xa.yimg.comxa.yimg.com/kq/groups/23166432/1037614682/name/Poduri... · Web viewFigura 2.14 Aparate...

Curs de poduri An II – INGINERIE CIVILA -2006

Capitolul 2DEFINIŢII, NOMENCLATURĂ ŞI ELEMENTELE COMPONENTE ALE

PODURILOR

Nomenclatura utilizată la poduri depinde în mare parte de materialul folosit şi de nivelul tehnic al epocii respective.

În general se deosebesc:

Suprastructura podului – reprezintă structura de rezistenţă care asigură continuitatea căii deasupra obstacolului, spaţiul de liberă trecere pe sub pod şi susţine calea de rulare a vehiculelor.

Nomenclatura podurilor din lemnPodurile din lemn s-au construit pe scară largă în trecut. Lemnul ca material de construcţie la poduri se mai foloseşte şi astăzi, exemple în acest sens ar fi:

Europa-Brücke (Austria), poduri cu deschideri mici şi mijlocii utilizate în agricultură şi turism.

Figura 2.1 Podul Europa

Figura 2.2 Traversări din dulapi din lemn pretensionaţi transversal

Prof. dr. ing. Radu Băncilă & Conf. dr. ing. Edward Petzek 2-1


1. Suprastructura podurilor din lemn:

Calea – are rolul de a crea suprafaţa de rulare a vehiculelor. La podurile de cale ferată, calea se realizează din traverse din lemn, aşezate la anumite intervale, pe care se fixează şinele şi contraşinele (contraşinele ţin convoiul deraiat pe traverse, împiedecând deteriorarea structurii de rezistenţă a podului). Din loc în loc se prevăd traverse mai lungi, scoase în consolă, pe acestea rezemând podina trotuarelor, alcătuită din dulapi dispuşi în lungul podului.

La podurile de şosea, calea se realizează din traverse din lemn aşezate una lângă alta – joantiv, formând astfel podina de rezistenţă. Peste aceasta se mai dispune o podină de uzură, alcătuită din dulapi de stejar, bătuţi în sens transversal podului sau sub un unghi de cca. 45 – 50° faţă de axul podului. Trotuarele se execută tot prin dispunerea unor traverse, din loc în loc, mai lungi, peste care reazemă longrinele trotuarului pe direcţie longitudinală şi transversal este bătută podina realizată din dulapi. La toate podurile, la marginea exterioară se prevede o construcţie de siguranţă care poartă denumirea de parapet. Acesta este în general alcătuit din: stâlpi, mână curentă, umplutură şi contrafişă sau proptea (la unele poduri).

Calea de circulaţie reazemă la rândul ei pe grinzile principale ale podului care pot fi realizate în mai multe soluţii cum ar fi:

Grinzi drepte – urşi simpli sau urşi suprapuşi, îmbinaţi cu pene prismatice;

Grinzi principale cu inimă plină, din scânduri suprapuse încleiate;

Grinzi principale cu zăbrele

Grinzi sub formă de arc;

Structuri spaţiale.

2. Infrastructura podurilor din lemn:

În principal se deosebesc două tipuri de rezemări:

Reazeme intermediare – palei – care susţin două deschideri adiacente.

Reazeme finale – culei.



Figura 2.3 Pod din lemn – alcătuire generală



Nomenclatura podurilor masivePodurile masive cuprind toate structurile realizate din zidărie, din beton şi din beton armat, indiferent de sistemul de construcţie.

Podurile pe arce sau bolţi – elementul principal de rezistenţă este bolta sau arcul. Axa bolţii sau a arcului este linia curbă care uneşte centrele de greutate ale secţiunilor şi conţine următoarele elemente: cheia (punctul cel mai înalt al axei bolţii sau arcului) şi naşterile (punctele cele mai joase ale axei bolţii sau arcului). Peste arc se prevede o umplutură şi apoi calea. La podurile moderne, umplutura a fost înlocuită printr-o structură din beton armat.

Figura 2.4 Pod pe bolţi cu umplutură

Figura 2.5 Deschiderea teoretică a bolţii



Figura 2.6 Poduri pe arce şi bolţi cu structură uşoară

Podurile pe grinzi drepte – alcătuirea este similară cu cea a structurilor metalice, având unele particularităţi specifice materialului de bază din care sunt executate. În figurile următoare sunt prezentate elementele constructive componente ale unor astfel de poduri.

Figura 2.7 Poduri din beton pe grinzi drepte



Nomenclatura podurilor metaliceSuprastructura podurilor metalice diferă ca alcătuire în funcţie de destinaţia structurii.

Calea de rulare – traverse + şine la podurile de cale ferată, respectiv placă din beton sau metalică la podurile de şosea.

Grinzile căii se prezintă de regulă sub forma unei reţele de grinzi alcătuite din lonjeroni (grinzi orientate după direcţie longitudinală) şi antretoaze (grinzi orientate transversal).

Structura de rezistenţă a podului – există o varietate mare de soluţii; în principal se deosebesc două categorii mari de structuri de rezistenţă şi anume:

o Structuri cu perete plin – în general podurile a căror grinzi principale sunt realizate din profile dublu T, cu tălpile unite printr-un perete – inima profilului.

o Structuri alcătuite din bare – grinzile cu zăbrele.

Suprastructura poate fi alcătuită astfel încât calea să fie situată la partea superioară a grinzilor, caz în care poartă denumirea de pod cu calea sus, sau poate fi situată la partea inferioară a grinzilor, în acest caz fiind vorba de podurile cu calea jos.

Figura 2.8 Poduri metalice - alcătuire generală.



Poduri metalice de cale ferată. Alcătuire.

Cele mai simple tabliere sunt cele cu calea sus.

Figura 2.9 Poduri metalice cu calea sus

a) grinzi principale cu inimă plină

b) grinzi principale cu zăbrele

Observaţii:

1. Calea este realizată din cadrul şină + traverse. Traversele sunt din lemn şi reazemă direct pe structura metalică.

2. Grinzile căii . Calea de circulaţie este susţinută de o structură de rezistenţă alcătuită din lonjeroni şi antretoaze; aceste elemente constructive poartă denumirea de grinzi ale căii. Lonjeronii sunt grinzi cu inimă plină nituite sau sudate, care susţin traversele căii şi reazemă pe antretoaze. Lonjeronii sunt dispuşi longitudinal pe pod. Deschiderea lonjeronilor este egală cu distanţa dintre antretoaze. Antretoazele sunt grinzi cu inimă plină aşezate transversal pe cale şi care, la extremităţi, reazemă pe grinzile principale. Antretoazele împart tablierul în panouri.

3. Contravântuirile (CV) sunt elemente constructive dispuse pentru a asigura indeformabilitatea spaţială a sistemului. Se deosebesc:

i. CV transversale care au rolul de a asigura indeformabilitatea transversală a sistemului; menţin grinzile principale în poziţie verticală. Aceste contravântuiri nu se pot dispune decât în cazul podurilor cu calea sus!

ii. CV longitudinale (orizontale) – alcătuiesc împreună cu tălpile grinzilor principale, în dreptul cărora sunt dispuse, o grindă cu zăbrele orizontală. Montanţii acestei grinzi cu zăbrele sunt tocmai antretoazele.



Figura 2.10 Contravântuirea orizontală

Poduri metalice de cale ferată cu calea jos.

Figura 2.11 Tabliere cu calea jos

Observaţie: Deoarece la podurile cu calea jos nu pot fi dispuse sisteme de contravântuiri transversale care să elimine influenţa vântului ce acţionează pe feţele laterale, sunt dispuşi colţari, care au rolul de a rigidiza prinderea dintre antretoaze şi elementele transversale de rezistenţă ale structurii (grinzi principale – la podurile pe grinzi cu inimă plină sau montanţi – la podurile pe grinzi cu zăbrele). Aceste piese poartă denumirea de ranforţi şi creează deci un semicadru, respectiv un cadru transversal rigid.

Poduri metalice de şosea. Alcătuire.

Tabliere cu calea sus.

Alcătuirea generală respectă în general aceleaşi principii ca şi la podurile de cale ferată. Totuşi există şi unele particularităţi care vor fi semnalate în ceea ce urmează.

Figura 2.12 Poduri de şosea cu calea sus



Poduri în structură compusă – soluţii de principiu

Construcţia podurilor in structura compusa a cunoscut in ultimul timp o puternica dezvoltare de la primele soluţii ale anilor ’50.

Pentru deschideri mici, aproximativ 25 pana la 45 m, se vor prefera soluţiile cu grinzi cu inima plina fără contravântuiri, la care placa din beton preia toate funcţiile de distribuţie transversala si stabilitate (figura 1). se va tinde către un număr minim al grinzilor principale (numărul e dat de capacitatea portanta transversala a plăcii).

Figura 2.13 Grindă cu inimă plină

Aparate de reazem

Suprastructura reazemă pe infrastructură prin intermediul unor dispozitive speciale, numite aparate de reazem. În general se folosesc două tipuri de aparate de reazem:

Aparat de reazem fix – permite rotiri.

Aparat de reazem mobil – permite rotiri şi deplasări.

Figura 2.14 Aparate de reazem

EXEMPLE DE DISPOZIŢII GENERALE

1. Pentru exemplificare se prezintă o dispoziţie generală pentru un pod cu cale jos având grinzile principale cu zăbrele. Calea podului alcătuită din traverse reazemă pe lonjeronii amplasaţi la nivelul tălpilor superioare ale antretoazelor. Se prevăd următoarele legături între elementele de rezistenţa ale tablierului: contravântuirea lonjeronilor la nivelul superior al tălpilor acestora şi contravântuirea generală orizontală, la nivelul inferior al tălpilor inferioare ale grinzilor principale. Dimensiunile principale ale tablierului sunt: deschiderea 35,20 m şi lăţimea 5,50 m (figura 2.15).



FigFFigura 2.15 Dispoziţia generală a unui pod de CF



NOŢIUNI DE INFRASTRUCTURĂ

Infrastructura podurilor –are rolul de a prelua încărcările verticale şi orizontale provenite de la suprastructură prin intermediul aparatelor de reazem şi a le transmite către terenul de fundare.

Infrastructurile podurilor au următoarele părţi componente:

Fundaţia – asigură transmiterea acţiunilor la terenul de fundare;

Elevaţia – porţiunea vizibilă din infrastructură, situată între fundaţie şi aparatele de reazem ale suprastructurii;

Cuzineţii – situaţi sub reazemele fiecărei grinzi pentru a prelua presiunile mari ce iau naştere sub aparatele de reazem. Aceştia sunt legaţi între ei printr-un element din beton armat (grinzi de legătură) pentru a sporii rezistenţa părţii superioare a infrastructurii. Ansamblul cuzineţi – grinzi de legătură definesc bancheta cuzineţilor.

Figura 2.16 Pilă pod

În funcţie de poziţia lor faţă de suprastructură infrastructura podurilor, poate fi:

Pile, plasate între două deschideri alăturate (cazul podurilor cu mai multe deschideri).

Culei, infrastructurile de la capetele podurilor, care fac legătura între calea curentă şi calea pe pod.

În plan forma pilelor poate fi dreptunghiulară sau în cazul pilelor amplasate în cursurile unor ape, pot avea alte forme, care să răspundă mai bine d.p.d.v. al scurgerilor de ape – forme hidrodinamice. Prin aceste forme se înlătură producerea unor turbulenţe ale apelor, vârtejuri prin care au loc eroziuni ale albiei în zona pilelor. În aceste condiţii pilele sunt alcătuite din trei părţi principale, în lungul cursului de apă:

o avantbec – situat în amonte reprezintă o racordare ogivală pentru a permite scurgerea uşoară a flotanţilor respectiv spargerea uşoară a gheţurilor iarna; se poate dispune şi o cornieră în vârf;

o corpul pilei ;

o arierbec – în aval, prezintă o racordare semicirculară.



Figura 2.17 Formă în plan a pilei

În ceea ce priveşte celălalt tip de infrastructură şi anume culea, aceasta are rolul pe de o parte de a susţine deschiderile marginale ale podului şi pe de altă parte de a sprijini terasamentele de la capătul podului. Cu alte cuvinte i se poate atribui şi rolul unui zid de sprijin, care trebuie să preia împingerile pământului din spatele ei. Elementele componente se pot observa în figura 2.18 şi 2.19. În spatele culeei se construieşte un dren care are rolul de a colecta şi elimina apele pentru a nu exista infiltraţii în construcţia infrastructurii. Partea superioară a culeei se numeşte zid de gardă şi împiedică terasamentele să cadă spre albie. Lateral culeelor se prevăd două console a numite ziduri întoarse.

Figura 2.18 Culee - perspectivă



Figura 2.19 Culee – perspectivă din spate

PARAMETRII HIDRAULICI ŞI GEOMETRICI

1. Elemente hidraulice

Albia – porţiunea unei văi ocupată permanent sau temporar de ape (albia minoră – ape medii; albia majoră – ape mari înregistrate cu ocazia unor viituri).

Afuiere – acţiunea de erodare a fundului albiei de către ape curgătoare.

Toate noţiunile hidraulice care intervin la proiectarea unui pod vor fi localizate pentru amplasamentul podului respectiv şi se bazează pe observaţii îndelungate.

N.A.E. – nivelul apelor extraordinare reprezintă cota cea mai ridicată cunoscută vreodată. Cel mai mare nivel cunoscut în dreptul unui punct de observaţie se numeşte nivel maxim istoric.

Etiaj – reprezintă nivelul mediu al celor mai scăzute ape pe o perioadă lungă de timp 10 – 30 ani.

Debitul apei – reprezintă cantitatea de apă care se scurge în unitatea de timp printr-o secţiune a râului [m3/s]

2. Elemente geometrice

Înălţimea de liberă trecere sub pod – spaţiul liber pe verticală măsurat între punctul cel mai de jos al suprastructurii, inclusiv săgeata elastică a acesteia, şi nivelul apei stabilit pentru un debit cu o anumită probabilitate – N.A.E.

Înălţimea de construcţie – diferenţa de nivel între nivelul superior al căii - NSC (nivelul şinelor la podurile c.f. sau nivelul maxim al căii de circulaţie la podurile de şosea) şi punctul cel mai de jos al suprastructurii, inclusiv săgeata elastică a acesteia.

Deschiderea teoretică sau de calcul (l) – distanţa dintre axele a două aparate de reazem succesive ale aceluiaşi element de rezistenţă.



Lumina (l0) – distanţa pe orizontală între două puncte ale unor infrastructuri vecine, la un anumit nivel. Lumina are valori diferite funcţie de nivelurile la care se face măsurătoarea. De obicei se alege nivelul cuzineţilor.

Figura 2.30 Elementele geometrice şi hidraulice la un pod


xa.yimg.comxa.yimg.com/kq/groups/23166432/1037614682/name/Poduri... · Web viewFigura 2.14 Aparate...

Documents

Transcript of xa.yimg.comxa.yimg.com/kq/groups/23166432/1037614682/name/Poduri... · Web viewFigura 2.14 Aparate...