ALCATUIREA GENERALA SI DENUMIRILE SPECIFICE PODURILOR MASIVE

ALCATUIREA GENERALA SI DENUMIRILE SPECIFICE PODURILOR MASIVE

ALCATUIREA PODETELOR

Podetele sunt poduri cu deschideri sub 5.0 m si se executa pentru traversarea rauri sau a unor torenti cu debite mici, pentru descarcarea santurilor longitudinale de pe partile laterale ale terasamentelor si chiar pentru a servi ca pasaje inferioare. Podetele se executa astazi in majoritatea cazurilor din beton armat cu sectiuni dalate (monolite sau cu elemente de dala prefabricate), cu sectiuni dalate cu elemente prefabricate cu sectiunea de tip "cadru-inchis" si mai rar, cu sectiuni tubulare circulare sau cu sectiuni boltite. O solutie mai noua o reprezinta solutiile de podete tubulare realizate din elemente metalice ondulate, care se imbina cu suruburi de inalta rezistenta.

Podetele mai vechi sunt executate din zidarie de caramida, zidarie de piatra sau din beton simplu executate in special cu sectiuni boltite (cu bolta in plin cintru) sau cu sectiuni ovoidale si mai tarziu in solutie cu dale din beton armat. La calea ferata podetele mai pot avea calea cu traverse de lemn asezate pe tabliere cu grinzi metalice sau pe 2 grinzi din beton (in acest caz ele se denumesc podete deschise).

(Alcatuirile si denumirile specifice podetelor sunt prezentate in Cursul 4 cu ocazia clasificarilor podurilor dupa marimea deschiderilor).

ALCATUIREA PODURILOR MASIVE

Suprastructura podurilor masive poate avea urmatoarele alcatuiri constructive :

poduri dalate cu suprastructura dalata din beton armat monolit

poduri dalate cu suprastructura dalata din elemente prefabricatE din beton armat ;

poduri pe grinzi din beton armat monolit

poduri pe grinzi  din beton armat prefabricat;

poduri  in cadru  ;

poduri pe arce ;

poduri boltite ;

PODURILE dalate CU DALE DIN BETON ARMAT MONOLIT

Podurile dalate din beton armat monolit au suprastructura executata dintr-o placa groasa cu o latime mare denumita "dala" care reazema de regula articulat prin intermediul unor bare din otel beton pe doua culei din beton. In sectiune longitudinala dala monolita prezinta 2 pante longitudinale pentru scurgerea apelor spre capetele podului peste care se executa hidroizolatia specifica podurilor masive. Fig 6.1. In sectiune transversala dala prezinta 2 console de trotuar si asigura suportul pentru paretea carosabila si trotuare. Dalele pot fi executate cu sectiune plina (Fig. 6.2) sau la deschideri mai mari se proiecteaza cu sectiuni cu goluri pentru reducerea greutatii sale (Fig 6.3). De regula dalele se proiecteaza cu deschideri de maxim 15.0 20.0 m si schemele statice pot fi: grinda simplu rezemata, grinzile simplu rezemate cu console si grinda continua pe 2 sau 3 deschideri.

Fig. 6.1. Sectiune longitudinala prin pod cu dala monolita din b.a.

Fig. 6.2. Sectiune transversala prin dala monolita din b.a.

Fig. 6.3. Sectiuni transversale prin dale monolite din b.a cu goluri circulare (a) sau dreptunghiulare (b).

PODURILE dalate CU DALE PREFABRICATE DIN BETON ARMAT

Dalele prefabricate se fac din elemente sub forma unor fasii longitudinale din beton armat cu sectiune plina sau cu fasii (cu goluri) din beton precomprimat cu armatura preintinsa. Lungimea fasiilor este egala cu lungimea dalei iar latimea sa este stabilita din considerente de greutate. Fasiile se aseaza joantiv si si se monolitizeaza cu beton in spatiul de deasupra (Fig. 7.4) sai in goluri laterale cu armatura de montaj si mortar de monolitizare (Fig. 7.5).

Fig. 6.4. Dala cu FASII prefabricate -52  din beton precomprimat cu armatura preintinsa

Fig. 6.5. Dala cu FASII prefabricate cu goluri  din beton

precomprimat cu armatura preintinsa

poduri pe grinzi din beton armat monolit

Pentru deschideri mai mari dala devine neeconomica deoarece greutatea proprie este foarte mare si in acelasi timp betonul din zona intinsa a armaturii este fisurat si rolul sau este acele de a se realiza legatura dintre armaturi. Daca se suprima betonul pentru o parte din sectiunea intinsa a dalei si se mentine placa de beton din zona comprimata se obtine o sectiunea de beton a unui tablier monolit pe doua grinzi din Fig. 6.6. Fig. 6.7.

Sporind numai inaltimea grinzilor se obtine un brat de parghie mai mare ceea ce va permite acoperirea unor deschideri mai mari fara a creste decat intr-o masura mai mica cantitatea de beton.

Pemtru o repartitie mai buna a incarcarilor locale la grinzi se prevad antretoaze din beton intre grinzi, la reazemele grinzilor si in camp. Astfel, la tablierele fara antretoaze intre grinzi o incarcare locala deasupra unei grinzi este preluata in aproape in totalitate de grinda respectiva pe cand in cazul in care exista antretoaze incarcarrea se repartizeaza la celelalte grinzi si deplasarile verticale ale grinzilor sunt mult mai mici (Fig. 6.8).

Fig. 6.6. Sectiune transversala tablier pe grinzi din beton armat monolit.

Fig. 6.7. Pod pe grinzi doua continui pe 3 deschideri, din beton armat monolit la Mioveni peste raul Argesel (L=14.0 m+16.0 m+14.0 m).

Fig. 6.8. Repatitia transversala a unei incarcari locale la grinzile tablierelor din

beton armat monolit fara antretoaze (stanga) si cu antretoaze (dreapta).

Pentru deschiderile mijlocii si mari solutia cu poduri pe grinzi cu sectiune plina devine neeficienta deoarece este necesara o crestere a inaltimi grinzilor si in mod implicit ar creste si greutatea acestora. Reducerea greutatii in conditiile cresterii capacitatii portante se poate face adoptant solutii cu grinzi monolite cu sectiune casetata recomandate si la grinzile continui (Fig. 6.9).

Fig. 6.9. Pod pe grinzi cu sectiune casetata inchisa din beton armat monolit

poduri pe grinzi prefabricate din beton precomprimat

Podurile pe grinzi prefabricate din beton precomprimat se realizeaza cu urmatoarele tipuri de grinzi prefabricate:

cu grinzi prefabricate de tip monobloc sau tronsonate cu sectinue in forma de "T"

o       cu monolitizare la nivelul placii (Fig. 6.10);

o       cu monolitizare prin intermediul placii de suprabetonare (Fig. 6.11);

Fig. 6.10. Sectiune tablier cu grinda prefabricate monobloc cu sectiune "T'

cu monolitizare la nivelul placii

Fig. 6.11. Grinda prefabricata monobloc cu sectiune "T' cu monolitizare prin intermediul placii de suprabetonare

Grinzile tronsonate se executa din bucati de lungime redusa (care se pot transporta si manipula usor) si ele se imbina prin precomprimare pe santier, o operatie foarte complicata deoarece ea se executa in conditii grele, necesita platforme de montaj pentru asezarea cu tolerante mici a tronsoanelor in pozitie iar rosturile dintre tronsoane care se umplu cu mortar sau cu rasini speciale. Aceasta impune ca suprafatele in contact a doua tronsoane consecutive sa pasuiasca perfect in conditiile mentinerii pozitiei in lung a tronsoanelor.

Antretoazele dintre grinzi se pot executa pe santier:

cu beton armat monolit si cu armatura moale ce poate trece continuu prin gauri prevazute in inimile grinzilor

grinzile au tronsoanele prefabricate prezinta parti aferente ale antretoazelor care vor imbina pe santier prin pretensionare transversala (Fig. 6.12).

Fig. 6.12. Monolitizarea antretoazelor precomprimate la grinzile prefabricate cu placa de suprabetonare (sus) sau cu monolitizare la nivelul placii (jos)

La deschideri mai mari grinzile prefabricate din beton prefabricat se executa din tronsoane cu sectiune casetata (Fig 6.13)

Fig. 6.13. Tronson prefabricat cu sectiune casetata

La podurile si viaductele de pe autostrada Bechtel se utilizeaza grinzi prefabricate tronsonate cu sectiune "U" cu placa de suprabetonare (Fig. 7.14)

Fig. 6.14. Tronson de grinda prefabricata cu sectiune "U" cu placa de suprabetonare (Bechtel)

poduri  IN CADRU 

Podurile in cadru cu structura de rezistenta din beton armat sunt suple si prezinta o inaltime de constructie redusa. Se recomanda utilizarea lor la pasajele denivelate la podurile de incrucisare la autostrazi.

In functie de marimea deschiderilor sectiunile riglelor si stalpilor pot prezenta alcatuirile din Fig. 6.15.

Fig. 6.15. Variante de alcatuire a sectiunilor stalpilor si riglelor la podurile

"in cadru"

poduri  PE ARCE DIN BETON

Poduri pe arce cu calea sus

Podurile pe arce din beton armat cu calea sus prezinta un tablier monolit din beton armat cu grinzi cu placa. grinzile transversale transmit incarcarile de la cale la stalpii din beton armat si acestia transmit incarcarea la arce (Fig. 6.16). Stalpii sunt legati transversal si longitudinal cu rigle din beton armat amplasate la o anumita inaltime pentru reducerea lungimilor de flambaj.

Arcele podului sunt puternic comprimate si sunt legate intre ele cu rigle transversale pentru eliminarea riscului de pierdere a stabilitatii.

Sectiunile arcelor din beton armat pot fi dreptunghiulare, cu sectiune "dublu T" si cu sectiune casetata, Fig 6.17.

Podurile pe arce din beton sunt mai economice decat podurile similare executate pe bolta din beton armat.

Fig. 6.16. Alcatuirea unui pod pe arce cu calea sus

a) b) c)

Fig. 6.17. Sectiunile arcelor din beton: dreptunghiulare (a),

dublu T (b) si casetate (c)

Poduri pe arce cu calea la mijloc sau cale jos

Podurile pe arce din beton armat cu calea jos prezinta de regula 2 arce din beton si un tablier monolit din beton armatla partea de jos a arcelor cu grinzi cu placa.

Tablierul este suspendat de cele 2 arce prin intermediul unor tiranti metalici (Fig. 6.18).

Arcele podului sunt puternic comprimate si sunt legate intre ele la partea superioara, (deasupra gabaritului de libera trecere pe pod) cu legaturi de tip rigle transversale sau cu un sistem de contravantuire cu bare dispuse in K, X sau in sistem romboidal pentru eliminarea riscului de pierdere a stabilitatii.

Sectiunile arcelor din beton armat pot fi dreptunghiulare, cu sectiune "dublu T" si cu sectiune casetata, Fig 6.17.

Fig. 6.18. Alcatuirea unui pod pe arce cu calea jos

poduri  boltite  DIN BETON armat

Podurile boltite din beton armat sunt cu calea sus, prezinta un tablier monolit din beton armat cu grinzi cu placa. grinzile transversale transmit incarcarile de la cale la stalpii din beton armat si acestia transmit incarcarea la bolta (Fig. 7.19). Stalpii sunt legati transversal si longitudinal cu rigle din beton armat amplasate la o anumita inaltime pentru reducerea lungimilor de flambaj.

Sectiunile arcelor din beton armat pot fi dreptunghiulare, cu nrvuri si cu sectiune casetata si ele se adopta in functie de marimea deschiderii boltii, Fig 7.20. Sectiunile boltii pot prezenta reduceri ale grosimii (si chiar ale latimii ) incepand de la nasteri spre cheie.

Fig. 6.19. Alcatuirea unui pod boltit cu calea sus

Fig. 6.20. Sectiunile boltilordin beton: dreptunghiulare (a),

cu nervuri (b) si casetate (c)

SPATII DE LIBERA TRECERE PE PODURI. GABARITE

Pentru siguranta circulatiei se impune delimitarea unui contur geometric inchis, definit in plan vertical, perpendicular pe axul de axul caii denumit gabarit care prezinta urmatoarele functiuni:

conturul de gabarit defineste pentru vehicule o suprafata maxima in care este se pt inscrie dimensiunile transversale ale vehiculelor care circula in lungul caii, fara a se depasi acest contur;

conturul de gabarit defineste pentru constructiile adiacente caii de comunicatie (lucrari de arta, gari, peroane, semnale etc) o suprafata minima in interiorul careia nu se admite amplasarea sau patrunderea partiala a acestor constructii.

Gabaritele pentru poduri se definesc pentru:

tipurile de cai de comunicatie (feroviare, rutiere, navale sau pietonale);

tipurile de vehicule (feroviare, rutiere, etc);

GABARITE PENTRU PODURI DE CALE FERATA (STAS 4392/84)

Spatiile libere pe podurile de cale ferata sunt definite de 2 tipuri de gabarite:

gabarite de libera trecere pentru constructii si instalatii noi (Fig. 6.21);

gabarite de libera trecere pentru constructii si instalatii vechi, existente, (Fig. 6.22);

Fig. 11.1 Gabaritul de libera trecere pentru constructii si instalatii noi

Gabaritul de libera trecere pentru constructiile vechi, existente se refera la constructiile executate deja la data reviziei din anul 1958 a standardului 4392/84. De la acesta data toate constructiile aferente caii ferate s-au proiectat si executat cu respectarea gabaritului de libera trecere pentru constructiile noi. Aceasta exceptie a fost impusa din considerente economice pentru evitarea demolarii tuturor constructiilor exitente care nu respectau cerintele de gabarit pentru constructiile noi.

Fig. 6.22 Gabaritul de libera trecere pentru constructii si instalatii vechi (existente)

Gabaritul de libera trecere pentru constructiile vechi si gabaritul de libera trecere pentru constructiile noi sunt definite pentru zonele de aliniament ale liniilor. Pentru zonele in curba ale liniilor cu R< 4000 m, dimensiunile gabaritelor se sporesc cu valorile Si si Se corespunzatoare suprainaltarii "h" a liniei in curba (Fig. 6.23).

Fig. 6.23 Sporul dimensional in curbe al gabaritelor de libera trecere

La liniile duble distanta minima dintre axele liniilor este de 4.0 m in linie curenta sau pe poduri cu cu valori > 4.0 m pentru liniile din statii sau in curba precizate prin reglementari specifice pentru aceste domenii.

GABARITE PENTRU PODURI DE SOSEA (STAS 2924/84)

Inaltimea gabaritelor podurilor de sosea se inscrie intre 4.5 si 5.5 m. Latimea acestor gabarite se defineste in functie de:

o amplasament:

o       amplasament in cale curenta ;

o       amplasament in localitati rurale;

o       amplasament in localitati urbane ;

o numarul de benzi de circulatie pentru vehiculele rutiere;

o alcatuirea constructiva a podului (cu calea sus, calea jos, modul de amplasare a trotuarelor fata de grinzile principale: la interior sau la exteriorul acestora etc);

o prezenta si pozitia altor benzi de circulatie: pentru biciclisti, tramvaie, pietoni

(Fig. 6.25);

In figurile urmatoare sunt prezentate modul in care se definesc latimile de gabarit pentru podurile rutiere in functie de criteriile de mai sus. Pentru podurile amplasate in localitati rurale sau in cale curenta prezinta in standard valori mai mici ale latimilor T, C in functie de clasa tehnica a drumului fata de podurile din localitati urbane.

Proiectarea unor poduri noi implica consultarea standardelor de gabarit precum si a normativelor prin care se reglementeaza latimile benzilor de circulatie in functie de categoria de importanta a drumului sau pentru podurile amplasate pe autostrazi.

Notatiile din aceste figuri sunt:

A = latimea acostamentului;

C = latimea partii carosabile;

T = latimea trotuarului;

P = latimea platformei caii ;

G = latimea gabaritului;

Gs = latimea gabaritului la partea superioara;

H = inaltimea gabaritului;

S = spatiul de siguranta;

a) b)

Fig. 6.24 Stabilirea gabaritului la podurile rutiere cu cale jos si trotuare

interioare (a) sau cu trotuare exterioare (b)

Fig. 6. 25 Stabilirea gabaritului la podurile rutiere cu cale jos, trotuare

interioare si linii de tramvai

SPATII DE LIBERA TRECERE SUB PODURI

Prin spatiul de libera trecere sub pod se intelege suprafata libera cuprinsa pe inaltime intre partea inferioara a suprastructurii si fundul albiei, limitate in lateral de paramentul culeilor din care se scade suprafata ocupata de grosimea elevatiile pilelor (daca podul are pile). Poarta denumirea de "libera trecere" deoarece el trebuie sa asigure trecerea libera a apelor, ghetii, plutitorilor si eventual a navelor.

Exista urmatoarele situatii privind modul de stabilire a spatiilor libere sub poduri:

Cazul pasajelor denivelate si podurilor de incrucisare

Spatiile de sub pod pentru pasajele denivelate si pentru podurile de incrucisare trebuie sa corespunda gabaritului CF de libera trecere pentru constructii noi (in cazul pasajeror superioare) si a podurilor de incrucisare de cale ferata. In cazul podurilor de incrucisare rutiere si al pasajelor inferioare se vor respecta gabaritele podurilor de sosea in concordanta cu numarul de benzi de circulatie, amplasament si clasa de calitate a drumului .

Cazul podurilor peste canale navigabile.

Fig. 6. 26 Gabaritul de navigatie la podurile peste canale navigabile

Pentru podurile care se vor proiecta peste Canalul Dunare - M. Neagra sau peste raul Arges, pe zona viitorului canal Bucuresti -Dunare spatiul liber este definit de necesitatea respectarii gabaritului de navigatie avand un contur dreptunghiular (comunicat de proiectantul canalului), masurat de la nivelul maxim al apei in viitorul canal avand baza = 40.0 m si o inaltime de 10.0 m, Fig. 6.26). Prin urmare la proiectarea podului, pilele si inaltimea libera sub pod vor respecta cerintele acestui gabarit.

Cazul podurilor peste ape curgatoare.

Spatiul de libera trecere pe sub poduri la podurile amplasate peste rauri trebuie sa asigure trecerea apelor la debitele maxime de calcul (Qc) cu o anumita asigurare (Q0.3% , Q1%, Q 5% etc) precizata de norme, in conditiile stabilite de Normativul PD-95-2002:

trecerea debitului de calcul Qc pe sub pod sa se faca in conditiile respectarii unei inaltimi libere minime (garda) masurate intre nivelul acestui debit Qc si punctul cel mai coborat ai suprastructurii. Garzile sub pod sunt definite in Normativul PD-95-2002 si ele depind de marimea debitului de calcul Qc, de caracterul permanent sau provizoriu al podului si de modul in care se produc viiturile (cu plutitori sau fara plutitori). In Fig. 6.27 se prezinta stabilirea cotei caii pe pod pentru un pod de 20.0 m deschidere, in conditiile asigurarii unei pante logitudinale a caii pe pod de 1% si a unei inaltimi de libera trecere sub pod (garda) de 1.00 m.

"E" < 1.4 unde E= raportul dintre viteza medie a apei produsa in prezenta podului datorita strangularii albiei si viteza medie a apei in aceeiasi sectiune, in regim natural de curgere (existenta inainte de executia podului)

nivelul apelor pentru debitul de calcul sa nu produca inundatii in amonte de pod

Fig. 6.27. Stabilirea spatiului de libera trecere pe sub pod la podurile peste rauri