Pomembna strokovna in varnostna opomba: To je arhivski strokovni pregled, ne projekt, statični izračun, ocena obstoječega mostu ali navodila za gradnjo, pregled ali sanacijo. Prvotne delitve, razponi, razmerja, napetosti, materiali, detajli spojev in konstrukcijske rešitve so bili preneseni brez strokovnega preverjanja in se ne smejo uporabljati kot sodobna specifikacija. Projektiranje in dela na mostovih zahtevajo pooblaščene projektante in izvajalce, veljavne predpise in standarde, geotehnične in hidrološke podatke, izračune trajnih in spremenljivih vplivov, utrujanja, vetra, temperature, potresnosti, stabilnosti, temeljev, montažnih pogojev in robustnosti ter preskuse materialov, korozijo, stike in dejansko stanje konstrukcije. Dostop do konstrukcije, delo na višini, promet, dvigovanje, varjenje, rezanje in montaža prinašajo smrtonosna tveganja in zahtevajo poseben načrt zaščite.
Projektiranje, izgradnja in sanacija jeklenih mostov ni del nove javne ponudbe Sava Kusića. Trenutni fokus so lesena okna, leseno-aluminijasta okna, okna po meri in vrata. Za projekt oken ali vrat lahko pošljete povpraševanje za ponudbo.
Lokalni mostovi
Poznamo prave ločne mostove s togimi loki, ki lahko sprejmejo vse vrste udarcev, in ločne mostove, sestavljene iz palic, kjer se tog sistem pridobi z obstojem ojačitvenega nosilca. Ojačani lok (Langerjeva greda) je izračunan ob predpostavki zgibnih zvez, zato je lok obremenjen samo z normalnimi silami. Upogibne momente prevzame ojačitveni nosilec, ki opravlja tudi vlogo napetosti, če se lok nahaja nad nosilcem.
Loki in Langerjevi nosilci so za večje razpone varčnejši od grednih mostov, ker enakomerno porazdeljeno polno obremenitev sprejme samo nosilna linija loka. Z izjemo dodatnih sil nastanejo momenti samo zaradi delne obremenitve in so bistveno manjši v lokih kot v tramovih.
Sl. 1 — Mrežna vrata
Sl. 2 — Kositrna vrata
a) Konstrukcije lokov. Vpeta pristanišča se redko gradijo zaradi težav pri vpenjanju podpore. Najpogostejši so priključki na dveh sklepih. Priključki s tremi tečaji imajo to prednost, da premikanje nosilcev in sprememba temperature ne povzročata sil v njih. Uporabljajo se zlasti pri nizkem razmerju f/l in v primeru nezanesljivih tal. Togi priključki so izdelani kot rešetke (slika 1) ali kot kovinski nosilci (slika 2). Obočna konstrukcija se nahaja nad in pod cestiščem, ugreznjenemu cestišču se izogibamo iz estetskih razlogov. Priključki nad cestiščem so opremljeni z oporniki, da sprejmejo potisk pristanišča. Če je lok togo povezan z nosilci sosednjih odprtin (sl. 1 c in e), je mogoče vplivati na statične dimenzije v širokih mejah.
b) Daljši nosilci imajo razmeroma močne loke, saj je upogibna dolžina enaka razdalji med vozlišči zgornje povezave. Rešitve z lokom pod pločnikom (sl. 3d) se redko uporabljajo pri mostovih. Nosilec za ojačitve je lahko pločevina ali mreža. Pri obeh rešitvah se ta žarek lahko neprekinjeno nadaljuje v sosednja polja, tako da se ustvarijo neprekinjeni ali Gerberjevi sistemi (slika 3b). Na sl. 4 prikazuje prečni prerez mostu z enim srednjim nosilcem. Nosilna konstrukcija je sestavljena iz paličastega loka, togih obešal in zaprte votle škatle kot ojačitvenega nosilca, ki sprejema torzijske in upogibne momente.
Sl. 3 — Daljši žarki
Sl. 4 — Prerez mostu z enim vmesnim glavnim nosilcem
c) Okvirni mostovi. Kadar je treba zagotoviti prosto višino profila po celotni širini odprtine, se podboji izvajajo na dveh ali treh spojih z nižjo nosilno višino kot pri enostavnih nosilcih zaradi delovanja okvirja (slika 5).
e) Izračun. Loki se običajno izračunajo ob predpostavki, da se njihova os ne deformira. Vendar so lahko elastične deformacije precejšnje. Pri rešitvah z visečo napetostjo se statične vrednosti zaradi deformacije ne spremenijo veliko, medtem ko lahko deformacija ravnih lokov in Langerjevih nosilcev pomembno vpliva na statične vrednosti.
Sl.5— Okvirni mostovi
Viseči mostovi
Mrežaste viseče mostove, ki so sami po sebi togi, so gradili zelo redko. Sodobni viseči mostovi imajo ojačitveni nosilec, ki omejuje in izravnava upogibanje zaradi koncentriranih sil. Viseči mostovi z velikimi razponi so most Golden Gate pri San Franciscu (slika 6a) z razponom 1280m in Washington Bridge pri New Yorku (slika 6b) z razponom 1067m.
Ojačevalni nosilci so pločevinasti ali rešetkasti, konstantne višine ali z majhnim prirastkom višine nad srednjimi nosilci. Razmerje med dolžino in razponom je večinoma izbrano v razmerju 1/9 do 1/11. Različne nesreče so pokazale, da je na majhnih višinah lahko togost prenizka, še posebej pri majhni lastni teži in majhni širini mostu.
Sl. 6 — Ameriški viseči mostovi: a) Golden Gate Bridge v San Franciscu (1937), b) Washington Bridge v New Yorku (1931), c) Florianopolis Bridge v Brasilii (1926)
Zobnik
a) Členkaste verige členov z razširjenimi konci, ki ležijo prosto vzporedno drug ob drugem in se soočajo na stičiščih s prekrivajočimi se členi iz sosednjih polj, so izdelane na dva načina - z zabitimi ojačitvami iz lamel na koncih ali z razširjenimi konci, pridobljenimi s kovanjem (slika 7). Veriga mostu čez Ren je bila zgrajena iz nikljevega jekla z natezno trdnostjo od 5,5 do 6,5 t/cm2. Pri manjših ameriških visečih mostovih je veriga izdelana iz običajne jeklene litine, v nekaterih primerih tudi iz legiranega ali kaljenega jekla.
Sl. 7 — Mostna veriga Florianopolis
b) Spiralni vrvni kabli. Zaprte vrvi so izdelane iz svetle žice. Notranje plasti žice so zaščitene s prevleko svinčevega minija, medtem ko so zunanje površine posameznih žic prevlečene z zaščitno plastjo.
Spiralne okrogle žične vrvi v ameriških mostovih so sestavljene večinoma iz žic, ki so vroče pocinkane in delno ovite na podoben način.
Hladno vlečene mostne žice imajo pretržno trdnost od 12 do 20 t/cm2. Utrujalna trdnost se lahko bistveno zmanjša, če je zunanja površina hladno vlečenih žic v slabem stanju.
Raztezek spiralne vrvi je odvisen od materiala za žice kot tudi od načina izdelave vrvi. Elastična razteznost v območju normalnih dovoljenih napetosti znaša od 0,003 do 0,004. Ker so vrvi ob prvi obremenitvi trajno, plastično raztegnjene s 0,001, so včasih pred uporabo vrvi predobremenjene z največjo silo in tako raztegnjene. Prednost tega raztezanja je omejena, saj se znaten del “trajnega raztezanja” izgubi po popuščanju vrvi med nadaljnjo montažo.
Zgodovinske enote, imena jekel, zaščitni premazi, trdnosti, razširitve in metode izdelave ali vlivanja kabelskih glav niso sodobne specifikacije. Stanje obstoječih verig, vrvi, sider, kabelskih glav in zaščitnih oblog se ugotavlja z dokumentacijo, pregledom in preizkusi; ni mogoče razbrati iz tega splošnega besedila.
Sidranje
Verige gležnjev so zasidrane z vložki v nosilcih, ki so vbetonirani v temelje za sidranje.
Spiralne vrvi imajo ustrezne glave na koncih (slika 8). pri katerem se žice razpletajo v obliki metle, po čiščenju pa se napolnijo z belo kovino. Strokovno ulite glave imajo enako moč kot vrv.
Sl. 8 — Kabelske glave: a) preprosta glava, b) ameriška glava, c) Renska mostna glava
Vzmetenje in kabelske vezice
Obešalniki so izdelani iz okroglega jekla, predvsem iz cevi ali žičnih vrvi (sl. 9 in 11). V primeru zaprtih vrvi so kabelske vrvi prekrite s kabelskimi vezicami (slika 10). Pri ločenih kabelskih snopih so obešanja zasnovana tako, da je mogoče posamezne vrvi po potrebi zamenjati z novimi. Obešala vrvi so privezana s kabelskimi glavami, majhne razlike v dolžini pa izravnamo s podložkami.
Sl. 9 — Viseči, stari most čez Ren
Sl. 10 — Kabelske vezice mostu čez Ren: a) novi most, b) stari most
Sl. 11 — Kabelske vezice in obešalne vrvi
Stolpi (stebri)
Stolpi visečih mostov so spodaj zgibni, lahko pa tudi vpeti, kar je večinoma v Ameriki. Veriga je trdno pritrjena na stolpe. Premična podpora je potrebna samo takrat, ko stolpom ni mogoče zaupati horizontalnih sil, ki bi se pojavile pri mirujočih podporah.
Za velike viseče mostove so prednostni nižji zagozdeni stolpi. V tem primeru se lahko najprej montirajo stolpi, nato verižniki in obešala ter na koncu ojačitveni nosilci. Pri samosidranih visečih mostovih so potrebni obsežni odri, saj statični sistem začne delovati šele, ko je ojačitveni nosilec zaprt.
Cestni nosilci in cestna plošča
Glede na promet in vzdrževanje se moramo potruditi, da se pločnik na mostu, če je le mogoče, ne razlikuje od pločnika na povezovalnih delih ceste ali železnice. Ker sam pločnik nima dovolj lastne togosti, se mora opreti na površinski sistem v vertikalni smeri, pa tudi na sistem, ki mu zagotavlja horizontalno bočno oporo. Tako imenovana tirna deska sloni na tirnih nosilcih, ki so v glavnem sestavljeni iz vzdolžnih in prečnih nosilcev.
Prečni nosilci
Prečni nosilci prenašajo gibljive obremenitve na glavne nosilce. So tudi pomemben del sklopk. Prečni nosilci ležijo neposredno na glavnih nosilcih in pri poševnih mostovih, zato je njihov razpon enak razmaku glavnih nosilcev. Prečni nosilci so običajno pločevinasti, za kratke dolžine pa navadni valjani nosilci. Koristno je, da je njihova višina v območju od 1/6 do 1/8, pri velikih mostovih in majhni razdalji med prečnimi nosilci (predvsem pri tlakovcih) pa je lahko ta višina celo 1/20. obseg.
Prečne nosilce praviloma obravnavamo kot enostavne nosilce, ki so togo povezani z glavnimi nosilci, tako da v prerezu mostu nastanejo odprti ali zaprti okvirji. Zaradi tega prihaja do ščipajočih momentov, ki jih je treba upoštevati predvsem pri povezavah.
Sl. 12 — Prečna povezava
V primeru, da je spodaj pločnik, se spoj izvede z enostavnimi veznimi kotniki oz. cestne plošče, ki so vstavljene v prečni nosilec (slika 12), ali v navpičnice I-prereza in namesto njihovih reber (slika 13). Rešitev na sl. 14 je še posebej tog, saj je tam konzolna plošča vdelana tako v prečni nosilec kot tudi v navpičnico, tako da moment na vogalu sprejmejo strižni vijaki. Pri drugih rešitvah se ne moremo izogniti delnemu strganju vijakov in zvijanju povezovalnih kotov. Priključki po sl. 12 in 13 sta bistveno bolj deformirana pod vplivom momenta kot tista po sl. 14. Podobne rešitve se pojavljajo tudi pri drugih položajih pločnikov. Polaganje prečnih nosilcev na glavne nosilce je možno le z zadostno konstrukcijsko višino. Nato je treba glavne pločevinaste nosilce utrditi na mestih, kjer deluje obremenitev.
Sl. 13 in 14 — Različice prečne povezave
Vzdolžne podpore
Vzdolžne podpore so lahko pod cestiščem in pod prehodi za pešce. Zunanji nosilec, ki je pogosto povezan z ograjo mostu, imenujemo robni vzdolžni nosilec. Vzdolžni nosilci so izdelani iz valjanih in pločevinastih nosilcev. Njihov obseg je do 12 m. Ker so vzdolžni nosilci izpostavljeni najbolj neposrednemu vplivu gibljive obremenitve, je njihova upogibna togost še posebej pomembna. Za železniške mostove je predvidena višina nosilca od 1/8 do 1/10 razponov. Vzdolžni nosilci iz kakovostnega jekla so praviloma neprimerni zaradi velikega upogiba. Pri mnogih starih mostovih je bila povezava vzdolžnih nosilcev izvedena po sl. 15. En vezni kotnik leži med krakoma valjanega nosilca, drugi pa se naslanja na celotno višino prečnega nosilca. Pri tovrstnih povezavah prihaja do znatnih sekundarnih napetosti, v mnogih primerih pa do utrujajočih prelomov pri njih ter do razpok na mestu reza kraka. Zaradi tega takšne povezave niso dovoljene na železniških mostovih. Če se rezanju nog ni mogoče izogniti, je treba te reze narediti z veliko zaokroženostjo, da se izognete nevarnosti razpok.
Sl. 15 — Vzdolžna podporna povezava
Drenaža
Odvodnjavanju mostov je treba posvetiti veliko pozornosti. Hitro in popolno odvajanje vode je najpomembnejši pogoj za dolgo življenjsko dobo cestišča, pa tudi samega mostu. Poleg povečanega rjavenja in višjih stroškov vzdrževanja so območja zadrževanja vode nevarna tudi zaradi poškodb zaradi zmrzali. Če niveleta mostu to dopušča, morajo imeti cestni mostovi določen vzdolžni padec (ne manjši od 1%), ki zagotavlja pretok vode v odvodnik. Z oljem in prahom onesnaženo vodo odvajamo po žlebovih. Ti žlebovi morajo imeti zadosten vzdolžni nagib in morajo biti dostopni, da jih je mogoče redno čistiti.
Sl. 16 — Drenažni in zaščitni sloji cestne površine
Asfaltni tlaki niso popolnoma neprepustni. Posebne izolacije pod asfaltom se lahko odpovemo, če asfalt leži na betonski plošči, ki je bila vibrirana in je ta sama v veliki meri neprepustna. Če tlak ni dovolj nepropusten, da del meteorne vode prodre, je potrebno zagotoviti izolacijo. Za jeklene mostove pridejo v poštev prevleke iz asfaltnega bitumna ali terra ipd., izolacijske plasti iz bitumenskih izolacijskih mas s trdnimi vložki iz papirja z volneno klobučevino ali juto tkanjem ter izolacijske plasti iz kovinskih folij iz bakra ali aluminija. Izolacijske plasti morajo biti zaščitene pred mehanskimi poškodbami z zaščitnimi plastmi.
Opisi prepadov, žlebov, asfalta, betonskih plošč, bitumenskih mas, klobučevine, jute in kovinskih folij so zgodovinski. Sodobno odvodnjavanje, hidroizolacija, jeklena zaščita, prebojni detajli in vzdrževanje so zasnovani kot usklajen sistem glede na veljavne predpise, podnebne razmere, promet in dejansko gradnjo.
Sl. 17 — Detajl drenaže ob robu mostu
Spojke
Kositrni nosilci imajo majhno togost v smeri, pravokotni na ravnino nosilca, rešetke s predpostavljenimi spoji v vozliščih so celo večkratno gibljive v prečni smeri. Zato so za ustvarjanje prostorsko stabilnih struktur najprej potrebni vetrni nosilci in prečni okvirji. Poleg tega morajo sprejeti obremenitve, ki delujejo prečno na ravnino glavnih nosilcev, in končno zagotoviti konstrukcijo proti upogibanju in prevrnitvi.
Spojke proti vetru
Te sklopke so dimenzionirane za sprejemanje sil vetra in drugih horizontalnih obremenitev. Sestavljeni so iz rešetk ali nosilcev okvirja, ravnih ali ukrivljenih glede na pasove. Pasovi spojk proti vetru so večinoma tudi pasovi glavnih nosilcev. Pogosto so prečne podpore tudi navpičnice sklopke proti vetru.
Za obremenjen most se upošteva manjša obremenitev vetra kot za neobremenjen most. Če prečni prerez to dopušča, imajo rešetkasti mostovi prednostno dve vetrni opornici med nosilcema glavnih nosilcev. Glej sistemske skice na sl. 18, pri katerem so spojke proti vetru in prečne spojke označene s črtkanimi črtami.
Število in vrsta prečnih sklopk morata zadostovati za ustvarjanje prostorsko togega sistema. Običajno je, da rešetke zagotavljajo stabilnost tudi pri krogelnih zgibih. Luke in Gerberjevi nosilci, razen majhnih mostov, so ojačeni s posebnimi spojkami proti vetru in proti uklonu. Na spojih glavnih nosilcev morajo biti spojke izvedene tako, da ne vplivajo na delovanje spojev, sl. 18e.
Sl. 18 — Razporeditev spojk proti vetru
Široke tlakovne plošče iz pločevine ali armiranega betona so v svojih ravninah zelo toge. Če razponi niso preveliki, lahko posebne spojke proti vetru opustimo, saj lahko ustrezno vlogo prevzame tlakovna deska. Sprejeti je treba ukrepe za sprejemanje prečnih sil le med montažo.
Pri izbiri polnila je treba upoštevati, da so na splošno sile v palicah majhne, upogibne dolžine palic pa velike. Zato so prednostne rešetke s kratkimi palicami (npr. K-sistem ali rombični sistem). Včasih je spojka proti vetru obešena na nosilce ceste, da se zmanjša dolžina upogiba. Za spojke nad pločnikom se pogosto uporablja rombasti sistem brez vertikal.
Višinski položaj sklopke proti vetru določajo predvsem konstrukcijski pogoji (slika 19). Če je možno, se tudi tu izognemo ekscentrični povezavi. zlasti pri velikih silah, sklopka proti vetru pa je nastavljena tako, da se gredi palic sekajo v ravninah glavnih nosilcev (slika 20).
Sl. 19 — Višinski položaj spojke proti vetru
Sl. 20 — Vozlišče za zaščito pred vetrom
Križni okvirji
Mostove s cestiščem zgoraj je mogoče utrditi z lahkimi rešetkastimi okvirji v skladu s sl. 22. Prečne spojke v obliki okvirja se lahko povežejo z glavnimi ojačitvami pločevinastih nosilcev. Na sl. 21 Veliko kablov je položenih čez napenjalni okvir na dveh spojih, to je čez rešetko pod prečnim nosilcem, tako da so dostopni s srednje revizijske steze.
Sl. 21 — Prečni okvir in vodnik za namestitev
Sl. 22 — Mrežasti križni okvir
Pri mostovih z voziščem spodaj je oblika prečnih okvirjev določena s prostim profilom za prehod vozil. Mostovi z rešetkastimi prečnimi okvirji so prikazani na sl. 23d. Prečni okvirji, ki porazdelijo obremenitev (slika 24), so potrebni za žare, da vključijo sodelovanje vseh glavnih nosilcev tudi pri delni obremenitvi. Če gre za železniški most z zakrivljenim tirom ali če so glavni nosilci v zavoju, je treba to upoštevati pri statičnem izračunu sklopk.
Sl. 23 — Primeri prečnih sklopk in glavnih nosilcev
Sl. 24 — Prerez in prečni nosilec za porazdelitev obremenitve na mostu čez reko Ruhr blizu Herdecke
Sklopka za bočni udar
Med vzdolžnimi nosilci železniških mostov (slika 23c) je potrebno zagotoviti posebno spojko za sprejem bočnih trkov vozil. Vzdolžni I-nosilci so sorazmerno zelo malo togi v prečni smeri, zato je zaželeno, da sklopka proti bočnim udarcem poveča njihovo varnost pred bočnim upogibanjem (slika 25).
Sl. 25 — Sklopka proti bočnim trkom
Protizavorna sklopka
Prečni nosilci ne morejo prevzeti sil, ki delujejo v vzdolžni smeri mostu in nastanejo pri zaviranju ali speljevanju vozila, zato jih je treba razbremeniti z vgradnjo protizavornih sklopk. So mrežaste ploščate opore (slika 26), ki povezujejo vzdolžne opore s spojko proti vetru (slika 27). Med nosilcem in sklopko je pogosto višinska razlika. In v primerih, ko je mogoče dolžino nosilcev neposredno povezati s protivetrno sklopko, je potrebna posebna protizavorna sklopka, saj palice, ki polnijo protivetrno sklopko, ne morejo prejeti znatne upogibne obremenitve. V nekaterih primerih se lahko združi v eno samo cestno sklopko proti vetru, spojko proti bočnemu trku in spojko proti zaviranju.
Sl. 26 — Sistem protizavorne sklopke
Sl. 27 — Protizavorna sklopka