Notă importantă profesională și de siguranță: Aceasta este o revizuire de experți de arhivă, nu o proiectare, un calcul static, o evaluare a unui pod existent sau instrucțiuni de construcție, inspecție sau reabilitare. Diviziunile, deschiderile, raporturile, tensiunile, materialele, detaliile de îmbinare și soluțiile de construcție originale au fost transferate fără verificare profesională și nu trebuie utilizate ca specificație modernă. Proiectarea și lucrările la poduri necesită proiectanți și antreprenori autorizați, reglementări și standarde în vigoare, date geotehnice și hidrologice, calculul efectelor permanente și variabile, oboseală, vânt, temperatură, seismicitate, stabilitate, fundații, condiții de montaj și robustețe, precum și testarea materialelor, coroziunii, îmbinărilor și starea reală a structurii. Accesul la structură, lucrul la înălțime, traficul, ridicarea, sudarea, tăierea și asamblarea implică riscuri mortale și necesită un plan de protecție special.
Proiectarea, construcția și reabilitarea podurilor din oțel nu fac parte din noua ofertă publică a Savo Kusić. Accentul curent este ferestre din lemn, ferestre din lemn-aluminiu, ferestre personalizate și uși. Pentru un proiect de fereastră sau ușă, puteți trimite cerere de ofertă.
Poduri cu arc
Există adevărate poduri arc cu arcuri rigide, care pot primi tot felul de impacturi, și punți arc formate din tije, unde un sistem rigid se obține prin existența unei grinzi de rigidizare. Un arc rigidizat (grindă Langer) este calculat în ipoteza unor conexiuni articulate, astfel încât arcul este încărcat numai cu forțe normale. Momentele încovoietoare sunt preluate de grinda de rigidizare, care îndeplinește și rolul de tensiune dacă arcul este situat deasupra grinzii.
Arcurile și grinzile Langer sunt mai economice decât podurile cu grinzi pentru deschideri mai mari, deoarece sarcina completă distribuită în mod egal este primită doar de linia de susținere a arcului. Cu excepția forțelor suplimentare, momentele sunt cauzate doar de încărcare parțială, deci sunt semnificativ mai mici în arcade decât în grinzi.
Smochin.1— Porturi latice
Smochin.2— Porturi de tablă
a) Construcții cu arc. Porturile prinse sunt rareori construite din cauza dificultăților de prindere a suportului. Cele mai comune sunt porturile pe două îmbinări. Porturile cu trei balamale au avantajul că mișcarea suporturilor și schimbarea temperaturii nu provoacă forțe în ele. Ele sunt aplicabile în special pentru raportul scăzut f/l și pentru cazul solului nesigur. Porturile rigide sunt realizate ca grile (fig.1) sau ca suporturi de tablă (fig.2). Structura arcuită este situată deasupra și sub carosabil, drumul scufundat este evitat din motive estetice. Porturile de deasupra carosabilului primesc bretele pentru a primi forța portului. Dacă arcul este legat rigid de grinzile deschiderilor adiacente (fig.1c și e), mărimile statice pot fi influențate în limite largi.
b) Grinzile Langer au arcade relativ puternice, deoarece lungimea de îndoire este egală cu distanța dintre nodurile conexiunii superioare. Soluțiile cu arc sub pavaj (fig. 3d) sunt rar folosite în poduri. Grinda pentru rigidizări poate fi din tablă sau grilă. Cu ambele soluții, acel fascicul poate fi continuat în câmpuri învecinate, astfel încât să fie create sisteme continue sau Gerber (fig. 3b). În fig. 4 arată o secțiune transversală a unui pod cu o grindă mijlocie. Structura de susținere constă dintr-un arc de tijă, umerașe rigide și o cutie goală închisă ca grindă de rigidizare care primește momente de torsiune și încovoiere.
Smochin.3— razele Langer
Smochin.4— Secțiunea transversală a unui pod cu o grindă principală intermediară
c) Poduri de cadru. Când este necesar să se asigure înălțimea liberă a profilului pe toată lățimea deschiderii, se aplică rame pe două sau trei rosturi cu o înălțime de sprijin mai mică decât la grinzile simple datorită efectului cadrului (fig.5).
e) Calcul. Arcurile sunt de obicei calculate pe ipoteza că axa lor nu se deformează. Cu toate acestea, deformațiile elastice pot fi considerabile. În soluțiile de tensiune suspendată, cantitățile statice nu se modifică mult din cauza deformării, în timp ce deformarea în arcurile drepte și grinzile Langer poate avea un efect semnificativ asupra cantităților statice.
Smochin.5— Poduri cu cadru
Poduri suspendate
Podurile suspendate cu zăbrele, care sunt în mod inerent rigide, sunt rareori construite. Podurile suspendate moderne au o grindă de rigidizare, care limitează și egalizează îndoirea din forțele concentrate. Podurile suspendate cu deschideri mari sunt podul peste Golden Gate de lângă San Francisco (Fig.6a) intervalul1280m, și Podul Washington de lângă New York (fig.6b) interval1067m.
Grinzile de rigidizare sunt tablă sau zăbrele, de înălțime constantă sau cu o mică creștere a înălțimii deasupra suporturilor din mijloc. Raportul dintre săgeți și interval este ales în mare parte în raport1/9la1/11. Diverse accidente au arătat că la înălțimi mici, rigiditatea poate fi prea mică, mai ales cu greutatea proprie redusă și lățimea mică a podului.
Smochin.6— Poduri suspendate americane: a) Pod peste Golden Gate din San Francisco (1937), b) Podul Washington din New York (1931), c) Podul Florianopolis din Brasilia (1926)
Pinion
a) Lanțurile articulate de zale cu capete expandate, care se află liber paralele între ele și se înfruntă între ele la îmbinările cu suprapuneri reciproce ale verigilor din câmpuri adiacente, se realizează în două moduri - cu armături nituite din lamele la capete sau cu capete expandate obținute prin forjare (Fig.7). Lanțul podului peste Rin a fost construit din oțel nichel rezistent la tracțiune5,5la6,5t/cm2. În podurile suspendate americane mai mici, lanțul este realizat din oțel turnat normal și, în unele cazuri, din oțel aliat sau călit.
Smochin.7— Lanțul podului Florianopolis
b) Cabluri de cablu spiralate. Corzile închise sunt făcute din sârmă strălucitoare. Straturile interioare ale firului sunt protejate cu un strat de plumb, în timp ce suprafețele exterioare ale firelor individuale sunt acoperite cu un strat protector.
Frânghiile spiralate rotunde din podurile americane constau în mare parte din fire care sunt galvanizate la cald și parțial înfășurate într-un mod similar.
Firmele de punte trase la rece au o rezistență la rupere de la 12 la 20 t/cm2. Rezistența la oboseală poate fi redusă semnificativ dacă suprafața exterioară a firelor trase la rece este în stare proastă.
Alungirea cablului spiralat depinde de materialul pentru fire, precum și de metoda de realizare a cablului. Expansiunea elastică în zona tensiunilor normale admisibile se ridică la 0,003 la 0,004. Deoarece frânghiile sunt întinse în permanență, plastic de 0,001 în timpul primei încărcări, uneori, înainte de utilizare, frânghiile sunt preîncărcate cu cea mai mare forță și astfel întinse. Beneficiul acestei întinderi este limitat, deoarece o parte semnificativă a „întinderii permanente” se pierde după slăbirea frânghiei în timpul instalării ulterioare.
Unitățile istorice, denumirile de oțel, acoperirile de protecție, rezistența, expansiunile și metodele de fabricare sau turnare a capetelor de cablu nu sunt specificații moderne. Starea lanțurilor, frânghiilor, ancorelor, capetelor de cablu și a învelișurilor de protecție existente este determinată prin documentare, inspecție și testare; nu poate fi dedus din acest text general.
Ancorare
Lanțurile din articole sunt ancorate cu dibluri în suporturi care sunt betonate în fundații pentru ancorare.
Corzile spiralate au capete corespunzătoare la capete (fig.8). in care firele se desfac in forma de matura, iar dupa curatare se umplu cu metal alb. Capetele turnate cu experiență au aceeași rezistență ca și frânghia.
Smochin.8— Capete de cablu: a) cap simplu, b) cap american, c) cap de pod Rin
Suspensie și legături de cablu
Umerașele sunt realizate din oțel rotund, în special din țevi sau cabluri de sârmă (fig.9şi11). În cazul cablurilor închise, cablurile sunt acoperite cu coliere (fig.10). În cazul fasciculelor de cabluri separate, suspensiile sunt proiectate astfel încât cablurile individuale să poată fi înlocuite cu altele noi dacă este necesar. Umerașele din frânghii sunt legate cu capete de cablu, în timp ce micile diferențe de lungime sunt egalizate cu lamele.
Smochin.9— Suspensie, pod vechi peste Rin
Smochin.10— Legături de cablu ale podului peste Rin: a) pod nou, b) pod vechi
Fig. 11 — Legături pentru cabluri și frânghii pentru agățat
Turnuri (stâlpi)
Turnurile podurilor suspendate sunt articulate în partea de jos sau pot fi prinse, ceea ce este mai ales în America. Lanțul este atașat ferm de turnuri. Sprijinul mobil este necesar doar atunci când turnurilor nu li se pot încredința forțe orizontale, ceea ce ar apărea cu suporturi staționare.
Pentru podurile suspendate mari, se preferă turnurile inferioare cu pane. În acest caz, pot fi montate mai întâi turnurile, apoi lanțurile și umerasele și, în final, grinzile de rigidizare. În podurile suspendate autoancorate, este necesară o schelă extinsă, deoarece sistemul static începe să acționeze numai atunci când grinda de rigidizare este închisă.
Suporturi rutiere și panou rutier
În vederea traficului și întreținerii, ar trebui să încercăm să ne asigurăm că pavajul de pe pod nu diferă, dacă este posibil, de pavajul de pe părțile de legătură ale drumului sau căii ferate. Întrucât pavajul în sine nu are suficientă rigiditate proprie, trebuie să se bazeze pe un sistem de suprafață pe direcție verticală, precum și pe un sistem care îi asigură suport lateral orizontal. Așa-numita plăci de șenile se sprijină pe suporturi de șină, care constau în principal din suporturi longitudinale și transversale.
Suporturi transversale
Grinzile transversale transferă sarcinile în mișcare către grinzile principale. Ele sunt, de asemenea, o parte importantă a cuplajelor. Grinzile transversale se află direct pe grinzile principale și în cazul podurilor înclinate, astfel încât deschiderea lor este egală cu distanța dintre grinzile principale. Suporturile transversale sunt de obicei din tablă, pentru lungimi scurte și suporturi laminate obișnuite. Este util ca înălțimea lor să se ridice1/6la1/8deschidere, deși în cazul podurilor mari și a unei distanțe mici între grinzile transversale (mai ales în cazul unei plăci de pavaj), această înălțime poate fi egală.1/20gamă.
De regulă, suporturile transversale sunt considerate grinzi simple, care sunt conectate rigid la suporturile principale, astfel încât în secțiunea transversală a podului se creează cadre deschise sau închise. Din aceasta cauza apar momente de ciupire, care trebuie luate in considerare in special la legaturi.
Smochin.12— Conexiune transversală
În cazul în care pavajul este coborât, îmbinarea se face cu unghiuri de legătură simple, sau plăci de drum, care se introduc în traversă (fig.12), sau în verticalele secțiunii I și în locul nervurilor acestora (fig.13). Soluția din fig.14este deosebit de rigid, deoarece acolo tabla cantilever este înglobată atât în suportul transversal, cât și în verticală, astfel încât momentul la colț este primit de șuruburile de forfecare. Cu alte soluții, nu se poate evita ca șuruburile să se rupă parțial și ca unghiurile de conectare să fie îndoite. Conexiuni conform fig.12şi13sunt semnificativ mai deformate sub influența momentului decât cele din fig.14. Soluții similare apar și pentru alte poziții ale pavajului. Așezarea suporturilor transversale pe suporturile principale este posibilă numai cu o înălțime structurală suficientă. Apoi, suporturile principale din tablă ar trebui să fie rigidizate în locurile în care este aplicată sarcina.
Smochin.13şi14— Variante ale conexiunii traversei
Suporturi longitudinale
Suporturile longitudinale pot fi sub carosabil și sub trecerile de pietoni. Grinda exterioară, care este adesea conectată la balustrada podului, se numește grinda longitudinală de margine. Suporturile longitudinale sunt realizate din suporturi laminate și din tablă. Gama lor este de până la12 m. Deoarece grinzile longitudinale sunt expuse la cea mai directă influență a sarcinii în mișcare, rigiditatea lor împotriva îndoirii este deosebit de importantă. In cazul podurilor de cale ferata se urmareste inaltimea grinzii1/8la1/10gamă. Suporturile longitudinale din oțel de înaltă calitate sunt în general nepotrivite din cauza îndoirii mari. În multe poduri vechi, îmbinarea grinzilor longitudinale s-a realizat conform fig.15. Un unghi de legătură se află între picioarele suportului rulat, în timp ce celălalt se sprijină pe toată înălțimea suportului transversal. Cu aceste tipuri de conexiuni apar solicitări secundare semnificative și, în multe cazuri, s-au produs rupturi de oboseală cu ele, precum și fisuri în punctul în care este tăiat piciorul. Din acest motiv, astfel de conexiuni nu sunt permise la podurile de cale ferată. Dacă tăierea piciorului nu poate fi evitată, aceste tăieturi trebuie făcute cu o rotunjire mare, pentru a evita riscul de fisuri.
Smochin.15— Conexiune de sprijin longitudinal
Drenaj
Drenarea podurilor trebuie acordată o mare atenție. Drenarea rapidă și completă a apei este cea mai importantă condiție prealabilă pentru durata lungă de viață a suprafeței drumului, precum și a podului în sine. Pe lângă ruginirea crescută și costurile de întreținere crescute, zonele de reținere a apei sunt, de asemenea, periculoase din cauza daunelor cauzate de îngheț. Dacă nivelul podului o permite, podurile rutiere ar trebui să aibă o anumită cădere longitudinală (nu mai mică de 1%), care să asigure curgerea apei către scurgere. Apa contaminată cu ulei și praf este evacuată prin jgheaburi. Aceste jgheaburi trebuie să aibă o cădere longitudinală suficientă și să fie accesibile, pentru a fi curățate în mod regulat.
Fig. 16 — Straturi de drenare și protecție ale suprafeței drumului
Pavajele de asfalt nu sunt absolut impermeabile. Se poate renunța la izolația specială sub asfalt dacă asfaltul se află pe o placă de beton care a fost vibrată, iar placa în sine este în mare parte impermeabilă. Dacă pavajul nu este suficient de impermeabil, astfel încât o parte din apa pluvială să pătrundă, trebuie asigurată izolație. Pentru podurile din oțel se au în vedere acoperiri din bitum asfaltic sau terasă etc., straturi izolante din mase izolante bituminoase cu inserții solide de hârtie cu țesut din pâslă de lână sau iută, precum și straturi izolante din folii metalice din cupru sau aluminiu. Straturile de izolație trebuie protejate de deteriorări mecanice cu straturi de protecție.
Descrierile căderilor, jgheaburi, asfalt, plăci de beton, mase bituminoase, pâslă, iută și folii metalice sunt istorice. Drenajul modern, hidroizolația, protecția oțelului, detaliile de penetrare și întreținerea sunt concepute ca un sistem coordonat conform reglementărilor în vigoare, condițiilor climatice, traficului și construcției efective.
Smochin.17— Detaliu de drenaj de-a lungul marginii podului
Conjuncții
Grinzile din tablă au o rigiditate redusă în direcția perpendiculară pe planul grinzilor, grilele cu îmbinări presupuse în noduri sunt chiar multiple mobile pe direcția transversală. Prin urmare, bretele de vânt și cadrele transversale sunt necesare pentru a crea mai întâi structuri stabile spațial. Mai mult, ar trebui să primească sarcini care să acționeze transversal față de planul suporturilor principale și, în final, să asigure construcția împotriva flambajului și răsturnării.
Molizi împotriva vântului
Aceste cuplaje sunt dimensionate pentru a primi forțele de la vânt și alte sarcini orizontale. Sunt formate din grile sau suporturi de cadru, drepte sau curbate conform curelelor. Curelele de cuplare împotriva vântului sunt în mare parte și curele suporturilor principale. Adesea, suporturile transversale sunt și verticalele cuplajului împotriva vântului.
Se presupune o sarcină de vânt mai mică pentru un pod încărcat decât pentru un pod descărcat. Dacă secțiunea transversală permite acest lucru, podurile de ferme au de preferință două bretele de vânt între grinzile grinzilor principale. Vezi schițele sistemului din fig.18în care cuplările în sensul vântului și cuplările transversale sunt marcate cu linii întrerupte.
Numărul și tipul de cuplari transversale trebuie să fie suficiente pentru a crea un sistem rigid din punct de vedere spațial. Este obișnuit ca grilele să asigure stabilitatea și în cazul articulațiilor sferice. Porturile și grinzile Gerber, cu excepția podurilor mici, sunt rigidizate cu cuplaje speciale împotriva vântului și împotriva flambajului. La îmbinările suporturilor principale, cuplajele trebuie realizate în așa fel încât să nu afecteze acțiunea îmbinărilor, fig.18e.
Smochin.18— Dispunerea cuplajelor împotriva vântului
Plăcile late de pavaj din tablă sau beton armat sunt foarte rigide în planurile lor. Dacă deschiderile nu sunt prea mari, cuplajele speciale împotriva vântului pot fi omise, deoarece rolul corespunzător poate fi preluat de placa de pavaj. Numai în timpul asamblarii trebuie luate măsuri pentru absorbția forțelor transversale.
Atunci când alegeți umplutura, trebuie avut în vedere faptul că, în general, forțele din tije sunt mici, iar lungimile de îndoire ale tijelor sunt mari. Prin urmare, sunt preferate zăbrelele cu lungimi mici de tijă (de exemplu, sistemul K sau sistemul rombic). Uneori, cuplajul anti-vânt este atârnat pe suporturile de drum pentru a reduce lungimea de îndoire. Pentru cuplajele deasupra pavajului se folosește adesea sistemul rombic fără verticale.
Poziția înălțimii cuplajului împotriva vântului este determinată în principal de condițiile structurale (fig.19). Dacă este posibil, o conexiune excentrică este evitată și aici. mai ales cu forțe mari, iar cuplarea împotriva vântului este stabilită în așa fel încât arborii tijelor să se intersecteze în planurile suporturilor principale (fig.20).
Smochin.19— Poziția la altitudine a cuplajului anti-vânt
Smochin.20— Nod de cuplare spre vânt
Rame încrucișate
Podurile cu carosabilul sus pot fi rigidizate cu rame ușoare de zăbrele conform fig.22. Cuplajele transversale sub formă de cadru pot fi conectate la rigidizările principale ale grinzilor din tablă. În fig.21multe linii au fost plasate peste cadrul de tensionare pe două îmbinări, adică peste grătarul de sub traversă, astfel încât acestea să fie accesibile de pe calea de inspecție din mijloc.
Smochin.21— Cadru transversal și ghidare de instalare
Smochin.22— Cadru în cruce cu zăbrele
În cazul podurilor cu carosabil dedesubt, forma cadrelor transversale este determinată de profilul liber pentru trecerea vehiculelor. În fig.23d. Rame transversale care distribuie sarcina (fig.24) sunt necesare pentru grătare pentru a angaja cooperarea tuturor suporturilor principale chiar și pentru încărcare parțială. Dacă este vorba de un pod de cale ferată cu șină curbă sau dacă grinzile principale sunt în curbă, acest lucru trebuie luat în considerare la calculul static al cuplajelor.
Smochin.23— Exemple de cuplaje transversale și suporturi principale
Smochin.24— Secțiune transversală și traversă pentru distribuirea sarcinii pe podul peste Ruhr, lângă Herdecke
Cuplare împotriva impacturilor laterale
Între grinzile longitudinale ale podurilor de cale ferată (fig.23c) este necesar să se prevadă un cuplaj special pentru primirea impacturilor laterale ale vehiculului. Grinzile I-longitudinale sunt proporțional foarte puțin rigide pe direcția transversală, deci este de dorit ca cuplarea împotriva impacturilor laterale să le mărească siguranța împotriva flambajului lateral (Fig.25).
Fig. 25 — Cuplaj împotriva impacturilor laterale
Ambreiaj antifrânare
Grențele transversale nu sunt capabile să primească forțele care acționează în direcția longitudinală a podului și apar la frânare sau la începerea conducerii vehiculului și ar trebui să fie eliberate prin instalarea de cuplaje antifrânare. Sunt suporturi plane cu zăbrele (fig. 26) care leagă suporturile longitudinale cu un cuplaj împotriva vântului (fig. 27). Există adesea o diferență de înălțime între suport și cuplaj. Și în cazurile în care lungimea suporturilor poate fi conectată direct cu cuplajul anti-vânt, este nevoie de un cuplaj special anti-frânare, deoarece tijele care umplu cuplajul anti-vânt nu pot primi o sarcină de încovoiere semnificativă. În unele cazuri, poate fi combinat într-un singur cuplaj rutier anti-vânt, cuplaj anti-impact lateral și cuplare antifrânare.
Smochin.26— Sistem de ambreiaj antifrânare
Smochin.27— Ambreiaj antifrânare