PODURILE

PODURILE

I. SCURT ISTORIC

Podurile au aparut din necesitatea traversarii unor obstacole (ape curgatoare, vai adanci etc) si au evoluat de la solutiile cele mai simple (trunchiuri de copaci asezate peste obstacol) pana la solutiile moderne realizate din beton, din otel sau din combinatii ale celor doua materiale. Evolutia constructiei de poduri a fost direct influentata de dezvoltarea industriala din secolul 19 si in special de aparitia si dezvoltarea cailor ferate. Daca la inceputul cailor ferate podurile se executau in principal din lemn odata cu dezvoltarea industriala si in special cu aparitia unor procedee noi de elaborare industriala a otelurilor s-au impus solutiile de poduri metalice. Aparitia ulterioara a unor materiale de constructie noi si performante cum sunt betonul si otelul de inalta rezistenta precum si dezvoltarea calculatoarelor electronice si a unor metode moderne de calcul au permis calculul si proiectarea unor tipuri noi de structuri, (imposibil de abordat cu metodele analitice de calcul cunoscute la inceputul secolului 20) dar mai ales la realizarea structuri complexe de poduri de mari dimensiuni.

Primele poduri, au aparut firesc din necesitatea traversarii a unor obstacole naturale. Traversarea apelor si a altor obstacole mai mici se facea pe trunchiuri de copaci aruncate peste obstacol si in functie de priceperea oamenilor s-au executat poduri simple din lemn (Fig. 1.1) pana la podurile suspendate din liane (Fig. 1.2).

   

Fig.1.1 Pod din trunchiuri de arbori Fig. 1.2 Pod din liane

Unele poduri s-au format natural prin eroziunea unor roci in timp unele fiind si astazi in functiune. Este cazul podului natural numit "Podul lui Dumnezeu" din localitatea Ponoarele, judetul Gorj (Fig. 1.3).

Fig. 1.3 Podul lui Dumnezeu din localitatea Ponoarele, jud. Gorj

Constructia podurilor isi are originile inca din antichitate, in Egipt, Mesopotamia si in Europa Mediteraneeana, mai ales in Imperiul Roman.

Se poate aminti podul realizat peste raul Eufrat, la Babilon, in anul 600 i.e.n. care avea o lungime de aproximativ 300 m. Pilele (Pila - parte a infrastructurii podului pe care exista reazeme intermediare ce sustin suprastructura) erau construite din caramida si utilizau pentru imbinare un mortar din bitum. Sectiunea pilelor avea cca 21.0 m (in lungul podului) si 9.0 m latime. Suprastructura era realizata din trunchiuri de palmier dispuse alaturat.

Podurile remarcabile unele aflate si azi in exploatare au fost construite in perioada Imperiului Roman. Romanii au ramas in istoria podurilor atat prin constructia unor poduri apeduct de lungimi mari, pentru alimentarea cu apa a localitatilor dar si prin lucrarile de poduri. Structura de rezistenta a acestora era realizata in special sub forma de bolti sau arce din piatra sau din lemn.

Un pod remarcabil construit de romani a fost podul peste Dunare de la Drobeta Turnu Severin, conceput si realizat de Apollodor din Damasc intre anii 104-105 e.n. pentru a permite armatelor romane traversarea Dunarii. In Fig. 1.4 este prezentata reconstituirea (macheta) podului realizata de inginerul francez Dupperex (in varianta Dupperex, podul avea arce concentrice din lemn de stejar pe care rezema calea. Lungimea totala a podului a fost de aproximativ 1071 m, fiind acoperita cu 21 de deschideri de cate 33.0 m fiecare. Pilele din albie erau masive si au fost executate din zidarie de piatra legata cu var hidraulic, erau fundate pe piloti din lemn de stejar iar capetele podului erau executate din zidarie si aveau portale cu caracter monmental.

Romanii au realizat si poduri masive importante avand ca element principal de rezistenta bolta in plin cintru (in jumatate de arc de cerc) realizata din caramida sau din blocuri de piatra cioplita.

Fig. 1.4 Podul peste Dunare de la Drobeta Turnu Severin

Cel mai important pod de acest fel, avand cea mai mare inaltime deasupra apei (circa 65 m) a fost realizat pe vremea imparatului Traian in jurul anilor 100 e.n. peste raul Tago in Spania si este numit podul Alcantara (Fig. 1.5).

Fig. 1.5 Podul Alcantara peste raul Tago

Dintre apeductele realizate de romani, cel mai cunoscut este cel realizat langa orasul Nimes din Franta numit Pont du Gard (Fig. 1.6), realizat in secolul I i.e.n. din bolti suprapuse pe 3 nivele. Un alt apeduct important este cel din orasul Segovia, in Spania, cu o lungime initiala estimata la 12 km, realizat cu zidarie uscata din blocuri de piatra slefuite cu dimensiuni cuprinse intre 50-120 cm dispuse tot in forma de bolti pe doua nivele.

Fig. 1.6 Apeductul roman numit Pont du Gard

Dupa caderea Imperiului Roman au fost construite poduri importante mai ales in Orient, in special in Imperiul Bizantin si in Iran intre secolele VI-IX.

Secolele XI-XV au fost marcate de razboaie si podurile executate in acea vreme indeplineau si functii strategice.. Podurile erau inguste si o mare parte din podurile de atunci erau fortificate cu turnuri si metereze pentru a inlesni apararea lor in caz de atac. In paralel s-au consstruit si poduri mari, in special in orase, pe care existau locuinte si chiar spatii comerciale care ajutau la schimburile comerciale. Un astfel de pod este Ponte Vecchio din Florenta, in Italia (Fig. 1.7) realizat in anul 1395. Podul are latimea de 37.30 m suprastructura fiind constituita din 3 bolti, cea mai mare avand deschiderea de 29.20 m.

Fig. 1.7 Ponte Vecchio din Florenta

Intre prima parte a secolelor XVI-XIX s-au realizat, in special in Italia, poduri din zidarie de piatra avand o mare valoare artistica, unele fiind functionale si in prezent. Podurile sustineau locuinte sau erau destinate spatiilor comericiale in zone intens ciculate. Un astfel de pod a fost construit in Venetia, Italia, de catre arhitectul Antonio Ponte in anul 1591. Podul Ponte Rialto (Fig. 1.8) este realizat din marmura alba in panta si contrapanta, are o deschidere de 28.20 m si o latime de 22 m, dintre care 7 m pentru circulatie, restul spatiului fiind ocupat de magazine.

Fig.1.8 Ponte Rialto din Venetia

Un alt pod masiv cu aspect estetic deosebit si avand o inaltime mare este viaductul Ronda, din Spania (Fig. 1.9).

Fig. 1.9 Viaductul roman Ronda din Spania

Tot in aceasta perioada, pe langa podurile masive din piatra s-au construit si poduri din lemn, cu dimensiuni importante. O astfel de structura este podul peste Rin la Schaffhausen (Fig. 1.10) situat la granita dintre Elvetia si Germania, avand suprastructura din lemn cu doua deschideri de 51 si respectiv 59 m. Podul proiectat de fratii Grubenmann este complet acoperit.

Fig. 1.10 Podul peste Rin la Schaffhausen, la granita dintre Elvetia-Germania

Podurile se pot realiza insa integral din lemn (infrastructura si suprastructura) dar ele au in general un caracter provizoriu. Un astfel de pod este prezentat in figura 1.11 datorita rezistentei mici a lemnului in timp (podurile de lemn au o durata mica de exploatare )

Fig. 1.11 Pod executat integral din lemn

Secolele al XVIII-lea si al XIX-lea marcheaza o evolutie rapida a infrastructurii transporturilor, in special a lucrarilor de cai ferate. Astfel, ca urmare a cresterii sarcinilor care circulau pe poduri si de asemenea a vitezelor de circulatie a aparut necesitatea gasirii si dezvoltarii atat a unor noi metode de constructie cat si a unor materiale mai performante.

In secolul al XIX-lea apar si se dezvolta podurile din lemn realizate in sistem grinzi cu zabrele din lemn. Cele mai cunoscute sisteme din acea perioada erau:

- sistemul Long (Fig.1.12) cu grinzi cu zabrele consolidate cu contrafise;

- sistemul Town (Fig. 1.13) cu grinzi cu zabrele multiple realizate din dulapi prinse la noduri cu buloane metalice;

- sistemul Howe (Fig. 1.14) este o varianta a sistemului Long la care montantii verticali intinsi din lemn au fost inlocuiti cu tiranti metalici, tirantii din lemn nefiind adecvati pentru preluarea eforturilor de intindere.

Fig. 1.12 Pod din lemn in sistem Long

a) b)

Fig. 1.13 Pod din lemn in cu grinzi de tip Town

a)      Vedere laterala a podului

b)      Detaliu grinda tip Town

Fig. 1.14 - Pod din lemn sistem Howe

Incepand cu mijlocul secolului al XVIII-lea si pana la mijlocul secolului al XIX-lea s-au construit podurilor metalice din fonta. Ca forma constructiva aceste poduri erau asemanatoare celor anterioare realizate din piatra sau zidarie si aveau ca structuri de rezistenta boltile sau arcele.

Aceasta forma punea cel mai bine in valoare caracteristicile mecanice ale fontei si anume rezistente mari la compresiune. Primul pod important metalic, din fonta a fost realizat intre anii 1776 si 1779 de catre Abraham Durby peste raul Severn, in localitatea Coalbrookdale din Anglia. Podul numit Iron Bridge (Fig. 1.15) este realizat din boltari din fonta dispusi dupa 3 arce concentrice suprapuse, cu deschiderea de 30.6 m

Fig. 1.16 Podul Iron Bridge in localitatea Coalbrookdale, Anglia

Podurile metalice realizate din fonta s-au raspandit mai intai in Europa, in Anglia, Germania si Franta, dar si in S.U.A. In anul 1819 a fost terminat podul Southwark, peste Tamisa, structura de rezistenta fiind alcatuita din arce realizate din boltari din fonta cu care s-a realizat o deschidere a podului de 73 m. In Franta, un pod important din fonta, finalizat in anul 1839 este podul Carousell peste Sena la Paris. Solutia constructiva aleasa a fost tot cea cu arce, dar de aceasta data arcele erau realizate din tuburi din fonta. Deschiderea podului este de 48 m.

In aceasta perioada de timp au loc insa si numeroase accidente aparute la structurile de rezistenta realizate din fonta atat la poduri cat si la hale industriale, gari sau hale de expozitie. Cauza o constituia tocmai comportarea nesatisfacatoare a fontei la solicitari de intindere (rupere casanta). Pentru a se obtine un material ductil prin reducerea continutului de carbon din compozitia fontei s-a obtinut fierul pudlat ce a fost utilizat ca material de constructie in secolul al XIX..

In perioada 1846-1850, inginerul Robert Stephenson a construit podul Britannia peste stramtoarea Menai, in Anglia (Fig. 1.17). Podul a reprezentat o solutie indrazneata pentru acea vreme si o premiera in cercetarea experimentala deoarece au fost realizate pentru prima oara incercari pe model la scara 1:7 care aveau drept scop pe cale experimentala a dimensiunilor elementelor principale de rezistenta.

Podul avea 4 deschideri (71.40+2 141.70+71.40) si suprastructura era o grinda continua cu sectiune transversala casetata nituita. In interiorul casetei, la partea inferioara era amplasata calea ferata simpla. Podul s-a aflat in exploatare pana in anul 1970 cand a fost distrus de un puternic incendiu.

a)

b)

Fig.1.17 Podul Britannia peste stramtoarea Menai in Anglia

a)      Vedere de ansamblu

b)      Sectiune transversala (tronson relicva din vechiul tablier)

Utilizarea fierului pudlat a permis abordarea si altor tipuri de sisteme structurale pentru suprastructurile podurilor metalice. Un exemplu este podul construit in perioada 1847-1857, peste Vistula, la Dirschau in Germania (Fig. 1.18). Suprastructura este realizata cu grinzi cu zabrele sistem multiplu, pe 6 deschideri, deschiderea maxima fiind de 131 m, valoare importanta pentru acea data.

Fig. 1.18 Podul peste Vistula la Dirschau in Germania

Incepand cu a doua jumatate a secolului al XIX-lea au inceput sa se realizeze poduri din betonul armat.

Dintre podurile din beton armat importante realizate la nivel mondial in figura 1.19 este prezentat podul de sosea Sand din Suedia, peste raul ngermanslven, finalizat in anul 1943. Podul are o deschidere de 264 m, o sageata de 42 m, iar lungimea totala este de 810 m.

Fig. 1.19 Podul cu bolta din beton armat Sand, peste raul ngermanslven in Suedia

Un alt pod important realizat din beton armat este podul peste Dunare de la Novi Sad in Serbia (Fig. 1.20). Acesta a fost realizat in solutia cu arce cu calea la mijloc, cu doua deschideri dintre care cea maxima avea valoarea de 211 m. Podul a fost complet distrus in timpul atacurilor trupelor aliate in razboiul din fosta Republica Federativa Iugoslavia

In ceea ce priveste podurile din beton precomprimat, acestea au avut o evolutie semnificativa in special in a doua jumatate a secolului al XX-lea. In aceasta perioada au fost puse la punct si noi metode de executie ce au permis abordarea unor noi solutii si sisteme constructive.

Fig. 1.20 Fostul pod de pe Dunare la Novi Sad, in Serbia

In figura 1.21 este prezentat podul peste Rin la Bendorf, in Germania, realizat cu grinzi din beton precomprimat si executat in consola. Avand o deschidere maxima de 208 m acest pod a detinut recordul de deschidere in perioada anilor 1960. Lungimea totala a podului este de 500 m.

Fig. 1.21 Podul peste Rin la Bendorf

Cu ajutorul grinzilor cu contrafise realizate din beton precomprimat au putut fi executate deschideri foarte mari. In anul 1962 a fost terminat podul peste golful Maracaibo in Venezuela (Fig. 1.22), care are 5 deschideri de cate 235 m fiecare si o lungime totala de 8272 m.

Fig. 1.22 - Podul peste golful Maracaibo in Venezuela

Odata cu aparitia noilor procedee de obtinere a otelului pe cale industriala (procedeele Bessemer, Thomas) a inceput si perioada utilizarii otelului moale pentru constructia podurilor. Aceste oteluri sunt superioare fierului pudlat datorita unei omogenitati mai bune a compozitiei chimice si avantajului obtinerii lor in cantitati industriale. Sistemele structurale utilizate la constructia podurilor au evoluat si ele dupa aparitia otelului (inclusiv a otelurilor de inalta rezistenta) dar si a utilizarii sudurii ca mijloc de imbinare. S-au impus, in special incepand cu a doua jumatate a secolului al XX-lea podurile moderne cum sunt podurile hobanate si podurile suspendate. Aceste sisteme structurale au condus la obtinerea unor deschiderile foarte mari.

Dintre podurile remarcabile realizate din otel moale pe plan modial pot fi amintite :

viaductul de cale ferata Garabit (Fig.1.23) construit in Franta in 1884 ce utilizeaza ca structura principala de rezistenta un arc dublu articulat cu deschiderea de 165 m. Podul a fost construit de celebrul Gustave Eiffel

Fig. 1.23 Viaductul Garabit realizat de inginerul francez Gustave Eiffel

in perioada 1884-1890 a fost construit podul de cale ferata Firth of Forth (Fig. 1.24), cu grinzi cu zabrele cu console si articulatii (grinzi Gerber) si avand deschiderea maxima de 521 m

Fig. 1.24 Podul Firth of Forth din Scotia realizat cu grinzi Gerber (cu console si articulatii)

intre anii 1905 si 1917 a fost realizat podul Qubec peste raul Sfantul Laurentiu (Fig. 1.25), in Canada, in solutia grinzi cu zabrele tip Gerber, avand deschiderea centrala de 548.60 m ceea ce reprezinta, pentru acest tip de structura, recordul de deschidere chiar si in prezent

Fig. 1.25 Podul Qubec peste raul Sfatul Laurentiu in Canada

primul pod suspendat cu deschidere mai mare de 1000 m a fost executat in perioada 1929-1932 peste raul Hudson, la New york. Podul care se numeste George Washington are o deschidere de 1067 m

podul Golden Gate din San Francisco (Fig. 1.26) a fost finalizat in anul 1937 si are o deschidere de 1280 m. Podul a reprezentat o premiera prin realizarea in apele golfului a unor infrastructuri fundate direct la mare adancime.

Fig. 1.26 - Podul suspendat Golden Gate din San Francisco

In perioada 1925-1930 au fost descoperite procedeele de elaborare a otelurilor slab aliate si sudura ca mijloc de imbinare. Au luat amploare solutiile de poduri cu cabluri. Podul suspendat Humber de la Hull (Fig.1.27), in Anglia a fost dat in exploatare in 1981 si a fost primul pod la care s-a utilizat pentru sectiunea transversala a suprastructurii o caseta inchisa din otel, sub forma unei aripi de avion pentru a atenua efectele dinamice date de vant. Cu o deschidere de 1410 m intre piloni a detinut recordul de deschidere pana in anul 1995 cand a fost depasit de podul Great Baelt din Danemarca (Fig. 1.28) ce are deschiderea de 1624 m.

Fig. 1.27 Podul suspendat Humber de la Hull, Anglia

Fig. 1.28 Podul Great Baelt din Danemarca

Recordul mondial absolut de deschidere este detinut in prezent de podul suspendat Akashi-Kaikyo (Fig. 1.29) construit in Japonia si finalizat in anul 1999. Podul face legatura intre insulele Shikoku si Honshu si are o deschidere de 1990.8 m intre piloni.

Fig. 1.29 - Podul Akashi Kaikyo din Japonia

In stadiu de proiect se afla un pod suspendat peste stramtoarea Messina, in Italia, ce ar trebui sa realizeze legatura cu insula Sicilia. Podul ar urma sa aiba o deschidere de aproximativ 3000 m. Aceasta valoare record a deschiderii ridica in prezent probleme constructorilor datorita faptului ca materialele cunoscute in prezent conduc la valori mari ale greutatii permanente a suprastructurii.

In tara noastra evolutia podurilor a parcurs aceleasi etape ca si pe plan mondial si a fost influentata major de conjunctura politica si sociala din aceasta parte a Europei. Lucrari importante de poduri atat masive cat mai ales din otel au fost realizate in perrioada anilor 1800-1900 de ingineri romani de marca cum au fost Elie Radu si Anghel Saligny.

Dintre podurile din beton armat sunt precizate aici viaductul Caracau reconstruit dupa cel de-al II-lea razboi mondial (Fig. 1.30), avand o lungime totala de 264 m, o sageata de 37 m, bolta avand o deschidere de 100 m si podul peste Arges la Hotarele (Fig. 1.31), cu suprastructura realizata din doua arce cu calea la mijloc avand deschiderea de 85 m.

   

Fig. 1.30 Viaductul Caracau Fig. 1.31 Podul peste raul Arges la Hotarele

In ceea ce priveste podurile metalice, primele poduri din fonta au fost realizate din Banat. In a doua jumatate a secolului al XIX-lea au fost construite o serie de poduri din fier pudlat dintre care cel mai important este podul combinat de cale ferata si sosea peste Siret la Cosmesti finalizat in 1872 (Fig.1.32).

Fig. 1.32 Podul metalic combinat de cale ferata si sosea de la Cosmesti

In perioada 1890-1895 inginerul roman Anghel Saligny a proiectat podul Regele Carol I, peste Dunare la Cernavoda (Fig. 1.33) care a fost la vremea cand a fost construit cel mai lung ansamblu de poduri din Europa.

Fig. 1.33 Podul Carol I peste Dunare la Cernavoda

Cele mai noi poduri metalice de mari proportii realizate in Romania au fost construite in perioada 1975-1987 peste Dunare in zona Fetesti-Cernavoda (pentru 4 benzi rutiere in consola si doua cai ferate, Fig 1.34) si peste canalul Dunare-Marea Neagra. Aceste poduri au fost realizate utilizand soltii constructive moderne: cabluri la podul hobanat de la Agigea, respectiv arce cu tiranti verticali sau inclinati la podurile de la Medgidia si Basarabi.

Fig. 1.34 Noul pod peste Dunare la Cernavoda (1984)

In figura 1.35 este prezentata o vedere a podului hobanat de la Agigea. Deschiderea principala a podului este de 162 m iar suprastructura este realizata din grinzi metalice in conclucrare cu o placa de beton

Fig. 1.35 Podul cu hobane peste canalul Dunare-Marea Neagra la Agigea

Ultimul pod de dimensiuni mari dat in exploatare in Romania este podul peste Dunare la Cernavoda ce face legatura intre gara si oras. Podul finalizat in anul 2002 a fost realizat in solutia cu arce inclinate, cu tiranti ce se intersecteaza (sistem Nielsen) si are o deshidere de aproximativ 171 m (Fig. 1.36).

Fig. 1.36 Noul pod peste Dunare la Cernavoda

I. NOTIUNI INTRODUCTIVE

In general, prin lucrare de arta se intelege o constructie realizata pentru o cale de comunicatie, in aceasta categorie se inscriu podurile, tunelurile, zidurile de sprijin.

Podurile sunt lucrari de arta realizate pe traseul unei cai de comunicatie pentru sustinerea acesteia si asigurarea continuitatii ei peste un obstacol pe care il traverseaza denivelat. Aceste obstacole pot fi cursuri de ape, vai sau intersectii cu alte cai de comunicatie. In acelasi timp, podurile asigura si continuitatea obstacolului traversat de calea de comunicatie respectiva, sub pod ramanand un spatiu liber ce face posibil acest lucru.

(Exista si poduri care asigura continuitatea peste un obstacol a unor conducte care transporta agent termic, a unor conducte de apa, de gaz sau a unor cabluri electrice de dimensiuni mari. Daca ele nu sustin si o cale de comunicatie se numesc supratraversari)

Fig. 2.1 - Vedere laterala (elevatie) a unui pod

Un pod prezinta doua parti principale: suprastructura si infrastructura.

Suprastructura (Fig. 2.1) reprezinta partea care sustine direct calea, preia eforturile generate de diferitele actiuni specifice podurilor (convoaiele, greutatile permanent

Denumirea podului se face in functie de materialul de constructie din care este executata suprastructura : poduri din lemn, din zidarie, din beton armat sau precomprimat (poduri masivepoduri metalice (realizate din otel) si poduri mixte (cu sectiune compusa otel-beton).

Dupa schema statica de baza a elementelor principale de rezistenta ale suprastructurii podurile podurile pot fi :

poduri pe grinzi

poduri pe cadre

poduri pe arce

poduri pe bolti

poduri hobanate ;

poduri suspendate ;

Aparatele de reazem sunt dispozitive speciale necesare preluarii reactiunilor dar si a deplasarilor si rotirilor suprastructurii produse de exemplu de dilatatie si, respectiv, de incovoierea acesteia. La tablierele simplu rezemate la un capat se monteaza aparatele de reazem fixe (care asigura rotirile din incovoierea grinzii si nu permit deplasari) si la capatul celalalt se monteaza aparate de reazem mobile (care sa asigure rotirile din incovoiere si sa permita deplasari in lung (rezemarea se face in acest caz prin glisare - a aparatele de reazem fara ruloruri, prin deformare-la aparatele din neopren sau prin intermediul unor rulouri-la aparatele mobile cu rulouri)

Infrastructura (Fig. 2.1) este partea care sustine suprastructura, preia reactiunile de la aceasta prin intermediul aparatelor de reazem si le distribuie la teren sub forma unor presiuni, prin intermediul fundatiilor. Infrastructura unui pod pe grinzi este alcatuita din :

culeile - sunt elementele de infrastructura de la capetele unui pod, au o forma speciala care permite rezemarea suprastructurii, sustinerea terasamentului si preluarea impingerilor pamantului. Lateral culeilor sustinerea taluzelor terasamentului se face cu amenajari speciale ale taluzelor terasamentelor sub forma unor sferturi de con sau prin amplasarea unor constructii speciale din beton sau zidarie denumite aripi.

pilele sunt elementele de infrastructura ce sustin reazemele intermediare ale suprastructurii pe distanta dintre culei.

II. ALCATUIREA PILELOR

Pilele pot fi realizate zidarie de piatra sau caramida, din beton si mai rar din metal (numai elevatia).

Partile principale ale unei pile clasice, cu elevatie lamelara si fundatie directa sunt (Fig. 3.1):

- blocurile de fundatie asigura transmiterea incarcarilor la terenul bun de fundatie, denumit strat portant;

- elevatia pilei este partea situata deasupra fundatiei avand o forma hidrodinamica la pilele amplasate in albiile raurilor;

- bancheta cuzinetilor este un fel de grinda amplasata la partea superioara a elevatiei in ea sunt inglobati cuzinetii adica zonele din bancheta cu armare puternica necesara preluarii reactiunilor mari de la aparatele de reazem. Cuzinetii au partea superioara plana si orizontala necesara montarii aparatelor de reazem iar suprafetele superioare ale banchetei cuzinetilor sunt inclinate spre fetele laterale, pentru scurgerea apelor din precipitatii

a)                                                  b)

Fig. 2.2 Alcatuirea unei pile clasice

Betonul utilizat la executia pilelor va avea clase de beton in concordanta cu marimea incarcarilor pe care le preia fiecare parte componenta: astfel bancheta cuzinetilor si cuzinetii necesita o clasa superioara de beton in raport cu betonul utilizat la elevatii sau la fundatii. Pentru realizarea unui beton mai compact la suprafetele laterale ale si un aspect estetic dupa decofrare se toarna in cofrag, perimetral, odata cu betonul elevatiei un beton de clasa superioara (de regula de aceeasi clasa cu betonil banchetei) denumit beton de fata vazuta de cca 20 cm grosime Fig. 3.2. In cazul in care stratul portant este situat la adancime mare, solutia de fundare directa devine neeconomica si se vor utiliza fundatii indirecte (Fig. 3.2) pe coloane, piloti, etc.

Fig. 3.2 Alcatuirea unei pile cu fundatii indirecte (pe coloane forate tip Benoto)

Elevatiile pilelor sunt elementele care pot imbunatati aspectul arhitectonic al podului si in functie de acest aspect pot fi realizate sub cele mai diferite forme moderne (Fig 2.3):

a. b. c. d.

e. f.

Fig. 2.3 Forme moderne ale elevatiilor la pile

Asfel elevatiile pilelor pot fi alcatuite din:

- stalpi (coloane) care impreuna cu bancheta cuzinetilor realizeaza un cadru rigid (Fig 2.3 a, b, d);

- cu sectiune circulara (Fig 2.3 c);

- cu o sectiune dreptunghiulara (Fig 2.3 e)

- cu cadre in "V" etc. (Fig. 2.3 f).

III. ALCATUIREA CULEILOR

Culeile preiau incarcarile transmise de suprastructura prin intermediul reazemelor, impingerile pamantului din corpul terasamentului (impingerea activa si din convoi) si asigura drenarea si evacuarea apelor infiltrate prin terasament prin drenul din situat in spatele elevatiei.

Fig. 2.4 Partile componente ale unei culei

Partile componente ale unei culei sunt (Fig 2.4);:

fundatia (directa sau indirecta);

elevatia culeii are in sectiune forma unui zid de sprijin, cu o inclinare a fetei spre terasament (numita fruct). Inclinarea elevatiei culeei spre terasament (fructul) este cuprins intre 1:10 si 1:5;

bancheta cuzinetilor

Bancheta cuzinetilor este protejata spre terasament cu un zid de garda (Fig. 3.7) care are rolul de a impiedica terasamentul sa cada pe bancheta. La partea superioara a zidului de garda, la podurile de cale ferata cu calea pe traverse se executa o decupare pe care se monteaza un opritor de balast (de regula un profil cornier).

Zidul de garda se unesc cu doua ziduri intoarse (Fig. 2.4 si 2.5) executate lateral in spatele culeii, in consola. Ele au rolul de a impiedica terasamentul (nesustinut de deasupra aripilor sau sferturilor de con). sa cada in lateral.

Fig. 2.5 Culee cu sfert de con

Culeea are o latime corelata cu latimea platformei caii astfel incat taluzele terasamentului raman in lateral in afara spatelui culeii si sustinerea lor face separat prin realizarea unor racordari cu terasamentul:

amenajarea taluzelor terasamentului sub forma unor sferturi de con (Fig 2.5) cu panta variabila de la panta taluzului 2:3 la panta 1:1 la intersectia cu suprafetele laterale ale culeii (racoradarile cu sferturi de con sunt recomandate pentru inaltimi ale terasamentului sub 5.0 - 6.0 m, pentru a se evita executarea unor ziduri intoarse foarte lungi). De regula suprafata sferturilor de con se protejeaza cu un pereu de piatra sau din beton, rezemat la baza, sub nivelul terenului, pe fundatii curbe din beton, amplasate sub adancimea de inghet (la cca 1.0 .1.2 m)

pentru terasamente cu inaltimi mai mari de 5.0-6.0 m racordarile cu terasamentul se fac cu aripi din beton monolit sau prefabricate cu fundatie proprie. Inclinarea suprafetei exterioare a aripii poate ajunge la 3:1.

a)

b)

Fig. 2.6 Culee cu aripi

a)      Vedere din fata b) Vedere din spate (fara aripi)

Fig. 2.7 Culee cu aripi

Fundatiile pereului sferturilor sau fundatiile aripilor sunt executate separat de fundatia culeilor pentru a elimina neajunsurile unor tasari diferentiate in cazul fundarii in terenuri tasabile.

Evacuarea apelor infiltrate din terasament in spatele culeei se face prin exeutarea unui dren realizat din piatra. Latimea drenului variaza intre 80 - 100 cm. Drenul este sustinut de consola drenului (Fig. 3.9b) care poate fi excutata separat sau face corp comun cu elevatia culeei. Consola are la partea superioara un sant (rigola) in panta pentru colectarea si evacuarea apei. Panta rigolei consolei drenului pentru scurgerea apei este de 3%.

Pentru reducerea impingerii pamantului in spatele culeilor, in special la culeile foarte inalte se adopta solutia unor culei cu stalpi (culei innecate) iar terasamentul care trece printre stalpi va fi amenajat cu taluz la panta 1:1 si in fata culeii, impingerile pamantului fiind preluate in cea mai mare parte de acest taluz si nu de culee.

Fig. 2.8 Culee inecata