lucrari de arta_poduri1
DESCRIPTION
lucrari de artaTRANSCRIPT
LUCRARI DE ARTA
PODURI
INTRODUCERE
Podurile datează de la începuturile omenirii
Drumurile s-au dezvoltat mai ales începând cu epoca
Imperiului Roman
„Toate drumurile duc la Roma”
În aceiaşi perioadă au fost construite şi o serie de
poduri, din lemn, cu infrastructură din piatră, sau poduri
realizate integral din zidărie de piatră, multe dintre ele
dăinuind până în zilele noastre.
LUCRĂRI DE ARTĂ Podurile
Tunelurile
Zidurile de sprijin
Podul este o construcţie care susţine o cale de transport deasupra unui obstacol, lăsând un spaţiu liber pentru asigurarea continuităţii obstacolului traversat.
Tunelul este o construcţie subterană, care asigură continuitatea unei căi de comunicaţii printr-un masiv muntos, pe sub un teren ocupat cu clădiri sau pe sub o apă.
Zidul de sprijin este o construcţie care asigură sprijinirea unor ramblee, sau înlocuirea taluzurilor unor debleuri.
MATERIALE. NOŢIUNI DE
MECANICA STRUCTURILOR
EVOLUŢIA STRUCTURILOR DE
PODURI METALICE
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
Principalele materiale utilizate la
construcţia podurilor sunt:
• Piatra sub formă de zidărie;
• Lemnul;
• Betonul simplu;
• Betonul armat şi betonul precomprimat;
• Materiale metalice: - fonta; oţelul; aliajele
de aluminiu.
1.1. Piatra şi zidăria de piatră
Piatra naturală utilizată la construcţia podurilor trebuie sa fie:
rezistentă,
să nu prezinte fisuri,
să fie omogenă,
să fie rezistentă la agenţii atmosferici
să fie uşor de prelucrat, respectiv să poată fi cioplită şi tăiată după anumite forme.
Zidăria de piatră se execută în straturi, un rând de pietre formând o asiză.
Spaţiul dintre pietre se umple cu un liant (material bituminos la unele popoare antice şi, mortare pe bază de var şi ciment, de către romani), dar s-au executat şi zidării de piatră fără liant (uscate), mai ales la construcţia apeductelor, în acest caz fiind acordată o atenţie deosebită prelucrării pietrelor din zidărie.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
După modul de prelucrare, blocurile de piatră din care se
execută zidăria pot fi:
• piatră de talie, la care sunt prelucrate plan toate feţele;
• moloane, la care se prelucrează complet numai faţa din
parament (suprafaţa exterioară a zidăriei de piatră), iar
celelalte feţe, perpendiculare pe parament, sunt
prelucrate numai pe o adâncime de 15...20 cm.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
1.2. Lemnul
Avantajele lemnului ca material de construcţie sunt:
- greutate specifică redusă, în raport cu rezistenţa relativ mare;
- răspândire mare şi prelucrare simplă;
- asamblarea, montarea, demontarea sau consolidarea se realizează relativ simplu;
- cost redus al construcţiei comparativ cu alte materiale.
Dezavantajele lemnului ca material de construcţie:
- neomogenitatea structurii lemnului:
- limitarea dimensiunilor elementelor (lungimi relativ mici);
- variaţia proprietăţilor mecanice în funcţie de umiditate;
- distrugerea lemnului prin putrezire;
- este un material combustibil;
- este un material deficitar, fondul forestier se reface în timp îndelungat, lemnul fiind utilizat mult mai eficient în alte domenii (ex. industria mobilei).
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
Pe lângă proprietăţile fizice, o caracteristică importantă a
lemnului este:
Durabilitatea,
Fenomenul de putrezire constând în descompunerea
lemnului de către microorganisme, are loc în prezenţa
oxigenului şi a unei umidităţi relativ scăzute, de aceea
părţile construcţiilor situate permanent sub apă nu sunt
expuse putrezirii.
Pentru mărirea durabilităţii lemnului, în special pentru
reducerea fenomenului de putrezire, se aplică metode de
tratare cu substanţe toxice (substanţe fungicide) şi se iau
măsuri constructive (uscare, izolare de zonele umede).
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
PASARELEDIN LEMN
Pasarelă din lemn, L=240 m, Ronneburg - Germania
1.3. Betonul simplu
Betonul este un material solid cu aspect de conglomerat, alcătuit
din agregate minerale (naturale sau artificiale) înglobate într-un
mediu liant.
Ponderea principală a masei betonului o formează agregatele
mari, iar nisipul ocupă spaţiul dintre granulele de pietriş sau piatră
spartă.
În construcţia podurilor masive, betonul este folosit în mod obişnuit
pentru realizarea fundaţiilor, precum şi pentru elevaţiile pilelor şi
culeilor masive.
La suprastructura podurilor masive betonul era folosit la construcţia
bolţilor cu deschidere mică şi mijlocie.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
STAŢII DE SORTARE AGREGATE
STAŢIE DE BETOANE ŞI TURNAREA
BETONULUI CU POMPA
1.4. Betonul armat şi betonul precomprimat
Betonul armat este un material neomogen, având două
componente de bază –betonul simplu şi armătura din oţel. La o
structură de beton armat, soluţia definitivă privind calitatea
betonului se adoptă după o analiză atentă privind influenţa
mediului de exploatare asupra proprietăţii betonului, pentru a
alege soluţia optimă din punct de vedere al durabilităţii.
Betonul precomprimat este o variantă superioară a
betonului armat, în acest caz armătura principală este
tensionată înainte de întărirea betonului (armătură pretensionată
sau preîntinsă), sau tensionată ulterior (posttensionată).
avantaje:
- asigură o durabilitate mare, betonul precomprimat nu fisurează,
fiind în permanenţă comprimat;
- conferă o rigiditate mare construcţiei;
- poate fi redusă înălţimea de construcţie, comparativ cu betonul
armat, prin reducerea înălţimii grinzilor principale.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
1.5. Materiale metalice
Fonta
Fonta este un aliaj al fierului cu carbonul. Conţinutul de carbon
poate varia între limitele 1.7 % - 6.67 %. Fonta mai conţine în
diferite proporţii şi alte elemente ca: siliciu, mangan, sulf, fosfor
etc.
Fontele obţinute în furnale sunt de trei tipuri: fonta cenuşie
(folosită în construcţii de maşini), fonta albă şi fonta specială.
Caracteristici:
-rezistenţa mecanică ridicată,
- rezistenţa la uzură,
- rezistenţa mare la acţiunea agenţilor atmosferici agresivi (fonta,
în condiţii obişnuite nu corodează).
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
Fonta - primul material metalic utilizat la
construcţia podurilor
Fonta lichidă sau turnată se foloseşte la fabricarea
oţelului.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
Oţelul structural
Sistemul de notare
Oţelul utilizat la realizarea construcţiilor metalice face parte
din categoria oţelurilor moi cu conţinut scăzut de carbon.
Funcţie de valorile caracteristicilor mecanice şi de compoziţia
chimică, pentru oţelurile de uz general există mai multe mărci.
Sistemul european de simbolizare a oţelurilor este definit
de EN 10027 şi este adoptat în România prin SR EN 10027.
De asemenea la alegerea oţelurilor pentru construcţii se vor
utiliza normele EN 10025 -1...6.
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
Sistemul de definire a oţelului include următoarele:
1. Sistemul principal de simboluri, dat în funcţie de domeniul de
utilizare.
Oţelul pentru construcţii are simbolul principal "S".
2. Sistemul suplimentar de simboluri pentru oţeluri de construcţii:
2.1. Oţeluri cu granulaţie fină, corespunzătoare stării de livrare prin:
M - laminare termomecanică;
N - normalizat prin tratament termic sau normalizat prin laminare;
Q - îmbunătăţit.
2.2. Simbol ce precizează energia de rupere la încovoiere prin şoc:
J = 27 Joule;
K = 40 Joule;
L = 60 Joule,
urmat de un simbol alfanumeric care indică temperatura la care se
garantează energia de rupere:
R - pentru temperatura de 20oC;
0 - pentru temperatura de ±0oC;
2 - pentru temperatura de -20 oC;
3. Sisteme de simboluri speciale:
C - pentru oţeluri prelucrabile (deformabile) la rece;
L - pentru oţeluri utilizabile la temperaturi joase;
W - pentru oţeluri rezistente la mediul coroziv.
(Ex. S 235 2J N - oţel de construcţii, având limita de curgere
minimă ≥ 235 N/mm2, energia de rupere la încovoiere prin
şoc ≥ 27 J pentru epruveta Charpy V în lungime, la
temperatura de minus 20oC, normalizat).
1. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCŢIA PODURILOR
NOMENCLATURA PODURILOR.
ELEMENTE CONSTITUTIVE DE BAZĂ
1.1. NOMENCLATURA GENERALĂ
Suprastructura podului este partea din construcţia podului care susţine direct calea şi care realizează spaţiul de liberă trecere.
Infrastructura podului este partea din construcţia podului care serveşte pentru transmiterea încărcărilor de la suprastructura podului la terenul de fundaţie.
Albia este porţiunea unei văi ocupată permanent sau temporar de ape curgătoare.
Se definesc:
- albia minoră – albia corespunzătoare apelor medii;
- albia majoră – albia corespunzătoare apelor mari.
Profilul transversal al albiei reprezintă linia terenului în
secţiune transversală, pe care curg apele în dreptul podului.
Afuierea reprezintă acţiunea de erodare a fundului albiei de
către apa curgătoare.
Nivelul apelor curgătoare
- E
- N.A.E.
- N.A.M.
- N.A.m.
Debitul de calcul – cantitatea de apă, în mc/s, care curge pe
sub pod şi se ia încalculul luminii podului.
Debuşeul podului
Amonte – partea râului dinspre care vine apa cursului.
Aval – parte înspre care curge apa.
Deschidere (travee) – porţiunea dintr-un pod între două
infrastructuri succesive.
Deschidere de calcul (lc) – distanţa măsurată pe orizontală
între punctele de transmitere a reacţiunilor de la
suprastructură la infrastructură.
Lungimea podului – lungimea măsurată pe niveleta căii între
feţele extreme ale infrastructurii podului.
Lumina podului, L – reprezintă distanţa minimă pe
orizontală, măsurată între feţele a două elemente de
infrastructură consecutive.
Cota căii pe pod – este nivelul din profilul în lung al căii de
comunicaţii deservită de pod.
Înălţime de liberă trecere pe sub pod ( hl ) – reprezintă
distanţa pe verticală între nivelul apelor extraordinare şi
partea cea mai de jos a suprastructurii, luând în considerare
săgeata elastică maximă, calculată în condiţiile cele mai
defavorabile de încărcare.
Înălţime de liberă trecere pe pod ( Hl ) – este diferenţa între
nivelul cel mai ridicat al căii pe pod şi nivelul cel mai de jos al
elementelor constitutive transversale ale podului, în secţiunea
considerată.
Înălţime de construcţie ( hc ) – este diferenţa de nivel între
partea cea mai ridicată a căii şi partea cea mai de jos a
suprastructurii, în care se include şi săgeata elastică maximă.
1.2.1. PODURI MASIVE BOLTITE ŞI ÎN ARC
Elevaţie şi secţiune longitudinală la un pod masiv boltit:
1 - boltă; 2 – extrados; 3 – intrados; 4 – suprafaţă mediană; 5 – bolţar; 6 – rosturi; 7 – timpan; 8 – umplutură; 9 – şapă hidroizolantă; 10 – coronament; 11 – parapet de zidărie
POD PE BOLTĂ DIN BETON
BOLTA PROPRIU-ZISĂ
Extrados
Intrados
Suprafaţă mediană
Bolţari – rosturi
Rost la cheie sau cheia bolţii
Naşterea bolţii
lc -deschiderea bolţii
f - săgeata bolţii
f / lc - turtirea bolţii
ELEMENTE DE SUSŢINERE A CĂII
Timpanele
Ziduri întoarse
Secţiune transversală prin
suprastructura unui pod masiv:
1 – boltă; 2 – şapă hidroizolantă;
3 – timpan; 4 – umplutură;
5 – parapet; 6 – bordură.
Platelajul este alcătuit dintr-o placă (dală, dacă este
realizată din beton şi tolă dacă este metalică), grinzi
longitudinale, denumite lonjeroni şi grinzi transversale
denumite antretoaze.
Pod boltit, cu calea susţinută pe platelaj de beton armat
1. boltă; 2. stâlp; 3. antretoază; 4. lonjeron; 5. placă;
6. şapă hidroizolatoare; 7. parapet; 8. vute
1.2.2. PODURI MASIVE CU GRINZI
Elemente de suprastructură
Dalele sunt plăci din beton cu grosime
mare care transmit reacţiunile direct la
aparatele de reazem de pe infrastructură.
Dalele monolite sunt cele mai simple,
calea şi trotuarul făcând corp comun.
Dalele din fâşii prefabricate se pot
realiza pline, pentru deschideri mici, până
la 6 m, sau cu goluri, pentru deschideri
peste 6 m.
Dale monolite
1 – dală înaltă; 2 – dală de legătură;
3 – diafragmă; 4 – beton de pantă;
5 – hidroizolaţie
1.2.2. PODURI MASIVE CU GRINZI
Sunt prezentate câteva
tipuri de suprastructuri
din grinzi prefabricate
din beton armat sau
beton precomprimat.
Suprastructuri din grinzi
prefabricate
ELEMENTE DE INFRASTRUCTURĂ
Culeele sunt infrastructurile de la capetele podului,
care susţin suprastructura şi preiau împingerile
produse de terasamentele din spatele lor.
Pilele sunt infrastructurile intermediare (din alt
material decât lemnul) şi au rolul de a prelua
reacţiunile din suprastructură, în cazul podurilor cu
mai multe deschideri.
Părţile componente ale unei
culei masive, în secţiunea
longitudinală a podului:
1.fundaţie;
2. elevaţie;
3. cuzinet;
4. aparat de reazem;
5. grindă de suprastructură
6. zid de gardă;
7. opritor de balast;
8. zid întors;
9. dren;
10. barbacană.
CULEEA
ELEMENTELE CONSTITUTIVE ALE UNEI CULEI
TRECEREA DE PE POD PE TERASAMENT CU
PLĂCI DE RACORDARE (DE TRANZIŢIE) LA UN POD RUTIER
Culee masivă cu ziduri
întoarse şi sferturi de con:
1 – fundaţie; 2 – cuzinet;
3 – bancheta cuzineţilor;
4 – zid de gardă;
5 – zid întors;
6 – sfert de con;
7 – taluzul terasamentului
Culee cu aripi din beton
1–aripă din beton; 2–taluzul terasamentului
PILELE
Pilele sunt alcătuite din elevaţia pilei şi fundaţia pilei.
Elevaţia pilei dinspre amonte se numeşte avantbec
Elevaţia pilei înspre aval se numeşte arierbec
Pilă de pod: 1. fundaţie; 2. elevaţia pilei; 3 .cuzinet; 4.
avantbec; 5. arierbec; 6. aparat de reazem.
ELEVATII PILE
FUNDATIILE
• Domeniul de folosinţă;
• Adâncimea de fundare – stabilită în funcţie de următoarele
considerente:
- condiţiile geologice şi hidrologice;
- adâncimea de îngheţ;
- adâncimea stratului de fundare în care trebuie să fie încastrată
fundaţia;
- adâncimea de afuiere;
- adâncimea albiei, datorită lucrărilor de regularizare;
- influenţa reciprocă a fundaţiilor existente şi noi etc.
Soluţia de fundare se bazează în primul rând pe prevederile
studiului geotehnic care trebuie să indice:
- sistemul de fundare recomandat;
- stratul în care se fundează;
- adâncimea de fundare;
- presiunea de bază pe teren.
CLASIFICAREA FUNDATIILOR
Fundaţii directe de suprafaţă
Blocuri din beton simplu
Fundaţii continue din beton armat
Blocuri din beton simplu şi cuzinet din beton armat
Fundaţii izolate sub formă de talpă din beton armat
Fundaţii tip pahar din beton armat
Fundaţii directe de adâncime
Fundaţii directe în incinte de palplanşe şi batardouri
Fundaţii pe chesoane deschise din beton armat
Fundaţii pe chesoane cu aer comprimat
Fundaţii indirecte de adâncime
Fundaţii pe piloţi
Fundatii pe coloane
NOMENCLATURA PODURILOR METALICE.
ALCĂTUIREA GRINZILOR PRINCIPALE
GRINZI CU INIMĂ PLINĂ
a)– profile laminate; b) – grinzi sudate; c) – grinzi nituite
PROFILE LAMINATE
PROFILE CU GOLURI (AJURATE)
PRODUSE LAMINATE ŞI ALCĂTUITE
Tablier metalic alcatuit din trei grinzi cu inima plina
Grindă principală cu inimă plină, cale jos
GRINZI CU ZĂBRELE Elementele constitutive:
• tălpile:
- talpa superioară;
- talpa inferioară
• zăbrelele:
- montanţii – barele (zăbrelele) verticale;
- diagonalele – barele (zăbrelele) înclinate
• nodurile – sunt punctele de intersecţie între barele
grinzii cu zăbrele.
1 – talpă superioară; 2 – talpă inferioară; 3 – montant; 4 – diagonală;
5 – noduri; 6 – contravântuiri longitudinale.
Tablier grinzi cu zăbrele, cale jos.
Tablier grinzi cu zăbrele, cale jos.
Pod având contravântuire longitudinală la
partea superioară, cu diagonale încrucişate
Pod având la partea superioară contravântuire
longitudinală cilindrică, cu bare sistem K
Pod în arc, cale jos.
Pod în arc, cale sus.
Pod în cadru cu stâlpi înclinaţi
SCHEMA SIMPLIFICATĂ A EFORTURILOR
Grinda simplu
rezemata
Grinda in consola
Grinda cu zabrele
Schema simplificată a eforturilor într-un cablu de suspendat.
Schema simplificată a eforturilor din boltă.
Schema statică a unui pod suspendat
Schema statică a unui pod în arc, cale sus