Lučni mostovi
Postoje pravi lučni mostovi sa krutim lucima, koji mogu da prime sve vrste uticaja i lučni mostovi sastavljeni od štapova, kod kojih se krut sistem dobija postojanjem grede za ukrućenje. Ukrućen luk (Langerova greda) proračunava se pod pretpostavkom zglobnih veza, te je tu luk opterećen samo normalnim silama. Momente savijanja preuzima greda za ukrućenje, koja vrši i ulogu zatege ako se luk nalazi iznad grede.
Luci i Langerove grede su kod većih raspona ekonomičniji od grednih mostova, jer jednakopodeljeno puno opterećenje prima samo potporna linija luka. Izuzev dopunskih sila, momente izaziva samo delimično opterećenje, te su oni kod lukova znatno manji nego kod greda.
Sl. 1 - Rešetkasti luci
Sl. 2 - Limeni luci
a) Lučne konstrukcije. Uklješteni luci se retko grade zbog teškoća na oslonačkom uklještenju. Najčešći su luci na dva zgloba. Luci sa tri zgloba imaju preimućstvo da pomeranje oslonaca i promena temperature ne izazivaju sile u njima. Oni se naročito primenjuju za mali odnos f/l i za slučaj nepouzdanog zemljišta. Kruti luci se izrađuju kao rešetke (sl. 1) ili kao limeni nosači (sl. 2). Lučna konstrukcija se nalazi iznad i ispod kolovoza, upušteni kolovoz se iz estetskih razloga izbegava. Luci iznad kolovoza dobijaju zatege radi prijema potiska luka. Ako se luk kruto poveže sa gredama susednih otvora (sl. 1 c i e), može se u širokim granicama uticati na statičke veličine.
b) Langerove grede imaju srazmerno jake lukove, pošto je kod njih dužina izvijanja jednaka razmaku čvorova gornjeg sprega. Rešenja sa lukom ispod kolovoza (sl. 3d) se retko primenjuju kod mostova. Greda za ukrućenja može biti limena ili rešetkasta. Kod oba rešenja se ta greda može kontinualno nastavljati u susedna polja, tako da nastaju kontinualni ili Gerberovi sistemi (sl. 3b). Na sl. 4 prikazan je poprečni presek mosta sa jednim srednjim nosačem. Noseća konstrukcija se sastoji os štapastog luka, krutih vešaljki i jednog zatvorenog šupljeg sanduka kao grede za ukrućenje koji prima momente torzije i savijanja.
Sl. 3 - Langerove grede
Sl. 4 - Poprečni presek mosta sa jednim srednjim glavnim nosačem
c) Okvirni mostovi. Kada treba obezbediti slobodnnu visinu profila preko cele širine otvora primenjuju se okviri na dva ili tri zgloba sa manje visine nosača nego kod prostih greda usled dejstva okvira (sl. 5).
e) Proračun. Lukovi se obično proračunavaju pod pretpostavkom da se njihova osovina ne deformiše. Međutim, elastične deformacije mogu biti znatne. Kod rešenja sa obešenom zategom statičke veličine se mnogo ne menjaju usled deformacije, dok deformacija kod pravih lukova i Langerovih greda može da ima znatnog uticaja na statičke veličine.
Sl. 5 - Okvirni mostovi
Viseći mostovi
Rešetkasti viseći mostovi, koji su sami po sebi kruti, građeni su vrlo retko. Moderni viseći mostovi imaju gredu za ukrućenje, koja ograničava i izjednačuje povijanja od koncentrisanih sila. Viseći mostovi sa velikim rasponima su most preko Zlatnih Vrata kod San Franciska (sl. 6a) raspona 1280m, i most Vašington kod Njujorka (sl. 6b) raspona 1067m.
Grede za ukrućenje su limene ili rešetkaste, konstantne visine ili sam malim povećanjem visine iznad srednjih oslonaca. Odnos strele prema rasponu se bira većinom u odnosu 1/9 do 1/11. Razne nezgode su pokazale da pri malim visinama krutost može da bude isuviše mala, naročito pri maloj sopstvenoj težini i maloj širini mosta.
Sl. 6 - Američki viseći mostovi, a) Most preko Zlatnih Vrata u San Francisku (1937), b) Most Vašington u Njujorku (1931), c) Most Florianopolis u Braziliji (1926)
Lančanica
a) Zglobni lanci od članaka sa proširenim krajevima, koji leže slobodno paralelno jedan uz drugi i sučeljavaju se u zglobovima sa međusobnim preklapanjima članaka iz susednih polja, izrađuju se na dva načina – sa zakovanim pojačanjima od lamela na krajevima ili sa proširenim krajevima koja se dobijaju kovanjem (sl. 7). Lanac mosta preko Rajne je bio ozgrađen od nikl čelika jačine zatezanja 5,5 do 6,5 t/cm2. Kod manjih američkih visećih mostova lanac se izrađuje od normalnog topljenog čelika, u nekim slučajevima i od legiranog ili kaljenog čelika.
Sl. 7 - Lanac mosta Florianopolis
b) Kablovi od spiralne užadi. Zatvorena užad se izrađuju od svetle žice. Unutrašnji slojevi žice su zaštićeni premazom od olovnog minijuma, dok su spoljne površine pojedinih žica premazane zaštitnim slojem.
Spiralna užad od okruglih žica kod američkih mostova sastoje se većinom od žica koje su pocinkovane u plamenu, a delimično su i obavijena na sličan način.
Hladno vučene mostovske žice imaju jačinu na kidanje od 12 do 20 t/cm2. Jačina na zamor može znatno da se smanji pri lošem stanju spoljne površine hladno vučenih žica.
Istezanje spiralne užadi zavisi od materijala za žice kao i od načina izrade užadi. Elastična dilatacija u područu uobičajenih dozvoljenih napona iznosi 0,003 do 0,004. Pošto se užad pri prvom opterećenju stalno, plastično istegnu za 0,001, to se ponekad pre upotrebe užad prethodno opterete najvećom silom i pri tome istegnu. Korist ovog istezanja je ograničena, pošto se znatan deo „stalnog istezanja“ izgubi posle otpuštanja užeta u teku daljeg ugrađivanja.
Ankerovanje
Lanci od članaka se ankeruju pomoću čepa u nosačima koji su ubetonirani u temelje za ankerovanje.
Spiralna užad imaju na krajevima odgovarajuće glave (sl. 8). u kojima se žice raspletu u obliku metle, i posle čišćenja zaliju belim metalom. Stručno zalivene glave imaju istu jačinu kao i uže.
Sl. 8 - Kablovske glave. a) Prosta glava, b) američka glava, c) glava mosta preko Rajne
Vešanje i kablovske spone
Vešaljke se izrađuju od okruglog čelika, izuzetno od cevi ili žičane užadi (sl. 9 i 11). Kablovska užad se za slučaj zatvorene užadi obuhvataju kablovskim sponama (sl. 10). Kod razdvojenih kablovskih snopova vešanja su tako rešena da se pojedina užad po potrebi mogu zameniti novim. Vešaljke od užadi se vezuju kablovskim glavama, pri čemu se male razlike u dužinama ozjednačuju podmetačima.
Sl. 9 - Vešanje. Stari most preko Rajne
Sl. 10 - Kablovske spone mosta preko rajne. a) Novi most, b) stari most
Sl. 11
Kule (piloni)
Kule visećih mostova su dole zglobno oslonjene, ili mogu biti i uklještene, što je u Americi mahom slučaj. Lančanica se čvrsto vezuje za kule. Pokretno naleganje je potrebno samo kada se kulama ne mogu poveriti horizontalne sile, koje bi se javile kod nepokretnih oslonaca.
Kod velikih visećih mostova, dole uklještene kule imaju prednost. U tom slučaju mogu se prvo montirati kule, zatim lančanice i vešaljke, i najzad grede za ukrućenje. Kod visećih mostova koji su ankerovani u sebe, potrebne su obimne skele pošto statički sistem počinje da deluje tek kada je greda za ukrućenje zatvorena.
Kolovozni nosači i kolovozna tabla
S obzirom na saobraćaj i održavanje treba težiti da se kolovoz na mostu po mogućnosti ne razlikuje od kolovoza na priključnim delovima puta ili pruge. Pošto sam kolovoz nema dovoljno sopstvene krutosti, to se on mora osloniti na jedan površinski sistem u vertikalnom pravcu, kao i na jedan sistem koji mu pruža horizontalno bočno oslanjanje. Takozvana kolovozna tabla se oslanja na kolovozne nosače, koji se uglavnom sastoje od podužnih i poprečnih nosača.
Poprečni nosači
Poprečni nosači prenose pokretna opterećenja na glavne nosače. Oni su ujedno jedan važan deo spregova. Poprečni nosači leže upravo na glavne nosače i kod kosih mostova, tako da je njihov raspon jednak razmaku glavnih nosača. Poprečni nosači su obično limeni, kod malih dužina i obični valjani nosači. Korisno je da njihova visina iznosi 1/6 do 1/8 raspona, mada kod velikih mostova i malog međusobnog razmaka poprečnih nosača (naročito pri sadejstvu kolovozne table), može ova visina da iznosi čak i 1/20 raspona.
Poprečni nosači se po pravilu računaju kao proste grede, koje su kruto vezane za glavne nosače, tako da u poprečnom preseku mosta nastaju otvoreni, odnosno zatvoreni okviri. Zbog toga se javljaju momenti uklještenja o kojima naročito treba voditi računa kod priključaka.
Sl. 12
Za slučaj da je kolovoz dole, priključak se vrši prostim priključnim ugaonicima, odn. kolovoznim limovima, koji su usađeni u poprečni nosač (sl. 12), odn. u vertikale od I-preseka, a na mesto njihovih rebara (sl. 13). Rešenje na sl. 14 je naročito kruto, pošto je tu konzolni lim usađen kako u poprečni nosač tako i u vertikalu, tako da moment na uglu primaju zavrtnjevi na smicanje. Kod drugih rešenja se ne može izbeći da zavrtnjevi delimično rade i na čupanje i da priključni ugaonici budu savijani. Priključci prema sl. 12 i 13 se pod uticajem momenta znatno više deformišu nego li oni prema sl. 14. Za druge položaje kolovoza proističu slična rešenja. Naleganje poprečnih nosača na glavne nosače je moguće samo kod dovoljne konstruktivne visine. Tada treba limene glavne nosače ukrutiti na mestima gde deluje opterećenje.
Sl. 13 i 14 respektivno
Podužni nosači
Podužni nosači mogu biti ispod kolovoza i ispod pešačkih prelaza. Spoljni nosač, koji je često spojen sa ogradom mosta, naziva se ivični podužni nosač. Podužni nosači se izrađuju od valjanih i limenih nosača. Njihov raspon iznosi do 12 m. Pošto su podužni nosači izloženi najneposrednijem uticaju pokretnog opterećenja, to je njihova krutost prema savijanju naročito važna. Kod železničkih mostova teži se visini nosača od 1/8 do 1/10 raspona. Podužni nosači od visokovrednog čelika su mahom nepogodni zbog velikog povijanja. Kod mnogih starih mostova je priključak podužnih nosača izveden prema sl. 15. Jedan priključni ugaonik leži između nožica valjanog nosača, dok drugi naleže na celu visinu poprečnog nosača. Kod ovakvih priključaka javljaju se znatni sekundarni naponi te su se kod njih u mnogim slučajevima javili lomovi od zamora, kao i pukotine na mestu isecanja nožice. Radi toga, kod železničkih mostova ovakvi priključci nisu dozvoljeni. Ukoliko se isecanje nožice ne može izbeći, to treba ova isecanja izvriši sa velikim zaobljenjem, kako bi se izbegla opasnost od pukotina.
Sl. 15
Odvodnjavanje
Odvodnjavanju mostova treba posvetiti veliku pažnju. Brzo i potpuno odvođenje vode je najvažniji preduslov za dugo trajanje kolovozne table, kao i samoga mosta. Pored pojačanog rđanja i povećanih troškova održavanja, mesta na kojima se zadržava voda su opasna i zbog oštećenja od mraza. Ako niveleta mosta to omogućava, trebalo bi da drumski mostovi imaju određen podužni pad (ne manje od 1%), čime bi oticanje vode do slivnika bilo samo po sebi obezbeđeno. Voda zagađena uljem i prašinom odvodi se olucima. Ovi oluci moraju imati dovoljno podužnog pada i moraju biti pristupačni, kako bi se redovno čistili.
Sl. 16
Asfaltni kolovozi nisu bezuslovno nepropustljivi. Može se odustati od posebne izolacije ispod asfalta ako asfalt leži na betonskoj ploči koja je vibrirana, te je već ta ploča sama po sebi u velikoj meri nepropustljiva. Ako kolovoz nije dovoljno nepropustljiv, tako da jedan deo atmosferske vode probija, treba predvideti izolaciju. Kod čeličnih mostova dolaze u obzir premazi od asfaltnog bitumena ili tera i sl., izolacioni slojevi od bituminoznih izolacionih masa sa čvrstim ulošcima od hartije sa vunenim filcem ili tkanja od jute, kao i izolacioni slojevi od metalnih folija od bakra ili aluminijuma. Izolacione slojeve je potrebno zaštititi od mehaničkog oštečenja zaštitnim slojevima.
Sl. 17
Spregovi
Limeni nosači imaju malu krutost u pravcu upravno na ravan nosača, rešetke sa pretpostavljenim zglobovima u čvorovima su čak višestruko pokretne u poprečnom pravcu. Zbog toga su spregovi protiv vetra i poprečni okviri potrebni da najpre stvore prostorno stabilne konstrukcije. Dalje oni treba da prime opterećenja koja deluju poprečno na ravan glavnih nosača, i najzad da obezbede konstrukciju od izvijanja i prevrtanja.
Spregovi protiv vetra
Ovi spregovi dimenzionišu se za prijem sila od vetra i drugih horizontalnih opterećenja. Sastoje se od rešetaka ili okvirnih nosača, ravnih ili povijenih prema pojasevima. Pojasevi spregova protiv vetra su većinom i pojasevi glavnih nosača. Često su poprečni nosači ujedno vertikale sprega protiv vetra.
Za opterećeni most se uzima manje opterećenje od vetra nego za neopterećen most. Ukoliko poprečni presek to dozvoljava, rešetkasti mostovi imaju po mogućnosti dva sprega protiv vetra između pojaseva glavnih nosača. V. sistemne skice na sl. 18 u kojima su spregovi protiv vetra i poprečni spregovi obeleženi isprekidanim linijama.
Broj i vrsta poprečnih spregova moraju biti dovoljni da stvore prostorno krut sistem. Uobičajeno je kod rešetaka da se obezbedi stabilnost i za slučaj kuglastih zglobova. Luci i Gerberove grede, sa izuzetkom malih mostova, ukrućeni su naročitim spregovima protiv vetra i protiv izvijanja. Kod zglobova glavnih nosača moraju se spregovi tako izvesti da ne utiču na dejstvo zglobova, sl. 18e.
Sl. 18 - Raspored spregova protiv vetra
Široke kolovozne table od lima ili armiranog betona su vrlo krute u svojim ravnima. Ako rasponi nisu suviše veliki, mogu da izostanu naročiti spregovi protiv vetra, pošto odgovarajuću ulogu može da preuzme kolovozna tabla. Samo za vreme montaže se moraju preduzeti mere za prijem poprečnih sila.
Pri izboru ispune treba imati u vidu da su uglavnom sile u štapovima male a dužine izvijanja štapova velike. Radi toga imaju prednost rešetke sa kratkim dužinama štapova (npr. K-sistem ili rombični sistem). Ponekada se spreg protiv vetra veša za kolovozne nosače radi smanjenja dužine izvijanja. Za spregove iznad kolovoza rado se primenjuje rombični sistem bez vertikala.
Visinski položaj sprega protiv vetra je određen uglavnom konstruktivnim uslovima (sl. 19). Ukoliko je mogućno i ovde se izbegava ekscentrična veza. naročito kod velikih sila, i spreg protiv vetra se tako postavlja, da se osovine štapova seku u ravnima glavnih nosača (sl. 20).
Sl. 19
Sl. 20
Poprečni okviri
Mostovi sa kolovozom gore mogu biti ukrućeni lakim rešetkastim okvirima prema sl. 22. Poprečni spregovi u obliku okvira mogu se povezati sa glavnim ukrućenjima limenih greda. Na sl. 21 postavljeni su mnogi vodovi preko zatege okvira na dva zgloba, osnosno preko roštilja ispod poprečnog nosača, i to tako da su pristupačni sa srednje revizione staze.
Sl. 21
Sl. 22
Kod mostova sa kolovozom dole oblik poprečnih okvira je određen slobodnim profilom za prolaz vozila. Mostovi sa rešetkastim poprečnim okvirima prikazani su na sl. 23d. Poprečni okviri koji vrše raspodelu opterećenja (sl. 24) potrebni su kod roštilja kako bi i za delimično opterećenje angažovali saradnju svih glavnih nosača. Ako je u pitanju železnički most sa kolosekom u krivini ili ako su glavni nosači u krivini, to o tome treba posebno voditi računa prilikom statičkog proračunavanja spregova.
Sl. 23
Sl. 24 - Poprečni presek i poprečni nosač koji vrši raspodelu opterećenja na mostu preko reke Ruhr kod Herdecke
Spreg protiv bočnih udara
Između podužnih nosača železničkih mostova (sl. 23c) potrebno je predvideti naročiti spreg za prijem bočnih udara vozila. I-podužni nosači su srazmerno vrlo malo kruti u poprečnom pravcu, tako da je poželjno da spreg protiv bočnih udara povećava njihovu sigurnost protiv bočnog izvijanja (sl. 25).
Sl. 25 - Spreg protiv bočnih udara
Spreg protiv kočenja
Poprečni nosači nisu u stanju da prime sile kooje deluju u podužnom pravcu mosta a nastaju pri kočenju ili početku vožnje vozila, te ih treba rasteretiti ugrađivanjem spregova protiv kočenja. To su rešetkasti ravni nosači (sl. 26) koji povezuju podužne nosače sa spregom protiv vetra (sl. 27). Između nosača i sprega često postoji visinska razlika. I u slučajevima kada se po dužini nosači mogu neposredno vezati sa spregom protiv vetra, potreban je poseban spreg protiv kočenja, pošto štapovi ispune sprega protiv vetra nisu u stanju da prime znatnije opterećenje na savijanje. U nekim slučajevima se može spojiti u jedan jedini kolovozni spreg protiv vetra, spreg protiv bočnih udara i spreg protiv kočenja.
Sl. 26
Sl. 27 - Spreg protiv kočenja
