ALCATUIREA SI NOMENCLATURA SPECIFICA PODURILOR DE LEMN

ALCATUIREA SI NOMENCLATURA SPECIFICA PODURILOR DE LEMN

Podurile din lemn se pot executa:

in intregime din lemn (cu suprastructura si infrastructura din lemn)

in combinatii:

o       numai cu suprastructura din lemn si infrastructura din beton, zidarie etc;

o       cu suprastructura alcatuita cu grinzi metalice de inventar solidarizate transversal cu juguri din lemn (suprastructura alcatuita partial din lemn) si infrastructura numai din lemn, numai din beton sau combinat, cu infrastructura alcatuita cu o parte din lemn si o parte din beton etc.

Nomenclatura suprastructurilor din lemn la poduri (Fig. 5.1, 5.2)

Grinzile podurilor din lemn acopera deschideri relativ mici si ele se executa din elemente din lemn numite ursi (1) cu sectiune dreptunghiulara (ecarisata) sau cu sectiune cu doua fete plane (sectiune semiecarisata). Deoarece sectiunile trunchiurilor sunt limitate dimensional, pentru cresterea capacitatii sectionale la incovoiere se utilizeaza pachete de ursi realizate prin suprapunerea cu interspatii de 35 cm (pentru aerisire) a 2 sau 3 ursi, solidarizati in lung cu pene (2) pentru blocarea partiala a lunecarilor care apar la incovoierea pachetelor si prin strangerea grinzilor pachetului cu buloane metalice (3). Penele de solidarizare pot fi din lemn sau metalice si sunt distribuite la distante proportionale cu variatia infasuratorii de forte taietoare.

Solidarizarea transversala a pachetelor de ursi pentru conlucrarea spatiala a lor se realizeaza cu ajutorul unor juguri din lemn dispuse la 2.0.3.0 m in lungul podului. Jugurile sunt formate din elemente orizontale transversale podului dispuse la partea superioara si inferioara a pachetelor de ursi numite traversele jugului (4 si 5), din elemente verticale amplasate pe fetele verticale ale pachetelor de ursi denumite montantii jugului (6) si din contravantuirile transversale (7) fixate la capete de montantii jugului. Traversele jugului la partea superioara a pachetelor din ursi pot fi si traversele care sustin calea.

Calea pe pod se realizeaza diferit dupa destinatia circulatiei, rutiera sau feroviara.

La podurile rutiere platelajul se realizeaza din elemente de rezistenta numite traverse (8) asezate direct pe ursi la distante intre 0.5.1.0 m (in functie de distantele dintre ursi), peste traverse se aseaza podina de rezistenta (9), alcatuita din grinzi cu sectiune mai mica decat traversele sau cu dulapi cu grosime corespunzatoare si podina de uzura (10), din dulapi de stejar dispusi la 45 fata de grinzile podinei de rezistenta, pentru atenuarea socurilor la trecerea peste rosturile dintre dulapi. La distante de 1.5.2.0 m traversele curente sunt inlocuite cu traverse scoase in consola, denumite traverse de trotuar (11), care sustin atat calea cat si elementele de trotuar .

La podurile de cale ferata sinele sunt sustinute de traversele (8) si (11) asezate pe ursi la distante de maxim 0.6 m (in functie de tipul sinei). In plus, pe pod se mai monteaza contrasinile (antideraiere) si intre contrasini se fixeaza pe traverse tabla striata pentru circulatia personalului de intretinere.

Trotuarele sunt amplasate lateral si sunt alcatuite din longrinele de trotuar (12), podina de trotuar (13), lisa de trotuar (14) si parapet.

Longrinele de trotuar (12), reazema pe traversele de trotuar si sustin podina trotuarului iar la podurile rutiere longrina interioara indeplineste si rolul de bordura (limiteaza partea carosabila).

Podina de trotuar (13) se realizeaza din dulapi din lemn de stejar asezati transversal pe longrine.

Fig. 5.1 Alcatuirea in sectiune a suprastructurii unui pod rutier din lemn

Fig. 5.2 Vederea laterala a suprastructurii unui pod rutier din lemn

Lisa de trotuar (14) are o sectiune mai mica decat sectiunea longrinelor si are rolul de a impiedica alunecarea pietonilor in exteriorul trotuarului si asigura o fixare suplimentara a dulapilor podinei de trotuar.

Parapetul din lemn (Fig. 5.2) este format din: stalpii de parapet (15) fixati la consolele traverselor de trotuar, mana curenta (16) pentru preluarea impingerilor produse de pietoni si umplutura (17), pentru reducerea golului dintre mana curenta si lisa trotuarului.

Fig. 5.3 Vederea laterala a unui parapet cu umplutura "crucea Sf. Andrei"

Umplutura se realizeaza curent cu o piesa orizontala cu sectiune patrata rotita la 45 (pentru scurgerea apelor) dispusa la jumatatea distantei dintre lisa si mana curenta (Fig.5.2) sau din doua piese dispuse incrucisat (Fig.5.3) parapetul fiind denumit in acest caz "cu diagonale crucea Sf. Andrei ".

Nomenclatura infrastructurilor din lemn la poduri

Infrastructurile din lemn la poduri sunt alcatuite din pile (palei) si din culei din lemn. Pilele si culeile din lemn sunt realizate din structuri elementare (definite in plan transversal podului) denumite palei. O palee simpla (Fig. 5.4) se compune din pilotii de rezistenta (1) si pilotii de stabilitate (2) alcatuiti din trunchiuri corespunzatoare din rasinoase, grinda de rezemare de la partea superioara a pilotilor denumita baba (3), sistemul de contravantuiri format din moazele transversale superioare (4), moazele transversale inferioare (5) si diagonalele de contravantuire transversala (6) toate executate din lemn, cu sectiune semirotunda si contrafisele de stabilitate (7).

Imbinarile elementelor componente ale unei palei se realizeaza prin executarea in prealabil a unor prelucrari locale pe zona de contact, denumite chertari si prin strangerea cu buloane metalice sau fixare cu scoabe.

Pilele si culeile se pot alcatui dintr-o singura palee in cazul unor suprastructuri cu deschideri mici. Pentru deschideri mai mari, reactiunile suprastructurii cresc si se impune marirea numarului de piloti si pilele (sau culeile) se vor executa cu doua palei sau cu trei palei (pile cu palee dubla, respectiv pila cu palee tripla). In Fig. 5.5 este prezentata o pila de pod cu o palee dubla. Fata de elementele unei palei simple din Fig. 5.4 la paleea dubla din Fig. 5.5 apar in plus elementele rezistenta si de solidarizare pe directia longitudinala podului: pilotii de franare (8) , contrafisele de franare (9) moazele longitudinale superioare (10), moazele longitudinale inferioare (11) si diagonalele contravantuirii longitudinale (12) precum si elementele de repartitie a incarcarilor (reactiunilor) de la suprastructura la piloti: babele de rezemare a suprastructurii (13), grinzile de repartitie longitudinale (14) care vor rezema pe babele (3) situate in capatul pilotilor.

Fig. 5.4 Alcatuirea unei palei simple

Fig. 5.5 Alcatuirea unei pile (palee dubla)

Fig. 5.6 Alcatuirea unei culei (cu palee dubla)

In Fig. 5.6 este prezentata o culee din lemn cu palee dubla in care apar elementele de rezistenta si de solidarizare pe directia longitudinala podului: pilotii de franare (8) numai in fata culeii, contrafisele de franare (9) moazele longitudinale superioare (10), moazele longitudinale inferioare (11) si diagonalele contravantuirii longitudinale (12) precum si elementele de repartitie a incarcarilor (reactiunilor) de la suprastructura la piloti: babele de rezemare a suprastructurii (13), grinzile de repartitie longitudinale (14) care vor rezema pe babele (3) situate in capatul pilotilor. In plus, in spatele culeii se realizeaza un perete din dulapi numit captuseala (15) pntru sustinerea terasamentului si drenul (16) pentru colectarea si evacuarea apelor din terasament.

ALCATUIREA SI denumiri tehnice SPECIFICe PODURILOR METALICE

Suprastructurile podurilor metalice pot prezenta urmatoarele alcatuiri:

Poduri pe grinzi cu inima plina, cale jos sau cale sus (intalnite in special la podurile de cale ferata, notate prescurtat "gipcj");

Poduri pe grinzi gemene notate prescurtat "gg");;

Poduri pe grinzi cu zabrele, cale jos sau cale sus (intalnite atat la podurile de cale ferata cat si la cele rutiere, notate prescurtat "gzpcj"););

Poduri pe structuri cu platelaj ortotrop, cu sectiune deschisa (sectiune П) sau cu sectiune casetata (inchisa) specfice podurilor rutiere cu deschideri mari si podurilor de cale ferata cu cuva metalica de balast.

Poduri metalice pe arce;

Poduri metalice pe cadre;

Poduri cu tabliere mixte otel-beton (cu sectiune compusa) aplicabile la podurile rutiere si la podurile de cale ferata cu cuva de balast din beton in conlucrare cu grinzile metalice;

Podurile dalate cu grinzi metalice (profile laminate) inglobate in beton;

(Suprastructurile metalice ale podurilor hobanate si suspendate pot fi alcatuite ca structuri cu platelaj ortoptrop sau cu sectiune mixta otel-beton).

Nomenclatura podurilor metalice (de cale ferata) cu calea sus (Fig. 5.7)

Elementele componente ale unui tablier de cale ferata cu grinzi cu inima plina cale sus (gipcs) sunt:

Grinzile principale cu inima plina (1) care preiau incarcarile direct de la cale (sine si traverse);

Contravantuirea orizontala superioara (2). Deoarece aceasta se afla situata imediat sub cale se numeste contravantuire orizontala principala; rolul acesteia este acela de a prelua actiunile orizontale transversale de la nivelul caii (actiunea vantului, a serpuirii, forta centrifuga la podurile cu calea in curba, etc.);

Contravantuirea orizontala inferioara (3). Aceasta se afla situata la partea opusa caii si se numeste contravantuire orizontala secundara; ea preia o mica parte care din actiunile orizontale transversale, are un rol important in obtinerea unei rigiditati mai mari la torsiune a tablierului prin inchiderea sectiunii si deci, contribuie la o mai buna repartitie a incarcarilor intre cele doua grinzi principale.

Parapetul (4) alcatuit din stalpi, mana curenta si umplutura (la podurile de cale ferata unde trotuarele nu sunt destinate circulatiei pietonale publice, parapetul este realizat din profile cornier).

Longrinele de trotuar (5);

Consolele de trotuar (6);

Contravantuirea transversala (7) alcatuita din bare incrucisate in "X" sau dispuse in "V" (alegerea unui sistem de dispunere a barelor este facuta astfel incat inclinarea acestora sa fie cat mai apropiata de 45). In general contravantuirile transversale se mai denumesc generic si "cadre transversale". Ele sunt prezente obligatoriu in sectiunile de la reazeme si la anumite distante in lungul grinzilor si asigura in special legaturile transversale dintre grinzile principale necesare realizarii conlucrarii acestora si a mentinerii stabilitatii de pozitie a tablierului in ansamblul sau. (Prin conlucrare se asigura o anumita repartie a incarcarilor excentrice la grinzile ale tablierului adica tablierul are o anumita rigiditate la torsiune).

Podina de trotuar (8) poate fi executata din dulapi din lemn sau din dulapi metalici sub forma unor mici chesoane din tabla striata de 4-5 mm grosime.

La tablierele sudate, grinzile principale cu inima plina au sectiune sudata si sunt alcatuite din platbenzi sudate in lung, la imbinarea talpilor cu inima sau intre platbenzile unei talpi.

La tablierele nituite, grinzile cu inima plina au sectiune nituita alcatuita din platbenzi imbinate cu nituri in lung, prin intermediul unor profile cornier care permit imbinarea cu nituri a platbenzilor talpilor cu inima ("nituri de gat")sau a platbanzilor unei talpi intre ele ("nituri de line"). Grinzile cu inima plina sunt alcatuite din talpi (superioare si inferioare) si inima (Fig. 5.8).

Fig. 5.7. Alcatuirea schematica a unui tablier de cale ferata cu grinzi cu inima plina cale sus

   

Fig. 5.8. Alcatuirea grinzilor cu inima plina sudate si nituite

Nomenclatura podurilor metalice (de cale ferata) cu grinzi inima plina, calea jos (Fig. 5.9)

Elementele componente ale unui tablier de cale ferata cu grinzi cu inima plina cale jos (gipcj) sunt:

Grinzile principale cu inima plina (1) care preiau incarcarile de la grinzile caii: lonjeronii (2) si antretoazele (9);

Contravantuirea orizontala a lonjeronilor (3) ; rolul acesteia este acela de a prelua actiunile orizontale transversale de la nivelul caii (actiunea vantului, a serpuirii, forta centrifuga la podurile cu calea in curba, etc.);

Contravantuirea orizontala inferioara (7). Ea se afla situata la aproape de cale si se numeste contravantuire orizontala principala; ea preia in continuare actiunile orizontale transversale, are un rol important in obtinerea unei rigiditati mai mari la torsiune a tablierului prin inchiderea sectiunii si deci, contribuie la o mai buna repartitie a incarcarilor intre cele doua grinzi principale.

Parapetul (4) alcatuit din stalpi, mana curenta si umplutura realizate la calea ferata din profile cornier.

Longrinele de trotuar (5);

Consolele de trotuar (6);

Podina de trotuar (8) poate fi executata din dulapi din lemn sau din dulapi metalici sub forma unor mici chesoane din tabla striata de 4-5 mm grosime.

Fig. 5.9. Alcatuirea schematica a unui tablier de cale ferata cu grinzi cu inima plina cale jos

3. Nomenclatura podurilor metalice (de cale ferata) cu grinzi cu zabrele calea sus

(Fig. 5.10)

Tablierele metalice cu grinzi cu zabrele cale sus, (gzcs) au calea situata la partea superioara a tablierului, de regula cu lonjeronii asezati peste antretoaze. Grinzile cu zabrele au montanti la toate nodurile necesari pentru sustinerea antretoazelor. Aceste tabliere se utilizeaza in general la viaducte de acces pe poduri sau in amplasamente unde spatiul de libera trecere (garda) dintre nivelul debitelor de calcul si partea inferioara a tablierului este foarte mare.

Fig. 5.10.. Alcatuirea unui tablier de cale ferata cu grinzi cu ZABRELE cale sus

Au avantajul ca nu depind de gabarit astfel incat latimea tablierului se poate reduce la 4.0 m ceea ce va conduce la infrastructuri mai economice prin reducerea corespunzatoare a latimii acestora.

Elementele componente ale unui tablier de cale ferata cu grinzi cu zabrele cale sus (gzcs) sunt:

Grinzile principale cu zabrele alcatuite din talpile superioare (1) talpile inferioare (2), montantii (3) si diagonalele (4) care preiau incarcarile de la grinzile caii: lonjeronii (6) si antretoazele (5);

Grinzile caii (lonjeronii (6) si antretoazele (5);

Contravantuirea orizontala a lonjeronilor (7) ; rolul acesteia este acela de a prelua actiunile orizontale transversale de la nivelul caii (actiunea vantului, a serpuirii, forta centrifuga la podurile cu calea in curba, etc.);

Contravantuirea orizontala superioara (10). Ea se afla situata imediat sub cale si se numeste contravantuire orizontala principala; ea preia in continuare actiunile orizontale transversale;

Contravantuirea orizontala inferioara (9) are un rol important in obtinerea unei rigiditati mai mari la torsiune a tablierului prin inchiderea sectiunii si deci, contribuie la o mai buna repartitie a incarcarilor intre cele doua grinzi principale.

Contravantuirea transversala (8) se dispune obligatoriu pe reazeme si in sectiuni curente din dreptul antretoazelor la distanta de 2-3 panouri. Asigura conlucrarea dintre grinzile principale; Trotuarele si parapetul sunt alcatuite similar ca la tablierele cu grinzi cu inima plina cale sus.

Nomenclatura podurilor metalice de cale ferata cu grinzi cu zabrele calea jos

(Fig. 5.11.)

Tablierele metalice cu grinzi cu zabrele cale jos, (gzcj) au calea situata la partea inferioara a tablierului, de regula cu lonjeronii asezati la nivelul talpii superioare a antretoazelor.. Aceste tabliere se utilizeaza in general in amplasamente unde spatiul de libera trecere (garda) dintre nivelul debitelor de calcul si partea inferioara a tablierului este foarte mica (sub 1.5 m). Aceste tabliere au avantajul unei inaltimi mici de constructie dar depind de latimea gabaritului astfel incat latimea tablierului B este mai mare de 5.0 m.

Grinzile principale cu zabrele alcatuite din talpile superioare (1) talpile inferioare (2), montantii (3) si diagonalele (4) care preiau incarcarile de la grinzile caii: lonjeronii (6) si antretoazele (5);

Grinzile caii: lonjeronii (6) si antretoazele (5);

Contravantuirea orizontala a lonjeronilor (7) ; rolul acesteia este acela de a prelua actiunile orizontale transversale de la nivelul caii (actiunea vantului, a serpuirii, forta centrifuga la podurile cu calea in curba, etc.);

Contravantuirea orizontala superioara se poate dispune numai daca inaltimea grinzilor este mare si permite inscrierea gabaritului de libera trecere in spatiul dintre nivelul superior al sinei (NSS) si partea cea mai de jos a contravantuirii superioare. In cazul in care gabaritul nu permite acest lucru se va renunta la acesta contravantuire iar podul va fi deschis la partea superioara (Fig. 6.5).

Contravantuirea orizontala inferioara (9) este amplasata imediat sub cale si preia actiunile orizontale si se mai numeste contravantuire orizontala principala;

are un rol important in obtinerea unei rigiditati mai mari la torsiune a tablierului prin inchiderea sectiunii si deci, contribuie la o mai buna repartitie a incarcarilor intre cele doua grinzi principale.Trotuarele si parapetul sunt alcatuite la fel ca la tablierele cu grinzi cu inima plina cale sus.

a)

b)

Fig. 5.11. Alcatuirea unui tablier de cale ferata cu grinzi cu ZABRELE cale jos

a.      Elevatie

b.      Sectiuni transversale variantele: gzcj deschis si gzcj inchis

5. Nomenclatura podurilor metalice platelaj ortotrop (Fig. 5.12.)

Fig. 5.12.    Sectiune transversala tablier cu platelaj ortotrop deschis la partea inferioara

Podurile cu platelaj ortotrop sunt moderne, sudate, alcatuite dintr-o tola continua (1) care indeplineste rolul de platelaj al caii la podurile rutiere respectiv constuie peretii unei cuve la podurile de cale ferata cu cuva metalica de balast, nervurile longitudinale (5) antretoazele (4) amplaste in lungul tablierului la distante impuse de capacitatea la incovoiere a nervurilor longitudinale sub eforturile generate de incarcarile de pe tola, peretii verticali (3) care inimile grinzilor principale si talpile inferioare. Inimile (3) sunt rigidizate cu rigidizarile (4) si in functie de deschidere sectiunea poate prezenta si cadre transersale sau poate fi inchisa la parte inferioara (sectiune casetata, Fig 6.9) .

Tola continua este in acelasi timp este:

talpa superioara a grinzilor principale (2+3);

talpa superioara a nervurilor longitudinale continui (5) considerate ca grinzi continui rezemate pe antretoazele (4) prin care trec continuu prin fante pacticate in inimile acestora;

talpa superioara a antretoazelor (4) ca grinzi simplu rezemate pe inimile grinzilor principale (2) , in sens transversal podului;

Nervurile se pot realiza cu sectiune simpla ca in figura 5.12 si se numeste nervura flexibila la torsiune sau cu sectiune inchisa de forma trapezoidala (fig. 5.13) si sunt denumite nervuri rigide la torsiune.

Tablierele de acest tip au un mare avantaj deoarece tola asigura suprafata rezistenta pe care circula vehiculele si cumuleaza functiunile talpilor superioare ale celorlate elemente structurale pe care le-a inlocuit.

Fig. 5.13.    Alcatuirea spatiala a unui tablier cu platelaj ortotrop cu nervuri rigide

6. Nomenclatura podurilor cu sectiune compusa otel beton (Fig. 5.14)

Fig. 6.10.    Sectiune transversala tablier cu sectiune mixta otel-beton

Tablierele cu sectiune mixta otel-beton au o placa de beton (1) in partea comprimata a grinzilor metalice cu care conlucreaza dupa intarirea betonului prin intermediul unor conectori metalici (2) astfel incat se utilizeaza o proprietatea betonului de preluare eficienta a solicitarilor de compresiune. La partea inferioara, talpile inferioare (4) si o parte din inima (3) ale grinzilor metalice preiau solicitarea de intindere din incovoierea structurii. Sectiune transversala prezinta cadre transversale (6) si contravantuire orizontala (7). De regula la partea superioara tablierul nu are contravantuire orizontala principala cu zabrele aceste fiind compensate de placa de beton rigida in plan orizontal. Pana la intarire placii de beton structura in fazele de montaj si executie necesita o contravantuire orizontala provizorie din bare care se va demonta.

Executia acestor structuri implica etape tehnologice care vor fi urmarite prin etape de calcul aferente. Spre exemplu, in cazul unui tablier mixte otel beton simplu rezemat, in solutia de turnarea placii de beton fara rezemari intermediare ale grinzilor metalice pe deschiderea respectiva, executia structurii se realizeaza in urmatoarele etape tehnologice:

Montarea grinzilor metalice (cu conectori la talpile superioare) pe reazeme, pe pile sau culei.

Montarea cofrajelor si a armaturii placii;

Turnarea betonului placii;

Dupa intarirea betonului (sectiune mixta)

Executarea protectiei placii de beton (beton de panta, hidroizolatie, beton de protectie), executia trotuarelor si parapetului;

Incarcarile cu convoaie.

Incarcarile aferente etapelor 1, 2 si 3 sunt preluate numai de sectiunea de otel iar cele din etapele 4 si 5 de sectiunea mixta otel-beton. Conectorii se dimensioneaza la fortele de lunecare dintre placa de beton si talpile superioare ale grinzilor metalice. Fiecare etapa necesita verificari sau stabiliri de eforturi unitare care vor fi cumulate in etapa finala cu eforturile din convoaiele de calcul.