 Sectiunea transversala a tubului poate fi impartita in mai multe parti cu

raze diferite.

- Rt - raza de la partea superioara,

- Rc- raza colturi ,

- Rb - raza de la baza.

- Punctele caracteristice se numesc in general puncte ale cadranelor si ale

coronamentului.

1.3.2. Proiectantul va stabili tipul de sectiune a podetului in functie de

particularitatile terenului si concluziile studiului hidraulic

Tipuri de ondulatii ale peretilor metalici

1.3.3.Caracteristicile mecanice ale pereilor metalici depind de caracteristicile geometrice

ale ondulaiilor i de grosimea oelului.

1.3.4.Tipurile de ondulaii se caracterizeaz prin dimensiunile lor i n special prin

adncimea ondulatiei i corespund fiecare unei anumite game de caracteristici ale

peretelui astfel:

- Ondulaiile mici, a cror adncime de und este de ordinul a 12 -13 mm sunt folosite n

special pentru realizarea lucrrilor de drenaj (fig.3.a).

- Ondulaiile medii, adncimea de und este cuprins ntre 20 i 30 mm, confer peretelui

tubului un moment de inerie mai mare i sunt practic folosite pentru realizarea

majoritii formelor curente, deschideri pot atinge si 4,5 m ( fig. 3.b)

- Ondulaiile mari, cu o adncime de und cuprins ntre 50 i 60 mm. Ele acoper practic

toate formele descrise mai sus i sunt folosite in special pentru tuburile eliptice cu axa

mare orizontal i, n majoritatea cazurilor, pentru realizarea de lucrri a cror deschidere

depete 4,00 m ( fig. 3.c )

6

a) Ondulatii mici

b) Ondulaii medii

c) Ondulaii mari Fig. 3. Tipuri de ondulatii

Tipuri de imbinari

1.3.5.Asamblarea elementelor prefabricate de tuburi metalice se face prin mbinri

longitudinale i/sau mbinri circumfereniale (sau transversale), care pentru

acelai tub, ar putea n principiu s aib moduri de ansamblare diferite; n practic,

un tip de mbinare longitudinal este asociat cu un tip de mbinare

circumferenial.

7

1.3.6. mbinarile longitudinale cu suprapunere bulonata, sunt realizate prin

suprapunerea parial a marginilor ondulate ale elementelor prefabricate i

asamblarea prin bulonare.

1.3.7.Imbinrile longitudinale cu suprapunere bulonat, se difereniaz prin poziia

butoanelor pe ondulaii acestea sunt dispuse fie n extremitile undei, fie pe latura

undei.

a) Buloane amplasate n extremitile undei (fig.4.)

1.3.8.Imbinarile longitudinale, la care buloanele sunt dispuse fie numai n vrful

undelor, fie n vrf i n concavitatea undei Ele sunt aliniate pe dou generatoare

ale tubului pentru a permite transmiterea momentelor de ncovoiere de la un

element prefabricat la altul.

Imbinare longitudinal

Imbinare circumferentiala Figura 4. - Imbinare cu suprapunere bulonat n vrf de und

1.3.9. Imbinrile circumfereniale asociate; acest tip de mbinri longitudinale sunt

obinute prin acoperirea ultimei ondulaii i asamblare prin buloane dispuse n

general n concavitatea acestei ondulaii.

8

1.3.10.Pentru a evita acumularea de mai mult de trei table n dreptul ncrucirilor

ntre mbinrile circumfereniale i mbinrile longitudinale, acestea din urm

prezint spaii libere circumfereniale de la un inel la altul.

b) Buloane amplasate pe latura undei.

1.3.11. In acest tip de mbinare longitudinal, buloanele sunt dispuse pe latura

undei, n vecintatea axei neutre a ondulaiilor i sunt aliniate pe dou sau trei

generatoare ale tuburilor.

1.3.12.Imbinrile circumfereniale asociate sunt obinute prin suprapunerea

marginilor ondulaiilor i asamblate prin bulonare. Aceast dispoziie permite

constituirea unui tub din inele complete, identice (virole). preasamblate.

Imbinare longitudinala

Imbinare circumferentiala

Figura 5. - Imbinare cu acoperire bulonat pe latura de und.

1.3.13. Alte tipuri de imbinari longitudinal

a) Imbinri cu crestturi. Aceste mbinri longitudinale sunt obinute prin realizarea de crestaturi n vrfurile

de und, pe una din marginile ondulate ale unui element de tub i perpendicular pe

acesta, obtinand o mbucarea a marginii ondulate a altui element de tub. Cele dou

elemente astfel asamblate sunt meninute prin agrafe ndoite sau nurubate.

9

Imbinri circumfereniale asociate la acest tip de mbinri longitudinale sunt

obinute prin simpla acoperire a ultimei ondulaii a elementului montat.

b) Imbinri cu margini czute (urechi).

Aceste mbinri longitudinale sunt obinute prin ndoirea n exterior, n

unghi drept a marginilor ondulate ale unui element de tub. Aceste margini, adesea

numite "urechi" sunt prevzute cu guri de asamblare i folosite pentru bulonarea

elementelor unul cu altul, plasnd vrful de und al unei urechi n fundul de und

al celeilalte .

c) Imbinri elicoidale, agrafate prin ndoire.

Acest tip particular de mbinare se refer la tuburile constituite din elemente

complete de 6 - 12 m, lungime, complet prefabricate n uzin dintr-o singur foaie

ondulat, nfurat elicoidal i agrafat prin ndoire i sertizare continu pe maini

speciale. Acest tip de mbinare se refer la tuburi circulare al cror diametru poate

atinge maxim 2,5 m.

Lungimea elementelor prefabricate n uzin nu este limitat dect de probleme de

transport i manipulare.

Capitolul 2. Clasificarea podetelor tubulare

2.1.Criteriile de baz pentru clasificarea podetelor tubulare sunt urmtoarele:

- durata de serviciu dorit;

- condiiile de agresivitate a zonei;

- consecinele economice i logistice ale eventualei degradri a lucrrii;

2.1.1. Clasificarea dupa durata de serviciu

2.1.1.1.Durata de serviciu minim prevzut, poate fi definit ca fiind intervalul de

timp minim in care lucrarea trebuie s prezinte siguran n acord cu reglementarile

legislative n vigoare.

10

Durata de serviciu a tuburilor metalice va fi considerat in functie de actiunea

mediului ( terasamentul in care este inglobat) cu caracter mai mult sau mai puin

corosiv, terenul de fundaie, apele de scurgere i durabilitatea tablei galvanizate.

2.1.1.2. In functie de durat de serviciu lucrarile se pot clasifica astfel:

- Lucrri provizorii: cu o durata de serviciu de max. 5 ani;

- Lucrri definitive: cu o durata de serviciu de minim 70 ani

In practic, pentru toate tipurile de lucrri, durata de serviciu va depinde de grija

acordat concepiei (ziduri contra afluierii, radiere, colectarea i evacuarea apelor

de dezghe, etc.) i de ntreinerea ulterioar a lucrrii.

2.1.2.Clasificarea in functie de agresivitatea zonei

2.1.2.1.Se disting trei categorii de lucrri:

- lucrri "nehidraulice": lucrri ce nu sunt niciodat imersate;

- lucrri hidraulice", expuse la ape moi : lucrrile ce vor fi n contact cu apa

un inteval de timp destul de lung fa de durata lor de serviciu (de exemplu

superioar la 10%). Apele moi sunt acelea a cror salinitate le face s fie considerate

ca potenial potabile ([CI] 250 mg/l, [S04]

11

2.1.3.1.Clasificarea in aceste categorii se va face n funcie de importana i de

consecinele unei defeciuni posibile, in conformitate cu Regulamentul privind

stabilirea categoriei de importanta a constructiilor HGR nr. 261/1994.

2.1.3.2. Din prima categorie fac parte lucrrile de dimensiuni obinuite (mici

lucrri hidraulice), sau lucrri de dimensiuni mai mari pentru care o eventual

reparaie poate fi fcut n condiii economice (exemplu: pentru pasaje agricole sau

hidraulice sub rambleuri de drumuri sau autostrzi pentru care a fost prevzut de

la nceput o supradimensionare de gabarit care s permit reparaii ulterioare uor

de fcut).

2.1.3.3.Lucrrile care nu prezint una sau mai multe din caracteristicile de mai

sus, vor fi considerate "lucrri de importan". (cazul lucrrilor supuse unei

circulaii rutiere interioare, precum i a acelora care, prin caracterisitici, se

ndeprteaz de domeniul concepiei curente .

2.1.3.4.Lucrrile speciale care necesit studii specifice i pentru care prezentele

precizari din normativ nu sunt aplicabile, anumite lucrri ies din cadrul concepiei

curente i necesit din aceast cauz un anumit numr de prevederi suplimentare.

Din aceasta categorie fac parte:

- lucrrile circulare sau eliptice cu o deschidere mai mare de 5,50 m;

- tuburile arc i pasajele, arcele i tuburile eliptice cu axa orizontal cu deschidere mai mare de 8 m;

- lucrrile pentru care modulul Es calculat al rambleelor tehnice depete 40 MPa;

2.1.3.5.Lucrarile de acest tip se recomand n mod special :

- pentru lucrrile care se deosebesc prin dimensiunile lor, s se prevad un program de urmrire a deformatiilor n timpul fazelor de rambleere;

- pentru lucrrile la care se cer caracteristici superioare pentru materialul din rambleu, se va defini alegerea acestui material i modalitatea de execuie.

12

Capitolul 3. Durata de via 3.1. Durata de viata a podurilor si podetelor realizate din tabla ondulata este de 40 de ani sau 80 de ani. a) Podurile si podetele tubulare din tabla ondulata ndeplinesc cerinele pentru o durat de via de 40 de ani n cazul n care:

- au fost zincate la cald ; - tolerana la ruginire minim 2,0 mm (nivel mediu al apei < 0,5 m); - viteza curentului de scurgere a apei prin conducte la un debit mediu

este < 0,5 m/s ; - caracteristicile apei ndeplinesc cerinele urmatoare:

* duritatea apei pH > 6,5 (duritate total) ;

* conductibilitatea < 100 ms/m.

3.2. Compozitia chimica a apei privind continutul de sulfati, cloruri sau materii

organice, va fi determinata n conformitate cu prevederile STAS 3069-87, STAS

3049-88, STAS 3002- 85.

3.3. n situatia n care caracteristicile apei nu ndeplinesc criteriile de mai sus este

necesar protecia combinat contra coroziunii iar tolerana la ruginire poate fi

redus la 1,0 mm.

3.4. n cazul n care viteza curentului de scurgere a apei prin conducte este 0,5

m/s ( la un debit mediu), este necesar protecia combinat contra coroziunii, iar

tolerana la ruginire poate fi redus la 1,0 mm.

3.5..Pentru acele pri constructive, care sunt prevzute cu o protecie combinat

contra coroziunii, att pe prile interne, ct i cele externe, nu mai este necesar

cerina pentru tolerana la ruginire.

b) Podete tubulare hidraulice ndeplinesc cerinele pentru o durat de via de 80

de ani n cazul n care:

13

- au fost zincate la cald;

- toleran la ruginire minim 2,0 mm i de pn la 0,5 m peste nivel

mediu al apei i minim 1,0 mm n alte cazuri;

- vor fi protejate suplimentar contra coroziunii.

3.6. .Pentru acele pri ale podetului tubular care sunt prevzute cu o protecie

combinat contra coroziunii, att pe prile interne, ct i cele externe nu mai este

necesar cerina pentru tolerana la ruginire.

3.7. La lucrarile nehidraulice podurile tubulare din oel (care nu sunt

destinate transportului apei) pentru o durat de via de 40 de ani cerinele

sunt ca tabla ondulata sa fie zincata la cald si de 80 de ani n cazul n care s-

a utilizat o protecia combinat contra coroziunii

3.7.1.Utilizrile tuburilor metalice n cadrul lucrrilor nehidraulice se adopta si in

cazul restabilirii de ci secundare.

3.7.2. Pentru ca aceste lucrri s fie bine adaptate destinaiei lor, concepia acestora cere un studiu precis al condiiilor legate de funcionarea lor si anume:

- un studiu de gabarit n funcie de categoria drumului sau de traficul din pasaj;

- un studiu estetic asupra extremitilor lucrrii i al prii sale curente; - un drenaj suficient; - necesitatea unui drum adaptat la fiecare tip de circulaie;

3.7.3. In cazul unor lucrri de mari dimensiuni acestea se vor clasa n categoria

lucrrilor de important ( exemplu: restabilirea drumurilor secundare).

3.7.4. Dimensiunile lucrrii vor ine seama de defomrile previzibile ale

tubului si sa se asigure o nlime de cel puin 4,4 m (fig,. 6), astfel ca, alegerea

profilului transversal i a amprizei se va face in functie de acest gabarit.

14

Figura. 6.

3.7.5.Realizarea cilor amenajate pentru circulaie se realizeaza

asemntoar cu cile normale, dup realizarea radierului metalic la cota adecvat.

Calea si trotuarele vor fi executate dupa ncrcarea i stabilizarea lucrrii, pentru

a evita producerea deformatiilor nsoite de fisuri longitudinale dup ncrcarea

tubului.

3.7.6. Drenajul trebuie s fie foarte eficace (guri de scurgere, drenuri)

pentru a permite eliminarea apelor ce s-ar putea acumula ntre radierul metalic i

calea de rulare i ar antrena n timp o degradare a acestuia i un risc apreciabil de

coroziune a radierului.

3.7.7. In cazul cnd apele de scurgere risc s fie ncrcate cu sruri de

dezgheare, s se prevad n plus o etanare sub calea de circulaie prin

interpunerea unui geotextil impermeabil, ridicat lateral pn la nivelul trotuarelor

( fig. 7 )

3.7.8. Profilul n lung al tubului va ine seama de deformrile sale i se va

evit formarea de puncte joase care ar putea favoriza stagnarea de ape agresive .

15

Figura. 7

3.7.9. Trotuarele trebuie s aib o lrgime minim de 0,70 m i un gabarit

suficient.

3.7.10. Iluminarea acestor lucrri trebuie fcut asemntor cu cea a

pasajelor inferioare sau subterane.

3.7.11. Dimensiunile acestor lucrri i necesitile estetice, duc obligatoriu la

adaptarea unei grinzi de coronament i a unui pereu la intrare si iesirea din pod.

3.7.12. Pasajele pentru pietoni trebuie dimensionate n funcie de importana

lor i de traficul pietonal prevzut, eliminand senzatia de strivire pe care o resimt

cei ce le folosesc, mai ales n cazul lucrrilor relativ lungi. In special deschiderea la

nivelul umerilor trebuie s fie suficient, formele circulare sau eliptice cu axa mare

vertical fiind mai bine adaptate n aceast privin dect formele joase.

Capitolul 4.Sectiuni transversale

4.1.Tipurile de sectiuni ale podurilor si podetelor realizate din tabla ondulata sunt

prezentate in Figura 8. Aceste tipuri sunt:

a)Tuburi circulare cu raza (R) constanta ( figura 8 A).

b)Arc cu o singura raza numita raza de la partea superioara (R=Rt). Acest tip este

realizat cu fundatii de beton dupa cum este reprezentat in figura 8B.

c)Elipsa orizontala sau asimetrica . Realtiile dintre raze ar trebui sa fie Rt/Rs4 si

Rb/Rs4

16

d)Elipsa verticala, uzual folosit cu un raport intre raza de la partea superioara sau

raza de la partea inferioara (Rt sau Rb) si raza laterala sau de colt (Rs) de

aproximativ 0,95. Modelul de calcul este aplicabil cand raportul 2H/D1,2.

e)Tub arc (definita de 3 raze: raza superioara (Rt), raza inferioara (Rb) si raza de

colt (Rc)). Acest tip este reprezentat in Figura 10.C. Conditiile sunt ca Rt/Rc5,5 si

Rb/Rc10.

f) Arce realizate din placi metalice curbe cu doua sau trei raze diferite: raza

superioara (Rt), raza laterala (Rs) si raza de colt (Rc). Pentru acest tip de pod, razele

ar trebuii alese astfel incat sa respecte Rt/Rs4 si Rc/Rs4.

Podete cu sectiune casetata, unde relatia intre raze este Rt/Rs12.

Figura 8 A Tub circular cu raza constanta (R).

Figura 8.B Arc cu o singura raza numita raza superioara (R=Rt). Acest tip este deobicei realizat cu fundatii longitudinale.

17

Figura 8. C Elipsa orizontala. Relatiile dintre raze trebuie sa respecte Rt/Rs4 si Rb/Rs4

Figura 8. D Elipsa verticala, cu un raport intre raza superioara (Rt) si raza laterala sau de colt (Rs) de aproximativ 0,95. Aceasi conditie se aplica si la raportul Rb/Rs. Modelul de calcul este aplicabil cand 2H/D1,2.

18

Figura 8. E Podet arc (definit prin trei raze: raza superioara (Rt), raza inferioara (Rb) si raza de colt (Rc)). Acest tip este reprezentat si in Figura 10.F

Figura 8 F Arc alcatuit din placi metalice curbate cu trei raze diferite: raza superioara (Rt), raza laterala (Rs) si raza de colt (Rc).

Figura 8. G Podete casetate. 4.2. Proiectantul poate adopta si alte tipuri de sectiuni, care corespund particularitatilor de amplasament si se pot realiza cu tabla ondulata. 4.3. In situatia in care o sectiune nu se incadreaza in cele prezentate mai sus, aceasta va trebuii sa fie analizata, proiectata si incercata.

19

Capitolul 5. Definitii si terminologie,referinte. a) Terminologie Litere a, a1, a2, a3 dimensiuni (m)2 b dimensiune (m) c dimensiune (m) dn dimensiunea particulelor reprezinta greutatea cernuta in

procente (n%) reprezentata printr-o curba ds diametrul boltii dx, dy dimensiunile amprentei rotii (m) e porozitate e1 distanta de la margine pana in centru golului la marginea

placii de hotel (m) f1, f2, f3, f4 functii folosite pentru simplificare findex rezistenta otelului si boltilor (MPa). Indicii folositi in

conformitate cu BSK 99 sunt descrisi la fiecare capitol in parte

h inaltimea podetului in profil hcorr inaltimea de ondulare, cutare, referitoare la podetele din tabla

ondulata (mm). Pentru definitie a se vedea Anexa 1. hb grosimea umpluturii de balast (m) hc adancimea de acoperire (m) (= distanta minima dintre partea

superioara a tubului (tablei ondulate) si suprafata, cum ar fi suprafata rutiera),

hc,red pentru calcul, valoarea redusa a grosimii de umplutura (m) luand in considerare faptum ca coronamentul tubului se ridica in timpul umplerii cu pamant

m modulul mt lungimea tangentei (m). Pentru definitie a se vedea Anexa 1 n numar p presiunea dintre tub si pamant3 (kN/m2 ) pa presiunea de referinta (kN/m2) ptraffic incarcarea echivalenta din trafic (incarcare liniara) (kN/m) q incarcare distribuita din trafic (kN/m2) rd factorul de reducere pentru factorul de amplificare dinamic

20

s distanta (m) t grosimea tablei de metal (mm) x,y coordonate Majuscule A aria sectiunii transversale A incarcarea concentrata conform Bro 2004 (kN) As aria boltii, a se vedea paragraful 5.2 (m2) Cu coeficientul de uniformizare D diametrul sau dechiderea (m) (dimensiunea se refera la distanta de

la centrul de greutate al sectiunii transversale. Deobicei deschiderea libera este indicata in documentatia tehnica

H distanta pe vericala intre coronamentul tubului si nivelul in care podetul are cea mai mare latime (deschidere) ( a se vedea Figura 1.3) (m)

Es tangenta modulului pamantului din umplutura (MPa) Esd valoarea de proiectare a tangentei modulului pamantului din

umplutura (MPa) (EI)s rigiditatea la incovoiere a peretelui tubului(conductei) (MNm2/m) FRvd valoarea de proiectare a capacitatii la forfecare a boltii in caz de

cedare(colaps) al boltii (kN) FRtd valoarea de proiectare a capacitatii la forfecare a boltii in caz de

cedare(colaps) a tablei metalice (kN) I momentul de inertie al tubului pe metru liniar de tub (mm4/mm) Lbest lungimea efectiva folosita pentru a considera factorul de

amplificare dinamic. Pentru un pod simplu rezemat Lbest reprezinta deschiderea

Mu capacitatea momentului plastic (kNm/m) Md, Ms, Mt moment de proiectare, moment din incarcarea cu pamant, moment

din trafic, respectiv (kNm/m) Ncr forta de flambaj a unei tevi (conducte) ingropate (kN/m) Ncr,el forta de flambaj a unei tevi in conditii elastice ideale (kN/m) Nd, Ns, Nt efortul normal de proiectare, efortul normat din incarcarea cu

pamant, efortul normal din trafic (kN/m) Nu capacitate in efort normal a unei sectiuni transversale complet

plastifiate (kN/m) P incarcare concentrata Q incarcarea concentrata a unui convoi de cale ferata R raza unui podet circular Rb raza de la baza (m), vezi Figura 1.3 Rc raza de colt (m), vezi Figura 1.3 Re raza critica (conform lungimii critive de flambaj a unei coloane

21

solicitate axial) Rs raza laterala (m), vezi Figura 1.3 Rt raza de la partea superioara, vezi Figura 1.3 RP gradul de compactare relativa (%) dupa cum a reiesit din

incarcarea standardizata Proctor, in caz ca acesta nu a fost specificat

Sv parametru de calcul Sar factorul de reducere pentru pentru incarcarile din suprasolicitare

datorata efectului de arcuire W modulul geometric al sectiunii (mm3/mm) Z modulul plastic al sectiunii (mm3/mm) Litere grecesti c parametru de calcul conform BSK99 unghiul de definire al sectiunii transversale exponent incarcarea dinamica admisibila (%) crown deplasarea verticala a coronamentului podetului in timpul

umpluturii unghiul de frecare interna (vezi nota de subsol 3) 1+/100 factorul de amplificare dinamic (adimensional) factor partial de siguranta (apare cu diferiti indici4) m factor partial de siguranta pentru material n factor partial de siguranta pentru clasa de siguranta a constructiei5m parametrul rigiditatii, culegatura la rigiditatea structurii in timpul

realizarii j parametru de calcul Z/W parametru de calcul 4 Indicele k este utilizat pentru caracteristici, d pentru caracteristicile de proiectare si cv referitor la acoperire (umplutura) 5Clasa de siguranta recomandata pentru structuri cu deschideri de mai putin de 15 m este 2, rezultand n=1,1. coeficiantul lui Poisson pentru pamant 1 densitatea pamantului pana la partea superioara a

coronamentului (umplutura structurala), vezi Figura 1.2 (kN/m3)2 densitatea medie a pamantului din zona (hc+H/2), vezi Figura

1.2 (kN/m3) cv densitatea medie a pamantului de deasupra coronamentului din

zona, vezi Figura 1.2 (kN/m3) ot densitatea optima a pamantului determinata prin incercarea

standardizata Proctor s densitatea reala a pamantului din umplutura, o valoare des

22

utilizata pentru pamant cu granulozitate male si este s25-26 (kN/m3)

f parametru de rigiditate ce indica relatia dintre rigiditatea tubului si cea a pamantului inconjurator (adimensional)

parametru de calcul parametru de calcul efort unitar v efortul unitar in pamant din incarcare unitara valoare de reducere legata de timp, vezi BKR efortul de flambaj la plastifiere totala Exemple de indici folositi b bolta cv umplutura (acoperire) d valoare de proiectare f oboseala k valoare caracteristica s in exploatare u, uls ultima Definitii ale unor concepte importante pentru metoda de proiectare Podet Un pod care, prin conlucrarea unei tevi flexibile si pamantul

inconjurator, ofera o capacitate portanta. Umplutura Pamantul care dupa realizarea sapaturii si montarea tubului este

dispus in jurul tubului. Este uzual intalnita sub numele de umplutura

Umplutura structurala

Partea din umplutura cu cerinte geotehnice speciale pentru a obtine o conlucrare intre tub si pamant

Constructie modulara

Un podet este realizat din beton armat sau metal si este realizat din elemente care asamblate formeaza un arc sau o sectiune de tub

Constructie modulara metalica

O constructie modulara realizata din platbenzi metalice (deobicei ondulate) asamblate cu ajutorul buloanelor.

Tub (Conducta) Parte a podetlui realizata din beton sau platbenzi metalice Arcuire Transferul de presiuni sau incarcari intre masivul de pamant de

deasupra tubului care rezulta din flexibilitate tubului Arc metalic Un arc metalic realizat din elemente de beton sau platbenzi

metalice (deobicei ondulate) care sunt imbinate cu buloane pentru a forma un arc.

Podet din tabla ondulata elicoidal

Un podet unde tub este realizata din platbenzi metalice ondulate, imbinate la margini prin suprapuneri fixate.

23

b) Referinte

-Abdel-Sayed G.,Bakht B.,Jaeger L., G., (1994)

-Soil Steel Bridges,Design and Construction , McGraw-Hill,Inc,New York,1994.

-BKR(1998)

-Boverkets Konstruktionsregler, BFS 1993:58, Boverket,Karlskrona 1998.

-BBK 94 (1994) -Boverket handbok om betongkonstruktioner, Boverket,1994.

-CHBDC (1998) -(Canada Highway and Bridge Design Code) , Section 7-Code Buried Structures (final), February 1998.

-Duncan J.,M., (1978)

-Soil Structure Interaction Method for Deswign 0of Metal Culverts,Transportation Reserch Record 678,Transportation Reserch Board.

-Duncan J,,M., (1979)

-Behavior and Design of Long-Span Metal Culverts,Journal Of the Geotechnical Eng. Div. Mars1979.

-Kloppel K.,Glock D.,(1970)

-Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den Tranglastproblemen biegeweicher,in die Erde eingebetteter Rohre , Hefl 10, Veroffentkichung des Institutes fur Statik und Stahlbau der Technischen Hochschule Darmstadt,Darmstadt,1970.

-Pettersson L.,Persson H.,(1984) -Fullskaleforsok pa lagbyggd trumma, Examensarbete vid instituonen for brobyggnad,KTH,1984.

-Pettersson L (1998b)

-Full Scale Live Load Tests on Corrugated Steel Culvert, IABSE Colloquium Tunnel Structures ,1998.

-Samagina Z., (2001) -Dynamic amplification for moving vehicle loads on buried pipes.Evaluation of field-tests.TRITA-BKN.Master Thesis

24

161.Structural Design anf Bridges 2001,ISSN 1103-4297.ISRN KTH/BKB/EX161SE.

-Temporal J., Barratt D., A., Hunnibell B., E., F., (1985)

-Loading Test on an Armco pipe arch culvert,Transport and Road Reserch Laboratory ,Reserch Report RR 32,London 1985.

-Vaslestad J., (1990)

-Soil Structure Interaction of Burie Culverts.Institutt for

Geoteknikk,Norges Teknicke Hogskole Universitettet i Trondheim,1990.

-Vaslestad J., (1990) -Full Scale Testing of Muti Plate Corrugated Steel Culverts including Fatigue Problems,Arhives of civil Engineering ,XLV,2,Polen.

-White H.,L.,Layer J.,P., (1960)

-The Corrugated Metal Conduit as a compression RINg.Transportation Research Board ,National Research Council,Proceedings of the 29th Annul Meeting ,Washington D.C,USA,January 1990.

-VAG 94

-Allman teknisk beskrivning for vankonstructioner, Vagverket,Borlange 1994.

-Vagverket (136)

-Vagverkets metodbekrivning nr 136 ,tung instampning Publ. XX, Borlange 19XX.

-***

-Legea 10/1995 privind calitatea in constructii si regularitatea de aplicare a acestuia.

-***

-Legea 82/1998 privind regimul juridic al drumurilor.

-***

-Ordin al Ministrului Transporturilor nr 45/1998 pentru aprobarea Normelor tehnice privind proiectarea,construirea si modernizarea drumurilor.

-***

-Ordin al Ministerului Transporturilor nr 46/1998 pentru aprobarea Normelor tehnice privind stabilirea clasei tehnice a drumurilor

25

publice . -***

-O.G nr 20/1994 privind punerea in siguranta a fondului construit existent.

-***

-H.G nr 925/1995 penru aproarea regimului de verificare si expermentare tehnica de calitate a proiectelor ,a executiei lucrarilor si a constructiilor.

-***

-O.G nr 43/1997 privind regimul juridic al drumurilor cu modificarile si completarile ulterioare.

-***

-H.G nr 273/1994 privind aprobarea Regulamentului de receptie a lucrarilor de constructii si instalatii aferente acestora.

-***

-Ordinul MLPAT nt 77/-96. Indrumator privind aplicarea prevederilor Regulamentului de verificare si epertizare a proiectelor ,a executiei si a constructiilor.

-***

-STAS 3221-90.Poduri de sosea.Convoaie tip si clase de incarcare.

-*** -STAS 500/1-89. Oteluri de uz general pentru constructii.Conditii de calitate.

-***

-STAS 500/2-80 Oteluri de uz genaral pentru constructii.Marci.

-***

-STAS 500/3-80 Oteluri de uz general pentru constructii rezistente la coroziunea atmosferica.Marci.

-***

-STAS 200-75 Incercarea materialelor.Incercarea la tractiune.

-***

-STAS 6774-79. Incercarea metalelor .Incercarea la incovoiere prin soc dupa imbatranirea artificiala.

-***

-SR EN 10045-1:1993; SR 13170:1993. Incercarea materialelor.Incercarea la incovoiere prin soc la temperaturi scazute.

-*** -STAS 1242/1-89/ Teren de

26

fundare.Prescriptii de cercetare geologico-tehnica si geotehnica a terenului de fundare.

-***

-STAS 1242/2-83.Teren de fundare . Cercetari si studii geologico-tehnice si geotehnice specifice traseelor pentru cai ferate si drumuri.

-***

-STAS 1242/3-87 Teren de fundare.Cercetari prin sondaje deschisee efectuate in pamanturi.

-***

-STAS 2745-90. Urmarirea tasarii constructiilor prin metode topografice.

Capitolul 6. Conditii tehnice 6.1. Conditii tehnice pentru materialele granulare de umplutura

6.1.1. Umplutura structurala, terenul din imediata apropriere a tubului, are proprietati controlabile si cuantificabile, volumele de pamant din zonele 1, 2, 3 si 4 dupa cum sunt reprezentate in Figura 5 sunt volume de pamant dimensionate.

Figura. 9.

1.- fundatie nou executata ; 2.- umplutura de pamant laterala; 3.- fundatia rutiera; 4.- imbracamintea rutiera; 5.- terasamentul drumului.

6.1.2.Metoda de calcul si proiectare din acest normativ cere ca volumele de pamant din jurul tubului 1, 2, 3 si 4 sa aiba proprietati cuantificabile si testate. Pentru aceste

27

volume de pamant, cat si pentru volumul de pamant 5, sunt si alte cerinte care nu sunt direct legate de proiectarea podetului.

6.1.3. Pentru pamantul aflat in afara acestor zone, cum ar fi zona 5, pot fi folosite si alte materiale de umplutura, care sa respecte conditiile tehnice prevazute de STAS 2914 84 Lucrari de drumuri. Terasamente. Conditii tehnice de calitate.

6.1.4. Umpluturile de pamant trebuie sa indeplineasca, in principal urmatoarele conditii :

sa aiba o capacitate portanta corespunzatoare pentru a rezista si incarcarilor din trafic;

sa nu creasca gradul de risc pentru deteriorarea caii rutiere de deasupra in urma actiunii inghet - dezghetului.

6.1.5.. Cerintele referitoare la dimensiuni ce trebuiesc respectate sunt:

- Volumul de pamant pentru zona 1:

a1>0,2m, a2 > 0,3m.( Figura. 9).

Proprietatile pamantului sa fie aceleasi si pentru zona 2. Ar putea fi necesara marirea dimensiunilor a1 si a2 cand este luata in considerare protectia impotriva inghetului etc.

- Volumul de pamant pentru zona 2:

a3=min(D/2; 3,0m), a4 0,5 m.

Capacitatea portanta si caracteristicile de deformare ale terenului sunt definite si masurate la distante mai mari de 0,5 m de tub. Pentru acest material densitatea este 1 kN/m3. Celelalte caracteristici geotehnice pot fi gasite in Anexa 2.

- Volumul de pamant pentru zona 3.

Este necesar sa fie cunoscuta densitatea acestui material si se pot defini cerinte speciale pentru aceasta zona daca este supratraversata de o cale de comunicatie.

- Volumul de pamant pentru zona 4.

Daca hc 1,00 m, un strat de baza de minim 0,3 m de material este necesar pentru drum. Pentru calcule, densitatea materialului, cv pe inaltimea hc, este valoarea medie a densitatii materialelor din zonele 1, 3 si 4.

28

- Volumul de pamant din zona 5.

Proprietatile materialului si panta de 1: n ce rezulta din caracteristicile terenului, nu sunt afectate de dimensiunile podetului.

6.1.6.. Materialele pentru umplutura (piatra sparta, material pentru strat de baza si material substitut pentru strat de baza) sunt descrise in acest normativ conform normelor romanesti. De asemenea pot fi utilizate si alte materiale care pot fi comparate cu materialele mentionate folosind metoda prezentata in Anexa 2.

Calitatea materialului de umplutura din apropierea tubului

6.2. Materialul de umplutura trebuie sa asigure un minim de deformare a lucrrii, s

fie puin activ din punct de vedere chimic, s-i pstreze caracteristicile sau s i le

amelioreze pe timpul duratei de serviciu a lucrrii.

6.3. Criteriile de alegere se refer la :

- caracteristici geotehnice, legate de performanele mecanice ale materialului;

- caracteristici chimice i electrochimice, legate de durabilitate.

Caracteristici geotehnice

6.4. Materialul de rambleu trebuie sa aiba caracteristicile geotehnice conform cu

cele luate n calcul, n special n ceea ce privete "modulul de elasticitate".

6.5.Solurile naturale care contin nisip-argiloas i/sau argile chiar n proporie redus

( 5% de elemente mai mici de 80 microni) au caracteristici mecanice, care variaz

considerabil cu coninutul lor n ap cu att mai mult cu ct aceast proporie de

elemente fine se situeaz n jur de 10-15%.

6.6 Actiunea apei este mult diminuata in cazul realizarii unei compactari foarte

bune.

6.7. In cazul utilizarii, unui material sensibil la ap, n rambleul tuburilor, trebuie s

se poat :

- aprecia modulul acestuia n starea (coninut n ap i densitate) n care se

va gasi dupa executia lucrarii;

29

- n exploatare, evoluia acestui modul va rmne n limite satisfctore

pentru ipotezele de dimensionare.

6.8. Dimensiunile maxime ale granulelor sa fie < 100 mm pentru a nu risca s se

creeze vrfuri (capete de pisic) ce ar putea avaria tubul.

6.9. Clasificarea materialelor de umplutura n functie de caracteristicile

(aptitudinea) necesare pentru a fi folosite n rambleurile de lng tuburi este

urmatoarea :

a) Materiale foarte bune (Tabel nr.1):

Materialele granulare la care modulul prezint valori relativ ridicate, care variaz

puin cu coninutul lor n apa (modulul lor n acest caz nu depete n general

valori de 80-100 Mpa).In cazul in care se adaug, chiar n proporii reduse (cca

25%) elemente concasate, modulul lor poate crete rapid pn la valori de 200-300

Mpa.

Se recomand folosirea acestor materiale n special n cazurile urmtoare :

- rambleuri de fixare i n zona inelar vecin ale tuburilor arc;

- atunci cnd dimensionarea tuburilor presupune un material de rambleu cu

modul mai mare de 40 Mpa;

- pentru toate lucrrile la care se presupune c n practic va fi greu s se

exercite o supraveghere fiabil a construciei.

b) Materiale folosibile in situatia efectuarii unui control strict al calitii

(w%,d) la punerea n lucru (Tabel nr. 2).

Din aceasta categorie fac parte materialele sensibile la ap, a cror folosire

ca rambeu de tub nu poate fi admis dect dac sunt puse n lucrare n condiii

foarte apropiate de cele care s satisfac condiiile privind:

- obinerea unui modul suficient pentru dimensionare;

- conservarea valorii acestui modul pe termen lung.

30

Se recomanda, verificare in laborator pe corpuri de prob a modulelor .

c) Materiale ce nu vor fi folosite n rambleurile apropiate de tuburi (Tabel nr.3)

In tabelele nr. 1, 2 si 3 sunt prezentate detalii asupra caracteristicilor de

identificare ale acestor materiale .

Tabelul nr. 1. Materiale apte pentru folosirea ca rambleuri alturate tuburilor metalice

Clas de Caracteristici Ordin de mrime

sol de Exemple a modulului de Observatii R.T.R. identificare

considerat (1)

D: < 50 mm (2) Cu toate c n principiu % < 80 m: Nisipuri 50-100Mpa sunt insensibile la ap,

5 i 12% aceste pamanturise potB1 %> 2mm: < foia la punerea n lucru ES: >35 (3) dac aceasta se

efecueaz n condiii hidro. defavorabile

(strat de ap) D < 50mm Nisipuri Dup aezare i

D1 % < 80 m:< 5% Nisipuri 50 - 100 MPa caracteristici % > 2mm: <

30% dune* (drenaj)

D: < 50 mm % < 80 m:

B3 5 i 12% % > 2mm: > 30% ES 25

Pietriuri 50 - 100 MPa

Pietriuri Valorile de modul cele D2 D: < 50 mm aluvionare 50-300 MPa ridicate corespund %

31

fragmentare suplimentar

(1) Module msurate la proba de ncrcare static cu placa de 600 mm, la a

doua ncrcare. (2) D: dimensiuni maximale ale granulelor. (3) ES: echivalent de nisip. (4) d: densitatea uscat n zcmnt

* Fr msuri deosebite, aceste materiale se vor evita pentru lucrrile hidraulice.

Tabel nr. 2. Materiale folosibile sub rezerva unui control strict al strii lor de punere n lucru

Clasa de Caracteristici sol de R.T.R. identificare

Exemple

Ordin de mrime a modulului de Observaii considerat

A1m

D: < 50mm % < 80 m:> 35% Ip: 35) se vor exclude de la folosirea n rambleu

B2m

D: < 50 mm % < 80 m ntre 5 i 12% % > 2 mm: < 30% ES:

32

B4m

D: 2 mm: > 30% ES

33

Granulozitatea acestor materiale poate necesita o sfaramare de 100 mm.

C2m

D: < 250 mm %

34

Tabelul nr. - 3. Materiale ce nu se vor folosi ca rambleu alturat tuburilor metalice.

Clasa de sol Exemple

Justificarea respingerii folosirii lor la rambleuri R.T.R. alturate tuburilor metalice.

A1h; A2h; A3h; B2h; B4h; B5h; B6h; C1h; C2h;

Nmoluri i argile umede. Nisipuri i pietriuri argiloase umede.

Este vorba de soluri sensibile la ap care se gsesc n stare de umiditate ridicat. Au deci caracteristici mecanice slabe (module < 30 MPa) dar n schimb se compacteaz uor iar caracteristicile mecanice rmn cele msurate la punerea n lucrare. Pentru cele mai puin umede poate fi ntreprins un studiu specific pentru a hotr respingerea lor sau folosirea.

A1s; A2s; A3s; B2s; B4s; B5s; B6s; C1s; C2s;

Nmoluri i argile uscate. Nisipuri i pietriuri argiloase uscate.

Este vorba de soluri sensibile la ap, care se gsesc n stare de umiditate slab. Au caracteristici mecanice ridicate n momentul punerii n lucrare, ceea ce face comportarea lor dificil. Supuse la o umezire ulterioar, dup punerea n lucrare, caracteristicile lor mecanice vor putea s scad n proporii nsemnate, care sunt dealtfel imposibil de prevzut cu precizie. Pentru cele mai puin uscate dintre ele se poate face un studiu specific pentru a hotr respingerea sau folosirea lor.

A3 cu > 35 A4

Argile plastice la foarte plastice

Este vorba de soluri prea argiloase, riscndu-se s nu i se poat stpni comportarea lor la folosirea n lucrare.

C3;D4

Marne Aluviuni grosiere Roci minate

Este vorba de materiale foarte grosiere, pentru care o sfrmare nu mai este interesant d.p.d.v.economic. Pentru cel mai puin grosiere, poate fi ntreprins un studiu specific pentru a hotr respingerea sau folosirea lor.

35

CRb

Cret puin dens cu coninut n ap mediu sau slab.

Aceast cret poate nc s-i mreasc sensibil densitatea dup punerea n lucrare, dac fragmentarea i compactarea nu au fost suficiente. Un studiu specific ntreprins pentru cele mai dense dintre ele, poate hotr respingerea sau folosirea lor.

CRc; CRd

Cret puin dens,. cu mare coninut de ap

Aceste crete i mai pot mri sensibil densitatea dup punere n lucrare, cu att mai mult cu ct compactarea lor este dificil, innd cont de coninutul lor ridicat de ap.

E3 Marne isturi

Este vorba de roci argiloase evolutive a cror comportare este nc prea puin cunoscut pentru a se lua riscul de a le folosi n rambleurile alturate tuburilor.

F

Pmnturi vegetale Deeuri industriale

Este vorba de materiale putrescibile, solubile,combustibile sau poluante.

6.2. Conditii tehnice pentru metal

6.2.1. Calitatea metalului

6.2.1.1. Tablele sunt din oel-carbon, de construcie pentru uz general. Ele trebuie

s fie conform normelor, si agrementelor tehnice corespunzatoare. Se recomand

folosirea oelurilor zise "apte pentru galvanizare".

6.2.1.2.Tablele metalice pentru executarea podetelor sunt formate la rece pentru

creearea ondulaiilor i a formei lor ndoite.

6.2.1.3. Caracteristicile geometrice ale tablelor precizate de proiectant sunt:

- grosimea nominal a oelului i grosimea total (cuprinznd eventualul strat

de galvanizare);

- amplitudinea i nlimea ondulaiilor;

36

- raza de curbur;

- diametrul de gurire al orificiilor pentru buloane i poziia acestora.n raport cu vrful unei unde.

6.2.1.4. Caracteristicile mecanice ale tablelor sunt definite conform normelor si

anume:

- rezistena la traciune Rm;

- limita de elasticitate Re ;

- alungirea la rupere A ;

- Re / Rm = 0,74.

Conditiile tehnice generale si caracteristicile fizico-mecanice ale otelului vor

corespunde caietelor de sarcini elaborate de furnizor si/sau agrementelor tehnice.

6.2.1.5. Caracteristicile mentionate sunt determinate pe epruvete prelevate dn

tabla, conform schemei de mod de operare nr.5 din anexa 3 i supuse unei probe de

traciune, conform SR EN 10002 -1/95 Materiale metalice.Incercarea la

tractiune. Valorile caracteristice de luat n considerare sunt mediile valorilor

msurate pe trei epruvete de tabl. Se impune folosirea unor oeluri cu un coninut

n siliciu mai mic de 0,04 %.

6.3.Distanta minima intre tuburi adiacente se stabileste astfel:

6.3.1. Distanta minima, a, ( Figura 10), dintre doua podete dispuse paralel de tipul A,C,D sau E, este valoarea maxima dintre 1,0 m si D/3 pentru podete cu o deschidere mai mica de 9,00 m.

6.3.2.Pentru podetele cu deschidere mai mare sau egala cu 9,00 m, distanta dintre tuburi trebuie sa fie mai mare sau egala cu 3,00 m sau:

D 3; a 1 m

3 < D 9; a = D/3

9 < D; a 3

37

Figura 10. Distanta dintre podetele dispuse paralel trebuie sa fie suficient de mare pentru a putea permite compactarea pamantului si astfel terenul dintre aceastea sa aiba proprietatile necesare.

6.3.3. Pentru podete de tip B, F sau G, vezi Figura 8, o distanta de cel putin 0,6 m poate fi acceptata, daca fundatiile au capacitatea portanta necesara, de exemplu a 0,6 m, dupa cum se vede in Figura 11.

Figura 11. Pentru podete dispuse paralel de tip B, F sau G, ( Figura 8), zona de delimitarea a 0,6 m poate fi acceptata, dar distanta trebuie sa fie suficienta pentru a putea permite compactarea. In aceasta figura distanta a reprezinta cea mai mica distanta dintre profile.

ELEMENTE DE PROIECTARE Capitolul 7. METODOLOGII DE PROIECTARE CORELAT CU METODE MODERNE DE EVALUARE A INCARCARILOR SI SOLICITARILOR DEZVOLTATE SUB ACTIUNEA ACESTORA ( IMPINGEREA UMPLUTURILOR, ACTIUNEA INCARCARILOR UTILE,ETC)

a. Principii generale de calcul

7.1. Principiul de calcul din acest normativ are la baza conlucrarea dintre tubul

metalic si materialul structural de umplutura. La proiectarea unui podet, se

presupune ca acesta are o sectiune uniforma in directia longitudinala a tubului.

38

7.2. In modelul de calcul se poate considera o fasie de un metru din toata lungimea

podetului supusa incarcarii cu fortele ce actioneaza perpendicular pe axa tubului.

Daca podetul isi schimba sectiunea, atunci fiecare zona trebuie verificata. Acest

lucru se aplica si daca grosimea materialului de umplutura variaza in lungul

podetului.

7.3. La incarcarile din trafic, partea superioara a sectiunii podetului poate fi

considerata separat. Acest arc superior are suporturi elastice ale caror

caracteristici sunt definite de aportul umpluturii ce inconjoara structura pentru a

prelua incarcarile. Arcul este de asemenea rezemat elastic datorita masei de pamant

ce se afla deasupra acestuia.

7.4. Podetele unde materialul de umplutura nu corespunde cu caracteristicile

prezentate in tabelele nr. 1 si 2 ( exemplu: materiale usoare de umplutura), nu fac

obiectul acestui normativ. Pentru aceste tipuri de podete trebuie stabilite

caracteristicile materialului de umplutura, (modulul tangential si densitatea

acestuia), pentru ca ulterior sa se poata determina parametrul de rigiditate.

b. Grosimea umpluturii la cheia podetului

7.5. In normativ parametru de rigiditate ( f ) este cuprins 100 f 100.000. Se

recomanda ca grosimea materialului ce acopera podetul ( hc ) sa fie cel putin 0,5 m.

7.6. Zona din suprastructura drumului, care este permanenta va fi inclusa (in hc -

zona de umplutura de deasupra podetului) in modelul de calcul ( exemplu: daca

trebuie inlocuita suprastructura drumului trebuie verificat daca grosimea redusa de

umplutura poate prelua incarcarile temporare care ar putea aparea in timpul

lucrarilor).

NOTA: In acest normativ, valorile pentru momente si forte nu tin cont de masurile

speciale ce pot apare in timpul realizarii umpluturii. Daca astfel de masuri sunt

adoptate, trebuie sa ia in considerare conditiile modificate.

39

c. Incarcari si caracteristicile umpluturii structurale.

7.7. Solicitarile podetului apar din diferite tipuri de incarcari mobile sau incarcari

din trafic ( exemplu: incarcarile din trafic, conform STAS 3221-86 sau echivalentul

acestora).

7.8.Terenul ce inconjoara structura se considera un material compactat cu

caracteristici cunoscute si anume:

In zona 2, densitatea este data de 1. Daca sunt folosite materiale diferite, se va folosi densitatea medie cantarita si modulul terenului.

In zonele 2, 3 si 4 (umplutura de deasupra), densitatea e data de cv.

In zona cu o grosime egala cu (hc+H/2), densitatea este data de 2. Daca sunt folosite materiale diferite, se vor considera densitatea medie si modulul terenului.

7.9. In cazul folosirii altor materiale pentru umplutura, se va realiza o analiza speciala pentru determinarea caracteristicilor acestuia si a parametrului de rigiditate, f, , conform principiilor prezentate in Anexa 2.

d. Factorul de amplificare dinamica.

7.10. Daca efectul dinamic este inclus in incarcarile mobile, atunci dimensionarea incarcarilor mobile din trafic poate fi redusa cum este mentionat in formulele :

7.11. Conform principiilor de baza, efectul dinamic ar trebuie sa scada pe masura ce cantitatea de pamant implicata creste, ca urmare a pierderilor din frecare si distributiei incarcarilor in masa de teren.

7.12. Pentru podete cu grosime de pamant la partea superioara de peste 2,00 m, un factor de reducere rd,este aplicat pentru a reduce incarcarile din trafic.

40

7.13. Pentru grosimi mai mari ale umpluturii de material, influenta incarcarilor din trafic este mica si astfel factorul de reducere va fi si acesta mic.

Coeficientul de reducere, rd

Figura 12 Reducerea incarcarilor din trafic odata cu cresterea grosimii stratului superior, ca urmare a reducerii efectului dinamic

e. Caracteristicile sectiunii transversale

In Anexa 1 tabelele B1.2- B1.5 sunt prezentate aria, modulul sectiunii si momentul de inertie a unor sectiuni din tabla ondulata utilizate frecvent.

Influenta incarcarilor

7.14. Pentru estimarea eforturilor in sectiuni, care apar datorita terenului (atat in timpul realizarii umpluturii, cat si din incarcarile permanente) si a incarcarilor mobile din trafic se poate folosi metoda elementelor finite.

Reducerea grosimii efective a stratului de pamant de acoperire

7.15.In timpul montarii podetului, coronamentul se inalta datorita realizarii umpluturii laterale, datorita presiunii pamantului care duce la o reducere a grosimii stratului de acoperire.

Astfel grosimea stratului de acoperire folosita in calcul este:

hc,red = hc - crown

41

Cresterea inaltimii tubului in timpul realizarii umpluturii laterale poate fi aproximata astfel:

crown = 0,015 D unde : D reprezinta deschiderea podetului; (4.b)

Un calcul riguros este prezentat in Anexa 3.

Determinarea fortelor normale.

Incarcari datorate terenului.

7.16. Forta normala produsa de teren (incarcarea permanenta) este determinata astfel

Unde: 1 si cv sunt definite.

7.17. In cazul unei elipse sau al unui podet casetat, D din primul termen poate fi inlocuit cu 2 x Rs. Cand este aplicata, aceasta metoda, densitatea deasupra nivelului apei din panza freatica ar trebui utilizata fara a fi luat in considerare nivelul actual al apei din panza freatica.

7.18. Ecuatia este reprezentata grafic in Figura 13 cu doua combinatii de parametrii diferiti pentru cazul in care = 1 = cv si coeficientul Sat = 1,0.

42

Figura 13.Relatia dintre forta normala datorata incarcarii permanente din umplutura cu pamant din jurul si deasupra tubului, raportul dintre acoperire si adancime hc/D si cel dintre sageata si deschidere H/D pentru situatia in care densitatea materialului este aceeasi si deasupra si sub nivelul coronamentului.

Figura 14. Relatia dintre forta normala datorata incarcarii permanente din umplutura

de pamant din jurul si de deasupra tubului, raportul dintre grosimea

stratului de acoperire si adancime hc/D si raportul dintre sageata si

deschidere H/D pentru cazul in care densitatea pamantului, , este

aceeasi atat deasupra cat si sub coronament.

7.19. Coeficientul Sat include si efectul de boltire al terenului de deasupra podetului

care apare odata cu grosimi mari ale acestui strat. Daca podetul este amplasat intr-o

zona de debleu in teren natural sau stanca, acest efect ar putea fi calculat astfel:

Unde:

cv,d - unghiul de frecare interna al materialului cu care se acopera podetul ultilizat

in proiectare,

mn

kcvdcv

,,

tantan =

43

Valoarea coeficientului de boltire Sat este exemplificata in Figura 15.

Figura 15. Coeficientul de boltire, Sat, in functie de raportul relativ dintre grosimea

stratului de acoperire si adancime pentru diferite unghiuri de frecare interna ale materialului de deasupra tubului.

Tabelul 4 contine valorile Sv, pentru diferite tipuri de terenuri n = 1,1. Materialul din stratul ce acopera tubul

cv,k cv,d tancv,d Sv

Piatra sparta 45 35 0,70 0,24 Stratul de baza 40 30 0,59 0,23

Sub stratul de baza 43 33 0,65 0,24

Tabelul 5 Calculul valorii Sv, cand n = 1,2. Materialul din stratul ce acopera tubul

cv,k cv,d tancv,d Sv

Piatra sparta 45 33 0,64 0,24 Stratul de 40 28 0,54 0,23

44

baza Sub stratul de baza 43 31 0,60 0,23

Incarcari distribuite

7.20. Incarcarile distribuite maresc valorile fortelor normale si a momentelor incovoietoare.

Incarcari concentrate

7.21.Incarcarile distribuite rezultate din incarcari punctuale cum ar fi rotile vehicolelor pot fi calculate conform metodei Boussinesq ( Anexa 4).

Calcularea incarcarii liniare echivalenta, ptrafic si a fortei normale datorita traficului

7.22. Metoda este bazata pe conceptul prin care traficul actual este echivalat, cu ajutorul distrubutiei eforturilor intr-un solid semi infinit conform lui Boussinesq, cu o incarcare liniara care va produce acelasi efort vertical la nivelul coronamentului tubului.

Relatia pentru efortul vertical la o anumita adancime z (sub incarcare) cauzat de incarcarea liniara p aplicata unui solid semi infinit, Boussinesq a obtinut:

In acelasi fel se poate scrie relatia pentru o incarcare concentrata:

Unde s reprezinta distanta dintre incarcarea concentrata si punctul unde se calculeaza efortul la adancimea hc. Incarcarea concentrata si cea liniara sunt echivalate cu ptraffic.

45

7.23. In absenta unei metode mai exacte, ecuatiile mentionate sunt folosite pentru a determina efortul vertical in punctul respectiv (conform lui Bussinesq ) si incarcarea liniara echivalenta la punctul unde se banuieste ca se va obtine cel mai mare efort vertical, se obtine cu relatia:

7.24. In Anexa 4 sunt prezentate exemple de calcul pentru incarcari tipice din trafic .

Fortele din peretii tubului sunt calculate astfel.

Daca: hc,red / D 0,25 ; Nt = ptraffic + (D/2)q

Daca: 0,25 < hc,red / D 0,75 ; Nt = (1,25 hc,red / D)*ptraffic +(D/2)q

Daca: 0,25 < hc,red / D ; Nt = 0,5*ptraffic +(D/2)q

Ecuatiile sunt ilustrate in Figura 15, neglijand efectul de distribuire egala a incarcarilor din trafic.

Figura 16. Relatia dintre efortul normal si incarcarea liniara echivalenta p din trafic in functie de raportul dintre grosimea stratului de acoperire si adancime hcred/D cand q = 0.

46

Calculul fortelor normale

Forta normala de calcul este data de relatia

Si pentru starea limita ultima de relatia

Si in starea limita la oboseala de relatia

Determinarea momentelor incovoietoare de dimensionare

7.25. Momentul incovoietor din peretele tubului depinde de relatia dintre rigiditatea terenului si rigiditatea tubului ( f). Aceasta este este data de relatia:

Unde :

Esd - este modulul tangent de proiectare pentru teren ;

(EI)s - este rigiditatea la incovoiere a tubului.

7.26. Modulul tangent al terenului depinde de distributia predominanta a eforturilor din teren. Metoda de calcul a modului tangent este data de Anexa 2.

7.27.La proiectarea unui podet, folosind diferite materiale pentru umplutura de intaltimea (hc+H/2), se ia in calcul valorea lui f.

7.28. In modelul simplificat, este necesar doar gradul de compactare. Acesta poate fi determinat fie prin incercarea standard Proctor, metoda RPstd sau metoda modificata, metoda RPmod.

7.29. Relatia dintre incercarea Proctor standard si Proctor modificata pentru frecarea materialului este: RPstd = RPmod + 5%.Conditiile pentru gradul de compactare sunt prezentate in Anexa 2.

47

7.30.Momentele rezultate in structura podetului apar in trei faze diferite:

a) In prima faza apare o distributie de momente din presiunea laterala, inainte ca orice material de umplutura sa fie dispus deasupra tubului ( Figura 17 a)

b) Cand podetul este acoperit, (materialul este dispus deasupra coronamentului), momentul isi schimba valoarea, cum este aratat in Figura 17. b) si Figura 18

c) Ulterior traficul si alte incarcari vor creste valoarea distributiei momentelor.

Figura 17 O reprezentare schematica a diagramei de momente pentru podet in timpul realizarii umpluturii. a) diagrama de momente cand umplutura a ajuns la nivelul coronamentului si cand momentul negativ are valoare maxima. b) valoarea absoluta a momentului la nivelul coronamentului scade pe masura ce este realizata umplutura deasupra acestuia.

48

Figura 18. Cand grosimea stratului de umplutura de deasupra podetului este mare, momentul de la nivelul coronamentului schimba semnul si astfel valoarea va fi pozitiva.

Incarcari din umplutura de pamant

7.31.Momentul incovoietor rezultat din presiunea exercitata de teren poate fi exprimat prin ecuatia atat pentru Strarea Limita de Serviciu, cat si pentru Strarea Limita Ultima.

Nota1: Ecuatia are la baza faptul ca atunci cand umplutura este compactata in jurul structurii, aceasta este impinsa spre interior din lateral si astfel apare un moment negativ la nivelul coronamentului. Acest moment negativ este maxim cand umplutura ajunge la nivelul coronamentului .Cand se va realiza umplutura si deasupra coronamentului, structura este impinsa in jos si astfel acest moment este redus. Daca inaltimea umpluturii este mare momentul la nivelul coronamentului poate devenii pozitiv (figura 18 ).

Nota 2:Pentru constanta adimentsionala f , se vor folosii urmatoarele unitati de masura :

- pentru modulul tangent - MPa;

- pentru modulul de elasticitate al otelului - Mpo;

- pentru momentul de inertie se va utiliza valoarea caracteristica a modulului de elasticitate a otelului( m4/m).

7.32. Variatiile momentului de calcul datorat materialului de umplutura din jurul

tubului si celui de deasupra pot fi determinate daca se considera coeficientii pentru

incarcare permanenta (maxim si minim). Acest lucru inseamna ca pentru materialul

folosit pentru realizarea umpluturii pana la nivelul coronamentului se va utiliza un

coeficient cu valoare ridicata, pe cand un coeficient cu valoare mica este adecvat

pentru umplutura de deasupra acestui nivel.

7.33. Materiale diferite trebuie luate in considerare separat cand este determinata

valoarea de proiectare a momentului de incovoiere datorat incarcarii din pamant.

49

Coeficientii raman aceasi pentru orice tip de material daca acesta este folosit sub sau

peste nivelul coronamentului.

Unde: f1 este calculat astfel :

daca:

daca:

daca:

f2 este calculat conform:

daca

daca

f 3 este calculat conform:

Functiile f1 si f3 sunt reprezentate grafic in Figura 19.

Figura 19. Functiile f1 si f3 fata de raportul dintre inaltimea H si deschiderea D.

Pentru umplutura de deasupra coronamentului podetului, se vor aplica urmatoarele relatii:

50

daca

daca

Figura 20. Functia f2 reprezentata in raport cu flexibilitatea f.

Incarcari din trafic

7.34. Momentul rezultat din trafic (a se vedea Figura 21), din incarcarea liniara echivalenta ptraffic si o incarcare uniform distribuita q este dat de ecuatiile:

Suplimentar trebuie indeplinita si conditia f4 x f4

51

In cazut in care se folosesc profile pentru care Rt / Rs 1, momentul in placile laterale este calculat ca fiind 1/3 din momentul calculat conform relatiei mentionate.

Figura 21. O reprezentare a diagramei de momente

a) Cand incarcarea se afla deasupra coronamentului

b) Cand incarcarea este pozitionata astfel incat sa se obtina cea mai mare valoare a momentului in peretele lateral al tubului.

In cazul unui podet cu sectiune orizontala eliptica sau casetat, diagrama de momente corespunzatoare situatiei este reprezentata in Figura 22.

Figura 22 Diagrama de momente pentru un podet cu forma eliptica orizontala sau casetat in momentul in care incarcarea din trafic produce momentul maxim.

Ecuatiile sunt reprezentate si in Figura 23.

52

Figura 23 Parametrii f4 si f4 folositi in calculul momentului datorat incarcarilor din trafic

Figura 24 Parametrul f4 folosit pentru calculul momentului datorat incarcarii din trafic ca functie in raport cu adancimea relativa a stratului ce acopera tubul.

53

Figura 25 Parametru f4IV folosit pentru a calcula momentul datorat incarcarii din trafic functie de raportul Rt /Rs.

Diagrame de momente pentru podetele cu sectiune variabila.

7.35. In cazul in care podetul are o sectiune constanta se calculeaza momentul in sectiunea coronamentului unde eforturile datorate incovoierii sunt cele mai mari. In unele situatii este mult mai economic sa se utilizeze placi de rigidizare care sa creasca capacitatea portanta in zonele cele mai expuse, cum este aratat in Figura 26

7.36. Dimensiunile necesare pentru aceste placi de rigidizare vor fi calculate conform principiilor indicate in Figura 27 care schematizeaza diagramele de moment atat pentru incarcarile datorate presiunii pamantului cat si pentru incarcarile din trafic.

Figura 26 In anumite situatii este adecvat sa se mareasca capacitatea portanta a sectiunii transversale cu placi de rigidizare.

54

7.37. Momentul de colt (pentru dimensionare), este momentul rezultat din combinarea incarcarilor din trafic si a incarcarilor din presiunea terenului conform principiului:

- evaluarea momentului de colt = 2/3 din momentul din sectiunea coronamentului pentru teren +1/3 din momentul in sectiunea coronamentului pentru incarcarile din trafic.

Figura. 27 Principiile pentru evaluarea diagramei de momente pentru podetele casetate si unde este necesar, pentru podetele cu sectiune eliptica orizontala.

7. 38. In anumite situatii este necesara utilizarea placilor de rigidizare. Aceste placi sunt tot din tabla ondulata prinse de structura tubului acolo unde este necesar.

7.39. Placile de ranforsare pot fi continuii sau intermitente. In cazul in care aceste placi sunt continue proiectarea se face folosind parametrii noii sectiuni formate de cele 2 randuri de placi fixate intre ele.

7.40. In cazul in care placile sunt intermitente, de exemplu cum este schematizat in Figura 26, calculul fortelor incepe cu cel al podetului neranforsat. Daca se stabileste ca este necesara aceasta ranforsare se va stabilii o cantitate preliminara de placi prin adaugarea acestora pana cand capacitatea portanta la incovoiere a sectiunii compuse este destul de ridicata in comparatie cu momentul incovoietor de calcul. Atat zona cu variatie de sectiune cat si coronamentul trebuie verificate.

7.41. Lungimea placilor este determinata prin incercari pana in sectiunea unde peretele podetului neranforsat are capacitatea portanta necesara.

7.42. Daca lungimea placii de ranforsare din zona coronamentului depaseste dimensiunea placii profilului initial al coronamentului, rigiditatea la incovoiere ar trebui inlocuita cu una echivalenta pentru noua sectiune rezultata, considerand si

55

placa de ranforsare. Aceste calcule pot determina daca sunt necesare si ranforsari viitoare.

Calculul momentelor incovoietoare

7.43. Momentele incovoietoare de calcul datorate terenului si incarcarilor din trafic au orientari diferite in puncte diferite si verificarile trebuie realizate conform urmatoarei formule.

Momentul de calcul la Starea Limita de Serviciu este determinata conform:

Pentru coeficientii incarcarilor rezultate din presiunea pamantului. 4.36.Momentul de calcul pentru incarcarile din trafic la Starea Limita Ultima se va determina conform:

* Aceasta sectiune este valabila numai pentru podetele cu doua raze de curbura.

7.44.La Starea Limita Ultima, momentul de calcul este determinat conform:

Si pentru Starea Limita la Oboseala, variatia este calculata conform:

Capitolul 8. METODE DE DIMENSIONARE SI CALCUL A STRUCTURII PODULUI TUBULAR LA STARILE LIMITA ( CAPACITATE PORTANTA, STABILITATE SI DEFORMATIE)

8.1.Verificarile necesare pentru capacitatea portanta

8.1.1.Urmatoarele verificari ale capacitatii portante sunt necesare .Punctele a) si c) trebuie verificate tinand cont de fazele de executie.

56

Calcule de verificare pentru Starea Limita de Serviciu.

a)- Verificarea de siguranta impotriva inceperii fenomenului de curgere, la peretii tubului.

b)- Calculul tasarilor pentru intregul corp al terenului inconjurator, (pentru aceste calcule ar trebui sa se tina seama de specificatiile geotehnice).

Calcule pentru verificarea capacitatii portante ale peretelui tubului la Starea Limita Ultima.

c)- Verificarea aparitiei articulatiilor plastice sau a mecanismelor de articulatie plastica in partea superioara a tubului.

d)- Verificarea impotriva aparitiei curgerii la partea inferioara a tubului

e)- Verificarea capacitatii portante a buloanelor

f)- Verificarea la stabilitate (flambaj/ curgere lenta). Acestea se realizeaza in cazurile in care corectiile sunt necesare.

Alte calcule pentru verificare:

g)- Se va verifica rigiditatea structurii in timpul instalarii, manevrarii, etc. (asa numita rigiditate de manipulare).

h)- Verificarea presiunii radiale a terenului exercitata pe placile din zonele de colt la asa numitele tuburi cu profile boltite si in profilele structurilor pentru subtraversari.

i)- Verificarea capacitatii impotriva cedarii terenului (o suprafata de lunecare ce porneste de la nivelul drumului si care este tangenta la partea superioara a podetului). Aceasta verificare se va realiza din perspectiva specificatiilor geotehnice.

j)- Verificarea capacitatii portante a fundatiilor din beton (se aplica numai la podetele bolta).

57

8.1.2. Asigurarea stabilitatii la inceperea fenomenului de curgere in peretii tubului pentru Starea Limita de Serviciu.

8.1.2.1.Efortul unitar maxim din peretele tubului este calculat folosind ecuatia lui Navier astfel:

8.1.2.2.Forta normala si momentul incovoietor sunt calculate ca suma a valorilor absolute ale fortei normale maxime si momentului incovoietor maxim, calculate separat pentru incarcarea din teren si pentru incarcarea din trafic, folosind ecuatiile din capitolul 7. Coeficientii partiali folositi sunt cei aplicabili pentru Starea Limita de Serviciu. Se va asigura ca limita de curgere fyd a otelului nu este depasita in peretii tubului din zona superioara in conditiile de exploatare. Valorile A si W se regasesc in Anexa 1 pentru majoritatea sectiunilor din tabla ondulata.

8.1.3. Verificarea aparitiei articulatiei plastice in partea superioara a tubului.

8.1.3.1. La starea limita ultima, cand sectiunea este incarcata la maxim se face o verificare conform ecuatiei

8.1.3.2. Pentru calculul Ncr conform Anexei 5, este considerat egal cu 1. Capacitatea este de asemenea verificata pentru forta normala maxima si cu conditia ca Md.u=0, unde este calculat conform Anexei 5.

8.1.3.3.Parametrul yd

cr

AfN

= este introdus in ecuatia (5.b), unde Ncr este calculat

conform Anexei 5.

8.1.3.4. Pentru tipurile de sectiuni enumerate in Anexa 1, se considera ca 1,35

58

Iar:

Unde valorile pentru Z si W sunt date in Anexa 1. Toti parametrii se vor introduce cu valorile lor pozitive.

8.1.3.5. Aria si valorile momentului capabil sunt calculate folosind parametrii sectiunii transversale pentru partea superioara a tubului pentru podete ce au capacitate si rigiditate constanta. Cand se verifica zona de colt, se vor folosi valorile relevante ale parametrilor ce caracterizeaza aceasta sectiune.

8.1.3.6. Pentru tuburile ondulate elicoidal, la rece, care se obtin profile cu sageata redusa , poate fi folosita in situatia in care Nu si Mu sunt impartite cu 1,15.

8.1.4.Verificarea capacitatii portante in partea inferioara a tubului

8.1.4.1.Capacitatea portanta este verificata tinand seama de lungimea coronamentului definita pentru un unghi de 90 pentru zona cu raza de curbura maxima. Pe langa aceasta verificare se mai realizeaza verificari si pentru fiecare zona a tubului cu raza constanta in functie de fortele normale corespunzatoare. Forta normala este considerata a fi aceeasi in jurul profilului si sa fie egala cu valoarea de proiectare .

8.1.4.2.Capacitatea este verificata cu conditia :

Nd Ncr

Unde Ncr este calculat conform Anexei 5 cu urmatoarele modificari:

Si unde Rt in ecuatia este inlocuita cu raza zonei analizate.

8.1.5.Verificarea la stabilitate

Nu este necesar un calcul special daca au fost realizate verificarile de la punctele c) si d) descrise anterior.

59

8.1.6. Verificarea rigiditatii structurii in timpul instalarii, manevrarii, etc.

Este recomandat ca rigiditatea tubului definita ca:

Sa aiba urmatoarele valori

m /(m / kN)

60

NEd, My,Ed valori de calcul ale fortei axiale si momentului incovoietor, Nd,u, Md,u.

In anumite cazuri momentul capabil se reduce conform ecuatiei B1.h.

Notatiile folosite in acest capitol nu se regasesc in acest normativ ele sunt preluate din Eurocode.

Xy - factor de reducere pentru flambajul din forfecare, vezi 6.3.1 din EN 1993-1-1

Kyy - factorul de interactiune conform Tabelului A.1 si A.2 din Anexa A a normativului EN 1993-1-1.

NRk = fyA si MRk = fy W rezistentele la intindere si incovoiere.

M1 = n conform metodeloe de proiectare din acest document.

Factorul de interactiune kyy poate fi simplificat considerabil. Pentru sectiunile transversale clasa 1 si 2 acesta este:

Unde Cmy = Cmy,0 reprezinta factorul de corectie pentru diagrama de momente de-a lungul boltii conform tabelelor A.1 si A.2 din EN 1993-1-1. Pentru a simplifica Cmy poate fi considerat a fi 1,0>

Pentru sectiuni transversale clasa 1 si 2 factorul de corectie Cyy este adaugat. Cum 00 = si 0=Z , expresia pentru Cyy din tabelul A.1 poate fi simplificata astfel:

Iar,

61

Unde 5,1,

, =yel

yply W

Ww - este coeficientul ce face legatura dintre modulul geometric

plastic si elastic.

Factorul de reducere Xy se bazeaza pe curba de flambaj conform EN1993-1-1 paragraful 6.3.1 si zveltetea relativa Y exprimata prin relatia

Unde Nu si N cr sunt date in Anexa 5.

Capitolul 9. METODE DE DIMENSIONARE SI CALCUL AL BULOANELOR DE IMBINARE SI ASAMBLARE A COMPONENTELOR STRUCTURII PODETELOR TUBULARE

9.1.Verificarea capacitatii portante a buloanelor

Buloanele de fixare se vor proiecta astfel incat sa poata transfera eforturile sectionale normale si momentele incovoietoare, conditia de a se folosi cel putin doua buloane pentru fiecare concavitate/convexitate a tablei ondulate, iar pozitia acestora sa fie aleasa astfel incat sa poata fi transmis momentul incovoietor. Verificarea se poate face folosind ecuatia unde forta normala de proiectare reprezinta suma dintre incarcarea data de teren si incarcarea din trafic multiplicate cu factorii de siguranta conform specificatiilor.

9.2.Forfecarea

9.2.1.Intr-un rost, numarul de buloane n necesar pentru o latime de un metru de podet este determinata astfel:

Pentru calcul sunt recomandate urmatoarele doua ecuatii

62

9.2.2. In situatia in care As reprezinta sectiunea transversala a bulonului in planul de forfecare, iar As reprezinta aria solicitata. /4 ss Ad = .

9.2.3. Buloanele utilizate la podete au de obicei dimensiunile M20 in gauri de 25 mm.

In cele mai multe cazuri e1/d este mai mare de 3 si atunci ecuatia este simplificata

9.3.Intindere

Distanta dintre doua randuri de buloane paralele pentru a obtine o capacitate pentru momentul incovoietor (cand numarul de buloane n, este cunoscut) intr-un rost, se obtine folosind ecuatia .

Figura 28. Notatiile folosite la determinarea distantei intre buloane

Daca a devine foarte mare atunci, n trebuie marit corespunzator.

9.4. Conditii la verificare

Unde:

63

9.5. Verificarea la oboseala

9.5.1. Valoare de proiectare a fortei normale si a momentului incovoietor pentru starea limita la oboseala sunt obtinute folosind ecuatiile prezentate. Se va realiza o verificare a capacitatii portante la intindere pura, rd, la forfecare pura, rd, si a combinatiei dintre acestea.

9.5.2.Ecuatia presupune ca rosturile sunt situate in zona coronamentului. Cand grosimea stratului de acoperire depaseste valoarea hc, valoarea momentului Mt din ecuatia poate fi redusa cu factorul hc/hf.

Pentru definitiile parametrilor vezi Figura 29.

Figura 29 Cand rosturile de imbinare sunt pozitionate la o adancime mai mare decat cea a coronamentului, momentul de proiectare datorat fenomenului de oboseala poate fi redus.

9.6.Verificarea capacitatii portante a buloanelor din rosturi

9.6.1. Fixarile prin buloane se proiecteaza astfel incat fortele normale si momentele incovoietoare sa poata fi transmise prin acestea. Datele de intrare referitoare la capacitatea acestor buloane sunt alese dupa incercarea unor fixari realizate cu buloane speciale pentru aceste tipuri de structuri.

9.6.2. Verificarea la forfecare se face in situatia in care pentru fixari sunt prevazuti cel putin doua buloane pentru fiecare concavitate/convexitatea si ca pozitia acestora este aleasa pentru a putea transmite momente incovoietoare.

9.6.3. Capacitatea portanta a acestora poate fi calculata folosind Tabelul 3.4 din EN 1993-1-8, dupa introducerea datelor relevante pentru materialul si dimensiunile buloanelor.

64

9.6.4.Verificarea capacitatii poate fi facuta cu ecuatia unde forta normala de calcul, NEd reprezinta suma dintre forta rezultata din umplutura de pamant si din trafic, aplicand limitele de siguranta specificate de proiectant. Intr-un rost numarul de buloane, n necesar pentru o latime de un metru este determinat conform EN 1993-1-1.

9.6.5. Distanta dintre randurile paralele de buloane pentru a asigura capacitatea portanta pentru moment intr-un rost (cand numarul de buloane, n, este cunoscut) se verifica prin:

Daca a devine foarte mare, n va trebui marit. Ecuatia presupune acelasi numar de buloane in ambele randuri.

9.6.6. La starea limita ultima, cazul in care exista si intindere si forfecare trebuie verificat conform formulei

Capitolul 10. DIMENSIONAREA HIDRAULICA A PODETELOR

10.1. La lucrrile hidraulice utilizarea cea mai frecvent se situeaz n domeniul

deschiderilor cuprinse ntre 2 i 6 m.

10.2. In conformitate cu prevederile Normativului privind proiectarea hidraulica a

podurilor si podetelor ind. PD 95-2002 pentru efectuarea calculului hidraulic sunt

necesare:

- studii topografice;

- studii hidrologice;

65

- studii geotehnice;

- date referitoare la comportarea in timp a podurilor existente din zona, morfologia

albiei, etc

10.3. Debitele de calcul vor fi determinate de catre I.N.M.H., iar pe baza

prevederilor Normativului privind proiectarea hidraulica a podurilor si podetelor

ind. PD 95-2002, se vor stabili sectiunile de scurgere. Studiul hidraulic al lucrrilor,

este in funcie de mrimea bazinului de alimentare a scurgerii ce urmeaz a se

restabili. Se disting dou cazuri:

- Suprafaa bazinului de alimentare inferioar valorii de 100 kmp;

- Suprafaa bazinului de alimentare superioar valorii de 100 kmp;

10.4. Scurgerea apei in podete si in zona podetelor este influentata de forma si

marimea sectiunii transversale a podetelor, de conditiile de intrare in podet, de panta,

de rugozitate si de conditiile de scurgere in aval de podet.

Se disting urmatoarele forme de scurgere:

- podete cu regim de scurgere cu nivel liber ;

- podete inecate amonte ( inaltimea stratului de apa H la intrarea in podet este mai

mare decat inaltimea podetului hp iar in lungul podetului nivelul apei este liber);

- podete sub presiune (inaltimea stratului de apa in amonte si aval este mai mare sau

egal cu inaltimea podetului hp); Podetele tubulare nefiind lucrri etane nu pot

funciona sub presiune, cci exist riscul s apar circulaii de ap n rambleu, de-a

lungul tubului.

- podete cu nivel liber in partea din amonte si inecate in aval.

10.5. Inlimea admisibil a apei n amonte de lucrare va fi stabilit n funcie de

condiiile impuse de teren:

- rambleul n care se afl tubul nu este conceput ca s constituie o ndiguire

deoarece lucrrile de art din apropiere ar putea suferi prejudicii dintr-o prea mare

cretere a nivelului apelor,

66

- urbanizarea sau natura activitilor (agricole, industriale) din zon ar putea

impune meninerea nivelului apelor sub o anumit cot.

10.6. Proiectantul va stabili tipul de podet si va efectua dimensionarea conform

prevederilor Normativului privind proiectarea hidraulica a podurilor si podetelor

ind. PD 95-2002

10.7. Viteza medie a apei si debitul scurs se determina cu relatia :

V = C . R . i

Q = v . A = A.C . R . i

Unde:

I panta hidraulica a apei( egala cu panta suprafetei libere);

R raza hidraulica ( in m);

A suprafata sectiunii de scurgere ( in m);

C coeficientul lui Chezy.

10.8. Calculul hidraulic al podetelor din tabla ondulata se va face in situatia

inglobarii acestora in terasament, acestea pot functiona in regim cu nivel liber,

innecate in amonte sau in aval, la debitele de calcul.

10.9. La dimensionarea hidraulica a podetelor in situatia albiei neafuiabile se

stabilesc urmatoarele:

- lumina ( diametrul) podetului necesara scurgerii debitelor de calcul cu respectarea

prevederilor din Normativului privind proiectarea hidraulica a podurilor si

podetelor ind. PD 95-2002;

- inaltimea podetului( hp ).

Prin lumina podetului cu o singura deschidere se intelege distanta intre fetele

interioare ale tubului.

10.10. In cazul sectiunilor circulare determinarea valorilor Qc, Vn si hn se face in

functie de QO si Vo, care se iau din tabelul 7.XV din Normativului privind

proiectarea hidraulica a podurilor si podetelor ind. PD 95-2002;

Qc = Kn . QO. Vn Unde: Qc este debitul de calcul;

67

Deasemeni, pentru calculul debitului se poate folosi si formula:

V= 1/n x Ri 2/3 x p unde:

V - viteza ( m/sec);

n coeficient de rugozitate; A aria udata ( m2 );

Ri raza hidraulica; P panta %;

H inaltimea apei ( m).

Tolerane de nclinare i de nivel .10.10.1. Inclinarea se refer la cursul apei, nivelul apei de admisie i de evacuare

precizat nu trebuie s fie depit. Refularea nu este permis.

.Nivelul i nclinarea trebuie s fie cuprinse n toleranele trecute n tabelul urmator:

Tabel nr. 6. Tolerane de nivel i nclinare

nclinare specificat ()

Toleran ( )

Neatingerea tolerat a nivelului de admisie specificat ( mm)

Neatingerea tolerat a nivelului de evacuare specificat ( mm)

< 10 1,0 40 80 10 2,0 60 90

Scurgerea apei 10.10.2. La alegerea dimensiunii, a deschiderii teoretice i a proteciei la coroziune se va tine seama si de prezenta ghetii. Construcia poate fi astfel efectuat nct debitul cursului apei s fie afectat ct mai puin posibil. 10.10.3.In cazul unui debit normal se va ine cont de viteza apei si de limea cursului acesteia.

Traseul in plan

10.11. Podetul tubular se va amplasa cu prioritate n zonele apreciate ca stabile.

10.11.1. Amplasarea podetului tubular se va face intr-o zon dreapt a cursului, nu

intr-o curb (unde zona concav se erodeaz iar cea convex se mpotmolete).

68

10.11.2.Modificarea patului, chiar pe o distan limitat, necesit uneori reprofilri

ale cursului n amonte i n aval.

10.12. Meninerea traseului existent al cursului poate conduce la o amplasare

oblic fa de axul drumului. La lungimi importante ale lucrrii, n anumite cazuri,

se va face o amenajare a extremitilor (remodelarea taluzelor).

10.12.1.Se va evita ca scurgerile din amonte s afecteze piciorul taluzului (fig.30).

Scurgerea de origine Solutia ideala

Figura 30

10.13. In ceea ce privete traseul tubului nsui, se va adopta traseul cel mai direct,

fr cotituri.

69

Stabilirea traseului

10.14.Delimitarea zonei n care va fi instalat tubul se executa n moduri

diferite in functie de urmatoarele aspecte :

a)- Dac tubul metalic este situat sub un taluz rutier ( podet nehidraulic),

el trebuie instalat n asa fel nct axa longitudinal a sa, s formeze cu

axa drumului, un unghi cuprins ntre 70 si 110 (Fig.31).

b)- Dac tubul metalic este utilizat pentru dirijarea apei ( podet

hidraulic), este important s se faciliteze intrarea si iesirea apei si s se

evite orice schimbare brusc de directie, att planimetric, ct si

altimetric. In plus, pentru tuburile deosebit de lungi, trebuie avut n

vedere ca partea inferioar a tubului s nu se gseasc sub nivelul

fundului cursului de ap, pentru evitarea depunerilor pe fundul tubului.

Figura. 31

70

Profilul in lung

10.15.Profilul n lung al tubului va ine seama de nlimea rambleelor i

de debitul ce urmeaza a fi evacuat.

10.16. In acest caz trebuie s se asigure c acesta nu este susceptibil s

se adnceasc, intrucat tubul nu s-ar putea adapta dect numai dac a

fost ngropat.

10.17. In toate cazurile se recomand s nu se aeze radierul lucrrii

deasupra talvegului, ci mai curnd s se adnceasc uor acesta pentru a

evita fenomenul de subspalare, seciunea folositoare scurgerii nefiind

dect cea care ncepe deasupra cotei talvegului.

10.18. In ceea ce privete alegerea pantei, in situatia in care panta

fundului urmareste panta talvegului sau a terenului natural, sunt de luat n

considerare mai multe cazuri si anume:

a) Panta patului :

Lucrarea va fi amplasata cu panta maxim pe care o poate permite

adncimea fundului prin curire.

b) Panta talvegului este normal (de la 0,5 - 6%);

Va trebui ca panta viitoarei lucrri s fie fixat ct mai aproape de

aceast pant.

10.19. In cazul in care sunt utilizate mai multe tuburi, se vor lua masuri

de evitare a depunerii de sedimente sau corpuri plutitoare, care

favorizeaza astuparea n timp a unei pri din debueu.

71

Figura 32

10.20. Configuraia extremitilor poate avea consecine importante

asupra eficacitii hidraulice a tubului si a comportrii, att n

momentul construciei, ct i n exploatare.

10.21. In toate cazurile se prevede cel puin o protecie de taluz la

periferia tubului constituit dintr-un pereu etan i din ziduri

antieroziune completat dac este nevoie prin alte dispozitive