Važna profesionalna i sigurnosna napomena: Ovo je arhivski stručni pregled, a ne dizajn, statički proračun, procjena postojećeg mosta ili uputstva za izgradnju, inspekciju ili sanaciju. Originalne podjele, rasponi, omjeri, naponi, materijali, detalji spojeva i konstruktivna rješenja prenijeti su bez stručne provjere i ne smiju se koristiti kao moderna specifikacija. Projektovanje i radovi na mostovima zahtevaju ovlašćene projektante i izvođače, važeće propise i standarde, geotehničke i hidrološke podatke, proračun trajnih i promenljivih uticaja, zamor, vetar, temperaturu, seizmičnost, stabilnost, temelje, uslove montaže i robusnost, kao i ispitivanje materijala, korozije, spojeva i stvarnog stanja konstrukcije. Pristup konstrukciji, rad na visini, saobraćaj, dizanje, zavarivanje, sečenje i montaža nose smrtonosne rizike i zahtevaju poseban plan zaštite.
Projektovanje, izgradnja i sanacija čeličnih mostova nisu dio nove javne ponude Save Kusića. Trenutni fokus je drveni prozori, drvo-aluminijumski prozori, prilagođeni prozori i vrata. Za projekat prozora ili vrata, možete poslati zahtjev za ponudu.
Lučni mostovi
Postoje pravi lučni mostovi sa krutim lukovima, koji mogu primiti sve vrste udaraca, i lučni mostovi sastavljeni od štapova, gdje se kruti sistem dobija postojanjem grede za ukrućenje. Ukrućeni luk (Langerova greda) se izračunava pod pretpostavkom zglobnih veza, tako da je luk opterećen samo normalnim silama. Momente savijanja preuzima greda za ukrućenje, koja takođe ima ulogu zatezanja ako se luk nalazi iznad grede.
Lukovi i Langerove grede su ekonomičniji od grednih mostova za veće raspone, jer jednako raspoređeno puno opterećenje prima samo potporna linija luka. Uz izuzetak dodatnih sila, momenti su uzrokovani samo djelomičnim opterećenjem, pa su znatno manji u lukovima nego u gredama.
Sl.1— Rešetkasti portovi
Sl. 2 — Limeni portovi
a) Lučne konstrukcije. Stegnute luke se rijetko grade zbog poteškoća u stezanju potpore. Najčešći su portovi na dva spoja. Otvori s tri šarke imaju prednost u tome što pomicanje nosača i promjena temperature ne izazivaju sile u njima. Posebno su primjenjivi za nizak omjer f/l i za slučaj nepouzdanog tla. Kruti priključci se izrađuju kao rešetke (sl. 1) ili kao metalni nosači (sl. 2). Lučna konstrukcija se nalazi iznad i ispod kolovoza, utopljeni kolovoz se izbjegava iz estetskih razloga. Lukovi iznad kolovoza dobijaju podupirače kako bi primili potisak luke. Ako je luk čvrsto povezan sa gredama susednih otvora (sl. 1 c i e), na statičke dimenzije se može uticati u širokim granicama.
b) Langerove grede imaju relativno jake lukove, jer je dužina savijanja jednaka rastojanju između čvorova gornjeg spoja. Rešenja sa lukom ispod kolnika (sl. 3d) se retko koriste u mostovima. Greda za ukrućenja može biti lim ili rešetkasta. Sa oba rješenja, taj snop se može kontinuirano nastaviti u susjedna polja, tako da se stvaraju kontinuirani ili Gerberovi sistemi (sl. 3b). Na sl. 4 prikazuje poprečni presjek mosta sa jednim srednjim nosačem. Noseća konstrukcija se sastoji od luka šipke, krutih vješalica i zatvorene šuplje kutije kao grede za ukrućenje koja prima momente torzije i savijanja.
Sl.3— Langerove zrake
Sl.4— Poprečni presjek mosta sa jednim srednjim glavnim nosačem
c) Mostovi okvira. Kada je potrebno osigurati slobodnu visinu profila po cijeloj širini otvora, okviri se postavljaju na dva ili tri spoja sa manjom visinom oslonca nego kod jednostavnih greda zbog efekta rama (sl.5).
e) Obračun. Lukovi se obično izračunavaju pod pretpostavkom da se njihova osa ne deformiše. Međutim, elastične deformacije mogu biti značajne. Kod suspendiranih zateznih rješenja statičke veličine se ne mijenjaju mnogo zbog deformacije, dok deformacije u ravnim lukovima i Langerovim gredama mogu imati značajan utjecaj na statičke veličine.
Sl.5— Okvirni mostovi
Viseći mostovi
Rešetkasti viseći mostovi, koji su inherentno kruti, rijetko se grade. Moderni viseći mostovi imaju gredu za ukrućenje, koja ograničava i izjednačava savijanje od koncentrisanih sila. Viseći mostovi sa velikim rasponima su most preko Golden Gatea kod San Francisca (sl.6a) domet1280m, i Washington Bridge u blizini New Yorka (sl.6b) domet1067m.
Grede za ukrućenje su limene ili rešetkaste, konstantne visine ili sa malim povećanjem visine iznad srednjih oslonaca. Omjer strelice prema rasponu bira se uglavnom u omjeru1/9to1/11. Različite nezgode su pokazale da na malim visinama krutost može biti preniska, posebno uz malu vlastitu težinu i malu širinu mosta.
Sl.6— Američki viseći mostovi: a) Most preko Golden Gatea u San Franciscu (1937), b) Washington Bridge u New Yorku (1931), c) Most Florianopolis u Braziliji (1926)
Zupčanik
a) Zglobni lanci karika sa proširenim krajevima, koji leže slobodno paralelno jedni na druge i okrenuti jedan prema drugom na spojevima sa međusobnim preklapanjem karika susednih polja, izrađuju se na dva načina - sa zakovanim ojačanjima od lamela na krajevima ili sa proširenim krajevima dobijenim kovanjem (Sl.7). Lanac mosta preko Rajne izgrađen je od nikl čelika zatezne čvrstoće5,5to6,5t/cm2. U manjim američkim visećim mostovima lanac je napravljen od normalnog livenog čelika, au nekim slučajevima od legiranog ili kaljenog čelika.
Sl.7— Lanac mostova Florianopolis
b) Kablovi sa spiralnim užadima. Zatvorena užad su napravljena od svijetle žice. Unutrašnji slojevi žice zaštićeni su premazom od olovnog miniijuma, dok su vanjske površine pojedinih žica obložene zaštitnim slojem.
Spiralni kablovi okruglih žica u američkim mostovima sastoje se najvećim dijelom od žica koje su vruće pocinčane, a dijelom su omotane na sličan način.
Hladno vučene žice mostova imaju prekidnu čvrstoću od 12 do 20 t/cm2. Čvrstoća na zamor može se značajno smanjiti ako je vanjska površina hladno vučenih žica u lošem stanju.
Izduženje spiralnog užeta zavisi od materijala za žice kao i od načina izrade užadi. Elastično širenje u opsegu normalnih dozvoljenih napona je 0,003 do 0,004. Budući da su užad pri prvom opterećenju trajno, plastično rastegnuta za 0,001, ponekad se prije upotrebe užad predoptereću najvećom silom i tako rastegnu. Prednost ovog istezanja je ograničena, jer se značajan dio “trajnog istezanja” gubi nakon popuštanja užeta tokom dalje instalacije.
Istorijske jedinice, nazivi čelika, zaštitni premazi, čvrstoće, proširenja i metode izrade ili izlivanja kablovskih glava nisu moderne specifikacije. Stanje postojećih lanaca, užadi, sidara, kablovskih glava i zaštitnih premaza utvrđuje se dokumentacijom, pregledom i ispitivanjem; ne može se zaključiti iz ovog opšteg teksta.
Sidrenje
Lanci izrađeni od artikala sidre se pomoću čepova u nosačima koji se betoniraju u temelje za sidrenje.
Spiralna užad imaju odgovarajuće glave na krajevima (sl.8). u kojoj su žice raspetljane u obliku metle, a nakon čišćenja ispunjene su bijelim metalom. Stručno livene glave imaju istu snagu kao i konopac.
Sl.8— Glave kablova: a) jednostavna glava, b) američka glava, c) glava rajnskog mosta
Ovjes i vezice za kablove
Vješalice su izrađene od okruglog čelika, posebno od cijevi ili žičanih užadi (sl.9i11). U slučaju zatvorenih užadi, užad za kablove se prekriva kablovskim vezicama (sl.10). U slučaju odvojenih snopova kablova, ovjesi su dizajnirani na način da se pojedinačni užad po potrebi mogu zamijeniti novim. Vješalice za užad su vezane glavama kablova, a male razlike u dužini izjednačene su podlošcima.
Sl.9— Viseći, stari most preko Rajne
Sl.10— Kabelske vezice mosta preko Rajne: a) novi most, b) stari most
Sl.11— vezice za kablove i užad za vješalice
Kule (piloni)
Tornjevi visećih mostova su zglobni na dnu, ili se mogu stegnuti, što je uglavnom slučaj u Americi. Lanac je čvrsto pričvršćen za tornjeve. Pokretni oslonac je neophodan samo kada se na tornjeve ne mogu povjeriti horizontalne sile, koje bi se javile kod nepokretnih oslonaca.
Za velike viseće mostove preferiraju se niži klinasti tornjevi. U tom slučaju se prvo mogu montirati tornjevi, zatim lančanici i vješalice i na kraju grede za ukrućenje. Kod samosidrenih visećih mostova potrebna je opsežna skela jer statički sistem počinje djelovati tek kada je greda za ukrućenje zatvorena.
Oslonci za put i putna ploča
Što se tiče saobraćaja i održavanja, treba nastojati da se kolovoz na mostu ne razlikuje, ako je moguće, od kolovoza na spojnim dijelovima puta ili željezničke pruge. Budući da sam kolovoz nema dovoljno krutosti, mora se oslanjati na površinski sistem u vertikalnom smjeru, kao i na sistem koji mu pruža horizontalnu bočnu potporu. Takozvana tračna daska oslanja se na tračne nosače, koji se uglavnom sastoje od uzdužnih i poprečnih nosača.
Poprečni nosači
Poprečni nosači prenose pokretna opterećenja na glavne nosače. Oni su takođe važan deo spojnica. Poprečni nosači leže direktno na glavnim nosačima i kod kosih mostova, pa je njihov raspon jednak razmaku glavnih nosača. Poprečni nosači su obično limovi, za kratke dužine i obični valjani nosači. Korisno je da njihova visina iznosi1/6to1/8raspona, iako u slučaju velikih mostova i malog razmaka između poprečnih nosača (posebno u slučaju pločnika), ova visina može biti jednaka1/20domet.
Poprečni nosači se u pravilu smatraju jednostavnim gredama, koje su čvrsto povezane s glavnim nosačima, tako da se u poprečnom presjeku mosta stvaraju otvoreni ili zatvoreni okviri. Zbog toga nastaju momenti uklještenja, što posebno treba uzeti u obzir kod spojeva.
Sl.12— Poprečna veza
U slučaju da je kolovoz spušten, spajanje se vrši jednostavnim spojnim uglovima, odnosno kolovoznim pločama, koje se ubacuju u poprečnu gredu (sl.12), ili u vertikali I-presjeka, i na mjestu njihovih rebara (sl.13). Rješenje na sl.14je posebno krut, jer je tu konzolni lim ugrađen i u poprečni oslonac i u vertikalu, tako da moment na uglu primaju posmični vijci. Kod drugih rješenja ne može se izbjeći da se vijci djelimično pokidaju i da se spojni uglovi savijaju. Priključci prema sl.12i13su znatno više deformisane pod uticajem momenta od onih prema sl.14. Slična rješenja se javljaju i za druge pozicije na kolovozu. Postavljanje poprečnih nosača na glavne nosače moguće je samo uz dovoljnu konstrukcijsku visinu. Zatim treba učvrstiti limene glavne oslonce na mjestima na kojima se vrši opterećenje.
Sl.13i14— Varijante spajanja prečke
Uzdužni nosači
Uzdužni oslonci mogu biti ispod kolovoza i ispod pješačkih prelaza. Vanjski nosač, koji je često povezan s ogradom mosta, naziva se rubni uzdužni nosač. Uzdužni nosači se izrađuju od valjanih i limenih nosača. Njihov raspon je do 12 m. Budući da su uzdužne grede izložene najdirektnijem utjecaju pokretnog opterećenja, posebno je važna njihova krutost na savijanje. U slučaju željezničkih mostova, cilj je visina nosača od 1/8 do 1/10 raspona. Uzdužni nosači izrađeni od visokokvalitetnog čelika općenito su neprikladni zbog velikog savijanja. Kod mnogih starih mostova spajanje uzdužnih nosača izvedeno je prema sl. 15. Jedan spojni ugao leži između nogu valjanog nosača, dok drugi leži na cijeloj visini poprečnog nosača. Kod ovakvih spojeva dolazi do značajnih sekundarnih naprezanja, a kod njih u velikom broju slučajeva dolazi do loma od zamora, kao i pukotina na mjestu gdje je nožica presječena. Iz tog razloga takve veze nisu dozvoljene na željezničkim mostovima. Ako se rezanje nogu ne može izbjeći, ove rezove treba napraviti sa velikim zaobljenjem, kako bi se izbjegao rizik od pukotina.
Sl. 15 — Uzdužni potporni priključak
Odvodnja
Drenaži mostova treba posvetiti veliku pažnju. Brza i potpuna drenaža vode najvažniji je preduslov za dug život kolovozne površine, kao i samog mosta. Osim povećanog hrđanja i povećanih troškova održavanja, područja za zadržavanje vode opasna su i zbog oštećenja od smrzavanja. Ukoliko nivo mosta to dozvoljava, drumski mostovi treba da imaju određeni uzdužni pad (ne manji od 1%), koji bi osigurao dotok vode u odvod. Voda kontaminirana uljem i prašinom se odvodi kroz oluke. Ovi oluci moraju imati dovoljan uzdužni pad i moraju biti dostupni, kako bi se redovno čistili.
Sl. 16 — Drenažni i zaštitni slojevi površine puta
Asfaltni kolovozi nisu apsolutno nepropusni. Posebna izolacija ispod asfalta može se izbjeći ako asfalt leži na betonskoj ploči koja je vibrirana, a sama ploča je u velikoj mjeri nepropusna. Ukoliko kolovoz nije dovoljno nepropustan, tako da dio oborinske vode probije, potrebno je obezbijediti izolaciju. Za čelične mostove, premaze od asfaltnog bitumena ili terra itd., razmatraju se izolacioni slojevi bitumenskih izolacionih masa sa čvrstim umetcima papira sa tkanjem vunenog filca ili jute, kao i izolacioni slojevi metalnih folija od bakra ili aluminijuma. Izolacijski slojevi moraju biti zaštićeni od mehaničkih oštećenja zaštitnim slojevima.
Opisi vodopada, oluka, asfalta, betonskih ploča, bitumenskih masa, filca, jute i metalnih folija su istorijski. Savremena drenaža, hidroizolacija, čelična zaštita, detalji prodora i održavanje su projektovani kao usklađen sistem prema važećim propisima, klimatskim uslovima, saobraćaju i stvarnoj konstrukciji.
Sl. 17 — Detalj drenaže duž ivice mosta
Spojnice
Limeni nosači imaju malu krutost u smjeru okomitom na ravan nosača, rešetke sa pretpostavljenim spojevima u čvorovima su čak višestruko pomične u poprečnom smjeru. Zbog toga su za stvaranje prostorno stabilnih konstrukcija prije svega potrebni vjetrobran i poprečni okviri. Nadalje, oni bi trebali primiti opterećenja koja djeluju poprečno na ravan glavnih oslonaca i konačno osigurati konstrukciju od izvijanja i prevrtanja.
Zupčanici protiv vjetra
Ove spojnice su dimenzionirane da primaju sile vjetra i drugih horizontalnih opterećenja. Sastoje se od rešetki ili nosača okvira, ravnih ili zakrivljenih prema pojasevima. Pojasevi spojnica protiv vjetra uglavnom su i pojasevi glavnih oslonaca. Često su poprečni oslonci i vertikale spojnice protiv vjetra.
Za opterećeni most preuzima se manje opterećenje vjetrom nego za neopterećeni most. Ako poprečni presjek to dozvoljava, rešetkasti mostovi po mogućnosti imaju dva vjetrobrana između nosača glavnih nosača. Pogledajte skice sistema na sl. 18 u kojem su spojnice protiv vjetra i poprečne spojnice označene isprekidanim linijama.
Broj i vrsta poprečnih spojnica moraju biti dovoljni za stvaranje prostorno krutog sistema. Uobičajeno je da rešetke osiguravaju stabilnost iu slučaju kugličnih zglobova. Lukovi i Gerber grede, sa izuzetkom malih mostova, učvršćuju se posebnim spojnicama protiv vjetra i izvijanja. Na spojevima glavnih nosača spojnice moraju biti izvedene tako da ne utiču na djelovanje spojeva, sl. 18e.
Sl. 18 — Raspored spojnica protiv vjetra
Široke pločnike od lima ili armiranog betona su veoma krute u svojim ravnima. Ako rasponi nisu preveliki, specijalne spojnice protiv vjetra mogu se izostaviti, jer odgovarajuću ulogu može preuzeti pločnik. Moraju se preduzeti mjere da se primijene poprečne sile samo tokom montaže.
Prilikom odabira punjenja treba imati na umu da su uglavnom sile u štapovima male, a dužine savijanja štapova velike. Stoga se preferiraju rešetke sa kratkim dužinama šipki (npr. K-sistem ili rombični sistem). Ponekad se spojka protiv vjetra okači na nosače puta kako bi se smanjila dužina savijanja. Za spojnice iznad kolovoza često se koristi rombični sistem bez vertikala.
Visinski položaj spojnice prema vjetru određen je uglavnom konstruktivnim uslovima (sl.19). Ako je moguće, i ovdje se izbjegava ekscentrična veza. posebno kod velikih sila, a spojnica protiv vjetra je postavljena tako da se osovine šipki sijeku u ravninama glavnih oslonaca (sl.20).
Sl.19— Visinska pozicija kvačila protiv vjetra
Sl.20— Vjetar spojni čvor
Unakrsni okviri
Mostovi sa gornjom kolovoznom trakom mogu se učvrstiti lakim rešetkastim okvirima prema sl.22. Poprečne spojnice u obliku okvira mogu se spojiti na glavne ukrućenje limenih greda. Na sl.21preko zateznog okvira na dva spoja, odnosno preko rešetke ispod poprečne grede, postavljeno je mnogo vodova, tako da su dostupni sa srednje revizione staze.
Sl.21— Poprečni okvir i uputstvo za instalaciju
Sl. 22 — Rešetkasti poprečni okvir
Za mostove sa kolovozom ispod, oblik poprečnih okvira je određen slobodnim profilom za prolaz vozila. Mostovi sa rešetkastim poprečnim okvirima prikazani su na sl. 23d. Poprečni okviri koji raspoređuju opterećenje (sl. 24) su potrebni za roštilje kako bi se uključila saradnja svih glavnih nosača čak i za delimično opterećenje. Ako se radi o željezničkom mostu sa zakrivljenim kolosijekom ili ako su glavni nosači u krivini, to treba uzeti u obzir prilikom statičkog proračuna spojnica.
Sl.23— Primjeri poprečnih spojnica i glavnih nosača
Sl.24— Poprečni presjek i poprečna greda za raspodjelu opterećenja na mostu preko Ruhra kod Herdecke
Spojnica protiv bočnih udara
Između uzdužnih nosača željezničkih mostova (sl.23c) potrebno je obezbijediti posebnu spojnicu za prijem bočnih udara vozila. I-uzdužni nosači su proporcionalno vrlo malo kruti u poprečnom smjeru, pa je poželjno da spojnica protiv bočnih udara povećava njihovu sigurnost od bočnog izvijanja (Sl.25).
Sl. 25 — Spoj protiv bočnih udara
Kvačilo protiv kočenja
Poprečni nosači nisu u stanju da prime sile koje deluju u uzdužnom pravcu mosta i nastaju pri kočenju ili pokretanju vozila, te ih treba rasteretiti ugradnjom antikočnih spojnica. Oni su rešetkasti ravni nosači (sl. 26) koji povezuju uzdužne nosače spojnicom protiv vjetra (sl. 27). Često postoji razlika u visini između nosača i spojnice. A u slučajevima kada se dužina nosača može direktno povezati sa spojkom protiv vjetra, potrebna je posebna spojnica protiv kočenja, jer šipke koje ispunjavaju spojku protiv vjetra ne mogu primiti značajno opterećenje savijanja. U nekim slučajevima, može se kombinovati u jednu spojnicu protiv vjetra, spojku protiv bočnog udara i spojku protiv kočenja.
Sl.26— Sistem kvačila protiv kočenja
Sl.27— kvačilo protiv kočenja