Dôležitá odborná a bezpečnostná poznámka: Ide o archívny odborný posudok, nie návrh, statický výpočet, posúdenie existujúceho mosta alebo návod na stavbu, obhliadku alebo sanáciu. Pôvodné delenia, rozpätia, pomery, napätia, materiály, detaily spojov a konštrukčné riešenia boli prenesené bez odborného overenia a nesmú byť použité ako moderná špecifikácia. Projektovanie a práce na mostoch si vyžadujú autorizovaných projektantov a dodávateľov, aktuálne predpisy a normy, geotechnické a hydrologické údaje, výpočet trvalých a premenlivých účinkov, únavy, vetra, teploty, seizmicity, stability, základov, montážnych podmienok a robustnosti, ako aj skúšky materiálov, korózie, spojov a skutočného stavu konštrukcie. Prístup ku konštrukcii, práca vo výškach, premávka, zdvíhanie, zváranie, rezanie a montáž prinášajú smrteľné riziká a vyžadujú si špeciálny plán ochrany.
Projektovanie, výstavba a sanácia oceľových mostov nie sú súčasťou novej verejnej ponuky Savo Kusić. Aktuálne sú zamerané drevené okná, drevené hliníkové okná, vlastné okná a dvere. Pre projekt okien alebo dverí môžete poslať žiadosť o cenovú ponuku.
Oblúkové mosty
Existujú skutočné oblúkové mosty s pevnými oblúkmi, ktoré môžu prijímať všetky druhy nárazov, a oblúkové mosty zložené z tyčí, kde je pevný systém získaný existenciou výstužného nosníka. Vystužený oblúk (Langerov nosník) je vypočítaný za predpokladu kĺbových spojení, takže oblúk je zaťažený len normálovými silami. Ohybové momenty preberá výstužný nosník, ktorý plní aj úlohu ťahu, ak je oblúk umiestnený nad nosníkom.
Oblúky a Langerove nosníky sú pre väčšie rozpätia ekonomickejšie ako trámové mosty, pretože rovnomerne rozložené plné zaťaženie preberá len nosná línia oblúka. S výnimkou prídavných síl sú momenty spôsobené len čiastočným zaťažením, preto sú v oblúkoch výrazne menšie ako v nosníkoch.
Obr. 1 — Grid porty
Obr.2— Cínové porty
a) Oblúkové konštrukcie. Upínané prístavy sa stavajú zriedkavo kvôli ťažkostiam s upínaním podpery. Najbežnejšie sú porty na dvoch kĺboch. Porty s tromi pántmi majú tú výhodu, že pohyb podpier a zmena teploty v nich nespôsobujú sily. Sú použiteľné najmä pre nízky pomer f/l a pre prípad nespoľahlivej pôdy. Pevné porty sú vyrobené ako mriežky (obr.1) alebo ako plechové podpery (obr.2). Oblúková konštrukcia je umiestnená nad a pod vozovkou, zapadnutej vozovke sa vyhýba z estetických dôvodov. Porty nad vozovkou prijímajú vzpery, aby prijali ťah portu. Ak je oblúk pevne spojený s nosníkmi susedných otvorov (obr.1c a e), statické veličiny možno ovplyvňovať v širokých medziach.
b) Langerove nosníky majú pomerne silné oblúky, pretože dĺžka ohybu sa rovná vzdialenosti medzi uzlami horného spojenia. Riešenia s oblúkom pod chodníkom (obr. 3d) sa v mostoch používajú zriedka. Nosník pre výstuhy môže byť plechový alebo mriežkový. Pri oboch riešeniach môže tento lúč plynule pokračovať do susedných polí, čím sa vytvoria spojité alebo Gerberove systémy (obr. 3b). Na obr. 4 zobrazuje prierez mosta s jedným stredným nosníkom. Nosná konštrukcia sa skladá z tyčového oblúka, pevných závesov a uzavretej dutej skrine ako výstužného nosníka, ktorý zachytáva torzné a ohybové momenty.
Obr.3— Langerove lúče
Obr.4— Prierez mosta s jedným medziľahlým hlavným nosníkom
_c) Rámové mosty. Keď je potrebné zabezpečiť voľnú výšku profilu po celej šírke otvoru, aplikujú sa rámy na dva alebo tri spoje s nižšou výškou podpery ako pri jednoduchých nosníkoch vplyvom rámu (obr.5).
e) Výpočet. Oblúky sa zvyčajne počítajú za predpokladu, že sa ich os nedeformuje. Elastické deformácie však môžu byť značné. V závesných ťahových riešeniach sa statické veličiny v dôsledku deformácie príliš nemenia, pričom deformácia v priamych oblúkoch a Langerových nosníkoch môže mať významný vplyv na statické veličiny.
Obr.5— Rámové mostíky
Visuté mosty
Mriežkové visuté mosty, ktoré sú vo svojej podstate tuhé, sa stavajú len zriedka. Moderné visuté mosty majú výstužný nosník, ktorý obmedzuje a vyrovnáva ohyb od sústredených síl. Visuté mosty s veľkými rozpätiami sú most cez Golden Gate pri San Franciscu (obr.6a) rozsah1280ma Washington Bridge neďaleko New Yorku (obr.6b) rozsah1067m.
Stužujúce nosníky sú plechové alebo mriežkové, s konštantnou výškou alebo s malým zvýšením výšky nad strednými podperami. Pomer šípky k rozpätiu sa volí väčšinou v pomere1/9do1/11. Rôzne nehody ukázali, že v malých výškach môže byť tuhosť príliš nízka, najmä pri nízkej vlastnej hmotnosti a malej šírke mosta.
Obr.6— Americké visuté mosty: a) Most cez Golden Gate v San Franciscu (1937), b) Washington Bridge v New Yorku (1931), c) Most Florianopolis v Brazílii (1926)
Ozubené koleso
a) Kĺbové reťaze článkov s rozšírenými koncami, ktoré ležia voľne paralelne k sebe a sú oproti sebe v spojoch so vzájomnými presahmi článkov zo susedných polí, sa vyrábajú dvoma spôsobmi - s nitovanými výstužami z lamiel na koncoch alebo s rozšírenými koncami získanými kovaním (obr.7). Reťaz mosta cez Rýn bola postavená z niklovej ocele s pevnosťou v ťahu5,5do6,5t/cm2. V menších amerických visutých mostoch je reťaz vyrobená z normálnej liatej ocele a v niektorých prípadoch z legovanej alebo tvrdenej ocele.
Obr.7— Florianopolis Bridge Chain
b) Špirálové lanové káble. Uzavreté laná sú vyrobené z lesklého drôtu. Vnútorné vrstvy drôtu sú chránené povlakom z oloveného minia, zatiaľ čo vonkajšie povrchy jednotlivých drôtov sú potiahnuté ochrannou vrstvou.
Špirálové kruhové drôtené laná v amerických mostoch pozostávajú väčšinou z drôtov, ktoré sú žiarovo pozinkované a čiastočne obalené podobným spôsobom.
Za studena ťahané mostíkové drôty majú medzu pevnosti od 12 do 20 t/cm2. Únavovú pevnosť možno výrazne znížiť, ak je vonkajší povrch drôtov ťahaných za studena v zlom stave.
Predĺženie špirálového lana závisí od materiálu drôtov, ako aj od spôsobu výroby lana. Elastická rozťažnosť v oblasti normálneho dovoleného napätia je 0,003 až 0,004. Keďže laná sú pri prvom zaťažení permanentne, plasticky natiahnuté o 0,001, niekedy pred použitím sú laná predpäté najväčšou silou a tým natiahnuté. Výhoda tohto natiahnutia je obmedzená, pretože značná časť „trvalého natiahnutia“ sa stratí po uvoľnení lana počas ďalšej inštalácie.
Historické jednotky, názvy ocelí, ochranné nátery, pevnosti, rozťažnosti a spôsoby výroby alebo nalievania káblových hlavíc nie sú modernými špecifikáciami. Stav existujúcich reťazí, lán, kotiev, káblových hlavíc a ochranných náterov sa zisťuje dokumentáciou, kontrolou a skúšaním; z tohto všeobecného textu nemožno odvodiť.
Kotvenie
Reťaze z článkov sa kotvia pomocou hmoždiniek v podperách, ktoré sa zabetónujú do základov na kotvenie.
Špirálové laná majú na koncoch zodpovedajúce hlavy (obr.8). v ktorej sú drôty rozmotané v tvare metly a po očistení sú vyplnené bielym kovom. Odborne odliate hlavy majú rovnakú pevnosť ako lano.
Obr.8— Hlavy káblov: a) jednoduchá hlavica, b) americká hlavica, c) hlavica rýnskeho mostíka
Odpruženie a káblové spojky
Vešiaky sú vyrobené z kruhovej ocele, najmä z rúrok alebo drôtených lán (obr.9a11). V prípade uzavretých lán sú káblové laná pokryté sťahovacími páskami (obr.10). V prípade samostatných káblových zväzkov sú závesy navrhnuté tak, aby bolo možné jednotlivé laná v prípade potreby vymeniť za nové. Lanové závesy sú zviazané káblovými hlavami a malé rozdiely v dĺžke sa vyrovnávajú podložkami.
Obr.9— Záves, starý most cez Rýn
Obr.10— Káblové spojky mosta cez Rýn: a) nový most, b) starý most
Obr.11— Sťahovacie a závesné laná
Veže (pylóny)
Veže visutých mostov sú dole sklopné, prípadne sa dajú upnúť, čo je väčšinou prípad Ameriky. Retiazka je pevne pripevnená k vežiakom. Pohyblivá podpera je potrebná len vtedy, keď vežiam nemožno zveriť horizontálne sily, ktoré by nastali pri nepohyblivých podperách.
Pri veľkých visutých mostoch sa uprednostňujú nižšie klinové veže. V takom prípade je možné najskôr namontovať veže, potom prevodníky a závesy a nakoniec výstužné nosníky. Pri samokotvených visutých mostoch je potrebné rozsiahle lešenie, pretože statický systém začína pôsobiť až po uzavretí výstužného nosníka.
Cestné podpery a cestná doska
S ohľadom na dopravu a údržbu by sme sa mali snažiť, aby sa dlažba na moste podľa možnosti nelíšila od dlažby na spojovacích častiach cesty alebo železnice. Keďže samotná dlažba nemá dostatočnú tuhosť, musí sa spoliehať na plošný systém vo vertikálnom smere, ako aj na systém, ktorý jej poskytuje horizontálnu bočnú oporu. Takzvaná koľajová doska spočíva na koľajových nosníkoch, ktoré pozostávajú hlavne z pozdĺžnych a priečnych nosníkov.
Priečne podpery
Priečne nosníky prenášajú pohybujúce sa zaťaženie na hlavné nosníky. Sú tiež dôležitou súčasťou spojok. Priečne nosníky ležia priamo na hlavných nosníkoch av prípade šikmých mostov, takže ich rozpätie sa rovná rozstupom hlavných nosníkov. Priečne podpery sú zvyčajne plechové, pre krátke dĺžky a bežné valcované podpery. Je užitočné, že ich výška sumy1/6do1/8rozpätie, hoci v prípade veľkých mostov a malej vzdialenosti medzi priečnymi nosníkmi (najmä v prípade chodníkovej dosky) môže byť táto výška aj1/20rozsah.
Za priečne podpery sa spravidla považujú jednoduché nosníky, ktoré sú pevne spojené s hlavnými podperami, takže v priereze mosta vznikajú otvorené alebo uzavreté rámy. Z tohto dôvodu dochádza k zovretiu, s čím treba počítať najmä pri spojoch.
Obr.12— priečne spojenie
V prípade, že je chodník dole, spojenie sa vykoná jednoduchými spojovacími uholníkmi alebo cestnými platňami, ktoré sa vložia do priečnika (obr.12), alebo vo vertikálach I-rezu a v mieste ich rebier (obr.13). Riešenie na obr.14je obzvlášť tuhý, pretože tam je konzolová doska zapustená ako v priečnej podpere, tak aj vo zvislej polohe, takže moment v rohu je zachytený strižnými skrutkami. Pri iných riešeniach sa nedá vyhnúť čiastočnému roztrhnutiu skrutiek a ohnutiu spojovacích uhlov. Pripojenia podľa obr.12a13sú podstatne viac deformované vplyvom momentu ako tie podľa obr.14. Podobné riešenia existujú aj pre iné polohy chodníkov. Ukladanie priečnych podpier na hlavné podpery je možné len s dostatočnou konštrukčnou výškou. Potom by mali byť plechové hlavné podpery vystužené v miestach pôsobenia zaťaženia.
Obr. 13 a 14 — Varianty priečneho spojenia
Pozdĺžne podpery
Pozdĺžne podpery môžu byť pod vozovkou a pod priechodmi pre chodcov. Vonkajší nosník, ktorý sa často spája s mostným zábradlím, sa nazýva okrajový pozdĺžnik. Pozdĺžne podpery sú vyrobené z valcovaných a plechových podpier. Ich rozsah je až 12 m. Pretože pozdĺžne nosníky sú vystavené najpriamejšiemu vplyvu pohybujúceho sa zaťaženia, je obzvlášť dôležitá ich tuhosť proti ohybu. Pre železničné mosty je určená výška nosníka rozpätia 1/8 až 1/10. Pozdĺžne podpery z kvalitnej ocele sú všeobecne nevhodné z dôvodu vysokého ohybu. Pri mnohých starých mostoch sa spojenie pozdĺžnych nosníkov realizovalo podľa obr. 15. Jeden spojovací uhol leží medzi nohami valcovanej podpery, zatiaľ čo druhý spočíva na celej výške priečnej podpery. Pri týchto typoch spojov dochádza k výrazným sekundárnym napätiam a v mnohých prípadoch sa pri nich vyskytli únavové zlomy, ako aj trhliny v mieste prerezania nohy. Z tohto dôvodu nie sú takéto spojenia na železničných mostoch povolené. Ak sa nedá vyhnúť rezaniu nôh, tieto rezy by sa mali robiť s veľkým zaoblením, aby sa predišlo riziku prasklín.
Obr. 15 — Pripojenie pozdĺžnej podpory
Odvodnenie
Odvodňovaniu mostov by sa mala venovať veľká pozornosť. Rýchle a úplné odvedenie vody je najdôležitejším predpokladom dlhej životnosti povrchu vozovky, ako aj samotného mosta. Okrem zvýšeného hrdzavenia a zvýšených nákladov na údržbu sú miesta na zadržiavanie vody nebezpečné aj v dôsledku poškodenia mrazom. Ak to úroveň mosta umožňuje, cestné mosty by mali mať určitý pozdĺžny spád (nie menší ako 1%), ktorý by zabezpečil prietok vody do kanalizácie. Voda znečistená olejom a prachom je odvádzaná cez žľaby. Tieto žľaby musia mať dostatočný pozdĺžny spád a musia byť prístupné, aby sa dali pravidelne čistiť.
Obr. 16 — Drenážne a ochranné vrstvy povrchu vozovky
Asfaltové chodníky nie sú absolútne nepriepustné. Špeciálnu izoláciu pod asfaltom možno vynechať, ak asfalt leží na betónovej doske, ktorá bola zvibrovaná a samotná doska je z veľkej časti nepriepustná. Ak chodník nie je dostatočne nepriepustný, takže časť prívalovej vody prenikne, treba zabezpečiť izoláciu. Pre oceľové mosty, nátery z asfaltových bitúmenov alebo terra atď. sa uvažujú izolačné vrstvy z bitúmenových izolačných hmôt s pevnými vložkami z papiera s vlnenou plsťou alebo jutovým výpletom, ako aj izolačné vrstvy z kovových fólií z medi alebo hliníka. Izolačné vrstvy musia byť chránené pred mechanickým poškodením ochrannými vrstvami.
Popisy spádov, žľabov, asfaltu, betónových platní, bitúmenových hmôt, plsti, juty a kovových fólií sú historické. Moderné odvodnenie, hydroizolácia, ochrana ocele, detaily prestupov a údržba sú navrhnuté ako harmonizovaný systém podľa súčasných predpisov, klimatických podmienok, dopravy a aktuálnej výstavby.
Obr. 17 — Detail odvodnenia pozdĺž okraja mosta
Spojky
Cínové podpery majú malú tuhosť v smere kolmom na rovinu podpery, rošty s predpokladanými spojmi v uzloch sú dokonca viacnásobne pohyblivé v priečnom smere. Preto sú na vytvorenie priestorovo stabilných konštrukcií najprv potrebné veterné výstuhy a priečne rámy. Okrem toho by mali prijať zaťaženie, ktoré pôsobí priečne na rovinu hlavných podpier a nakoniec zabezpečiť konštrukciu proti vybočeniu a prevráteniu.
Spojky proti vetru
Tieto spojky sú dimenzované na zachytávanie síl od vetra a iných horizontálnych zaťažení. Pozostávajú z mriežok alebo rámových podpier, rovných alebo zakrivených podľa pásov. Pásy spojok proti vetru sú väčšinou aj pásy hlavných podpier. Často sú priečne podpery zároveň vertikálami spojky proti vetru.
Pri zaťaženom moste sa odoberá menšie zaťaženie vetrom ako pri nezaťaženom moste. Ak to prierez umožňuje, priehradové mosty majú prednostne dve zavetrovacie vzpery medzi nosníkmi hlavných nosníkov. Pozrite si náčrty systému na obr. 18, v ktorom sú spojky proti vetru a priečne spojky označené prerušovanými čiarami.
Počet a typ priečnych spojok musí byť dostatočný na vytvorenie priestorovo tuhého systému. Je bežné, že mriežky zabezpečujú stabilitu aj v prípade guľových kĺbov. Porty a Gerberove nosníky, s výnimkou malých mostíkov, sú vystužené špeciálnymi spojkami proti vetru a proti vybočeniu. Na spojoch hlavných podpier musia byť spojky vyrobené tak, aby neovplyvňovali činnosť spojov, obr.18e.
Obr.18— Usporiadanie spojok proti vetru
Široké chodníkové dosky z plechu alebo železobetónu sú vo svojich rovinách veľmi tuhé. Ak rozpätia nie sú príliš veľké, je možné vynechať špeciálne spojky proti vetru, pretože príslušnú úlohu môže prevziať doska chodníka. Len pri montáži treba prijať opatrenia na zachytenie priečnych síl.
Pri výbere výplne je potrebné mať na pamäti, že vo všeobecnosti sú sily v tyčiach malé a dĺžky ohybu tyčí sú veľké. Preto sú preferované mriežky s krátkymi dĺžkami tyčí (napr. K-systém alebo kosoštvorcový systém). Niekedy sa spojka proti vetru zavesí na cestné podpery, aby sa skrátila dĺžka ohybu. Pre spojky nad chodníkom sa často používa kosoštvorcový systém bez vertikál.
Výšková poloha spojky proti vetru je určená najmä konštrukčnými podmienkami (obr.19). Ak je to možné, aj tu sa vyhneme excentrickému spojeniu. najmä pri veľkých silách a spojka proti vetru je nastavená tak, že hriadele tyčí sa pretínajú v rovinách hlavných podpier (obr.20).
Obr.19— Nadmorská výška spojky proti vetru
Obr.20— Náveterný spojovací uzol
Krížové rámy
Mosty s vozovkou hore môžu byť vystužené ľahkými priehradovými rámami podľa obr.22. Priečne spojky vo forme rámu môžu byť spojené s hlavnými výstuhami plechových nosníkov. Na obr.21veľa vedení bolo umiestnených cez napínací rám na dvoch spojoch, teda cez mriežku pod priečnikom, aby boli prístupné zo strednej revíznej dráhy.
Obr.21— Priečny rám a návod na inštaláciu
Obr.22— Mriežkový priečny rám
Pri mostoch s jazdnou dráhou dole je tvar priečnych rámov určený voľným profilom pre prejazd vozidiel. Mosty s priehradovými priečnymi rámami sú znázornené na obr.23d. Priečne rámy, ktoré rozkladajú zaťaženie (obr.24) sú potrebné pre grily, aby sa zapojili všetky hlavné podpery aj pri čiastočnom zaťažení. Ak ide o železničný most s oblúkovou koľajou alebo ak sú hlavné nosníky v oblúku, treba to zohľadniť pri statickom výpočte spojok.
Obr.23— Príklady priečnych spojok a hlavných podpier
Obr.24— Prierez a priečny nosník na rozloženie zaťaženia na moste cez Porúrie pri Herdecke
Spojka proti bočným nárazom
Medzi pozdĺžnymi nosníkmi železničných mostov (obr.23c) je potrebné zabezpečiť špeciálne spojovacie zariadenie na zachytávanie bočných nárazov vozidla. I-pozdĺžne nosníky sú proporcionálne veľmi málo tuhé v priečnom smere, preto je žiaduce, aby spojka proti bočným nárazom zvýšila ich bezpečnosť proti bočnému vybočeniu (obr.25).
Obr. 25 — Spojka proti bočným nárazom
Spojka proti brzdeniu
Priečne nosníky nie sú schopné zachytiť sily, ktoré pôsobia v pozdĺžnom smere mosta a vznikajú pri brzdení alebo rozjazde vozidla a treba ich odľahčiť inštaláciou protibrzdových spojok. Sú to mriežkové ploché podpery (obr. 26), ktoré spájajú pozdĺžne podpery spojkou proti vetru (obr. 27). Medzi nosičom a spojkou je často výškový rozdiel. A v prípadoch, keď dĺžka podpier môže byť priamo spojená s protivetrovou spojkou, je potrebná špeciálna protibrzdová spojka, pretože tyče vypĺňajúce protiveternú spojku nie sú schopné prijať významné ohybové zaťaženie. V niektorých prípadoch môže byť kombinovaná do jedinej spojky proti vetru, spojky proti bočnému nárazu a spojky proti brzdeniu.
Obr.26— Protibrzdový spojkový systém
Obr.27— Spojka proti brzdeniu