PROIECTPODURI DIN BETON ARMAT

Universitatea Tehnic Gh.Asachi Iai Facultatea de Construcii i Instalaii

Anul universitar 2013-20142

Podee

Tehnologia de execuie a podeelor circulare

Utilaje necesare: a. excavator, b. autogreder, c. plac vibratoare, d. compactor picior de broasc, e. macara, f. camion.

Materiale necesare:a) balast, b) piatr spart, c) pmnt de umplutur,d) beton de ciment, e) emulsie bituminoas, f) tuburi premo, g) armtur, h) geotextil, i) cofraje.

Etape de execuie:1. Trasarea lucrrilor2. Sptura (80% mecanizat, 20% manual)3. Compactarea fundului spturii cu picior de broasc4. Executarea stratului de balast5. Compactarea balastului cu plac vibrant6. Turnarea de beton peste balast i n fundaia timpanelor7. Montarea tuburilor premo cu macaraua8. Cofrarea, armarea i betonarea timpanelor9. Aplicarea hidroizolaiei din emulsie bituminoas10. Executarea drenului din piatr spart concomitent cu umplutura de pmnt11. Executarea umpluturii de pmnt i compactarea acesteia12. Executarea camerei de cdere13. Racordarea anurilor cu camera de cdere14. Amenajarea albiei la ieire din pode din pereu pe un strat de balast.

Tehnologia de execuie a podeelor cu seciune dreptunghiular din elemente prefabricate tip C

Utilaje necesare:a) excavator, b) autogreder, c) plac vibratoare, d) compactor picior de broasc, e) macara, f) camion, g) perivibrator.

Materiale necesare: a) carton bitumat,b) balast, c) piatr spart, d) pmnt de umplutur,e) beton de ciment, f) armtur, g) geotextil, h) cofraje, i) elemente prefabricate tip C, j) emulsie bituminoas, k) panouri despritoare, l) membran hidroizolant, m) mortar de ciment, n) nisip, o) bolovani.

Etape de execuie:1. Trasarea lucrrilor2. Sptura (80% mecanizat, 20% manual)3. Compactarea fundului spturii cu picior de broasc4. Execuia stratului de balast i compactarea acestuia cu placa vibrant5. Montarea cofrajelor i a armturilor6. Montarea cartonului bituminat sau a plcilor din polistiren expandat la rostul dintre tronsoane7. Turnarea betonului peste balast i vibrarea lui cu perivibratorul8. Decofrarea betonului dup ntrire i turnarea stratului de mortar de poz9. Montarea cu macaraua a elementelor prefabricate tip C10. Aplicarea hidroizolaiei din emulsie bituminoas11. Executarea consolei drenului12. Executarea drenului tip filtru invers concomitent cu umplutura de pmnt, folosind geotextil la interfaa dintre pmantul din terasamente i dren13. Aplicarea unei membrane hidroizolatoare la partea superioar a elementelor prefabricate tip C peste care se toarn o ap de protecie din beton care la rndul ei se acoper cu un strat de balast14. Executarea fundaiilor aripilor15. Montarea aripilor i a timpanelor prefabricate16. Realizarea umpluturii de pmnt i compactarea acesteia.

Pod din beton armat pentru osea

Tem de proiectare: S se proiecteze un pod din beton armat monolit, pe dou grinzi continue pe trei deschideri.Alctuirea podului n sens transversal este din dou grinzi din beton armat, solidarizate n sens transversal prin intermediul antretoazelor i a plcii carosabile. Dala carosabil are grosime variabil, asigurnd pantele de scurgere a apelor n sens transversal, susinnd totodat calea pe zona carosabil i trotuarele n consol. Calea pe pod este format din: ap suport de 2 cm grosime din mortar de ciment M100; hidroizolaie modern din membran aplicat la cald de 1 cm grosime; borduri prefabricate 20x25x50 cm; ap de protecie pe zona carosabil din mixtur asfaltic MA8 n grosime de 4 cm; beton de umplutur n trotuare; mixtur asfaltic stabilizat MAS16 n grosime de 8 cm executat n dou straturi; mixtur asfaltic MA8 pe trotuare n grosime de 3 cm.Podul asigur o lime a prii carosabile de 7,80 m corespunztoare unui drum naional i dou trotuare denivelate de 1 m lime, mrginit la exterior cu parapet pietonal de protecie din beton armat. Gabaritul de liber trecere pe sub pod trebuie s aibe o nlime de 5 m pentru circulaia autovehiculelor i tramvaielor. Pe deschiderea 1 i 3 trece cte o strad cu dou benzi de circulaie a 3,5 m cu un trotuar de 1,5 m. Paralel cu strzile circul un tramvai cu o lime de trecere de 3 m. Pe deschiderea central trebuie amenajate malurile unui ru cu limea de 7 m. Podul va trebui dimensionat la clasa E de ncrcare (A30+AOT i V80).

Dimensiuni:

L1=11,75+0,2514=15,25 m hg=(1/12-1/14) 15,25=1,10 m bi=(0,40-0,60) 1,10=70 cm

1. Calculul parapetului pietonal

1.1 Stabilirea numrului de panouriCondiii: se accept maxim dou tipuri (lungimi) de panouri; lungimea unui panou este cuprins ntre 1,802,20 m; lungimea unui panou trebuie s fie multiplu de 5 cm; lungimea capetelor parapetului poate fi de 0,250,5 m.Se adopt variant: lungimea capetelor parapetului: 2x0,25 m; panou tip 1: 19x2,15 m; panou tip 2: 2x2,20 m.

1.2 Model fizic

1.3 Schema static

1.4 Aciuni:

permanente: Greutatea proprie; de scurt durat: Aciunea oamenilor: pe direcie vertical: 120 daN n localitate; 80 daN n afara localitii; pe direcie orizontal: 150 daN/m n localitate; 50 daN/m n afara localitii.

1.5 Calculul eforturilor secionale

Mna curent

Stlp

1.6 Dimensionarea armturii de rezistenBeton C16/20

Rc* - rezistena caracteristic la compresiuneRt* - rezistena caracteristic la ntindere

(coeficient n funcie de condiiile de lucru) (coeficient n funcie de ncrcrile predominante)

Oel OB 37

h0 nlimea de la fibra superioar pn n centrul de greutate al armturii ntinsea acoperirea de beton de la fibra inferioar pn la centrul de greutate al armturii ntinse

a) b) c) Aria de armtur necesar:

Verificare la fora tietoare:

Mna curent

direcie verticalVerificare la fora tietoare

(condiia se verific)i. ii. iii.

direcie orizontal Verificare la fora tietoare

(condiia se verific)i. ii. iii.

Stlp

Verificare la fora tietoare

(condiia se verific)i. ii. iii.

Dac relaia de verificare la for tietoare este indeplinit, rezult c nu este necesar a se prevedea armtur de rezisten pentru preluarea forei tietoare. Totui, din considerente constructive, se vor dispune etrierii la distana maxim recomandat de 30 cm.Din considerente constructive, numrul minim de bare ntr-o seciune dreptunghiular este de 4. Pentru a menine la poziie cele 4 bare de armtur, se vor folosi etrieri dreptunghiulari, n care barele longitudinale se leag n cele 4 coluri. Rezult astfel o carcas de armtur rigid care nu trebuie s se deformeze n momentul n care se toarn beton monolit. Pentru elementele din beton armat se recomand ca etrierii s aib forma seciunii pentru a rigidiza carcasa de armtur.2. Calculul consolei trotuar

2.1. Model fizic

2.2. Schema static

Axa schemei statice pentru consol se va considera la mijlocul seciunii de beton; ncastrarea consolei se face n seciunea de la faa grinzii.2.3. ncrcri permanente

1. Greutate proprie

2. Greutatea parapetului

3. ap suport M100

4. Hidroizolaie

5. Bordura

6. Beton de umplutur

7. Calea pe trotuar MA8 =

8. ap de protecie

9. mbrcminte asfaltic = 184

2.4. ncrcri utile: aciunea oamenilor pe trotuar (AOT): 500 daN/m2; aciunea din convoiul A30 (roat spate): 6000 daN; aciunea din convoiul V80: 10000 daN.

Aciunea din convoaie

Poziionarea n sens transversal a convoaielor din vehicule se face, n general, cu marginea caroseriei la faa bordurii. n situaiile n care se calculeaz console de trotuar sau console carosabile, convoiul se va dispune cu roata la faa bordurii. ncrcarea concentrat atribuit unei roi se transmite la mbrcmintea cii pe o suprafa definit de amprenta pneului. Suprafaa pe care acioneaz ncrcarea la nivelul plcii de beton va fi mai mare dect amprenta, deoarece ncrcarea se propag prin plan la 45o prin straturile cii.

Convoi A30 -

sens longitudinal podului sens transversal podului

Convoi V80 -

sens longitudinal podului sens transversal podului

AOT

ncrcri

PermanenteAOTA30V80

M [daNm]2676.0357519202908.98

T [daN]2383.1650048007272.47

3. Calculul panoului central de placn sens transversal, cele dou grinzi principale sunt solidarizate prin intermediul antretoazelor i a plcii monolite. Placa monolit dintre cele dou grinzi, mpreun cu partea n consol a trotuarului susin zona carosabil. ncrcrile din trafic sunt preluate mai nti de plac i consol, i transmise antretoazelor i grinzilor. Panoul central de plac este delimitat de axele grinzilor i antretoazelor, fiind ncastrat pe contur. Panoul de plac va prelua exclusiv ncrcrile din traficul rutier.n general, la podurile din beton armat, panoul central de plac are raportul laturilor mai mic dect 2, ceea ce face ca dimensionarea armturii s se fac pe ambele direcii. Pentru calculul plcii s-au dezvoltat metode exacte i metode aproximatice de calcul. Metoda exact are la baz elemente din teoria elasticitii plci plane subiri. O metod aproximativ de calcul este dezvoltat pe baza tabelelor lui Galerkin, n baza crora s-au realizat nomograme. Din nomograme se iau coeficienii i valorile momentelor ncovoietoare pentru plac pe cele dou direcii. Pentru calculul plcilor la podurile de osea se folosete normativul PD46-2001, care conine monograme adaptate la ncrcrile din trafic. Dimensiunile plcii se consider ntre axele grinzii i antretoazelor, dar nu mai mare de 1,05 din lumina plcii.

3.1. Model fizic

3.2. Schema static

limea antretoazei marginale limea antretoazei centrale

3.3. Evaluarea ncrcrilor permanente1. Greutate plac

2. Greutate ap suport

3. Greutate hidroizolaie

4. Greutate ap protecie

5. Greutate mbrcminte asfaltic

3.4. Calculul eforturilor secionale

Etape de lucru pentru determinarea coeficienilor din nomograme1. Se calculeaz i .2. Se identific nomograma funcie de tipul ncrcrii.3. Se identific pe axa orizontal valoarea lui i .4. Se ridic pe vertical o linie pn n dreptul valorii i .5. Se traseaz pe orizontal o linie pn n axa vertical.6. Se citete valoarea coeficienilor i .

Momentul ncovoietor determinat cu ajutorul nomogramelor a fost determinat pentru fia de plac simplu rezemat. Transformarea rezemrii n ncastrare modific diagrama de moment ncovoietor, ducnd la apariia ncovoierii n ncastrare i la mijlocul deschiderii. Valorile momentelor pentru grinda dublu ncastrat se obin prin aplicarea unui coeficient de distribuie la momentul ncovoietor din seciunea central, calculat pe grinda simplu rezemat.

Fora tietoare se calculeaz direct pe schema static de grind dublu ncastrat. Pentru calculul acesteia se folosete linia de influen deoarece, cu ajutorul acesteia se determin cel mai uor poziia cea mai defavorabil a convoiului. Dup trasarea liniei de influen se poziioneaz convoiul astfel nct s avem ct mai multe fore cu ordonate ct mai mari.

Permanente:

3.5. Armarea panoului central de plac si a consolei trotuar

Armarea panoului central de plac si a consolei trotuar se face innd cont de seciunea plcii si valorile maxime ale momentelor ncovoietoare.Se dau: dimensiunile plcii si a consolei trotuar, bare de armatur(de rezisten si de montaj: PC 52 si OB 37), cu diamentre cuprinse ntre mm si mm, beton de ciment clasa , valoarea momentului ncovoietor, acoperirea de beton conform STAS-ului.Armarea plcii din beton se face conform STAS 10111-2/86.Condiii constructive privind dispunerea barelor de armatur Bare constructive Se dispun pe tot conturul elementului din beton Numarul minim de bare este de 3 bare/ metru liniar Acoperirea cu beton minim este de 2.5 cm efectiv Diametrul minim este de 8 mm Diametrul sa nu fie mai mic dect cel mult 2 diametre fa de barele intersectate Bare de rezisten Se realizeaz de regul din PC 52 Diametrul minim este 8 mm Numarul minim de bare este de 5 bare/ metru liniar Distana minim dintre barele de rezisten este de 7 cm Legatura barelor de rezisten poate fi realizat cu bare constructive dispuse transversal din 33 in 33 de cm maximArmatura de rezisten se dispune pentru preluarea solicitrilor de la fibra ntins din elementul din beton.

Dimensionarea armturii de rezisten va face la valoarea cea mai mare a momentul ncovoietor rezultat din suprapunerea efectelor aciunilor permanente i a convoaielor rutiere.

SeciuneaPermanente[daNm]A.O.T.[daNm]A30[daNm]V80[daNm]Ip. I[daNm]Ip. II[daNm]Mmax[daNm]

12676.0357519202908.985171.035585.015585.01

21042.1250343043754472.1255417.1255417.125

3781.5902572.53281.253354.094062.844062.84

Dimensionarea armturii de rezistenMateriale: Beton C25/30 cu: = 243 daN/cm2 = 18,6 daN/cm2 Oel PC 52 cu: Ra = 3000 daN/cm2

Dimensiuni:

Seciunea 1-1

Seciunea 2-2

Seciunea 3-3

3.6. Verificarea la for tietoare a panoului de plac si a consolei trotuar

Calculul se face in seciunea 1 i 2 cu valori maxime ale forelor tietoare. Calculul const n verificarea capacitii seciunii de beton de a prelua fora tietoare. Relaia de calcul este:

Dac se verific relaia rezult c dispunerea armturii nclinate pentru preluarea forei tietoare se face constructiv. Dac nu se verific, se calculeaz armtura nclinat pentru preluarea forei tietoare.SeciuneaPermanente[daN]A.O.T.[daN]A30[daN]V80[daN]Ip. I[daN]Ip. II[daN]Tmax [daN]

11917.350048007272.477217.39189.779189.77

2119101170014223128911541415414

4. Calculul grinzii principale

Grinda principal trebuie s preia ncrcrile din plac si antretoaza i s le transmit prin intermediul aparatelor de reazem la infrastructuri. Grinzile sunt elemente principale de rezisten care trebuie s preia toate ncrcrile de pe pod.4.1. Model fizic

4.2. Schema static

4.3. Evaluarea ncrcrilorGrinda va fi solicitat de : ncrcri permanente : Greutatea proprie a suprastructurii Greutatea cii inclusiv parapetul (se distribuie in mod egal la numrul de grinzi) ncrcri utile : Aciunea oamenilor pe trotuare Clasa E de ncrcare 4.3.1 Evaluarea ncrcrilor permanenteGrinda principal va trebui s preia urmtoarele ncrcri permanente:a) Greutatea proprie a structurii de rezisten ncrcare uniform distribuit pe toat lungimea grinzii compus din: greutatea grinzii i a plciib) Greutatea antretoazelor ncrcare concentrat n dreptul fiecrei antretoazec) Greutatea cii ncrcare uniform distribuit

Schema static:

n coeficient al aciunii pentru structurile de rezisten la podurile din beton

Greutatea cii :Nr.Crt.Descrieren

1ap suport, h=2 cm

470,41,5705,6

2Hidroizolaia, h=1 cm

127,41,5191,1

3ap de protecie, h=4 cm

748,81,51123,2

4mbrcminte, h=8 cm

1435,21,52152,8

5Borduri

2401,5360

6Umplutur trotuar

11521,51728

7Calea pe trotuar

1501,5225

8Greutatea parapetului

259,361,5389,04

4583,16 6874,74

4.4. Calculul eforturilor secionale

Se face valorificnd liniile de influen pentru grinzi continue din cartea lui Constantin Avram, pag. 164-165, tab. 45.

Nr. Crt L M5L M10L M15L T0L T'10

mimi'=mi*lcmimi'=mi*lcmimi'=mi*lctiti

000000010

10.0370.56425-0.025-0.39375-0.01-0.15750.874-0.126

20.0741.1285-0.051-0.80325-0.019-0.299250.749-0.251

30.1141.7385-0.073-1.14975-0.027-0.425250.627-0.373

40.1552.36375-0.09-1.4175-0.034-0.53550.51-0.49

50.23.05-0.1-1.575-0.037-0.582750.4-0.6

60.1492.27225-0.102-1.6065-0.038-0.59850.298-0.702

70.1021.5555-0.095-1.49625-0.036-0.5670.205-0.795

80.0620.9455-0.077-1.21275-0.029-0.456750.123-0.877

90.0270.41175-0.046-0.7245-0.017-0.267750.054-0.946

100000000-1

11-0.019-0.28975-0.039-0.614250.0230.36225-0.039-0.039

12-0.032-0.488-0.064-1.0080.0520.819-0.064-0.064

13-0.038-0.5795-0.077-1.212750.0871.37025-0.077-0.077

14-0.04-0.61-0.08-1.260.1282.016-0.08-0.08

15-0.037-0.56425-0.075-1.181250.1752.75625-0.075-0.075

16-0.032-0.488-0.064-1.0080.1282.016-0.064-0.064

17-0.024-0.366-0.049-0.771750.0871.37025-0.049-0.049

18-0.016-0.244-0.032-0.5040.0520.819-0.032-0.032

19-0.007-0.10675-0.015-0.236250.0230.36225-0.015-0.015

2000000000

210.0060.09150.0110.17325-0.017-0.267750.0110.011

220.010.15250.0190.29925-0.029-0.456750.0190.019

230.0120.1830.0210.33075-0.036-0.5670.0240.024

240.0130.198250.0260.4095-0.038-0.59850.0260.026

250.0120.1830.0250.39375-0.037-0.582750.0250.025

260.0110.167750.0220.3465-0.034-0.53550.0220.022

270.0090.137250.0180.2835-0.027-0.425250.0180.018

280.0060.09150.0130.20475-0.019-0.299250.0130.013

290.0030.045750.0070.11025-0.01-0.15750.0070.007

3000000000

4.5. Calculul eforturilor secionale din ncrcri utile

Cea mai avantajoas metod de calcul pentru M i T este cu ajutorul liniilor de influen. Utiliznd aceast metod putem determina poziia ncrcrilor care produc eforturi secionale maxime. Convoaiele rutiere se pot situa n orice poziie pe partea carosabil, determinnd o ncrcare diferit pentru cele dou grinzi. Utiliznd linia de influen vom determina poziia convoiului n sens transversal i longitudinal, astfel nct una dintre cele dou grinzi s fie ncrcat la maxim.

4.5.1. Calculul n sens transvesal

se atribuie cte un ir de vehicule A30 pentru fiecare band de circulaie; se atribuie cte un ir de vehicule V80 la fiecare dou benzi de circulaie; pentru calculul elementelor principale de rezisten (grinzi, lonjeroni, antretoaze), dispunerea convoiului se va face cu marginea caroseriei la faa bordurii; distana minim n sens transversal dintre vehicule este de 10 cm.

Aot

A30

V80

4.5.2. Calculul n sens longitudinal

LM5

1972

LM10

LM15

LT0

LT10

Tabel centralizator

Efort SecionalSeciuneaPermanenteAOTA30V80Ipoteza IIpoteza IIMAXIM

MM5191735,2722169,37168157,57213244,84382062,21404980,11272977,16

M10-233037,983428,04823292,11842926,5-206317,81-190111,48-131224,6

M1590509,7618515,86142360,06262322,65251385,68352832,41188705,58

TT069692,246829,3159365,470045,17135886,91139737,41139737,41

T10'-81043,166221,041484,471836,06-79337,65-79207,10-79337,65

4.6. Calculul caracteristicilor geometrice ale grinzii

Grinda, mpreun cu placa formeaz o seciune T pentru preluarea eforturilor secionale. Este evident faptul c nu toat limea plcii conlucreaz n totalitate cu inima grinzii. Rezult deci c limea tlpii superioare a grinzii este mai mic i va fi definit ca o lime activ de plac.

1. , pentru deschideri marginale2. , pentru deschideri centraleDin tabelul 49 din STAS 10111-2, pentru 1. i 2. se determin m.

Seciunea 5

Seciunea 10

Seciunea 15

4.7. Calculul momentului capabil al plcii

Deoarece momentul capabil al plcii este mai mare dect ,deci nlimea de plac comprimat este mai mic dect grosimea plcii, rezult c dimensionarea armturii de rezisten se va face ca pentru o seciune cu latura de .4.8. Dimensionarea armturii de rezisten

Seciunea 5

Seciunea 10

Seciunea 15

44