CLASIFICAREA PODURILOR DUPA ALCATUIREA CONSTRUCTIVA SAU DUPA SCHEMA STATICA A ELEMENTELOR PRINCIPALE DE REZISTENTA

Clasificarea podurilor dupa alcatuirea constructiva sau dupa schema statica a elementelor principale de rezistenta

Clasificarea podurilor dupa solutia de alcatuire constructiva sau dupa schema statica a elementelor principale de rezistenta se poate face astfel:

poduri pe grinzi

poduri pe cadre

poduri pe arce si bolti

poduri pe cabluri (poduri hobanate si poduri suspendate).

a) Podurile pe grinzi au grinda ca element principal de rezistenta al suprastructurii si se numesc grinzi principale (Fig. 4.4). Din punnctul de vedere al schemei de calcul grinzile pot fi static determinate (simplu rezemate sau grinzi cu console si articulatii tip GERBER) sau static nedeterminate (grinzi continui). Grinzile principale pot fi alcatuite din lemn, din beton armat sau precomprimat, din otel, sau mixte din otel-beton, Solicitarile preponderente la podurile pe grinzi sunt eforturile de tip moment si forta taietoare (la podurile pe grinzi cu zabrele eforturile de tip moment si forta taietoare genereaza in barele grinzilor cu zabrele eforturi axiale de intindere sau compresiune).

Fig. 4.4 Scheme statice la podurile pe grinzi

b) Podurile pe cadre Se adopta ca solutie la traversarea unor vai adanci pentru evitarea executiei unor pile foarte inalte si la pasajele rutiere peste autostrazi.

Fig. 4. 5. Poduri pe cadre

Fig. 4.6. Podul "in cadru"printesa Charlotte din Elvetia (1965)

Podurile pe cadre (Fig.4.5, 4.6) au ca element de rezistenta o structura a carui schema statica corespunde cadrului (o structura din elemente de tip bara, conectate la noduri solicitata preponderent axial si la incovoiere).

c) Podurile pe arce si bolti au ca element principal de rezistenta arcul sau bolta ambele avand axa mediana curba (deosebirea dintre arc si bolta consta in forma sectiunii transvesale, arcele avand sectiunea transversala de forma circulara sau dreptunghiulara cu baza si inaltimea apropiate ca marime iar boltile au tot sectiune dreptunghiulara cu baza foarte mare in raport cu inaltimea si se executa preponderent din beton, Fig 4.8). Ca schema statica arcele pot fi: arcul dublu incastrat (Fig. 4.7.a), arcul dublu articulat (Fig. 4.7.b), arcul cu trei articulatii (Fig. 4.7.c), arcul cu tiranti (Fig. 4.7.d) etc. Boltile sunt masive si sunt incastrate la nasteri (Fig. 4.7.a)

a) b)

c)    d)

Fig. 4.7. Schema statica la poduri pe arce (a, b, c, d) sau bolti (a)

a) b)

Fig. 4.8. Pod pe arce (a) si pe bolta (b)

Din punct de vedere al nomenclaturii podurilor, la podurile cu arce intervin doua notiuni suplimentare legate atat de suprastructura, cat si de infrastructura si anume: cheia arcului (sau boltii) ce reprezinta sectiunea de la jumatatea arcului (sau boltii) si nasterile arcului (sau boltii) care sunt sectiunile situate la reazemele arcului (sau boltii) (Fig. 4.7c).

Din punct de vedere al solicitarilor trebuie precizat faptul ca arcele (sau boltile) sunt elemente solicitate preponderent la compresiune dar si la incovoiere si forfecare. Forma arcului se poate determina astfel incat valorile momentelor incovoietoare sa fie cat mai mici, iar rezultanta eforturilor unitare trebuie sa ramana in samburele central al sectiunilor transversale ale arcului sau boltii.

c)      Podurile cu cabluri

Acopera deschideri foarte mari prin utilizarea unui element structural (cablul) foarte flexibil si rezistent care asigura reazeme suplimentare pentru tablier. Podurile hobanate sunt utilizate in domeniul de deschideri cuprins intre 100 si 500m in timp ce podurile suspendate acopera un domeniu de deschideri mult mai larg cuprins intre 500 si 2000 m

Daca sustinerea tablierului se face direct cu cabluri inclinate, intinse, ancorate la partea superioara la piloni inalti si la partea inferioara la tablier, podurile se numesc hobanate (sau cu hobane) (Fig. 4.9a). iar daca sustinerea tablierului se face indirect, pe cabluri continui ancorate la capetele podului si asezate peste piloni, prin intermediul unor tiranti fixati la partea superioara la cablurile principale si la parte inferioara la tablier, podurile se numesc suspendate (Fig. 4.9b).

a)   Poduri cu hobane

b)      Poduri suspendate

Fig. 4.9 Poduri hobanate (a) si suspendate (b)

Fig. 4.10 Podul hobanat Normandie

Fig. 4.11. Podul suspendat Oakland Bay din San Francisco, SUA

Hobanele, cablurile portante si tirantii sunt realizate din oteluri speciale de inalta rezistenta si in sectiunile transversale sunt alcatuite din fascicule de sarme rasucite sau din grupuri de cabluri de dimensiuni mai mici.

La podurile hobanate, elementele principal de rezistenta sunt tirantii inclinati executati din cabluri, numiti hobane. Acestea sunt prinse la capatele inferioare de tablier si la capetele superioare de pilon asigurand rezemari intermediare elastice ale tablierului in afara celor din axele pilonilor. Modelul de calcul simplificat al hobanei este o bara dublu articulata solicitata numai la efort axial de intindere. Aparitia intr-o anumita ipoteza a unor eforturi de compresiune in anumite hobane echivaleaza cu scoaterea acestora din lucru (cablurile preiau numai efort de intindere), modelul de calcul se corecteaza prin eliminarea hobanelor comprimate sau modificarea sistemului de hobanaj in etape iterative, pana cand toate hobanele vor fi solicitate numai la intindere pentru orice pozitie a convoaielor pe pod.

La podurile suspendate elementele principale de rezistenta sunt cablurile principale (portante) ancorate la capetele podului in blocuri de ancoraj si rezemate pe capetele a doi sau mai multi piloni intermediari. Cablurile principale sustin tablierul situat la partea inferioara a pilonilor. prin intermediul unor tiranti realizati de asemenea din cabluri Atat cablul principal cat si tirantii sunt solicitati la intindere.

Elementele structurale ale acestor poduri sunt supuse unor solicitari complexe. Pilonii sunt solicitati atat la compresiune cat si la incovoiere, cablurile sunt soliciate la intindere, iar tablierul este solicitat la incovoiere, forte taietoare si forte axiale (in special la podurile hobanate unde cablurile sunt inclinate).