CUPRINS3

INTRODUCERE7

1. SUPRASTRUCTURI DE PODURI PE GRINZI9

1.1. Aspecte generale9

1.2. Suprastructuri pentru poduri feroviare15

1.3. Suprastructuri pentru poduri rutiere23

1.4. Armonizarea normelor i reglementrilor tehnice naionale cu

normele europene de proiectare n domeniul construciilor33

2. MATERIALE. ACIUNI37

2.1. Materiale. Caracteristici de calcul37

2.1.1. Generaliti37

2.1.2. Betonul38

2.1.2.1. Rezistenele betonului38

2.1.2.2. Deformaii elastice41

2.1.2.3. Contracia i curgerea lent44

2.1.2.4. Rezistenele de calcul la compresiune i ntindere51

2.1.3. Oelul beton52

2.1.4. Oelul structural56

2.1.4.1. Generaliti. Sistemul de notare56

2.1.4.2. Caracteristici i caliti de oeluri pentru construcii58

2.1.4.3. Tenacitatea la rupere64

2.1.4.4. Valorile grosimilor maxime admise67

2.1.4.5. Ductilitatea la destrmare lamelar a tablelor70

2.1.5. Conectori74

2.2. Aciuni. Baze de calcul78

2.2.1.Baze de calcul78

2.2.2. Aciuni la poduri83

2.2.2.1. Poduri de cale ferat. Aciuni din trafic84

2.2.2.2. Poduri rutiere. Aciuni din trafic90

2.2.3. Aprecieri privind aciunile i bazele de calcul96

3.GRINZI PRINCIPALE CU SECIUNE COMPUS OEL BETON97

3.1. Aspecte generale97

3.2. Limea activ de dal99

3.2.1. Limea activ de dal conform EN 1994-2:2005100

3.2.2. Limea activ de dal conform normelor romne101

3.3. Determinarea coeficientului de echivalen102

3.3.1. Norme romne102

3.3.1.1. ncrcri de scurt durat102

3

3.3.1.2. ncrcri permanente i temporare de lung durat103

3.3.2. EN 1994-2:2005103

3.3.2.1. ncrcri de scurt durat103

3.3.2.2. ncrcri permanente i temporare de lung durat103

3.4. Etapele de construcie104

3.5. Clasificarea seciunilor transversale ale grinzilor107

3.6. Calculul momentului rezistent (capabil)108

3.6.1. Momentul capabil elastic108

3.6.1.1. Calculul i verificarea tensiunilor normale109

3.6.1.2. Momentul capabil elastic112

3.6.2. Momentul rezistent plastic113

3.6.2.1. Momentul rezistent plastic pentru o seciunesupus la

moment ncovoietor pozitiv114

3.6.2.2. Momentul rezistent plastic pentru o seciunesupus la117

moment ncovoietor negativ

3.6.3. Momentul capabil neliniar la ncovoiere118

3.7. Calculul la aciunea forei tietoare119

3.7.1. Fora tietoare vertical capabil plastic119

3.7.2. Fora tietoare capabil la flambaj119

3.7.3. ncovoierea cu for tietoare119

3.8. Fore transversale aplicate inimilor121

3.9. Conectarea la lunecare. Calculul elementelor de legtur121

3.9.1. Norme romne121

3.9.1.1. Capacitatea portant a elementelor de legtur elastice121

3.9.1.2. Determinarea numrului de elemente de legtur122

3.9.2. EN 1994-2:2005122

3.9.2.1. Fora de lunecare capabil de calcul122

3.9.2.2. Influena ntinderii asupra forei capabile de lunecare123

3.9.2.3. Determinarea numrului de elemente de legtur124

3.10. Oboseala124

3.10.1. Coeficieni pariali de siguran124

3.10.2. Rezistena la oboseal124

3.10.3. Eforturi secionale i ncrcri de oboseal125

3.10.4. Domeniu eforturi unitare126

3.10.4.1. Oel structural126

3.10.4.2. Conectori126

3.10.5. Evaluarea oboselii pe baza domeniului eforturilor unitare127

nominale

3.10.5.1. Oel structural127

3.10.5.2. Conectori pentru preluarea lunecrii127

4. POD RUTIER CU STRUCTUR COMPUS OEL-BETON.

EXEMPLU DE CALCUL129

4.1. Prezentarea structurii129

4.2. Determinarea caracteristicilor geometrice ale seciunilor134

4.2.1. Limea activ de dal134

4.2.2. Coeficientul de echivalen136

4

4.2.3. Caracteristicile geometrice ale seciunilor caracteristice137

4.3. Verificarea eforturilor unitare normale137

4.3.1. Verificarea eforturilor unitare normale din ncrcri137

permanentei utile, metoda rezistenelor admisibile

4.3.2 Verificarea eforturilor unitare normale din ncrcri138

permanente i utile, metoda strilor limit

4.3.3. Momentul capabil elastic140

4.3.4. Comentarii i observaii142

4.4. Moment plastic rezistent143

4.5. Fora tietoare vertical capabil plastic146

4.6. Fora tietoare capabil la flambaj147

4.7. ncovoierea cu for tietoare147

4.8. Calculul la oboseal148

4.8.1. Verificarea sudurii longitudinale a platbandelor de legtur148

rigidizri transversale talp inferioar ntins

4.8.2. Sudurile care prind conectorii de talpa superioar a grinzii152

metalice, n imediata apropiere a reazemelor

4.9. Verificarea stabilitii tlpii comprimate n faza de montaj156

4.10. Verificri la voalare a inimii grinzilor metalice157

4.10.1. Literatura tehnic romn157

4.10.2. Stabilitatea local a grinzilor cu inim plin n161

conformitate cu normativul prEN1993

4.11. Detalii constructive162

ANEXA A. Stabilirea solicitrilor. Norme romne Euronorme170

BIBLIOGRAFIE177

5

6

INTRODUCERE

n momentul actual este unanim recunoscut faptul c, structurile compuse (compozite) oel-beton ofer soluii deosebit de eficiente n majoritatea tipurilor de construcii construcii civile i industriale, platforme maritime pentru extragerea hidrocarburilor, diferite construcii cu destinaii speciale i, nu n ultimul rnd, utilizarea deosebit de eficient a acestora n domeniul podurilor de cale ferat i a podurilor de osea.Combinarea oelului i a betonului ntr-un sistem structural unitar a avut loc cu mult timp nainte de a se cunoate comportarea mecanic detaliat a unor elemente de tip compus, ns saltul calitativ s-a realizat odat cu dezvoltarea modelelor de calcul a elementelor din beton armat i, n paralel, verificarea n practic a modului real de comportare n timp a acestora.

Evoluia structurilor de construcii n general, i a celor n soluie compus n particular, este n leg tur direct cu evoluia calitii i a caracteristicilor materialelor, n special cele legate de rezistena mecanic, dar, n egal msur o mare influen au avut-o perfecionarea i evoluia metodelor i a tehnicii de calcul, precum i dezvoltarea tehnologiei de fabricaie i de montaj.n paralel au crescut cerinele de performan i de siguran impuse de norme, cu att mai mult cu ct, unele din aceste construcii trebuie s funcioneze n condiii deosebit de severe sau chiar extreme, cum este cazul construciilor foarte nalte, amplasate uneori i n zone cu nivel seismic ridicat, platforme maritime, poduri cu deschidere foarte mare, piloni nali etc.

Avnd n vedere faptul c n momentul actual, n Europa, este n curs de implementare un sistem unitar de norme de proiectare, aa numitele Eurocode-uri, lucrarea are la baz calculul bazat pe aceste norme, cu att mai mult cu ct aceste norme vor nlocui i n ara noast STAS-urile aplicate n prezent.

De asemenea, n acest material sunt prezentate unele rezultate obinute i materializate prin teza de doctorat Analiza capacitii portante a grinzilor principale de poduri prin aplicarea normelor romne i a normelor europene de proiectare elaborat de prim-autorul acestei lucrri.

Deoarece o structur compus oel-beton, combin structural cele dou materiale, oel i beton, calcul acestora se bazeaz att pe normele referitoare la calculul elementelor din cele dou materiale, respectiv: Eurocode 2 pentru calculul elementelor din beton, Eurocode 3 pentru calculul elementelor din oel, ct i pe normativul Eurocode 4 - pentru calculul propriu-zis al structurilor compuse oel-beton.Prin coninutul su, se apreciaz c aceast lucrare poate contribui la armonizarea normelor i reglementrilor tehnice naionale cu normele europene de proiectare n domeniul construciilor de poduri de cale ferat si de osea.Lucrarea se adreseaz n egal msur studenilor din ultimii ani de studiu de la specializarea Ci ferate, Drumuri i Poduri, precum i specialitilor care i desfoar activitatea n domeniul proiectrii podurilor.

Autorii

7

8

1. SUPRASTRUCTURI DE PODURI PE GRINZI

1.1. Aspecte generale

Plecnd de la criteriul de funcionalitate, orice pod de cale ferat sau de osea este destinat s suporte traficul actual i de perspectiv n condiii de economicitate maxim de execuie i exploatare, asigurnd o durat prescris de exploatare n condiii de siguran i confort.

Integrarea Romniei n Uniunea European, cu o circulaie liber peste frontiere, impune armonizarea tehnic i legislativ n domeniul transporturilor precum i asigurarea conformitii cu standardele europene de proiectare n ideea unei dezvoltri durabile a cilor de comunicaii.

Tendin ele actuale de dezvoltare a transportului auto i pe calea ferat impun realizarea unor condiii optime pentru infrastructura i suprastructura cii de comunicaie, astfel nct s se poat spori viteza de circulaie i pentru a se mbunti parametrii de exploatare a vehiculului.

Piaa lucrrilor de art se dezvolt i se va dezvolta mai rapid dect volumul investiiilor pentru infrastructuri n transporturi, deoarece tronsoanele de autostrzi i de ci ferate rapide r mase de realizat n Uniunea European (inclusiv n rile recent aderate) sunt situate n zone accidentate care necesit multe travers ri. n multe cazuri, datorit dorinei de conservare a mediului ambiant, se prefer traversarea unor vi puin adnci prin realizarea unui viaduct n locul unui terasament n rambleu, fapt ce sporete numrul lucrrilor de art.

Previziuni fcute de organisme de specialitate ale Comunitii Europene apreciaz creterea cererii de legturi interurbane de cltori, exprimat n cltori-kilometru, n perioada 1990-2010, de 1,8-2,2 ori. Se

9

menioneaz creterea interesului pentru viteze mari de deplasare, ceea ce favorizeaz autostrzile i cile ferate de mare vitez.

Pasaj rutier peste B 247, Leinefelde, Germany

Pasaj CF, Plesn National Border - Cheb Line, Cehia

Figura 1.1. Structuri moderne de poduri

Pentru deplasri pe distane lungi (> 200 km), preferinele trec spre trenurile de mare vitez, mijloc comod i competitiv de transport; recordul de vitez atins de trenul de mare vitez francez TGV (Train a Grande Vitesse) n aprilie 2007, a fost de 574,8 km/h, pe linia de mare vitez care leag Parisul de estul Franei. n 1990 s-a elaborat, de ctre o Comisie European, schema unei reele de leg turi pe linii ferate de mare vitez, care prevede realizarea pn n anul 2010 a 9 000 km de linii noi i adaptarea pentru viteze mari a altor 15 000 km de linii existente.

Viteza maxim comercial atins n transportul feroviar romnesc n prezent este de 120 140 km/h, viteza medie de deplasare fiind mult mai redus. Datorit integrrii Romniei n Uniunea European, este necesar ameliorarea caracteristicilor traseului cilor ferate, astfel nct, ntr- o prim etap, s permit circulaia cu viteze cuprinse ntre 120 200 km/h.

De asemenea, n domeniul traficului rutier, este evident i n Romnia interesul major pentru realizarea unor coridoare europene de transport, pentru crearea unei conexiuni rapide ntre Romnia i celelalte ri membre ale Uniunii Europene. Un interes major se manifest i n dezvoltarea rural , n primul rnd din punct de vedere al infrastructurii. Este nevoie astfel de un mare numr de structuri de poduri noi, proiectate n conformitate cu normele europene de calcul. Dintre podurile existente, cele la care este pronunat uzura fizic, static sau dinamic, trebuie expertizate i eventual consolidate; aceast consolidare trebuie fcut

10

pentru a putea prelua n continuare traficul european actual, astfel nct, structurile de poduri trebuie calculate la convoaiele de calcul prev zute n euronorme [103] i verificate conform cerinelor euronormelor [101] - [116].

La realizarea unei structuri de construcie a unui pod se parcurg, n relaie de intercondiionare, dou etape principale distincte: etapa de concepie a structurii de rezisten; etapa de execuie a proiectului.

La aceste etape de baz care privesc realizarea propriu-zis a structurii, se adaug o succesiune de etape care vizeaz func ionalitatea structurii pe durata de exploatare prezumat, constnd n urmrirea comportrii n timp, lucrrile de ntreinere, i dac este cazul, lucrrile de consolidare, n situaia modificrii condiiilor de trafic sau a altor cauze obiective.Dorina fireasc a omului de a construi ceva care s depeasc ceea ce predecesorii s i au realizat, a condus la realizri spectaculoase n domeniul construciilor de poduri, modul lor de realizare reflectnd n mod evident nivelul tehnic i tiinific al epocii n care s-au realizat.

Construcia podurilor, n etapa tehnologiei actuale, este caracterizat n primul rnd de tendina de mbun tire continu a formelor constructive clasice, ajungndu-se la adoptarea unor soluii complet noi, soluii n mare msur de neconceput cu cteva decenii n urm.

naintea celui de al II-lea r zboi mondial, construcia podurilor era caracterizat de utilizarea unor sisteme plane i neomogene, care demonstrau clar modul de ncrcare al fiecrui element n parte (cale, lonjeroni, antretoaze, grinzi principale). Aceste elemente nu conlucrau ci transmiteau pe rnd ncrc rile la elementul portant de rang superior (tabliere ce reprezint reele de grinzi plane perfect rezolvate din punct de vedere al calculului i al tehnologiei de execuie).

Acest principiu constructiv neeconomic, precum i discrepana dintre capacitatea portant determinat prin calcul i cea efectiv au condus la transformarea sistemului constructiv format din elemente plane ntr-un tot unitar, asigurnd conlucrarea spaial a tuturor elementelor. Apar astfel structurile compuse oel-beton (dezvoltare posibil prin introducerea pe scar larg a sudurii ca mijloc de mbinare).Dup o puternic dezvoltare a podurilor metalice la sfritul secolului al XIX-lea i nceputul secolului al XX-lea, datorat mai ales proprietilor favorabile ale oelului, a urmat o perioad de recul, pn la sfritul anilor 70, cauzat de dezvoltarea betonului armat i apariia betonului precomprimat. Acum se constat c oelul revine spectaculos, nu att mpotriva betonului, ct mai ales n asociere cu acesta, elementele de construc ii fiind realizate din cele dou materiale care conlucreaz ca o seciune unic.

Criteriile principale n alegerea unei structuri de rezisten, n momentul actual, sunt urmtoarele:

11

asigurarea unor deschideri suficient de mari din punct de vedere funcional;

efort material ct mai eficient, n condiiile de siguran la exploatare prescris de normative; preul de cost pe ansamblu s fie ct mai redus, acesta incluznd ansamblul cheltuielilor de investiie i ntreinere; timpul de execuie s fie ct mai scurt, reducnd astfel perioada neproductiv a capitalului investit;

s prezinte o rezolvare eficient din punct de vedere mecanic, caracterizat printr-un consum minim de energie de deformaie, dar cu rezerve pentru preluarea unor solicitri suplimentare; proiectarea structural s fie efectuat n baza unei scheme mecanice clare, astfel nct s existe corespondena ntre structura mecanic adoptat i comportarea real a construciei, cu urmrirea obinerii unor forme optimale din punct de vedere mecanic.

naintea anilor 80, alegerea soluiei pod metalic era penalizat n raport cu soluia pod din beton, din urmtoarele motive:

costul mai ridicat al materialului de baz; sensibilitatea oelurilor epocii la ruperea fragil (amplificat la tablele cu grosime mai mare); tolerane geometrice ale laminatelor nc insuficient controlate;

mecanizare i automatizare slabe a proceselor de uzinare a tablierelor; procedee de protecie anticoroziv puin eficiente i greu de aplicat; soluii constructive complicate, sensibile la coroziune i greu de ntreinut;

dezvoltare precar a tehnologiilor de debitare oxigaz, de sudare i control a mbinrilor sudate. n ultimii ani, situaia a evoluat mult, nregistrndu-se progrese remarcabile n domeniul industrializrii produciei de oel, deci implicit n construcia podurilor metalice.

n domeniul calculului structurilor a avut loc o real revoluie prin introducerea informaticii (programelor performante de calcul). n domeniul execuiei desenelor i preg tirii operaiilor de fabricaie i montaj au avut loc evoluii spectaculoase: dezvoltarea tehnicilor proiectrii asistate de calculator (CAD), conectarea calculatoarelor cu mainile de fabricaie cu comand numeric (CAM).S-au redus astfel costurile pentru proiectare, fabricaie i montaj precum i timpul necesar de la nceperea proiectrii pn la uzinare.

12

Proiectanii i constructorii de poduri dispun de o eluri cu rezistene mai mari, mai sudabile i puin supuse la fisurare la rece i rupere fragil, table profilate n lung, laminate cu grosimi mai mari, figura 1.2.

Toate acestea conduc la reducerea numrului de piese de asamblat, la o rezisten sporit la voalare, rezisten crescut la coroziune prin reducerea sau eliminarea mbinrilor complicate (sudura este la ora actual principalul mod de mbinare a construciilor metalice).

Figura 1.2. Pod de cale ferat (Havel River Bridge) cu calea n cuv de balast, grosimea tlpii superioare a grinzilor principale 3x50mm

n domeniul proteciei anticorozive, sistemul obinuit se compunea din cinci straturi de vopsea pe baz de miniu de plumb i oxizi de fier. Acest sistem era costisitor, dificil de pus n oper , corelat i cu concepia i alctuirea complicat a seciunilor, a structurilor i a mbinrilor.

n prezent se practic

sisteme deprotecie n mai

puine straturi, ns cu materiale

mai performante.

S-augeneralizat

sistemele n trei straturi pentru

prile expuse intemperiilor i

sisteme de protecie n dou

straturi pentru prile protejate

(ascunse),figura 1.3. De

asemenea, se folosesc i oeluri

Figura 1.3. Protecie anticorozivrezistente la coroziune, n medii

cu agresivitate ridicat.

n domeniul transportului i montajului, evoluia este marcat de urmtoarele elemente: creterea general a capacitii mijloacelor de ridicare i transport, dezvoltarea tendinei totul asamblat la sol i apoi pozat n amplasament, utilizarea unor procedee de sudur semiautomat pe antier, apariia unor procedee mecanizate de dispunere a SIRP, figura 1.4, [97]. Materialele de asamblare au nregistrat progrese n domeniul fiabilitii i a stabilirii procedurilor de verificare.

13

La o cale de comunicaie modern, confortul cltorului, integrarea armonioas a structurii n mediul nconjurtor, minimizarea polurii mediului constituie cerine importante. Toate aceste cerin e trebuie satisfcute de structurile nou proiectate de poduri, att rutiere ct i feroviare.

Elle Viaduct - Frana, 2007Viaduct du Canal de lEst, 2005

Elle Viaduct detaliuElliot Bridge Seattle, 2005

a)Tablier ortotrop b) Detaliu Tablier realizat la uzinele Sikoku Japonia

Figura 1.4. Asamblare la sol. Transport. Detalii de prindere

14

1.2. Suprastructuri pentru podurile feroviare

Criteriile de func ionalitate pe care trebuie s le ndeplineasc un pod se reflect att n alegerea soluiei de ansamblu ct i a soluiilor pentru elementele principale componente ale unui pod.

Pentru acelai domeniu de deschideri se pot adopta diverse soluii constructive, alegerea variantei definitive fiind influenat hotrtor de: condiiile de gabarit, nlimea de construcie disponibil, condiiile de fundare, condiiile de montaj, condiiile economice i nu n ultimul rnd, condiiile de confort al cltorului i vitez de deplasare (ultimele dou condiii sunt direct legate de calea pe pod).Prezen a oricrui element care intr n alctuirea structurii unui pod este justificat dac se raporteaz la aciunile pe care trebuie s le suporte: aciunile gravitaionale, n principal i aciunile negravitaionale (ineriale i climatice) n secundar.

Calea fiind primul element supus aciunii dinamice a convoiului, modul de alctuire i starea acesteia determin n mare msur comportarea structurii de rezisten a podului n decursul exploatrii.

n cazul podurilor de cale ferat, alctuirea cii podului a suferit transformri n decursul dezvoltrii construciei de poduri, primele soluii constnd n ine montate pe traverse de lemn (excepional metalice), care reazem direct pe grinzile principale sau pe grinzile cii (lonjeroni i antretoaze, calea propriu - zis fiind realizat dintr-o re ea de grinzi, care se descarc pe grinzile principale), soluie denumit cale deschis.Prinderea inelor pe traverse care reazem pe lonjeroni sau direct pe grinzile principale, denumit cale deschis, figura 1.5.a, prezint anumite avantaje, cum ar fi urmtoarele:

permite accesul spre elementele de rezisten ale podului i urmrirea comportrii n timp a acestora; elementele de rezisten sunt aerisite, aciunea coroziv a mediului fiind mai redus; sub circulaie, datorit trepidaiilor, calea se autocur; face posibil inspectarea structurii de rezistent a podului (lonjeroni, antretoaze, grinzi principale). Aceast soluie prezint i unele dezavantaje i anume: elasticitatea cii pe pod este mai redus comparativ cu a celei din linia curent;

fenomenul de oboseal este accentuat; permite cderea sub pod a unor materiale aflate n vagoane (pietri, minereuri etc.), motiv pentru care este interzis acest tip de cale n cazul podurilor din orae sau peste ruri navigabile (din motive de securitate i protecia mediului); soluia este zgomotoas.

15

n cazuri mai rar ntlnite, acolo unde zgomotul circulaiei pe podurile cu platelaj metalic nu deranjeaz , se folosete calea cu prindere direct a inei (calea fr traverse), figura 1.5.b, care prezint urmtoarele avantaje:

se reduce greutatea proprie a structurii (implicit o reducere a consumului de oel), nefiind necesare traversele sau patul de balast;

se reduce nlimea de construcie cu cca. 20-25 cm (cu nlimea traverselor); se economisete materialul lemnos pentru traverse.

a) cale deschis

b) cale cu prindere direct a inei. Faz de montaj Figura 1.5. Tipuri de soluionare a cii

Solu ia nu a cunoscut o foarte larg utilizare datorit unor dezavantaje dintre care pot fi menionate urmtoarele: rigiditatea mare a cii (chiar prin interpunerea unui strat amortizor din cauciuc sau material sintetic);

ocul aciunilor dinamice a convoaielor conduce la apariia unor defecte n elementele de prindere i n elementele de rezisten a podului; necesitatea execuiei cu precizie a tablierului pentru realizarea niveletei corecte; necesitatea strictei centrri a pozrii inei pe nervura longitudinal a plcii ortotrope (orice abatere conducnd la

16

apariia fenomenului de oboseal n tola metalic i la fisurarea ei);

sistemul este zgomotos la rulajul trenurilor, ceea ce l face impropriu pentru zone urbane; corectarea ulterioar a niveletei este greoaie.

Soluia tradiional de rezolvare a c ii de tip deschis tinde s fie nlocuit cu cea de tip nchis, cale pe pat de balast, figura 1.6.

Figura 1.6. Cale pe pat de balast

Pentru realizarea vitezelor mari de circulaie, o cerin primordial este asigurarea calitii suprafeei de rulare. n domeniul traficului feroviar, aceast cerin este posibil prin schimbarea soluiei tradiionale de realizare a cii de tip deschis la care suprastructura cii ferate (traverse, in) reazem direct pe elementele de rezisten a suprastructurii podului, cu cea de tip nchis la care suprastructura c ii ferate reazem pe un strat de balast susinut de o cuv. Aceast soluie este posibil prin adoptarea structurilor compuse oel beton, n cazul podurilor de deschideri mici i mijlocii.

n figura 1.7. se prezint comparativ soluia tradiional de realizare a cii de tip deschis cu cea de tip nchis.

Avantajele utilizrii cii tip nchis sunt: elasticitatea cii pe poduri este aceeai ca i n linie curent datorit prismului de balast;

posibilitatea retrasrii traseului cii n plan i modificarea niveletei cii n profil longitudinal; posibilitatea sporirii vitezei de circulaie; asigurarea ntreinerii cii pe poduri cu ajutorul utilajelor de mare productivitate, funcionnd flux continuu;

nlocuirea traverselor de lemn cu traverse de beton precomprimat sau metalice; reducerea efectelor dinamice provenite de la materialul rulant; repartizarea uniform a ncrcrilor pe structura de rezisten;

atenuarea fenomenului de oboseal; atenuarea zgomotului; posibilitatea utilizrii acestor structuri i pe traseele n curb, evitnd complicaiile care apar la calea deschis;

17

elementele de oel cu conectorii afereni se pot realiza n uzine specializate, n condiii optime;

dalele de beton pot fi i prefabricate.

Soluia n cuv de balast prezint i cteva dezavantaje i anume: datorit balastului, crete greutatea permanent a tablierului; crete nlimea de construcie cu cca. 300350 mm, comparativ cu soluia cale deschis;

trebuie luate msuri pentru scurgerea apelor din cuv i de protejare anticoroziv sau hidrofug corespunztoare a acesteia.

a)

b)

Figura 1.7. a) cale tip deschis b) cale tip nchis

Cuva de balast poate fi metalic sau din beton armat sau precomprimat. Pentru deschideri ce depesc 80 m, unde cuva de balast aduce un spor important de solicitri, cuva de beton devine prea grea, ea fiind nlocuit cu o cuv metalic , care de regul se rezolv ca o plac plan ortotrop, avnd rigidizri transversale i longitudinale (fig. 1.8.a), sau doar rigidizri transversale (fig. 1.8.b).

18

a) plac rigidizat transversal i longitudinal

b) plac rigidizat transversal

c) detaliu perete verticald) tol platelaj

e) detaliu perete nclinat

Figura 1.8. Cuv metalic pentru poduri feroviare

19

Pentru deschideri cuprinse ntre 30 i 60 m, rezolvarea cea mai economic se face realiznd cuva din beton, acesta conlucrnd cu grinzile principale prin intermediul unor elemente de legtur conectori. Asistm astfel la apariia structurilor compuse o el-beton, la care dala este for at s conlucreze cu grinzile principale, sistemul constructiv format din elemente plane transformndu-se ntr -un tot unitar, care asigur conlucrarea spaial a tuturor elementelor, figurile 1.9 i 1.10:

Figura 1.9. Seciune transversal folosit la deschideri de pn la 50 m

Figura 1.10. Seciune transversal pe grinzi multiple cu inim plin

n mod excep ional, poate fi folosit soluia compus oel beton cu calea jos, figura 1.11, [34]:

Figura 1.11. Seciuni transversale, soluie compus oel beton cale jos a) deschideri ntre 15 23 m

20

Figura 1.11. Seciuni transversale, soluie compus oel beton cale jos b) deschideri pn la 50 m

n figura 1.12 se prezint seciunea transversal a unui pod de cale ferat pe grinzi simplu rezemate de 36 m deschidere, cale jos, [34].

Figura 1.12

Pentru deschideri pn la 30 m, se dovedete a fi economic soluia cu profile laminate nglobate n dala de beton, figura 1.13.

21

Figura 1.13

O soluie ingenioas , implementat de National Belgian Railway Company, este prezentat n figura 1.14.Cele dou grinzi principale, laminate pn la deschideri de 16 m, alctuite pentru deschideri mai mari, sunt nglobate n beton, fapt ce le confer rigiditate sporit i le protejeaz mpotriva pierderii stabilitii generale sau locale.

Cablurile de precomprimare i betonul turnat n faza I, precomprim practic grinzile principale:

Figura 1.14

Pentru deschideri mai mari, grinzile principale pot fi alc tuite n soluia de grinzi cu zbrele. n figura 1.15 se prezint o asemenea soluie, pentru un pod n curb.

22

Figura 1.15

n comparaie cu podurile metalice, podurile cu structur compus oel -beton, ofer un rspuns funcional mai bun al structurii, mentenan mai facil, durabilitate sporit i asigur o demontare facil (aspect ecologic important la ora actual).

1.3. Suprastructuri pentru podurile rutiere

n prezent, la podurile metalice de osea se folosesc dou tipuri de platelaje: din beton i metalice.

n cazul podurilor de osea, care sunt supuse ntr -o msur mult mai mic fenomenului de oboseal, se remarc tendina de utilizare pe scar din ce n ce mai larg a oelurilor de nalt rezisten, care permit reduceri importante ale ncrcrilor permanente prin reducerea greutii proprii i creterea raportului rezisten / greutate specific.

Pentru deschideri mari, de regul peste 120 m, platelajele din beton devin prea grele i se nlocuiesc cu platelaje plane ortotrope; un asemenea platelaj, realizat la uzinele Sikoku Japonia, este prezentat n figura 1.4.

Un factor esenial de evoluie a pieei podurilor metalice rutiere este acela al generalizrii adoptrii soluiei podurilor compuse oel - beton.

Podurile cu structur compus oel-beton au devenit economice n anii 80. Tendina adoptrii structurilor compuse oel-beton este n ultimii ani tot mai pregnant, n special n rile Uniunii Europene.

23

n literatura tehnic, noiunea de conlucrare e utilizat att pentru desemnarea conlucrrii platelajului i a contravntuirilor cu grinzile principale precum i pentru desemnarea conlucrrii plcii de beton armat cu elementele de rezisten din oel prin intermediul elementelor de legtur formate din conectori elemente fixate solidar prin sudur de grinzile de oel i nglobai n betonul platelajului.Elementele de conlucrare precum i prinderile lor trebuie s aib capacitatea de rezisten de a asigura preluarea i transmiterea integral a eforturilor care apar din conlucrare, precum i a eforturilor ce le revin datorit rolului acestora.

Avnd n vedre faptul c structurile compuse oel-beton sunt alctuite din dou materiale cu o comportare mult diferit, rezult c pentru proiectarea unei structuri de acest tip trebuie cunoscut ct mai bine comportarea mecanic a celor dou materiale separate, i n plus, trebuie cunoscut comportarea solidar a acestora, respectiv conlucrarea structural dintre oel i a beton.

Avantajele tehnico economice ale acestor elemente compuse rezult nsi din modul de grupare a materialelor n seciunea transversal.

Astfel, dala de beton (armat sau precomprimat) care are rolul de preluare a ncrcrilor prin efectul de plac , este situat n zona eforturilor unitare de compresiune pe care betonul le preia n condiiile cele mai bune, iar seciunea de oel este amplasat n zona cu eforturi unitare de ntindere sau compresiuni mici, reducndu-se astfel mult pericolul pierderii stabilitii i asigurndu-se o utilizare maxim a caracteristicilor mecanice ale oelului.De asemenea, dala de beton repartizeaz i reduce ncrcrile la oboseal , ranforseaz piesele metalice, adpostete i protejeaz structura metalic, reduce i amortizeaz ocurile i vibraiile; simplitatea detaliilor constructive la structura metalic faciliteaz operaiile de supraveghere i ntreinere curent a lucrrii.

Platelajele din beton armat sau beton precomprimat n conlucrare permit la podurile de osea acoperirea avantajoas a deschiderilor de pn la 120 m.

n figura 1.16 sunt prezentate cteva seciuni transversale caracteristice acestor tipuri de structuri.

24

a)b)

c)d)

e)f)

g)h)

Figura 1.16. Seciuni transversale pentru poduri rutiere de deschideri mari: a)...d) seciuni casetate;

e)...g) seciuni casetate cu aciune dublu compozit (grinzi continue); h) seciunea spaial a viaductului Maupre, Frana

n cazul podurilor pe grinzi cu inim plin, o soluie de alctuire a seciunii transversale poate fi cea folosit la podul peste Valea Crasnei, n localitatea Dersida, judeul Slaj, pe grinzi simplu rezemate, avnd deschiderea de 31 m, figura 1.17, prezentat n detaliu n Capitolul 4.

25

Figura 1.17. Pod peste Valea Crasnei, loc. Dersida, jud Slaj

O alt soluie, [142], este prezentat n figura 1.18, pentru o structur compus cu dal prefabricat , o elul folosit fiind S 460 M. Soluia poate fi folosit pn la deschideri de 35 m n cazul grinzilor simplu rezemate, respectiv pn la 40 m n cazul grinzilor continue. Limea prii carosabile este de 6 m, care permite folosirea a doar dou grinzi principale metalice, legate ntre ele de antretoaze (acestea fiind mai dezvoltate n zona de reazem):

Figura 1.18. Pasaj rutier peste autostrada A16, Frana

26

n Luxemburg a fost folosit o soluie asemntoare, pentru o lime de parte carosabil mai mare (11,00 m), pe ase grinzi principale situate la distana de 2400 mm, alctuite din profile HL 1100 R, grupate cte dou de antretoaze IPE 600 ncmp, respectivHE

700 B n zona de

reazem, figura 1.19.Figura 1.19. Pod rutier, Luxemburg

Datorit conlucrrii, apare fa de soluiile metalice pure un aport nsemnat de rigiditate, ceea ce conduce la posibilitatea reducerii nlimii de construcie.

La deschideri importante se folosesc grinzile cu zbrele n soluie compus oel-beton, figura 1.20:

Mittellandkanalbruecke

Figura 1.20. Pod rutier pe grinzi cu zbrele, cu structur compus oel beton

Platelajele utilizate la podurile compuse oel beton rutiere sunt de dou categorii: platelaje monolite i platelaje prefabricate.La platelajele monolite, tendina este de a utiliza cofraje pierdute metalice sau predale.

27

n faza de turnare a dalei, cnd nu se folosesc cofraje pierdute iar grinzile principale nu sunt contravntuite transversal, este indicat s se foloseasc transversal contravntuiri temporare pentru cagrinzilei n special tlpilecomprimate ale acestora s nu-ipiard stabilitatea, figura 1.21.Figura 1.21

n scopul reducerii greutii proprii, se prefer platelaje din betoane semi-grele sau uoare, pentru care s- au stabilit tehnologii de execuie adecvate. O astfel de tehnologie este glisarea pe orizontal a dalelor, folosind cofraje glisante sau crucioare speciale portcofraj, care se deplaseaz n lungul grinzilor metalice ale suprastructurii, metod care asigur o execuie rapid a dalei, figura 1.22:

a)b)

c)Figura 1.22. Turnare dal cu crucior special portcofraj: a) structura metalic; b) turnare dal; c) crucior portcofraj

Unele inconveniente determinate de execuia platelajelor n varianta monolit (calitate neuniform a betonului, obligaia cuprinderii n calcule a contraciilor betonului care scad eforturile din beton i mresc eforturile n

28

elementele de o el, timp de execu ie mai lung etc) pot fi eliminate de utilizarea dalelor prefabricate, figura 1.23, [83]. La acestea se pot utiliza betoane de mrci ridicate, care se obin mai greu din betoane monolite.

a) Reprezentare schematic

b) Montaj dalec) Monolitizri

Figura 1.23. Pod compus oel beton cu dale prefabricate

Golurile lsate n dalele prefabricate pentru grupurile de conectori pot fi nlocuite cu rosturi longitudinale, figura 1.24, [83]:

a)b)

Figura 1.24.a) Rosturi de monolitizare transversal i longitudinal; b) detaliu rost

29

n cazul utilizrii dalelor prefabricate, elementele de leg tur sunt n general elastice grupuri de dornuri; n cazuri mai rar ntlnite, elementele de legtur pot fi rigide uruburi de nalt rezisten pretensionate.

Rezolvarea detaliilor din zona grupului de dornuri este prezentat n figura 1.25, [83]:

Figura 1.25. Detalii monolitizare n zona grupului de conectori

mbinrile de montaj ale

grinzilorprincipale,prezentate

schematic n figura 1.25, pot fi

realizate sudat (soluie ce impune

condiii speciale de realizare a

sudurii pe antier), sau cu uruburi

de nalt rezisten pretensionate,

caz n care gurile pentru trecerea

uruburilor, din condiii de asigurare

a coincidenei lor, sunt prelucrate pe

Figura 1.26. mbinare de montajantier, cu mainide gurit

portabile, figura 1.26.

La structurile compuse oel beton, dala contribuind la preluarea aciunilor orizontale i la asigurarea conlucrrii grinzilor principale n sens transversal, soluionarea contravntuirilor trebuie s in cont de acest fapt. Astfel, la podurile moderne de osea pe grinzi cu inim plin, contravntuirile longitudinale de la nivelul cii au disprut, funcia lor fiind preluat de dala de beton armat sau precomprimat. Contravntuirea

30

transversal se asigur prin dispunerea unor antretoaze rigide n dreptul reazemelor i intermediar, figura 1.27.

a) la talpa superioarb) tip diafragmc) dispunere pe

a grinziiFigura 1.27. Antretoaze rigidenlimea grinzii

n unele cazuri, rolul antretoazelor este preluat de contravntuiri transversale n K sau X, figura 1.28, a, b [72]:

a)b)

Figura 1.28. Contravntuiri transversale: a) n X; b) n K

n cazul grinzilor principale dese, antretoazele pot s lipseasc, rolul lor fiind preluat n ntregime de dala de beton, figura 1.29.

Figura 1.29. Grinzi dese, fr antretoaze intermediare

31

La podurile pe grinzi cu zbrele (fig. 1.20), precum i la cele pe grinzi cu inim plin cu n l ime mare, cale sus, se dispun contravntuiri longitudinale la nivelul tlpii inferioare, pentru a crea seciuni cu rigiditate mare la torsiune, figura 1.30.

Figura 1.30. Contravntuiri longitudinale la grinzi cu inim plin

Structurile de poduri metalice i n structur compus oel beton fiind uoare n comparaie cu structurile din beton armat sau precomprimat, este necesar mpiedicarea deplasrii structurii de pe aparatele de reazem n sens transversal (necesar de exemplu n cazul depirii cotei nivelului apelor extraordinare), figura 1.31.

a) TGV Mediterranean Bridgeb) Viaduct dAiton, Frana

peste RN580

Figura 1.31

n ultimii ani s-a renunat la aparatele de reazem convenionale, (fig. 1.32a), confecionate din o el, folosindu-se aparate de reazem din cauciucuri sintetice rezistente la mbtrnire (neopren), cu o nlime de construcie redus, (fig. 1.32b):

32

Reazem metalic mobil Reazem metalic fix a)

b)

Figura 1.32. Aparate de reazem: a) convenionale; b) din neopren

Aa cum se arat n [73], n prezent, construcia podurilor de osea este caracterizat prin uzinarea automat. Nu intereseaz dac o construcie poate fi executat ci cum poate fi executat. Acest cum ncepe de la proiectare, inginerului proiectant revenindu-i sarcina s conceap astfel o structur nct ea s poat fi produs automat cu un cost global minim. Chiar dac diferitele structuri care se vor construi n viitor i vor p stra caracterul individual, este necesar ca subansamblurile acestora s fie astfel concepute nct s fie identice.

1.4. Armonizarea normelor i reglementrilor tehnice naionale cu normele europene de proiectare

Sistemul romnesc de reglementri tehnice din domeniul construciilor se gsete n faa unui important proces de restructurare, declanat att de cerina alinierii la normele europene ct i de necesitatea intern a mbuntirii i modernizrii.

33

Necesitatea acestui proces de restructurare este evident n cazul podurilor metalice i n structur compus oel - beton: pe reelele de transporturi din Romnia exist un mare num r de poduri, proiectate i executate n diferite perioade de timp, dup diverse norme (austro ungare, germane, franceze, romneti), care se deosebesc ntre ele prin convoaie de calcul, rezistene admisibile, sgei etc.

Sunt necesare norme comune de proiectare, armonizate, valabile n toate rile Uniunii Europene.

Dintre principiile de baz ale armonizrii legislaiilor i reglementrilor naionale (definite prin rezoluia Comisiei Europene 7 mai 1985), sunt amintite:

armonizarea legislativ este limitat la adoptarea exigenelor eseniale la care trebuie s corespund produsele puse pe piaa comunitar; pentru a fi puse pe pia, produsele trebuie s satisfac exigenele eseniale, dup care beneficiaz de circulaie liber n spaiul economic european;

specificaiile tehnice ale produselor care s le permit satisfacerea exigenelor eseniale figureaz n normele armonizate;

produsele conforme cu aceste norme armonizate se presupun a fi conforme cu exigenele eseniale.

Directiva 89/106/ CEE privind corelarea dispoziiilor legislative, normative i administrative ale statelor membre referitoare la produsele de construcii a definit urmtoarele 6 exigene eseniale pentru produsele de construcii:

rezistena mecanic i stabilitatea; sigurana la foc; igiena, sntatea i mediul;

sigurana n exploatare; protecia mpotriva zgomotului; economia de energie i izolarea termic.

Programul EUROCODE prevede n total 10 normative (nsumnd 58 de pri) care conin norme de proiectare actuale, cu un nalt nivel profesional avnd urmtoarele destinaii:

EN 1990Eurocode- Bazele proiectrii construciilor

EN 1991Eurocode 1- Aciuni n construcii ([103] - ncrcri din trafic)

34

EN 1992 Eurocode 2- Structuri din beton, beton armat, beton

precomprimat ([105] - Poduri din beton)

EN 1993 Eurocode 3- Structuri metalice ([112] - Poduri metalice)

EN 1994 Eurocode 4- Structuri compuse oel beton ([114]

Poduri compuse)

EN 1995 Eurocode 5- Structuri din lemn

EN 1996Eurocode 6- Structuri din zidrie

EN 1997Eurocode 7- Fundaii i inginerie geotehnic

EN 1998Eurocode 8- Structuri amplasate n zone seismice

EN 1999Eurocode 9- Structuri din aluminiu

Eurocodurile au ca scop:

s se poat verifica n ce msur cldirile i lucrrile inginereti sunt proiectate n conformitate cu exigenele eseniale ale Directivei pentru produsele de construcii, n special prima dintre ele (rezistena mecanic i stabilitatea); s poat constitui baza tehnic a specificaiilor pentru licitaiile lucrrilor de interes public;

s prezinte suportul specificaiilor tehnice armonizate pentru produsele de construcii (determinarea prin calcul a performanelor); s favorizeze dezvoltarea pieei unice pentru serviciile i produsele de inginerie, suprimnd obstacolele datorate diferenelor n practicile naionale pentru evaluarea siguranei structurale;

s amelioreze competitivitatea industriei europene de construcii i a profesiunilor aferente n ri din afara Uniunii Europene; s furnizeze un corp de reglementri coerente i omogene privind sigurana construciilor, att prin raport cu diferitele materiale ct i prin raport cu diferitele tipuri de lucrri.

Programul EUROCODE furnizeaz n cadrul unui sistem coerent i cuprinztor de norme, metode de proiectare variate i alte elemente specifice de proiectare importante n practic, acoperind toate tipurile de cldiri i construcii inginereti, realizate din materiale de construcii diverse.

La proiectarea suprastructurii unui pod metalic sau n soluie compus oel beton, n conformitate cu [112] i [114] este necesar utilizarea unui ntreg pachet din celelalte Eurocoduri, figura 1.33.

35

EN 1990

EN 1991EN 1992

Bazele proiectrii

AciuniStructuri din beton

EN 1993-2

Poduri metalice

EN 1994-2

Structuri compuse de poduri

EN 1993-1EN 1994-1

Structuri metaliceStructuri compuse

EN 1998-2

Poduri. Seism

Figura 1.33

Toate Eurocodurile folosesc calculul la stri limit. [101] stabile te exigenele ce trebuie respectate pentru a conferi construciilor proiectate un nivel de fiabilitate corespunztor, presupunnd c acestea au format obiectul msurilor de gestionare a calitii n toate fazele: concepie, execuie, exploatare i ntreinere.

O structur trebuie s fie realizat astfel nct: cu o probabilitate acceptabil, ea rmne apt utilizrii pentru care a fost prevzut, lund n considerare durata de via si costurile ce s-au avut in vedere; cu un grad corespunztor de siguran s poate prelua toate aciunile i influenele ce sunt posibil s apar n timpul execuiei i exploatrii i care sa aib o durabilitate adecvata in raport cu costurile de ntreinere.

Pn in martie 2010, fiecare stat membru al Uniunii Europene va trebui s adopte Eurocodurile i s elaboreze anexele naionale ale acestora. n ara noastr au existat i exist preocupri de armonizare a normelor de proiectare a structurilor de poduri cu normele europene, spre exemplu [121], [122].

36

2.2.2. Aciuni la poduri

Prin aciune se nelege orice cauz, exterioar sau interioar, capabil s produc eforturi sau deformri n elementele sau structurile podurilor.

Aciunile luate n calcul la dimensionare sunt: aciuni directe, n general ncrcri, cum sunt ncrcrile permanente (greutatea proprie, sarcina moart), ncrcri temporare cu aciune de lung durat, cu aciune de scurt durat (din vehicule, aglomerri de oameni, presiunea vntului, fore ineriale: fora centrifug, fora de frnare)

aciuni indirecte, n general deformaii impuse, cum sunt cele din precomprimare, din deplasrile de reazeme, din contracia i curgerea lent a betonului, din variaii de temperatur sau diferenele de temperatur dintre cele dou materiale componente (la seciunile compuse).

Valorile caracteristice ale aciunilor directe i indirecte sunt, prin definiie, acelea care prezint o probabilitate acceptat apriori, de a nu fi depite n timpul duratei de utilizare a construciei.

Aciunile permanente se aplic cu o intensitate practic constant n raport cu timpul, pe toat durata de exploatare a construciei.

Ac iunile temporare de lung durat au intensit i constante pe durate de timp ndelungate, dar mai mici dect durata de exploatare a construciei.

Aciunile temporare de scurt durat au intensiti variabile, intensit ile maxime aplicndu -se pe durate reduse sau cu intensiti practic constante care se aplic pe durate reduse.

Aciunile excepionale sunt acelea care intervin foarte rar sau niciodat pe durata de exploatare a construciei. n aceast categorie intr: ncrc ri seismice, izbirea navelor i ambarcaiunilor de pilele podurilor peste cursuri de ap navigabile, forele produse de vehiculele care deviaz din axul cii la podurile de cale ferat, ncrcri produse prin distrugerea unor instalaii fixe pe pod.

n acest paragraf se prezint aciunile din trafic n conformitate cu [103], precum i, n mod schematic (avnd n vedere trecerea n perioada imediat urmtoare la ac iunile din euronorma [103]), aciunile conform normelor romneti, [117] i [119].

Se au n vedere urmtoarele aciuni variabile:

aciuni variabile verticale din convoaie; coeficieni dinamici.

37

Observaii:

1. La podurile de cale ferat, n [103], Seciunea 6, se dau regulile de proiectare i pentru calculul:

- forei centrifuge; - forei de erpuire; - forelor de traciune i frnare; - rspunsul combinat al structurii i cii la aciuni variabile; - aciunilor datorate variaiei de temperatur; - presiunii vntului; - efectelor aerodinamice ale trecerii trenurilor de mare vitez pe pod; - aciunilor datorate echipamentului liniei de contact i altor echipamente ale cilor ferate electrificate;

- aciunilor din deraiere (efectul deraierii vehiculelor feroviare asupra structurilor care susin trafic feroviar) etc.

2. La podurile rutiere, n EN 1991-2, Seciunea 4, se dau regulile de proiectare i pentru calculul: - forei centrifuge; - forelor de accelerare i frnare; - fore de coliziune de la vehiculele de sub sau de pe pod; - aciunilor datorate variaiei de temperatur;

- presiunii vntului etc.

n cazul n care, la dimensionarea unei structuri, nu sunt luate n considerare n calcul (n mod detaliat) toate aciunile care intervin asupra structurii, este indicat ca la stabilirea dimensiunilor seciunilor elementelor s se in seama de toate aceste aciuni. Astfel, n [111], se arat c n cele mai multe cazuri, n elementele metalice, Ed are valori cuprinse ntre 0,75 fy(t) i 0,5 fy(t) , aa cum s-

a artat i la punctul 2.1.4.4. Rezerva pn la atingerea fy(t) este necesar pentru

preluarea efectelor aciunilor care nu au putut fi modelate corect n calcul, pentru diferite situaii neprevzute n evaluarea ncrcrilor etc

2.2.2.1. Poduri de cale ferat. Aciuni din trafic

2.2.2.1.1 Aciuni conform standardelor romneti

Convoaie tip

Normativul [117] stabile te convoaiele tip care trebuie luate n considerare la calculul podurilor de cale ferat, aplicabile i pentru podurile combinate, n ceea ce privete partea de cale ferat.

Convoiul P10 -este compus dintr-o locomotivcu 5 osii a250 kN/osie (echivalent cu 139 kN/m) i din vagoane reprezentate

38

printr-o ncrcare uniform repartizat de 100 kN/m. Pentru deschideri pn la 3.5 m, se consider n alternativ cu convoiul P10 (ca o a doua ipotez de ncrcare), o ncrcare unic P=300 kN. Aceast ncrcare servete numai pentru calculul efectului din nc rc rile verticale principale. Convoiul P10 i ncrcarea izolat de 300 kN servesc la calculul podurilor masive, a suprastructurii de zidrie, de beton sau de beton armat a podurilor metalice, a aparatelor de reazem i la calculul elementelor neconsolidabile ale suprastructurii metalice.

Convoiul T 8.5 -este compus dintr-o locomotivcu 6 osii a220 kN/osie (echivalent cu 125.7 kN/m) i din vagoane reprezentate printr-o ncrcare uniform repartizat de 85 kN/m.

Pentru deschideri pn la 8 m se consider n alternativ cu convoiul T 8.5 un grup de 4 ncrcri a 250 kN/osie, avnd distana de 1.60 m ntre ele . Convoiul T 8.5 i grupul de 4 ncrcri servesc la calculul p rilor consolidabile ale suprastructurilor podurilor metalice i la calculul consolidrii podurilor existente. Locomotivele pot s se gseasc fie intercalate n convoiul de vagoane, limitat sau nelimitat ca lungime, fie la una din extremitile convoiului de vagoane. Pe poriunile favorabile ale liniilor de influen cuprinse ntre poriunile defavorabile, se consider o ncrcare de 10 kN/m, dac aceste poriuni sunt mai lungi de 10 m; n caz contrar, poriunile favorabile nu se consider ncrcate.

Coeficieni dinamici, STAS 1489-78

Eforturile din convoaiele de calcul, considerate static pe pod, se multiplic cu coeficienii dinamici, determinai pentru poduri metalice funcie de deschidere i de tipul de rosturi de in pe pod (L este deschiderea elementului).

Pentru deschideri L > 10 m

1,05251,20- rosturi in nesudate;

40L

1,10171,20- rosturi in sudate.

35L

Pentru deschideri L 10 m

1,55 10 L 20

39

02 Aciuni la podurile de cale ferat conform EN 1991-2

Se prezint aciunile la podurile de cale ferat n conformitate cu EN 1991-2 Actions on structures - Part 2: Traffic loads on bridges, seciunea 6, [103].

Aciunile din trafic se definesc prin Modele de nc rc ri. Modelele de ncrcri din euronorm nu descriu ncrcri reale; ele au fost selectate astfel ca efectele lor, cu sporul dinamic luat n considerare separat, s reprezinte efectele traficului din exploatare i de perspectiv.

Modele de ncrcare

Se dau trei modele pentru ncrcrile din trafic feroviar:

LM 71 reprezintefectul static al traficului feroviar normalDistribuia ncrcrilor verticale i valorile caracteristice sunt date n

figura 2.32:

(1) lungime nelimitat

Figura 2.32. LM (Load Model) 71

SW/0 i SW/2 Modelul de ncrcare SW/0 reprezint efectul static al traficului feroviar normal la podurile cu grinzi continui.

Modelul de nc rcare SW/2 reprezint efectul static al ncrcrii verticale determinat de traficul feroviar greu.

Distribuia nc rcrilor verticale i valorile caracteristice sunt date n figura 2.33 i tabelul 2.20:

Figura 2.33. Modele de ncrcare SW/0 i SW/2

40

Tabelul 2.20

Model deqvkac

ncrcare[kN/m][m][m]

SW/013315,05,3

SW/215025,07,0

Modelul de ncrcare tren nencrcat

Modelul se folosete pentru unele ncrcri specifice; aciunea este vertical i uniform distribuit, cu o valoare nominal de 10,0kN/m.

Coeficieni dinamici

Coeficientul dinamic ia n considerare efectele amplificrii dinamice a eforturilor i vibraiilor n structur, dar nu ia n considerare efectele rezonanei i vibraiile excesive ale tablierului.

Eforturile i deformaiile determinate din aciunea static a convoaielor de calcul, vor fi afectate de un coeficient dinamic ( 2 sau 3 ),

valoarea acestuia depinznd de urmtorii parametri:

frecvena proprie de vibraie a ntregii suprastructuri i elementelor structurale relevante ale suprastructurii, i formele proprii de vibraie asociate, n lungul cii; numrul osiilor, ncrcarea pe osie, distana ntre osii; amortizarea structural; deschiderea structurii (global), deschiderea elementului (local); viteza de circulaie pe pod; imperfeciunile vehiculelor (defecte la roi, la suspensie) i imperfeciunile verticale ale cii; caracteristicile dinamice ale cii (balast, traverse etc).

Valorile coeficienilor dinamici 2 i 3 sunt valabile n urmtoarele condiii:

viteza de circulaie maxim V 220 km/h;

frecvena proprie de oscilaie a structurii se menine n limitele:

valoarea limit superioar:

n0 94,76 L 0,748(2.45)

- valoarea limit inferioar:

41

n080 / L- pentru 4 m