MOSTOVI I TUNELI MOSTOVI I TUNELI

SEMINARSKI RADTEMA: SANDUASTI MOSTOVI

Student: orbadi Mirsad Kuki Adnan Kadi Vildana Ahmedovi Malik Sarajevo, 11.04.2013.god. Poli Jasmin

SADRAJ1.0 UVOD31.1Parametrizaoblikovanjepoprenogpresjeka52.0 PODJELA SANDUASTTIH MOSTOVA62.1 Prema materijalu od kojeg su napravljeni62.2 Prema obliku rebara92.3 Prema saobraajnoj ulozi102.4 Prema broju komora113.0 TEHNOLOGIJE IZVOENJA SANDUCASTIH MOSTOVA123.1 Konzolno graenje na premjestivoj skeli123.2 Postupak naguravanja ili postepenog potiskivanja163.2.1 Uzduno potiskivanje u taktovima173.2.2 Uzduno premjetanje elemenata na fiksnoj skeli184.0 KONCEPT ANALIZE NOSIVOSTI SANDUASTIH MOSTOVA194.1 Statiki sustavi194.2 Princip prorauna sanduastog mosta u uzdunom smjeru194.3 Princip prorauna sanduastog mosta u poprenom smjeru234.3.1 Donja ploa244.3.2 Rebro244.4 Armiranje i prednapinjanje sanduastih nosaa244.4.1 Voenje kabela u glavnim nosaima254.4.2 Armiranje i prednapinjanje ploe kolovoza274.4.3 Armiranje i prednapinjanje rebara284.4.4 Donja uzduna armatura294.4.5 Gornja uzduna armatura294.4.6 Poprena armatura u rebru304.4.7 Armiranje i prednapinjanje donje ploe sanduka304.5 Poprena ukruenja sanduastih nosaa315.0 PREDNOSTI I NEDOSTATCI SANDUASTIH MOSTOVA345.1 Prednosti konzolnegradnje345.2 Prednosti montaneizvedbe35

1.0 UVOD

Mostovi sanduastog poprenog presjeka postaju popularan izbor u toku obnove puteva tokom 1960-ih godina. Grede sa sanduastim poprenim presjekom se poinju koristiti u mostogradnji kad se javila potreba da se premoste veliki rasponi te iz tog zahtjeva slijedi potreba da se smanji sopstvena teina mosta. Takoe , sanduasti mostovi imaju veoma dobru torzionu krutost to je jo jedna prednost pri koritenju ove vrste poprenog presjeka. iste linije sanduastih mostova, bez vidljivih vanjskih ojaanja se openito smatra privlanim izgledom i odlikuje se velikom trajnou jer nema mnogo mjesta na kojima se moe skupljati prljavtina i vlaga. Slika 1. Otpornost na ekscentrina dejstva Spregnuta gredna konstrukcija mosta

Slika 2. Otpornost na ekscentrina dejstva Sanduasti tip mosta

Sanduasti nosa ima najmanje dva rebra (jednu komoru), a moe imati i nekoliko rebara. Ova su rebra i s gornje i donje strane meusobno spojena ploama, koje tvore gornji i donji pojas sanduastog nosaa. Debljine ovih pojasa ovise o: veliini tlanih napona i potrebi smjetaja prednapetih kabela i armature.

Ovakav popreni presjek posebno je pogodan za kontinuirane rasponske sklopove prednapetih mostova, jer gornja i donja ploa preuzimaju podjednako dobro tlane i vlane sile, za razliku od rebrastih grednih mostova koji su bolje oblikovani za preuzimanje pozitivnih momenata savijanja.Zatvoren sanduk odlikuje se velikom krutosti na savijanje i torziju. A veliki krak unutarnjih sila znatno ublaava promjene u naponima izazvane pokretnim optereenjem.Mostovi s kosim hrptovima estetski su prihvatljiviji od onih s ravnim hrptovima , pogotovo za vee raspone ali je njihova izvedba kompliciranija (vibriranje betona u kosom hrptu) , a nagnutost hrptova izaziva u gornjoj kolnikoj ploi dodatne vlane sile u poprenom smjeru.Tijekom uporabe mosta mogue su velike temperaturne razlike izvan i unutar sanduka (prostor unutar sanduka moe se zagrijati i do +40C), pa je potrebno predvidjeti otvore za prozraivanje. Ovi otvori slue i za izjednaavanje vlage. Uz ove otvore koji se nalaze u hrptovima potrebno je predvidjeti i otvore u najnioj donjoj ploi sanduka za odvodnju procijednih voda.

1.1 Parametrizaoblikovanjepoprenogpresjeka

UkupnavisinasandukaHodabirese: premarasponumosta, potrebnoj irini postupkugraenja izuvjeta prohodnosti kroz sanduk h=min200cm(potrebna za vrijeme radova prednapinjanja kabela udonjoj ploi i izvedbe segmenata) Razmakosirebarab2 uzimaseod0,5do0,6ukupneirinemostab Duljinakonzoleb5 nebismjelabitiveaod350cm. Duljinaploeizmeurebarab4150 m s najmanje tri polja,- Rasponi izmeu 30 I 140 m, ne smiju se mnogo meusobno razlikovati- Ako je razlika u rasponima velika, treba izvesti privremene stupove- Gradnja mostova u pravcu i jednakom nagibu, mostovi konstantne zakrivljenosti

Slika 24. Primjer izvodenja rasponske konstrukcije potiskivanje s privremenim stubovima, Viaduct de Millau, Francuska3.2.2 Uzduno premjetanje elemenata na fiksnoj skeliElementi se transportuje na tranicama pomou vitla.

Slika 25. Izgradnja tehnikom uzdunog premjetanja na mostu Ager, AC Be Salzburg;

4.0 KONCEPT ANALIZE NOSIVOSTI SANDUASTIH MOSTOVA

4.1 Statiki sistemi

- Statiki sistem s umetnutom gredom- Statiki sistem sa zglobom u sredini - Spajanje stuba i rasponskog sklopa - Spajanje stuba i rasponskog sklopa krutom ili zglobnom vezom- Okvirni sustavi s udvojenim gipkim stubovima

S obziromna spoj grede sa stubovima razlikujemo dva osnovna statika sistema: 1. grede - optereenje rasponskog sklopa prenosi se preko leaja na elemente donjeg ustroja, 2. okviri - rasponski sklop je kruto spojen s elementima donjeg ustroja.

Slika 26. Most preko Spree u Berlinu, okvir sa stupovima u obliku trokuta tapova.

Neovisno o obliku poprenog presjeka razlikujemo dva globalna statika prorauna: proraun u poprenom smjeru i proraun u uzdunom smjeru

4.2 Princip prorauna sanduastog mosta u uzdunom smjeru

Sanduasti nosaise proraunavaju i dimenzioniraju metodom statike tapova. Sanduk s jednom komorom modelira se s jednim tapnim elementom sa svojom aksijalnom, savojnom i torzijskom krutou. Pri dimenzioniranju potrebno je odrediti sudjelujue irine gornje i donje ploe.

Slika 27. Rezne sile u rasponskom sklopu sanduastog poprenog presjeka. tapni model za proraun konstrukcije u uzdunom smjeru.Ukoliko je odnos B/h>6 statiki model s jednim tapom ne daje ispravne rezultate, jer se konstrukcija ponaa po teoriji ploa a ne po teoriji tapova. Stoga se takve konstrukcije modeliraju kao rotilji ili ako je to mogue s ploastim elementima

Slika 28. Poprena razdioba sila.Utjecaj konzola sanduka izvan rebara moe se zbog malog doprinosa zanemariti. Moment torzije izaziva u presjeku posmine napone koji se prema St. Venartu raunaju kao za homogen i elastian materijal.

Slika 29. Torzijska krutost sanduastog poprenog presjeka.

Osnova za ovakav pojednostavljen postupak prorauna je u pretpostavci da popreni presjek sanduka ostaje nepromjenjiv, tj., uslijed djelovanja torzije ne mijenja bitno svoj oblik. Kod mostova od prednapetog betona ova pretpostavka je ostvarena kad je sanduk na leajima ukruen poprenim dijafragmama, ili dovoljno krutim okvirom. Kod kontinuiranih nosaa obino je dovoljna krutost ostvarena podebljanjem rebara i donje ploe.

Kod tankostjenih poprenih presjeka osobito velikih sanduastih nosaa, deformacije poprenog presjeka uslijed djelovanja momenata torzije izazivaju dodatne poprene momente savijanja okvira sanduka. Ove momente zbog malih vrijednosti moemo radi jednostavnijeg prorauna zanemariti.

Posebnu panju treba posvetiti proraunu konstrukcije u svim fazama gradnje, jer su ova stanja tijekom gradnje najee mjerodavna za dimenzioniranje nekih elemenata konstrukcije. U izvedbenom dijelu projekta potrebno je zraditi detaljan protokol s opisom i redoslijedom aktivnosti u postupku graenja, kako bise ispunile sve pretpostavke statikog prorauna. Rijetko koja AB konstrukcija nastaje betoniranjem odjednom. Vlastita teina pojedinih dijelova konstrukcije djeluje na razliitim statikim sustavima. Superpozicijom svih tih sustava dobivamo poetne dijagrame reznih i vanjskih sila (reakcija). Te su vrijednosti uslijed reolokih svojstava betona vremenski promjenjive i u beskonanosti tee onim vrijednostima koje bi nastale kad bi konstrukciju izveli odjednom.

Slika 30. Izvedba nosaa betoniranjem u dvijefaze.

Slika 31. Promjena momentnog dijagrama u vremenu.

Slika 32. Nakon uspostavljanja kontinuiteta, vremenom se moment na leaju poveava i asimptotski se pribliava onom na kontinuiranom sustavu

M 0 -moment - suma faza graenja; (montanih stanja)M k -moment - na konanom sustavuM t -moment u nekom trenutku vremenaM (t ) = M 0 + (M k M 0 ) M

4.3 Princip prorauna sanduastog mosta u poprenom smjeru

Kod prorauna u poprenom smjeru postoji nekoliko statikih modela. Prvi i najjednostavniji model je zatvoren okvirni sustav na elastinim oprugama.

Slika 33. Poloaji pokretnog optereenja za proraun sanduka u poprenom smjeru

Slika 34. a) Popreni momenti savijanja u sanduastom nosau s tankom donjom ploom. b) Popreni momenti savijanja u sanduastom nosau pri debeloj donjoj ploi

Kod sanduka s jednom komorom esto se primjenjuju nagnuta rebra ime se ostvaruje manji raspon i manja debljina donje ploe, a nosa i vitkije izgleda. Meutim kod nagnutih rebara potrebno je raunati s time da se ve kod optereenja vlastitom teinom u gornjoj ploi pojavljuju vlane sile u obliku poprenog vlaka, a u donjoj ploi tlane sile u obliku poprenog tlaka.

Slika 35. Popreni vlak i popreni tlak u gornjem i donjem pojasu sanduastog nosaa s nagnutim rebrima4.3.1 Donja ploa

Donja ploa je optereena na slijedei nain:1. Savijanje u poprenom smjeru uslijed vlastite teine i korisnog optereenja. Koristan teret uzeti najmanje s 1,0 kN/m2.2. Uslijed momenata savijanja glavnog nosaa i djelovanja poprenih sila u donjoj ploe se pojavljuju tlani ili vlani naponi.3. Uslijed momenta torzije glavnih nosaa u donjoj ploi pojavljuju se glavni vlani i tlani naponi koji se kriaju pod kutom od 45/135.4. Uslijed voenja kabela u donjoj ploi pojavljuju se skretne sile5. Kod tankih donjih ploa uz debelo rebro, pojavljuju se u ploi znatni dodatni naponi od promjene temperature i puzanja i skupljanja betona

4.3.2 Rebro

Glavna je zadaa rebra da preuzme posmine sile izmeu dvaju pojasa. U rebru se pojavljuju glavni naponi koji proizlaze od djelovanja momenata savijanja i poprenih sila u uzdunom smjeru te popreni momenti savijanja od upetosti ploa u rebro. Kako se na donjoj strani rebra nalazi donja ploa, rebro je jo dodatno napregnuto na vlak u vertikalnom smjeru. Stoga svi dijelovi konstrukcije koji lee ispod teine linije rebra skupa s optereenjem koje na nju djeluju moraju biti objeeni za tlani pojas. Sva etiri navedena sluaja naprezanja rebra zbrajaju se i zahtijevaju odvojen proraun i dimenzioniranje.

4.4 Armiranje i prednapinjanje sanduastih nosaa

Ovisno o rasponima mosta sanduasti nosai se mogu izvoditi i bez prednapinjanja. Voenje i sidrenje kabela ovisi prvenstveno o nainu izvedbe mosta. Princip prednapinjanja mostova graenih: konzolnom gradnjom uzdunim potiskivanjem

4.4.1 Voenje kabela u glavnim nosaima

Kod mostova manjih i srednjih raspona (do = 60 m) kablovi se polau u dovoljno iroka rebra. Kako u rebra ne moe stati vei broj kablova, jedan dio se polae u pojasne ploe uz rebra. Duina ovih kablova odreuje se prema pomaknutom dijagramu vlanih sila. Kod kontinuiranih nosaa potrebno je kablove u gornjoj i donjoj ploi preklopiti za najmanje 3 do 4h.

Slika 36. Poloaj kablova u jednom kontinuiranom nosau u uzdunom presjekuKod mostova veih raspona, koje je potrebno prednapeti i s veom silom, najpovoljnije je kablove postaviti to dalje od teita poprenog presjeka, odnosno u gornju i donju plou sanduka. Isto tako poeljno je rebra osloboditi velikih kablova. Takvo voenje kablova primijenio je Esquillan 1955. Godine na eljeznikom mostu u La Voulteu preko Rhone. Kablove koje prednapinjemo naknadno, kad je most ve zavren, uvlae se u prethodno ugraene zatitne cijevi i sidre u istakama ploe ili rebra s unutranje strane nosaa. Pri izvedbi potiskivanjem nosa se u fazi potiskivanja najprije prednapinje centrino, kablovima poloenim u gornjoj i donjoj ploi sanduka.

Slika 37. Razdioba kablova preko itave visine rebra jednog sanduastog nosaa

Slika 38. Kod izvedbe potiskivanjem kablova lee u pojasnim ploama i rebrima, tako da je samo u manjim podrujima potrebna dodatna armatura spojne reke, ponajprije u konzolnim ploamaKod mostova koji se betoniraju na pokretnoj skeli polje po polje, kablovi se ugrauju zajedno s cijevima, a prednapinju se i nastavljaju na radnim rekama. Kod konzolnog naina izvedbe najprije se ugrauju samo zatitne cijevi, u koje se postepeno uvlae jedino oni kablovi koji e se prednapeti na krajevima dvaju konzolnih segmenata betoniranih u tom taktu.Kod mostova veih raspona danas se primjenjuju i vrste objeenih kablova koji se polau s unutarnje strane hrpta, provlae kroz otvore u vertikalnim poprenim rebrima uz hrbat.

Slika 39. Kritini negativni moment pri potiskivanju s upotrebom potisnog kljuna

Slika 40. Kritini pozitivni moment pri potiskivanju s upotrebom potisnog kljuna

4.4.2 Armiranje i prednapinjanje ploe kolovoza

U podruju najveih napona zatezanja glavna armatura ne smije biti na veim razmacima od 15 cm. Doputena irina pukotina iznosi 0.2 mm. U tlanim podrujima razmaci armature mogu iznositi do najvie 30 cm. Najmanji profil ipki armature iznosi 12. Poprena armatura u gornjoj zoni ploe mora biti na razmacima manjim od 15 cm zbog spreavanja i uzdunih pukotina od skretanja tlane sile u blizini oslonaca (armatura za spoj ploe i rebra).

Slika 41. Armatura u jednom sanduastom nosau za gradnju potiskivanjem

Kolovozne ploe trebalo bi popreno prednapinjati ako je irina mosta vea od 10m i kod veih razmaka glavnih nosaa. Uz osnovna optereenja (stalno i pokretno) u ploi djeluju i optereenja od temperature te puzanja i skupljanja betona, a koja mogu dovesti do pojave pukotina. Iz tog razloga poeljno je lagano popreno prednaprezanje. Da bi smanjili progibe ploe, pojavu pukotina veih od doputenih i smanjili promjenu napona u eliku, stepen prednaprezanja treba odabrati tako da pri optereenju g+0.3q u ploi nema napona zatezanja u poprenom smjeru.

Slika 42. Popreno prednapinjanje ploe kolovoza. Sidrenje kabela kod konzola veih duina

Slika 43. Popreni kablova u ploi kolovoza vode se iznad uzdunih kablova glavnog nosaa

4.4.3 Armiranje i prednapinjanje rebara

Pri odabiru armature rebara vano je odabrati tanje profile armature (12-18mm). U podruju veih posminih napona, da bi izbjegli prednapinjanje rebara povoljnije je koristiti kombinaciju vertikalnih i kosih vilica.

Slika 44. Armatura rebra za visoka posmina naprezanja blizu oslonaca. Kose vilice u kombinaciji s uspravnim vilicama i uzdunom armaturomSlika45. Detalj spoja konstrukcija. Armatura i kabeli.

4.4.4 Donja uzduna armatura

Profili uzdune armature ne bi smjeli biti vei od 28mm. Sva uzduna armatura postavljena u donjem pojasu nosaa na visini 0.2h moe se uzeti u obzir pri dokazu graninog stanja nosivosti. Armatura se u nosau smanjuje postupno prema dijagramu vlanih sila pomaknutog za iznos 0.7d.

4.4.5 Gornja uzduna armatura

Uzduna armatura rasporeuje se u gornjoj zoni nosaa na itavoj sudjelujuoj irini. Debljinu ipki prema van od rebra treba postupno smanjivati. Vee profile treba smjestiti u rebro (npr. 28), a manje profile (16 do 20) izvan rebra. Prilikom pokrivanja dijagrama vlanih sila profili smjeteni izvan rebara moraju se na svakom kraju izvesti dulji za l=ay, jer se ovi profili prikljuuju na tlane lanke koji su nagnuti prema rebru pod kutom od 45.

Slika 46. Armatura smjetena u pojasu sidri se s dodatnom duinom ay.

Uzdunu armaturu za torziju u rebru potrebno je razdijeliti ravnomjerno po itavoj visini rebra, voditi do kraja grede i tamo usidriti.

4.4.6 Poprena armatura u rebru

Poprena armatura za preuzimanje poprene sile i momenta torzije ima oblik vilica koje s donje strane obuhvaaju uzdunu armaturu, a s gornje strane su usidrene u plou kolovoza. Razmak vilica ovisi o ogranienju irina pukotina od glavnih vlanih napona. U podruju velikih posminih napona vilice treba uzeti na razmacima 10 do 15 cm, a u podruju manjih napona od 20 do 30 cm. Profil vilica ne treba birati vei od 16mm kod greda visine h