Važna stručna i sigurnosna napomena: Ovo je arhivski stručni pregled, a ne projekt, statički proračun, procjena postojećeg mosta ili upute za izgradnju, pregled ili sanaciju. Izvorne podjele, rasponi, omjeri, naprezanja, materijali, detalji spojeva i konstruktivna rješenja preneseni su bez stručne provjere i ne smiju se koristiti kao suvremena specifikacija. Projektiranje i izvođenje radova na mostovima zahtijeva ovlaštene projektante i izvođače, važeće propise i standarde, geotehničke i hidrološke podatke, proračun trajnih i promjenljivih utjecaja, zamora, vjetra, temperature, seizmičnosti, stabilnosti, temelja, uvjeta montaže i robusnosti, kao i ispitivanja materijala, korozije, spojeva i stvarnog stanja konstrukcije. Pristup konstrukciji, rad na visini, promet, podizanje, zavarivanje, rezanje i montaža nose smrtonosne rizike i zahtijevaju poseban plan zaštite.
Projektiranje, izgradnja i sanacija čeličnih mostova nisu dio nove javne ponude Save Kusića. Trenutačni fokus su drveni prozori, drvo-aluminijski prozori, prozori po narudžbi i vrata. Za projekt prozora ili vrata možete poslati zahtjev za ponudu.
Lučni mostovi
Postoje pravi lučni mostovi s krutim lukovima, koji mogu primiti sve vrste udaraca, i lučni mostovi sastavljeni od štapova, gdje se kruti sustav dobiva postojanjem grede za ukrućenje. Ukrućeni luk (Langerova greda) izračunava se pod pretpostavkom zglobnih veza, tako da je luk opterećen samo normalnim silama. Momente savijanja preuzima greda za ukrućenje, koja ima i ulogu napetosti ako se luk nalazi iznad grede.
Lukovi i Langer grede su ekonomičniji od grednih mostova za veće raspone, jer jednako raspoređeno puno opterećenje prima samo nosiva linija luka. S izuzetkom dopunskih sila, momenti su uzrokovani samo djelomičnim opterećenjem, a znatno su manji u lukovima nego u gredama.
Sl. 1 — Mrežni priključci
Sl. 2 — Limeni otvori
a) Lučne konstrukcije. Stegnute luke se rijetko grade zbog poteškoća u stezanju potpore. Najčešći su otvori na dva zgloba. Otvori s tri šarke imaju prednost što pomicanje nosača i promjena temperature ne uzrokuju sile u njima. Posebno su primjenjivi za nizak omjer f/l i za slučaj nepouzdanog tla. Kruti otvori se izrađuju kao rešetke (sl. 1) ili kao metalni nosači (sl. 2). Lučna konstrukcija se nalazi iznad i ispod kolnika, a iz estetskih razloga izbjegava se udubljeni kolnik. Otvori iznad kolnika imaju podupirače kako bi primili potisak otvora. Ako je luk kruto povezan s gredama susjednih otvora (sl. 1 c i e), na statičke dimenzije može se utjecati unutar širokih granica.
b) Dulje grede imaju relativno jake lukove, jer je duljina savijanja jednaka udaljenosti između čvorova gornje veze. Rješenja s lukom ispod kolnika (sl. 3d) rijetko se koriste u mostovima. Greda za ukrute može biti lim ili rešetka. S oba rješenja, taj se snop može kontinuirano nastaviti u susjedna polja, tako da se stvaraju kontinuirani ili Gerberovi sustavi (sl. 3b). Na sl. 4 prikazuje poprečni presjek mosta s jednim srednjim nosačem. Potporna konstrukcija sastoji se od luka šipke, krutih vješalica i zatvorene šuplje kutije kao grede za ukrućenje koja prima momente torzije i savijanja.
Sl. 3 — Dulje grede
Sl. 4 — Poprečni presjek mosta s jednim srednjim glavnim nosačem
c) Okvirni mostovi. Kada je potrebno osigurati slobodnu visinu profila preko cijele širine otvora, okviri se postavljaju na dva ili tri spoja s nižom visinom oslonca nego kod jednostavnih greda zbog djelovanja okvira (sl. 5).
e) Izračun. Lukovi se obično izračunavaju pod pretpostavkom da se njihova os ne deformira. Međutim, elastične deformacije mogu biti znatne. U rješenjima s visećim naponom statičke vrijednosti se ne mijenjaju mnogo zbog deformacije, dok deformacija ravnih lukova i Langerovih greda može imati značajan utjecaj na statičke vrijednosti.
Sl. 5 — Okvirni mostovi
Viseći mostovi
Rešetkasti viseći mostovi, koji su sami po sebi kruti, građeni su vrlo rijetko. Moderni viseći mostovi imaju gredu za ukrućenje, koja ograničava i izjednačava savijanje od koncentriranih sila. Viseći mostovi s velikim rasponima su most Golden Gate u blizini San Francisca (sl. 6a) raspona 1280m, i Washington Bridge u blizini New Yorka (sl. 6b) raspona 1067m.
Grede za ukrućenje su limene ili rešetkaste, konstantne visine ili sa malim povećanjem visine iznad srednjih oslonaca. Omjer dužine i raspona uglavnom se bira u omjeru 1/9 do 1/11. Različite nesreće pokazale su da na malim visinama krutost može biti preniska, posebno s malom vlastitom težinom i malom širinom mosta.
Sl. 6 — Američki viseći mostovi: a) Golden Gate Bridge u San Franciscu (1937), b) Washington Bridge u New Yorku (1931), c) Florianopolis Bridge u Braziliji (1926)
Lančanik
a) Zglobni lanci karika s proširenim krajevima, koje slobodno leže jedna uz drugu i sučeljavaju se na spojevima s preklapanjem karika iz susjednih polja, izrađuju se na dva načina - s zakovanim ojačanjima od lamela na krajevima ili s proširenim krajevima dobivenim kovanjem (sl. 7). Lanac mosta preko Rajne izgrađen je od nikalnog čelika vlačne čvrstoće od 5,5 do 6,5 t/cm2. U manjim američkim visećim mostovima lanac je izrađen od uobičajenog lijevanog čelika, u nekim slučajevima i od legiranog ili kaljenog čelika.
Sl. 7 — Lanac mosta Florianopolis
b) Spiralni užadni kabeli. Zatvorena užad izrađena su od svijetle žice. Unutarnji slojevi žice zaštićeni su premazom od olovnog minija, dok su vanjske površine pojedinačnih žica presvučene zaštitnim slojem.
Spiralna okrugla žičana užad u američkim mostovima sastoji se uglavnom od žica koje su vruće pocinčane i djelomično omotane na sličan način.
Hladno vučene žice za mostove imaju prekidnu čvrstoću od 12 do 20 t/cm2. Čvrstoća na zamor može se znatno smanjiti ako je vanjska površina hladno vučenih žica u lošem stanju.
Produljenje spiralnog užeta ovisi o materijalu za žice kao io načinu izrade užadi. Elastično rastezanje u području normalnih dopuštenih naprezanja je 0,003 do 0,004. Budući da su užad trajno, plastično rastegnuta pomoću 0,001 tijekom prvog opterećenja, ponekad se prije upotrebe užad prethodno optereti najvećom silom i tako istegne. Prednost ovog istezanja je ograničena, budući da se značajan dio “trajnog rastezanja” gubi nakon popuštanja užeta tijekom daljnje ugradnje.
Povijesne jedinice, nazivi čelika, zaštitni premazi, čvrstoće, proširenja i metode izrade ili lijevanja kabelskih glava nisu moderne specifikacije. Stanje postojećih lanaca, užadi, sidara, kabelskih glava i zaštitnih obloga utvrđuje se dokumentacijom, pregledom i ispitivanjem; ne može se zaključiti iz ovog općenitog teksta.
Sidrenje
Lanci od gležnjeva usidreni su čepovima u nosače koji su ubetonirani u temelje za sidrenje.
Spiralna užad ima odgovarajuće glave na krajevima (sl. 8). kod kojih se žice raspetljavaju u obliku metle, a nakon čišćenja se pune bijelim metalom. Profesionalno lijevane glave imaju istu čvrstoću kao uže.
Sl. 8 — Kabelske glave: a) jednostavna glava, b) američka glava, c) Rajnska mostna glava
Ovjes i kabelske vezice
Vješalice su izrađene od okruglog čelika, posebno od cijevi ili žičane užadi (sl. 9 i 11). U slučaju zatvorenih užadi, užad je prekrivena kabelskim vezicama (sl. 10). U slučaju zasebnih snopova kabela, ovjesi su konstruirani tako da se pojedinačna užad po potrebi mogu zamijeniti novima. Vješalice za užad pričvršćuju se kabelskim glavama, dok se male razlike u duljini izravnavaju podložnim pločama.
Sl. 9 — Viseći, stari most preko Rajne
Sl. 10 — Vezice mosta preko Rajne: a) novi most, b) stari most
Sl. 11 — Vezice za kabele i užad za vješalice
Tornjevi (piloni)
Tornjevi visećih mostova su na dnu šarkama, ili se mogu stegnuti, što je uglavnom slučaj u Americi. Lanac je čvrsto pričvršćen za tornjeve. Pomični oslonac je neophodan samo kada se tornjevi ne mogu povjeriti horizontalnim silama, što bi se dogodilo s nepokretnim osloncima.
Kod velikih visećih mostova prednost imaju niže stegnuti tornjevi. U tom slučaju prvo se mogu montirati tornjevi, zatim lančanici i vješalice, a na kraju grede za ukrućenje. Kod samosidrenih visećih mostova potrebna je opsežna skela jer statički sustav počinje djelovati tek kada je greda za ukrućenje zatvorena.
Cestovni nosači i cestovna ploča
S obzirom na promet i održavanje treba nastojati osigurati da se kolnik na mostu, ako je moguće, ne razlikuje od kolnika na spojnim dijelovima ceste ili željezničke pruge. Budući da sam kolnik nema dovoljno vlastite krutosti, mora se oslanjati na površinski sustav u vertikalnom smjeru, kao i na sustav koji mu daje horizontalnu bočnu potporu. Takozvana kolosiječna ploča oslanja se na kolosiječne oslonce koji se uglavnom sastoje od uzdužnih i poprečnih oslonaca.
Poprečni nosači
Poprečni oslonci prenose pokretna opterećenja na glavne oslonce. Također su važan dio spojnica. Poprečni nosači leže neposredno na glavnim nosačima i kod kosih mostova, pa je njihov raspon jednak razmaku glavnih nosača. Poprečni nosači su obično limeni, za male duljine i obični valjani nosači. Korisno je da je njihova visina u rasponu od 1/6 do 1/8, iako u slučaju velikih mostova i malog razmaka između poprečnih nosača (osobito u slučaju kolničkih dasaka), ta visina može biti i 1/20 raspon.
Poprečnim nosačima se u pravilu smatraju jednostavne grede, koje su kruto povezane s glavnim nosačima, tako da u presjeku mosta nastaju otvoreni ili zatvoreni okviri. Zbog toga se javljaju momenti priklještenja, o čemu treba voditi računa posebno kod spojeva.
Sl. 12 — Poprečna veza
U slučaju da je kolnik ispod, spoj se ostvaruje jednostavnim spojnim kutnicima, odnosno kolničkim pločama, koje se umeću u poprečni nosač (sl. 12), odnosno u okomice I-projekta, a na mjesto njihovih rebara (sl. 13). Rješenje na sl. 14 je posebno krut, budući da je tamo konzolni lim ugrađen iu poprečni nosač i u okomitu, tako da moment na kutu primaju posmični vijci. Kod drugih rješenja ne može se izbjeći djelomično pucanje vijaka i savijanje spojnih kutova. Priključci prema sl. 12 i 13 znatno su više deformirani pod utjecajem momenta od onih prema sl. 14. Slična rješenja postoje i za druge položaje kolnika. Polaganje poprečnih nosača na glavnim nosačima moguće je samo uz dovoljnu visinu konstrukcije. Zatim glavne limene nosače treba ukrutiti na mjestima gdje djeluje opterećenje.
Sl. 13 i 14 — Varijante spoja poprečne grede
Uzdužni nosači
Uzdužni nosači mogu biti ispod kolnika i ispod pješačkih prijelaza. Vanjski nosač, koji je često povezan s ogradom mosta, naziva se rubni uzdužni nosač. Uzdužni nosači izrađuju se od valjanih i limenih nosača. Domet im je do 12 m. Budući da su uzdužne grede izložene najizravnijem utjecaju pomičnih opterećenja, njihova krutost na savijanje je posebno važna. U slučaju željezničkih mostova, teži se rasponu visine nosača od 1/8 do 1/10. Uzdužni nosači od visokokvalitetnog čelika općenito su neprikladni zbog velikog savijanja. Kod mnogih starih mostova veza uzdužnih nosača izvedena je prema sl. 15. Jedan spojni kotnik leži između krakova valjanog nosača, a drugi se oslanja na cijelu visinu poprečnog nosača. Kod ovakvih spojeva dolazi do značajnih sekundarnih naprezanja, au mnogim slučajevima kod njih dolazi do zamornih lomova, kao i do pukotina na mjestu sječenja kraka. Iz tog razloga takvi spojevi nisu dopušteni na željezničkim mostovima. Ako se rezanje nogu ne može izbjeći, te rezove treba napraviti s velikim zaobljenjem, kako bi se izbjegao rizik od pukotina.
Sl. 15 — Uzdužni potporni spoj
Drenaža
Odvodnji mostova treba posvetiti veliku pozornost. Brza i potpuna odvodnja vode najvažniji je preduvjet dugog vijeka kolničke površine, ali i samog mosta. Osim povećanog hrđanja i povećanih troškova održavanja, područja zadržavanja vode također su opasna zbog oštećenja od smrzavanja. Ukoliko niveleta mosta to dopušta, cestovni mostovi trebaju imati određeni uzdužni pad (ne manji od 1%), koji bi osigurao dotok vode u odvod. Voda zagađena uljem i prašinom odvodi se olucima. Ovi oluci moraju imati dovoljan uzdužni pad i moraju biti dostupni kako bi se mogli redovito čistiti.
Sl. 16 — Drenažni i zaštitni slojevi površine ceste
Asfaltni kolnici nisu apsolutno nepropusni. Posebna izolacija ispod asfalta može se izostaviti ako asfalt leži na betonskoj ploči koja je vibrirana, a sama ploča je velikim dijelom nepropusna. Ako kolnik nije dovoljno vodonepropusn, pa dio oborinskih voda probija, potrebno je osigurati izolaciju. Za čelične mostove dolaze u obzir premazi od asfaltnog bitumena ili terra itd., izolacijski slojevi od bitumenskih izolacijskih masa s čvrstim umetcima od papira s vunenim filcom ili jutanim tkanjem, kao i izolacijski slojevi od metalnih folija od bakra ili aluminija. Izolacijski slojevi moraju biti zaštićeni od mehaničkih oštećenja zaštitnim slojevima.
Opisi padova, oluka, asfalta, betonskih ploča, bitumenskih masa, filca, jute i metalnih folija su povijesni. Suvremena odvodnja, hidroizolacija, čelična zaštita, detalji prodora i održavanja projektirani su kao usklađeni sustav prema važećim propisima, klimatskim uvjetima, prometu i stvarnoj konstrukciji.
Sl. 17 — Detalj drenaže uz rub mosta
Spojnice
Limeni nosači imaju malu krutost u smjeru okomitom na ravninu nosača, rešetke s pretpostavljenim spojevima u čvorovima čak su višestruko pomične u poprečnom smjeru. Stoga su za stvaranje prostorno stabilnih konstrukcija najprije potrebni vjetrobran i poprečni okviri. Nadalje, trebali bi primiti opterećenja koja djeluju poprečno na ravninu glavnih oslonaca i konačno osigurati konstrukciju od izvijanja i prevrtanja.
Brzine protiv vjetra
Ove spojnice dimenzionirane su za primanje sila od 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 ujedno i okomice spojke protiv vjetra.
Za opterećeni most uzima se manje opterećenje vjetrom nego za neopterećeni most. Ako presjek to dopušta, rešetkasti mostovi po mogućnosti imaju dva vjetrobrana između nosača glavnih nosača. Pogledajte skice sustava na sl. 18 u kojem su spojke protiv vjetra i poprečne spojnice označene isprekidanim linijama.
Broj i tip poprečnih spojnica mora biti dovoljan za stvaranje prostorno krutog sustava. Uobičajeno je da rešetke osiguravaju stabilnost iu slučaju kuglastih zglobova. Luke i Gerberove grede, s iznimkom malih mostova, ukrućuju se posebnim spojkama protiv vjetra i protiv izvijanja. Na spojevima glavnih oslonaca spojnice moraju biti izvedene tako da ne utječu na djelovanje spojnica, sl. 18e.
Sl. 18 — Raspored spojnica protiv vjetra
Široke kolničke ploče od lima ili armiranog betona vrlo su krute u svojim ravninama. Ako rasponi nisu preveliki, posebne spojnice protiv vjetra mogu se izostaviti, jer odgovarajuću ulogu može preuzeti kolnička ploča. Moraju se poduzeti mjere za primanje poprečnih sila samo tijekom sastavljanja.
Pri odabiru ispune treba imati na umu da su općenito sile u šipkama male, a duljine savijanja šipki velike. Stoga se preferiraju rešetke s kratkim šipkama (npr. K-sustav ili rombični sustav). Ponekad se spojka protiv vjetra vješa na nosače ceste kako bi se smanjila duljina savijanja. Za spojnice iznad kolnika često se koristi rombični sustav bez vertikala.
Visinski položaj spojnice prema vjetru uglavnom je određen konstrukcijskim uvjetima (sl. 19). Ako je moguće, i ovdje se izbjegava ekscentrični spoj. posebno kod velikih sila, a spojka protiv vjetra postavljena je na takav način da se osovine šipki sijeku u ravninama glavnih oslonaca (sl. 20).
Sl. 19 — Visinski položaj spojnice protiv vjetra
Sl. 20 — Spojni čvor protiv vjetra
Poprečni okviri
Mostovi s kolnikom iznad mogu se ukrutiti lakim rešetkastim okvirima prema sl. 22. Poprečne spojnice u obliku okvira mogu se spojiti na glavne ukrute limenih greda. Na sl. 21 mnogo konopa postavljeno je preko zateznog okvira na dva spoja, tj. preko rešetke ispod poprečnog nosača, tako da im se može pristupiti sa srednje staze za pregled.
Sl. 21 — Poprečni okvir i vodič za ugradnju
Sl. 22 — Rešetkasti križni okvir
Kod mostova ispod kojih je kolnik, oblik poprečnih okvira određen je slobodnim profilom za prolaz vozila. Mostovi s rešetkastim poprečnim okvirima prikazani su na sl. 23d. Poprečni okviri koji raspoređuju opterećenje (sl. 24) potrebni su za roštilje kako bi uključili suradnju svih glavnih nosača čak i za djelomično opterećenje. Ako se radi o željezničkom mostu sa zakrivljenim kolosijekom ili ako su glavni nosači u zavoju, to treba uzeti u obzir tijekom statičkog proračuna spojnica.
Sl. 23 — Primjeri poprečnih spojnica i glavnih oslonaca
Sl. 24 — Poprečni presjek i poprečna greda za raspodjelu opterećenja na Ruhrskom mostu kod Herdeckea
Spojnica protiv bočnih udara
Između uzdužnih oslonaca željezničkih mostova (sl. 23c) potrebno je predvidjeti posebnu spojnicu za prihvat bočnih udara vozila. Uzdužni I-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 — Spojnica protiv bočnih udara
Kvačilo protiv kočenja
Poprečni nosači nisu u mogućnosti primiti sile koje djeluju u uzdužnom smjeru mosta a nastaju prilikom kočenja ili pokretanja vozila te ih treba rasteretiti ugradnjom antikočionih spojnica. To su rešetkasti ravni nosači (sl. 26) koji spajaju uzdužne nosače spojkom protiv vjetra (sl. 27). Često postoji visinska razlika između nosača i spojke. A u slučajevima kada se duljina nosača može izravno povezati sa spojkom protiv vjetra, potrebna je posebna spojka protiv kočenja, budući da šipke koje ispunjavaju spojku protiv vjetra ne mogu primiti značajno opterećenje savijanja. U nekim slučajevima može se kombinirati u jednu spojku protiv vjetra, spojku protiv bočnog udara i spojku protiv kočenja za kolnik.
Sl. 26 — Sustav kvačila protiv kočenja
Sl. 27 — Kvačilo protiv kočenja