1. DEFINICIJA MOSTA-Trajnost 2-3 2. NAZIVLJE 3-4 3. DIJELOVI MOSTOVA 4-5 4. VRSTE MOSTOVA 6-7 5. SLOBODNI PROFILI 8-10 6. NIVELETA I OBLICI PROMETNE POVRŠINE 11-12 7. DINAMIČKI UTJECAJI 13-15 8. SHEME KORISNOG OPTEREĆENJA CESTOVNOG MOSTA 15-17 9. SHEME KORISNOG OPTEREĆENJA ŽELJEZNIČKOG MOSTA 18-20, ostala 20-23 10. LUKOVI I SVODOVI 23-26 11. GREDNI MOSTOVI 26-32 12. RAZUPORE 32-33 13. OVJESENE STRUKTURE 33-25 14. VISEĆI SUSTAVI 36-28 15. POKRETNI I PLUTAJUĆI MOSTOVI 38-39 16. PLUTAJUĆI MOSTOVI 40 17. STUPOVI 40-41 18. UPORNJACI 41-43 19. KOLNIČKI ZASTOR CESTOVNIH MOSTOVA 43-44 20. PRIJELAZNI UREĐAJI 44-45 21. OGRADE 46-47 22. RASVJETA 47-48 23. ODVODNJA I HIDROIZOLACIJA 48-49 24. LEŽAJEVI 50-52 25. GRAĐENJE MOSTOVA 52—monolitna 53-51 montažna 54-55 slob. Konzolna 55-57 pom.i razvl. 58 - 59( zaoktretanje), građ. Donjeg ustroja 59-60 26. MOSTOVI RIMSKOGA CARSTVA 60-61y
1
1. DEFINICIJA MOSTA Most je građevina koja prometnicu prevodi preko zapreke. Most, naime, nije konstrukcija, on je građevina koja u sebi sadrži nosivu konstrukciju. Konstrukcija je samo jedan njegov, istina vrlo značajan i bitan, ali nipošto ne jedini dostatan dio. Iz izrečene namjene mosta da prometnicu prevede preko zapreke, proizlazi da potreba za mostom postoji tamo gdje se na trasi pružanja prometnice nalazi takova zapreka iznad koje je potrebno prevesti prometnicu ako to nije moguće (ili nije racionalno) ostvariti njenim izravnim oslanjanjem o tlo ili na nasipu. Zapreke pružanju prometnice nad kojima gradimo mostove mogu biti: vodotok, suha dolina, kanjon, uvala, morski tjesnac, rukavac, kanal, druga prometnica ili bilo kakav prostor kada prometnicu trebamo voditi u višoj razini. Iz ovoga zapravo onda proizlazi da je most nekakav diskontinuirani dio donjeg ustroja prometnice, te je on dio prometne infrastrukture. S gledišta njegove funkcije most je prometni, utilitarni objekt i sva njegova obilježja u prvom redu moraju biti podređena zahtjevima odvijanja prometa zbog kojega se gradi. TRAJNOST Trajnost mostova definiramo njihovom sposobnošću posjedovanja zahtijevane razine sigurnosti i upotrebljivosti u određenome vremenskom razdoblju. Uobičajena trajnost nekog mosta jest vrijeme kroz koje su građevine sličnog tipa i od adekvatnog materijala prosječno bile upotrebljive, dakle riječ je o prosjeku stvarno ostvarene trajnosti svih ili većine do sada izgrađenih mostova tog tipa. Potrebna trajnost kriterij je postavljen najčešće od strane investitora ili društva i zadatak je graditeljima izražen kroz vrijeme u kojem bi određeni objekt trebao trajati. Primjer za mostove od različitih gradiva danje u slijedećoj tablici: Vrsta mosta Masivni mostovi Mostovi od čelika na kamenim ili betonskim potpornjima Propusti od kamena, betona, armiranog betona Mostovi od drva na kamenim ili betonskim potpornjima Mostovi od drva na drvenim potpornjima Pomoćni mostovi
Trajnost 100 godina 70 godina 50 godina 30 godina 15 godina 5 godina
Projektirana trajnost vijek je trajanja neke građevine usvojen kao kriterij u projektiranju kome je podređen izbor svih svojstvenih činitelja građevine sposobnih daju i ostvare. Prognozirana trajnost predstavlja preostalo očekivano vrijeme trajanja već postojećeg mosta utvrđeno na osnovi precizne analize trenutačnog stanja svih značajnih činitelja koji utječu na trajnost, stupnja degradacije, te usmjerenosti u razvoju elemenata objekta i vanjskih djelovanja. Stvarno postignuta trajnost jest razdoblje u kojem je neki most doista i trajao.
2
Kod analize postojećih objekata postupak je zapravo obrnut jer se tada na temelju proučavanja i ocjene stvarno postojeće rezerve nosivosti ili upotrebljivosti u strukturi istražuje preostali vijek građevine, te ako je on prekratak, planiraju se i izvode radovi sanacije. Pri tome je moguće daje dio odlučnih parametara takav da omogućuje veću trajnost, a samo neki manju, tada se pristupa rekonstrukciji ili zamjeni upravo tih koji ugrožavaju sigurnost ili nosivost mosta. Utjecaji na trajnost
Činitelje o kojima ovisi trajnost mostova možemo svrstati u slijedeće skupine: 1. utjecaji unutrašnjih obilježja građevine: - vrsta i kvaliteta gradiva: npr. Beton: homogenost, poroznost, vodopropusnost, plinopropusnost, penetracija, prionljivost cementnoga kamena i agregata, čvrstoća - prvenstveno čvrstoća na zatezanje i mineraloške i kemijske karakteristike. - O odabranoj konstrukciji i detaljima u njoj - O načinu i postupcima izgradnje: Često se događa da se ne ostvaruje ujednačena kvaliteta gradiva duž cijele konstrukcije. - O zaštiti elemenata i struktura 2. utjecaji okoline - djelovanje prirodnih sila i pojava: snijeg, led, vjetar, kiša, stajaća i tekuća voda, sunce, temperaturne promjene, agresivni agensi iz mora, tla itd., - umjetna onečišćenja koja su posljedica raznih ljudskih aktivnosti npr. u industriji, koja se kao kemijski utjecaji preko atmosfere, voda ili tla mogu prenositi na dijelove objekata, - namjerna djelovanja koja se očituju kao kemijski učinci iz okoline kao stoje npr. soljenje prometnih površina na mostovima radi zaštite od poledice. 3. utjecaji prometnih opterećenja - Korisna opterećenja mostova očituju se zbog svoje prirode kao vrlo promjenljiva, a upravo to je nepovoljno s gledišta trajnosti. Ova se promjenljivost štoviše očituje dvostruko. Kao neprestana promjenljivost stanja opterećenja jer je ono po svojoj biti dinamičko, ali i u razvojnom slijedu jer je ono u vremenu trajnosti nekog mosta danomice sve veće mase i sve veće brzine. Osim toga, djelovanja prometala očituju se i kao izravni udari na prometne plohe na mostu koje se onda troše, a kritični dijelovi i propadaju pa ih je potrebno obnavljati i mijenjati. 4. održavanje.
3
- Određeni radovi održavanja moraju biti unaprijed propisani i odnose se na postupke periodične zaštite nekih dijelova konstrukcije, zatim čišćenje zbog nesmetane funkcije dijelova odvodnje, te izmjenu trošenju podložnih dijelova strukture i prometne površine. Svako zaostajanje u pravodobnosti provedbe bilo kojih od navedenih radova obično uvjetuje oštećivanje drugih, pa i ubrzano propadanje čitave građevine. Pojedine od njih nije moguće odvojeno promatrati već ih valja obuhvaćati u međuovisnosti i uzajamnoj prožetosti. 2. NAZIVLJE Za neke posebne vrste mostova uvriježeni su nazivi: Propust je mali most (s rasponom do 5 m, ili površinom otvora ispod mosta do 10 m2). Vijadukt je most koji premošćuje suhu dolinu. Nadvožnjak je most koji premošćuje prometnicu. A) NAZIVLJE U VEZI S RASPOREDOM MOSTA Uzdužna dispozicija ili uzdužni raspored mosta jest grafičk: prikaz svih dijelova mosta u pogledu sa strane. Poprečna dispozicija ili poprečni raspored mosta jest grafički prikaz dijelova mosta u poprečnom presjeku. Slobodni profil je prostor kroz koji može prolaziti promet ispod mosta ili na mostu. Niveleta (razinica) je osnovna linija u uzdužnom presjeku mosta a predstavlja presječnicu plohe kolnika i vertikalne plohe koja prolazi kroz os prometnice na mostu. Rasponska konstrukcija je nosiva struktura koja premošćuje otvor mosta. Kolnik je ploha namijenjena prolazu vozila na mostu. Hodnik je ploha namijenjena kretanju prolaznika na mostu. B) NAZIVLJE U VEZI S DIMENZIJAMA MOSTA Ukupna duljina mosta jest razmak između krajnjih točaka mosta. Duljina mosta je razmak između osi krajnjih ležaja mosta. Otvor mosta je vodoravni razmak između unutrašnjih ploha stupova mosta, odnosno unutarnjih rubova strukture uz oslonce. Ukupni otvor jest zbroj otvora kod mosta s više raspona. Raspon konstrukcije je razmak između osi ležaja te konstrukcije. Ako most ima nekoliko otvora i konstrukcija će mu imati nekoliko raspona. Ukupna širina mosta jest razmak između krajnjih točaka u poprečnom presjeku mosta. Širina mosta je razmak između unutrašnjih ploha ograde na mostu. C) NAZIVLJE U VEZI S VISINAMA Ukupna visina mosta je visina od dna temelja do najviše točke na mostu. Visina konstrukcije je visina između najniže i najviše točke glavnoga rasponskog sklopa na mostu. Slobodna visina je visina između plohe prometnice ispod mosta, odnosno mjerodavnog vodostaja, do donjeg ruba rasponskog sklopa. Raspoloživa visina je visina između plohe prometnice ispod mosta, odnosno mjerodavnog vodostaja, do nivelete mosta. Konstruktivna visina je visina od donjeg ruba rasponske konstrukcije do nivelete. 3. DIJELOVI MOSTOVA Možemo reći da se svaki most sastoji iz dva osnovna ustroja i to: - Donji ustroj mosta u koji spadaju svi dijelovi mosta koji se nalaze ispod ležišta glavne rasponske konstrukcije ili uz nju. - Gornji ustroj mosta sadrži sve dijelove mosta koji se nalaze iznad ležišta glavne rasponske konstrukcije. Svaki od ova dva osnovna dijela kod većine mostova sastoji se od po nekoliko većih sklopova ili cjelina. Tako u donji ustroj pripadaju: stupovi i upornjaci. - Upornjaci su krajnji (rubni) dijelovi mostova u kojima se ostvaruje prijelaz prometnice sa sraslog tla ili nasipa na most. Mogu se sastojati od slijedećih dijelova: temelji, stup upornjaka, krila upornjaka, nadozid, prijelazne ploče, čunj pokosa nasipa, podnožni zidić, ležajevi i dr.
4
- Stupovi su dijelovi mostova o koje se oslanjaju glavne rasponske konstrukcije. Preko njih se opterećenja od nosivih sklopova prenose u tlo. Mogu se sastojati od: temelja, tijela stupa (koji može biti pojedinačni ili od više stupaca), ležaj ne grede, ležišta, ležajeva, ledobrana, ledoloma itd. Različitost među mostovima više nego na donji ustroj utječe glede raznolikosti na gornji ustroj. No, ovaj se općenito može sastojati od slijedećih cjelina: sustav nosača, pomost, kolnička konstrukcija te oprema mosta. - Sustav nosača je nosiva struktura ili konstrukcija mosta, tj. oni dijelovi koji služe za prijenos opterećenja nad otvorom mosta, a može se sastojati od: glavnih nosača ili rasponske konstrukcije, sekundarnih nosača (poprečnih i podužnih) te eventualnih veza ili spregova među njima. - Pomost sadrži dijelove mosta koji se nalaze između prometne površine na mostu i glavnih nosača mosta. Jasno je raščlanjen kod svođenih, a skriven kod grednih mostova. Može se sastojati od: stupova, čeonih zidova, ispune, štednih otvora, vješaljki, zatega, sekundarnih nosača itd. - Kolnička konstrukcija je skup nosivih elemenata preko kojih se opterećenje s prometne površine predaje do rasponskih konstrukcija. Mogu je sačinjavati: ploča kolnika, sekundarni uzdužni i podužni nosači, spregovi, rebra i ukrute. Oprema mosta je skup dijelova prvenstveno namijenjenih nesmetanom, sigurnom i udobnom odvijanju prometa na mostu, a to su: slojevi kolnika, ograde za vozila, ograde za pješake, kolosijeci, rubnjaci, dilatacije, elementi odvodnje, rasvjeta itd.
5
4. VRSTE MOSTOVA 1. opću podjelu mostova - prema vanjskim (ambijentalnim, funkcionalnim i utilitarnim) obilježjima: 1a. prema namjeni -Pješački mostovi -Cestovni mostovi -Željeznički mostovi -Akvadukti (mostovi za prevođenje tekućina) -Kombinirani mostovi (za više vrsta prometa istodobno) -Industrijski mostovi (za kranove, prenosila, cjevovode, pomične trake,itd.) 1b. prema položaju u prostoru -Mostovi nad vodama (rijekama, kanalima, morem) -Vijadukti (mostovi nad suhim dolinama) -Nadvožnjaci (mostovi nad prometnicama) -Obronački mostovi (duž padina) -Visoke ceste (prometnice u gornjoj razini) -Mostovi utvrda -Mostovi u rampama, prilazima ili inundacijama -Podvodni mostovi. Osim ove podjele koja je zapravo proizišla iz vrste zapreke koju premošćujemo, mogli bismo napraviti podjelu mostova i na: - Gradske mostove - Mostove u neizgrađenom krajoliku. 1c. - prema dimenzijama - Propusti (mostovi s rasponom manjim od 5 m, ili ukupnom duljinom manjom od 10 m, ili premoštenom površinom do 10 m2). - Mali mostovi (otvora do 20 m) - Srednji mostovi (otvora 20 do 100 m) - Veći mostovi (otvora 100 do 300 m) - Veliki mostovi (otvora preko 300 m) - Izvanredne građevine (objekti vrlo velikih dimenzija ili nestandardnih obilježja). 1d. - prema projektiranoj trajnosti - Provizorni mostovi (s namjerom osiguranja nužnog i kratkotrajnog prelaženja) - Privremeni mostovi (s namjerom osiguranja prelaska dok traje neka vremenski ograničena potreba) - Stalni mostovi (s namjerom da potraju što duže). 1e. prema pomičnosti glavnih dijelova -Fiksni (nepokretni) mostovi -Pokretni mostovi -Plutajući (pontonski) mostovi 2. posebnu podjelu mostova - prema obilježjima strukture i unutrašnjeg ustrojstva mostova. 2a. prema gradivu Jedna od najčešće korištenih podjela mostova jest ona prema dominantnom gradivu od kojeg su izgrađeni (ako su od više gradiva, onda je podjela vezana uz gradivo glavnoga nosivog sklopa): - Masivni mostovi - mostovi od prirodnog kamena - mostovi od opeke - mostovi od betona - mostovi od armiranog betona - Metalni mostovi - mostovi od lijevanog željeza ) - mostovi od čelika - mostovi od aluminija - Drveni mostovi - mostovi od klasične drvene građe - mostovi od lameliranih nosača - Spregnuti mostovi 2b. prema uzdužnom rasporedu Prva podjela u ovoj skupini jest na: -Simetrične mostove
6
- Nesimetrične mostove. -Mostovi s jednim otvorom -Mostovi s dva otvora - Mostovi s tri otvora -Mostovi s više otvora. Ritmička ujednačenost otvora: -Mostovi s jednakim otvorima -Mostovi s različitim otvorima -Mostovi s ritmički različitim otvorima. Imamo također i: -Mostove s jednom nosivom strukturom -Mostove s više nosivih sustava u uzdužnoj dispoziciji. 2c. prema statičkom sustavu - Gredni mostovi - slobodne grede - kontinuiram nosači sa zglobovima - kontinuirani nosači bez prekida - Svođeni mostovi - Razuporni mostovi - Okvirni mostovi - Ovješeni mostovi - Viseći mostovi - Mostovi s kombiniranim statičkim sustavima 2d. prema tipu glavnog nosača - Pločasti mostovi - Rebrasti mostovi - Mostovi s punostjenim konstrukcijama - Rešetkasti mostovi - Sandučasti mostovi - Mostovi sa složenim sustavima. 2e. prema tlocrtnom obliku - Mostovi u pravcu - Mostovi u zavoju. - prema položaju osi mosta u odnosu na liniju osi stupa upornjaka mostove dijelimo na: - Okomite mostove Kose mostove. 2f. prema položaju kolnika: - Mostovi s kolnikom gore - Mostovi s kolnikom dolje - Mostovi s upuštenim kolnikom - Mostovi s promjenljivim položajem kolnika - Dvokatni ili višekatni mostovi - Natkriveni mostovi. Prema broju otvora:
7
5 . SLOBODNI PROFILI Slobodni profili su minimalno potrebni raspoloživi prostori za odvijanje prometa na mostu ili ispod njega iskazani kroz površinske dimenzije i definirane oblike u karakterističnom poprečnom presjeku. U taj prostor ne smiju zadirati nikakvi dijelovi mosta, reljefa, drugog prometnog toka niti bilo kojega drugog ometajućeg djelovanja kako bi čitav bio raspoloživ za odvijanje prometa. Zahtjevi slobodnih profila (slobodnih širina i visina) nad poprečnim presjekom prometnice na mostu ovisi o: - gabaritima vozila - a oni su pak normirani prometnim propisima svake zemlje u kojima su obično određene uz ostalo i najveće visine i širine vozila koje se bez posebnih dozvola smiju naći na cesti u prometu; - potrebnim kapacitetima, propusnosti i protočnosti prometa u promatranom presjeku prometnice; - propisanoj i maksimalno dopuštenoj brzini prometa; - činiteljima sigurnosti i udobnosti. S gledišta posebnih prometnih okolnosti, razlikujemo minimalne, realne i vizualne slobodne profile. Minimalni slobodni profili su stvarno ostvarene vrijednosti zadanih slobodnih prostora za odvijanje prometa po čitavoj širini mosta. Stvarno ostvareni slobodni profili mogu se na pojedinim sektorima poprečnog presjeka prolaza razlikovati nekada i znatnije - od minimalnih, a što može biti u vezi s oblikom nosive strukture. Vizualni slobodni profili predstavljaju optički slobodne prostore, koji se u slučajevima npr. kosih ili zakrivljenih mostova mogu znatnije razlikovati od stvarnih i predstavljati nepovoljan psihički utjecaj za sudionike u prometu. Valja istaknuti da minimalno zadani slobodni profili predstavljaju ono ograničenje ispod kojeg se nipošto ne smije ići, ali da ne predstavljaju ograničenje koje točno tako treba biti i ostvareno. Graditelji će potrebnu pozornost posvetiti analizi slobodnih profila kod specifičnih sustava: mostova u krivinama (vertikalnim i horizontalnim), kosim prijelazima, mostovima nad plovnim vodotocima s većim varijacijama u razini vodostaja itd. U slučaju kombinacije prometnih sustava na mostu, slobodni profili trebaju biti tako odabrani da udovolje posebnim zahtjevima svakoga od njih uz neophodne sigurnosne razmake. Pri tome je posebno prikladno da se nekompatibilni prometni sustavi i fizički odvoje pa se npr. cestovni i pješački promet vode u jednoj, a željeznički promet u drugoj razini, ako trebaju biti na istome mostu. 5a. Slobodni profili za pješake - Za pješačke mostove, ili pješačke prolaze ispod mostova kod kojih nema mogućnosti kontakta s drugim prometom potrebno je osigurati širinu koju je moguće odrediti prometnim proračunom na osnovi podataka o očekivanom broju prolaznika, vremenu prolaza, raznolikosti i sastavu povorki, posebnim obilježjima. Ta je širina u pravilu 80 cm za jednu očekivanu i projektiranu kolonu pješaka. Tome valja svakako pridodati posebne prostore za planirana zadržavanja pješaka, čvorišta i promjene u kontinuitetu tokova itd. - Za prvenstveno cestovne, ali i druge mostove, koji osim za potrebe dominantnog prometa služe i potrebama pješačkog prometa potrebno je širine pješačkih trakova odrediti na isti način kao gore, ali uz dodatke zaštitnih trakova koji će onemogućivati kontakte pješaka i vozila, a na koje otpada 25 cm - 50 cm. - Za specijalne prelaske ili prolaske radi potreba gospodarenja mostovima, ali uz potrebna proširenja za odmorišta ili sklanjanja, koja se onda i posebno, osobito kod željezničkih mostova, zadaju i propisuju. Ovo se odnosi i na otvore i staze u unutrašnjosti mostova (sanducima, lukovima). Osim spomenutih širina slobodnog profila u prva dva gore spomenuta slučaja propisuje se visina od 250 cm, koja je dovoljna ne samo za pješake već i za bicikliste, a u trećem je slučaju ona ograničena na 120 cm, a u onom krajnjem samo 60 cm.
8
5.b. Slobodni profili za cestu Velika raznolikost cestovnog prometa mogla bi biti shvaćena kao zahtjev za vrlo različite slobodne profile, čak i na dijelovima istog mosta, međutim ona svakako mora biti u vezi sa: - gabaritima vozila, potrebnim kapacitetima, zahtjevima protočnosti, brzinama kretanja i drugim prometnim činiteljima; - ostvarenim odnosima na prometnici izvan mosta; - posebnostima i bitnim specifičnim parametrima preglednosti, fizičkih i psihičkih činitelja u prometu na mostu. Pri tome se općenito nastoji manje mostove izvesti tako da se glede prometnih širina uopće ne osjeti prelazak mosta. Tako vrijedi opće pravilo ograničenja visina slobodnih profila cestovnih potreba na najmanje 4,5m (u novijim propisima 4,8m). Ograničenje minimalno potrebnih širina prometnih površina, u vezi s odgovarajućim specifičnostima situacije na mostu, ne može biti manje od odgovarajućeg na dijelu prometnice izvan mosta, uz dodatak rubnih i zaštitnih trakova.
9
5.c. Slobodni profili za željeznicu Željeznička vozila imaju znatno određenije i manje međusobno različite karakteristike poprečnih dimenzija od cestovnih, pa ih je - poglavito u okviru nekog određenog i zatvorenog sustava - moguće dosta precizno obuhvatiti, i u obliku slobodnih profila iskazati. Posebni sustavi: tramvaji, metroi i sl. također imaju svoje odredbe glede slobodnih profila. Kako je na slici prikazano za željezničku prugu normalnoga kolosijeka 1435 mm, obično se zadaje slobodan profil širine 4,40 m, premda je širina vagona 3,20. Obično se odabire širina između ograda na mostu barem 5,00 m. Ponekad je opravdano izvesti i odgovarajuća proširenja radi zadržavanja te odlaganja alata ili materijala. Maksimalna visina slobodnih profila za željeznicu normalnoga kolosijeka, koja prema rubovima može biti skošena, jest .4,80 m što se kod električne vuče povećava na 5,80 a kod dužih zatvorenih mostova ili dužih podvožnjaka i na iznos od 6,00 m. Kombinirani, cestovno željeznički mostovi mogu biti takvi daje: - svaki od slobodnih profila, ceste, željeznice, a možda i za pješake proveden potpuno odvojeno uz ostvarivanje svih pojedinačnih zahtjeva svakoga od njih; - isti prostor namijenjen korištenju različitih prometnih sustava pa se onda profilu zadaju maksimalne dimenzije nepovoljnijega od njih.
5.d. Slobodni profili za vodotok i plovidbu Mostovi nad vodotocima i uopće nad vodama moraju biti tako koncipirani i dispozicijski riješeni da svojim dijelovima i slobodnim prostorima koje ostavljaju omoguće tok vode bez većih poremećaja u usporedbi s koritom bez mosta, odnosno odvijanje plovidbe s odgovarajućim zahtjevima, karakteristikama i mogućnostima plovila. Kod toga su sasvim različiti pristupi za vodotoke sa ili bez plovidbe. Kod vodotoka bez plovidbe polazište je u maksimalnoj protoci u koritu vodotoka na mjestu mosta, koju valja ustanoviti i omogućiti - i u najnepovoljnijim uvjetima visokog vodostaja. No, općenito, zbog mogućnosti da se u koritu nađu određeni ploveći predmeti preporučuje se iznad visoke vode ostaviti slobodna visina od 0,5 m kod malih vodotoka i kanala do 1,0 m kod većih vodotoka bez plovidbe. Kod plovnih vodotoka potrebno je osigurati slobodne profile za plovidbu i to iznad najvišega plovnog vodostaja, a u ovisnosti o intenzitetu plovidbe i dimenzijama plovila. Tako se na našim rijekama s većom plovidbom (Dunav, Drava, Sava) propisuju potrebni profili za plovidbu širine 60 do 100 m, a visine do 6,5 m. Ta je visina za morske brodove znatno veća i varira od 25 do 55 m.
10
6. NIVELETA I OBLICI PROMETNE POVRŠINE Sigurnost i udobnost odvijanja prometa na mostu u vezi je s odabranim oblicima nivelete na mostu i njegovim prilazima. Odatle proizlazi da će pružanje nivelete manjih mostova biti u punom kontinuitetu s prometnicom izvan mosta, a da će kod većih mostova specifični uvjeti - npr. oni odvodnje, deformacija, estetike i si. uvjetovati i odstupanja od toga pravila. Osnovni parametri nivelete, a to su položaj markantnih točaka i oblik linija njena pružanja, ovise o: - općem vođenju trase prometnice - uvjetima i ograničenjima s gledišta slobodnog profila - reljefu i karakteristikama okoliša mosta - funkcionalnim i estetskim činiteljima - zahtjevima preglednosti. Ovisno o uvjetima trase, prometnim zahtjevima i konkretnim uvjetima svakoga pojedinog mosta moguće su različite varijante odabira linije nivelete. 1. Ravna niveleta je na potezu mosta dio pravca, koji može biti vodoravan ili u usponu (odnosno u padu). Nedostaci: otežana odvodnja i pojava progiba zbog različitih uzroka koje je teško izbjeći ili unaprijed pretkazati pa nadvišenjima neutralizirati. Ona je stoga opravdana samo kod kraćih cestovnih ili željezničkih mostova s otvorenim kolnicima. Niveleta u usponu ili padu često nalazi primjenu kod mostova s upornjacima različitih kota i nema spomenutih problema s odvodnjom, ali su oni oblikovni, a vezani s deformacijama, još izrazitije prisutni nego u prethodnom slučaju. 2. Konveksno zaobljena niveleta - linija je ispupčena prema gore, može poprimati oblike različitih krivulja, pa čak i dijelova pravca (pješački mostovi) i s obzirom na većinu zahtjevanih parametara obično je najbolje rješenje za mostove. Njenim odabirom neutralizirani su spomenuti problemi s odvodnjom i nadvišenjima jer se eventualnim progibom dobije samo malo manje ispupčena niveleta. Posebno je prikladna za velike mostove i daje najbolji dojam kod velikih lučnih struktura. 3. Konkavno zaobljena niveleta je linija udubljena na mostu koja također može pratiti oblike različitih krivulja. Oblikovno je vrlo diskutabilna i teško pruža mogućnosti ostvarivanja skladnih struktura u pogledu sa strane, ima još većih problema s odvodnjom od prije spomenutih, ali ima prednosti pred drugima osobito s gledišta preglednosti. 4. Složena niveleta zapravo je kombinacija više različitih linija. Na potezu mosta moguće su kombinacije i uspona i padova i zaobljenja i lomova, konkavnih ili konveksnih dijelova itd. U pravilu nije prikladna, ali u slučajevima nekih dugih mostova, a osobito kod mostova u čvorištima, nije je moguće izbjeći. U takvim slučajevima dolazi do tlocrtnog i visinskog kombiniranja različitih krivulja, pa onda i vitoperenja ploha i linija mosta te takvim odnosima valja podrediti i odabir tipa nosive konstrukcije. Opći zahtjevi kod odabira tipa nivelete za konkretni most: - zahtjevi prometa: maksimalno dopuštene uspone i padove - minimalne radijuse zakrivljenosti. Pješački mostovi mogu imati veće strmine, a poželjni su kraći prilazi, dok je kod željeznice sasvim suprotno. No na odabir nivelete zbog općeg odražaja mosta u prostoru jako utječu i reljefne okolnosti.
11
12
7. DINAMIČKI UTJECAJI Korisna opterećenja mostova zbog svoje pokretnosti bitno su dinamičkih obilježja. No, općenito je prihvaćeno da se u najvećem broju slučajeva s dovoljnom sigurnošću efekt dinamičkog djelovanja može izraziti nekim faktorom kojim se množe veličine odgovarajućih statičkih djelovanja. Očito je da pokretno opterećenje djeluje na most kao cjeloviti objekt, a osobito na nosivi sklop u njemu i kroz određene dodatne utjecaje u usporedbi s mirnim teretima istog iznosa. Danas se u uobičajenom provjeravanju mostova, dinamička opterećenja redovito svode jednostavnim postupkom na odgovarajuća statička uvećana s dinamičkim faktorom, prema izrazu: P = P0 ∙ kd gdje je: Po - stvarno opterećenje na mostu P - odgovarajuće proračunsko (mirno) opterećenje Kd - dinamički faktor Veličina dinamičkog faktora varira u ovisnosti o mnogim odnosima prometnog sustava i nosivog sklopa mosta i u većini slučajeva kreće se u granicama od 1,0 do 2,0. Pri tomu je, budući da je riječ o propisanim veličinama, riječ o iznosima utvrđenim dogovorom i konvencijom i putovima kako se do njih dolazi. 7.1. Osvrt na istraživanja i analize dinamičkih učinaka pokretnih tereta Prve poznate eksperimente kojima se nastoje razjasniti navedene dvojbe obavio je prof. R. Willis u Engleskoj. Analizirajući eksperimentalne rezultate Willis je uočio da povećanjem brzina dolazi do porasta progiba, i to u znatnom iznosu, što je nadmašivalo rezultate dobivene ispitivanjem konkretnih postojećih objekata. Pošto je napravio još neke eksperimente, Willis je dao svoju teoriju o utjecaju pokretnosti opterećenja koja se sastoji u slijedećem: - U analitičkom prikazu rezultata on zanemaruje masu promatranog štapa i koristi poznati izraz za progib pri statičkom djelovanju opterećenja P
Pri tomu uočava da se teret preko grede ne kreće po pravcu nego po prognutoj liniji, te se točka na kojoj djeluje sila opterećenja u svakom trenutku nalazi na krivulji prikazanoj na istoj slici. Jednadžbu danu za statički slučaj on prilagođuje novim uvjetima dinamičkih karakteristika. U tom se ukupna sila pritiska sastoji od gravitacijske sile pokretnog opterećenja i njena inercijalnog dijela koji obuhvaća vertikalno kretanje po prognutoj liniji. Willis je dao približno rješenje te jednadžbe uz zanemarenje dinamičkog efekta jednadžbom koja predstavlja trajektoriju po kojoj se kreće promatrani teret: Gx2 (L-x)2 y = -----------------3L∙EJ Ona je simetričnog oblika, ali je već iz nje jasna činjenica djelovanja centrifugalne sile prema gore na mjestima oslonaca i oko njih, zbog čega je opterećenje na tim mjestima nešto manje od statičkog. G.G.Stokes dokazuje da veličina dinamičkog progiba ovisi o odnosu perioda osnovnog oblika vibriranja grede prema vremenu potrebnom da teret koji se kreće prijeđe preko nje. Timošenko prvi ovoj analizi pristupa šire, ne govoreći o djelovanju pokretnih tereta na slobodnu gredu određenih obilježja, nego o utjecaju pokretnih tereta na mostove, o vibracijama mostova. Pri tomu, dakle, ne ograničava svoja razmatranja na čisto teoretske dosege i specijalne slučajeve nego se orijentira na znatno općenitije promatranje. On smatra da je takav pojačani utjecaj tereta u pokretu uvjetovan različitim činiteljima i njihovim obilježjima, ali su najznačajniji sadržani u slijedećima: - utjecaj pokretne mase koja se kotrlja bez trenja; - udarni efekt kontra-tereta pogonskih kotača lokomotive; - udarni efekt uvjetovan netočnostima na prometnoj podlozi ili na kotačima.
13
7.2. Obilježja i posljedice dinamičkog djelovanja pokretnih tereta Korisna opterećenja mostova na različite načine i različitim očitovanjima uvjetuju pojavu nepovoljnijih stanja u njihovim sklopovima od statičkih djelovanja opterećenja istog iznosa. Također, osobitosti različitih tipova i vrsta mostova različito utječu na povećavanja ili smanjivanja dinamičkih utjecaja. Svi ti odnosi u provjeravanju nosivih sklopova najčešće su obuhvaćeni dinamičkim faktorom. a) Utjecaj vremenske promjenljivosti opterećenja - Pokretno opterećenje određenom brzinom v nailazi na most i prelazi preko njega. Očito je da je pri tomu upravo iznos brzine od značajnog utjecaja na dinamičke učinke na mostu. Usporede li se progibi slobodne grede raspona L, idealizirano opterećene u sredini raspona koncentriranim teretom P, uz zanemarenje mase grede, progib bi uslijed trenutačnog opterećenja bio dvaput većeg iznosa od odgovarajućega statičkog. b) Masa i raspored mase prometala i mosta - Različiti su dinamički učinci ako je riječ o pokretnom opterećenju prisutnom u duljem periodu u približno jednakom iznosu ili o sasvim različitim nailascima po slijedu i iznosu. S gledišta dinamičkih pojava posebno je značajna mogućnost ritmičkih opterećenja bilo koje vrste, kao što su: - ritmičko opterećenje pješacima, - ritmičko opterećenje uslijed nailazaka vozila ili pojedinih osovina u određenom slijedu, - ritmičko opterećenje uslijed pulzirajućih tereta i sličnih obilježja vozila (ekscentričnost zamašnjaka) i drugo. Utjecaj svojstava mostova na izraženost dinamičkih pojava očituje se prvenstveno u činjenici jesu li ta svojstva takva da u određenim okolnostima pojačavaju ili pak prigušuju dinamičke učinke, a pri tom su odlučni. Neki tipovi nosivih sklopova teže podnose dinamičke učinke, pa je kod njih jamačno potrebno s većom sigurnošću, dakle i većim dinamičkim faktorom, ulaziti u proračune, za razliku od nekih drugih. S gledišta mosta kao objekta i nosivog sklopa u njemu dinamičkim bi faktorom bilo potrebno obuhvatiti razlike između određenih stanja u promatranju mirnih, statičkih događaja, i onih koja nastupaju pod djelovanjem pokretnih tereta, i to: a) Odnos unutarnjih sila u sklopu ili nekom njegovu dijelu za opterećenja pokretnim teretima b) Odnos naponskih stanja u kritičnim dijelovima promatranih dijelova sklopa, također dinamičkih, za razliku od statičkih. c) Odnos progiba prometne površine ili nosivih dijelova sklopa pod mirnim opterećenjem i onih koja nastupaju kad se teret kreće po mostu. d) Izraženost i značenje vibracija i titranja koja se javljaju pod djelovanjem pokretnih opterećenja, promatrajući pri tomu njihove različite moguće kombinacije. 7.3. Sadržaj izraza za dinamički faktor Kako je prikazano, dinamičkim je faktorom potrebno obuhvatiti čitav spektar odnosa koji se javljaju uslijed razlike opterećenja nosivih sklopova mirnim stanjima i pokretnim djelovanjima. No, budući da je riječ o propisanoj, dakle dogovorima i konvencijama ustanovljenoj veličini, u različitim su propisima dani različiti iskazi tog faktora. Prema PTP propisima dinamički faktor je: 550+ 5L k d = l + ————— 100(10+ L) i njime seje množilo opterećenje na kolniku. Prema DIN-u dinamički faktor kojim se množi samo opterećenje glavnoga traka u shemi opterećenja dan je izrazom: kd = 1,4 - 0,008L (kdmin > l) L - raspon u metrima Prema ENV-3 dinamički je faktor uključen u zadane veličine za sve sheme opterećenja. Prema različitim propisima nerijedak je slučaj da je potrebno, u ovisnosti o odnosima u prometu ili strukturi mosta, uvećati odnosno smanjiti dinamički faktor, a takvi su na primjer: - željeznički mostovi bez provedene posteljice, - cestovni mostovi s neravnom plohom kolnika, - postojanja nadsloja u strukturi mosta, - mostovi s trajno velikim prometom, i dr. Tako se i u EUROCOD-u u proračunskim modelima provjere na zamor pojavljuje dinamički faktor.
14
7.4. Ishodišta dinamičkih pojava i utjecaji na dinamički faktor Na dinamičke pojave koje obuhvaćamo dinamičkim faktorom utječu slijedeći činitelji: - Utjecaj veličine raspona. - Utjecaj odnosa stalnog i pokretnog tereta. - Utjecaj brzine prelaženja - Mogućnost pojačavanja titranja i rezonantnih pojava. - Utjecaj na uvjete prelaženja. 8. SHEME KORISNOG OPTEREĆENJA CESTOVNOG MOSTA 8.1. Prometna opterećenja Opterećenja izazvana pojavom i djelovanjem korisnika mosta, koja proizlaze iz svrhe njegova građenja izuzetno su složenih obilježja pa njihovo obuhvaćanje zahtijeva dugotrajno praćenje te eksperimentalne i numeričke analize. Ovisno o vrsti i namjeni mosta, odnosno ovisno o prometu kojemu je namijenjen, moguće je s većom ili manjom vjerojatnošću prognozirati i obuhvatiti realne kombinacije odnosno stvarne ukupne učinke korisnih opterećenja na mostu. Pa se na temelju dugotrajnog iskustva, ocjene i procjene razvoja prometala i prometnih djelovanja, definiraju proračunska ili tipska opterećenja, na koja se proračunavaju i dimenzioniraju nosive konstrukcije u mostovima. Prometna opterećenja se razlikuju ovisno o vrsti, namjeni, klasi i značaju mosta. Klase mostova posljedica su dakle njihova značaja u prometnom sustavu i stvarno očekivanog intenziteta i učestalosti vanjskih djelovanja korisnih opterećenja, njima su podređene sheme i ukupni iznosi opterećenja na koja se proračunavaju, a posljedica toga je i stvarna nosivost tih objekata na ova djelovanja. 1. Opterećenja od pješaka Prometne površine pješačkih mostova, ali i pješacima namijenjene površine drugih mostova: pješačke staze, hodnici, terase i si. izloženi su djelovanjima koja proizlaze iz težine i učinaka kretanja ljudi. Maksimalan iznos tog opterećenja proporcionalan je ukupnom broju ljudi koji u određenim okolnostima mogu stati na promatranu površinu i njihovoj prosječnoj težini, uz uključivanje osobitosti pojave kretanja ili nekog drugog djelovanja (bočno guranje, skakanje itd.). Kod tog je u prvom redu riječ o jednoliko rasprostrtom teretu što ga nazivamo navala ljudi, a koji iznosi između 3 i 6 (iznimno do 8) kN/m2. Kod većih mostova u pravilu je manja mogućnost da će čitavi istodobno biti ispunjeni navalom ljudi pa se uvode koeficijenti za smanjivanje ovog iznosa. No, mogli bismo prihvatiti općenito pravilo da pješačke mostove, uključujući i biciklističke staze treba dimenzionirati na jednoliko rasprostrto opterećenje navale ljudi iznosa: p = 5,00 kNIm2 Za strukture mostova raspona većih od 10 m, radi gore iznijetih razloga taj iznos može biti i manji prema izrazu: p = 5,50 - 0,05 L (L je raspon u m) ali ne manje od p = 4,00 kNIm2, ali se i kod njih konzole pješačkih staza i sekundarni elementi izravno opterećeni pješacima dimenzioniraju na neumanjeni iznos opterećenja. Tako iskazana navala ljudi mirno je, kontinuirano, jednoliko rasprostrto tipsko opterećenje. Osim navedenih opterećenja još se uzimaju: - bočni pritisci na ogradu, koje obično nadomještamo horizontalnom silom u visini naslona ograde iznosa 0,8 kNIm ograde; - koncentrirana opterećenja radi eventualnog izlijetanja vozila na pješačke površine koja se nadomještaju jednim koncentriranim opterećenjem kotača vozila iznosa 50 kN ili manje. 2. Cestovna opterećenja Obično je za glavne nosače, rasponske sklopove i druge globalne dijelove mostova odlučan ukupan iznos i razmještaj opterećenja na mostu, pa onda takav redovito može biti i zamijenjen odgovarajućim jednostavnijim shemama jednoliko rasprostrtog opterećenja. Za sekundarne pak dijelove odlučna su i koncentrirana opterećenja, dakle maksimalno nepovoljna lokalna djelovanja - a to su sile od pojedinih kotača, ili osovina. Tipizirane sheme opterećenja sastoje se od različitih zamjenjujućih rasprostrtih i koncentriranih djelovanja koje po zadanim pravilima valja raspoređivati na površinu mosta. Propisane sheme se obično sastoje iz
15
povezane skupine koncentriranih opterećenja, a to su tipska vozila s osovinskim pritiscima različitog broja, razmještaja i iznosa, te jednolikog rasprostrtog opterećenja. Ni jedna od tako propisanih shema opterećenja na mostu ne predstavlja stanje stvarno postojeće opterećenosti, već proračunski dovoljno jednostavan, a s obzirom na kriterije pouzdanosti adekvatan nadomjestak za sva, pa i ona najnepovoljnija moguća djelovanja prometnog opterećenja na mostu. Ilustracije radi ovdje prikazujemo nekoliko primjera tipiziranih opterećenja za cestovne mostove: a.) Korisno opterećenje cestovnih mostova prema PTP-5 koji je u nas dugo bio na snazi i po kojem je izvedena većina postojećih mostova za mostove uobičajenih širina (između 5 i 10 m) sastoji se od dva tipska traka s po dva tipska kamiona (slika 64).
b.) Tipska opterećenja cestovnih mostova prema njemačkim propisima DIN su i u aktualnim hrvatskim normama. Prema tim propisima mostovi su podijeljeni na klase ovisno o vrsti i značaju prometnice u sklopu koje se nalaze, odnosno očekivanom intenzitetu opterećenosti. Pritom postoje tipske klase: 60/30 i 30/30 te naknadno proračunate klase 16/16, 12/12, 9/9, 6/6 i 3/3. (Brojevi označuju masu pojedinog tipskog vozila na tipskome traku, pa recimo klasa 60/30 označuje jedan trak s vozilom od 60 t i drugi trak s vozilom od 30 t itd.). Mostove autocesta, magistralnih i gradskih cesta prema ovom propisu valja dimenzionirati na opterećenja po klasi 60/30, a ostale - dakle mostove lokalnih i sporednih cesta - po klasi 30/30. Karakteristike vozila prema navedenim tipskim klasama prikazane su na slici 65.
16
Glavni trak treba na najnepovoljnijem mjestu opteretiti tipskim vozilom (SLW 60 ili SLW 30) a ispred i iza njega postaviti jednoliko rasprostrto opterećenje p1. U dodatnom traku postavlja se na isti način tipsko vozilo SLW 30 i to neposredno uz v ozilo iz glavnog traka, a ispred i iza njega jednoliko rasprostrto opterećenje p2. Površinu kolnika koja ostane neopterećena ovim trakovima valja opteretiti jednoliko rasprostrtim opterećenjem p2. Plohe hodnika i biciklističkih staza treba opteretiti navalom ljudi, a uz to ako nisu fizički odvojeni od kolnika (npr. odbojnim ogradama) i pojedinačnim opterećenjem (sila od jednog kotača tipskog vozila) u iznosu 50 kN. c.) Raznolikost shema opterećenja cestovnih vozila ilustriramo još i primjerom iz američkih propisa AASHTO HS20-44 (slika 66),
te iz francuskih za I. klasu mostova
(slika 67).
d.) Eurocod sadži sheme prikazane na slici 68
17
9.SHEME KORISNOG OPTEREĆENJA ŽELJEZNIČKOG MOSTA Obilježja korisnih opterećenja željezničkih mostova znatno su jednoznačnija i manje međusobno raznolika od cestovnih. Zajednica europskih željeznica još od 1971. godine predlaže shemu opterećenja za europske pruge (UIC-71) s preporukom da budu uključena kao temeljna podloga u svim propisima zemalja članica tog udruženja. Tako i naš "Pravilnik o tehničkim mjerama za opterećenja željezničkih mostova" iz 1977. godine u potpunosti prihvaća te preporuke i koristi sheme UlC-a za sve glavne pruge normalnoga kolosijeka, predlažući istodobno da se za sporedne pruge koriste iste sheme sa smanjenim iznosom svakoga pojedinačnog opterećenja na vrijednost od 80% njegova intenziteta iz usvojene sheme za glavne pruge. Na slici 69. prikazana je shema opterećenja za mostove s jednim normalnim kolosijekom.
Za mostove s više kolosijeka moguća je redukcija maksimalnog iznosa opterećenja na drugom i ostalim kolosijecima jer je malo vjerojatno da će nastupiti istodobno maksimalno i najnepovoljnije djelovanje korisnih opterećenja na svim kolosijecima. Također, kod mostova s provedenim kolničkim zastorom koncentrirana djelovanja u shemi opterećenja (koja predstavljaju osovinska opterećenja lokomotiva) mogu biti zamijenjena jednolikim rasprostrtim kontinuiranim opterećenjima. Slika 69
18
Također
donosimo
primjere
iz
britanskih
standarda
BS
540
te prema EUROCOD-u (slika 72).
19
(slika
71)
Mostovi ponekad istodobno služe raznovrsnom prometu: cesti, željeznici, pješacima, pa je u analizi opterećenja takvih objekata potrebno analizirati realne mogućnosti njihovih istodobnih pojava i na najnepovoljnije, a realno očekivane kombinacije dimenzionirati nosivi sklop. 9A. OSTALA OPTEREĆENJA MOSTOVA 9A.1.. Ostala korisna opterećenja mostova Ovdje je riječ o mostovima za tekućine, mostovima za plovne kanale ili pak mostovima prenosila i dizalica. Kod mostova za prijelaz tekućina preko zapreke bilo u otvorenim kanalima ili zatvorenim cjevovodima relativno je jednostavno ustanoviti mogućnost maksimalno nepovoljnog djelovanja korisnog opterećenja jer je ono ovisno o specifičnim karakteristikama tekućine i prostornim obilježjima kanala ili cjevovoda. 9A.2. Opterećenja zbog ubrzavanja i zaustavljanja vozila Promjena brzine prilikom kretanja vozila na mostu - pokretanje i ubrzavanje, te usporavanje, kočenje i zaustavljanje - za posljedicu ima pojavu uzdužnih horizontalnih sila koje se očituju na mjestu dodira vozila i prometne podloge na mostu. Te su sile ovisne o vrsti vozila, obilježjima kontakta s podlogom, trenju, ukupnoj masi vozila koja istodobno izazivaju te sile na mostu ili njegovu slobodnom dijelu, ali i neke dodatne okolnosti kakve su činjenice je li most u horizontali ili usponu, je li na njemu zbog prometnih okolnosti (npr. raskrižje, semafor ...) predviđeno ili uobičajeno usporavanje ili ubrzavanje itd. No 9A.3. Centrifugalna sila Opterećenje na mostovima koje je posljedica fizikalno poznate pojave centrifugalne sile u suvremenim okolnostima kad se prometala po mostovima kreću sve većim brzinama dobiva sve očitije razmjere. Centrifugalnu silu, dakle valja analizirati kod svih mostova kod kojih se opterećenja kreću po zakrivljenoj putanji. A za to su dvije osnovne mogućnosti: - da je most u horizontalnoj krivini, pa se ova sila očituje kao poprečno, horizontalno opterećenje okomito na smjer kretanja vozila; - da je prometna ploha vertikalno izobličena pa uvjetuje pojavu vertikalne sile koja ovisno o smislu zakrivljenosti djeluje rasterećujuće ili povećava vertikalno opterećenje. Opterećenje izazvano centrifugalnom silom proporcionalno je s masom i kvadratom brzine vozila, a obrnuto proporcionalno s radijusom zakrivljenosti prometne podloge (putanje vozila): v2 C = kc ∙ P kc = ------g∙R 9A.4.. Bočni udari (sile od vijuganja vozila) Na željezničkim je mostovima potrebno računati s još jednom horizontalnom silom koja djeluje okomito na smjer kretanja vozila, koja je posljedica stvarnoga vijugavog a ne (idealnog) pravocrtnoga kretanja vozila. Naime, zbog manjeg razmaka unutarnjih oboda kotača od razmaka unutrašnjih rubova tračnica dolazi do vijugavog kretanja vozila i bočnih udara na hrptovima putanje toga valovitog kretanja. Ovi udari ovise o masi vozila, brzini i zakrivljenosti putanje kretanja, odnosno razlici razmaka kotača i tračnica. Međutim, u većini propisa je uobičajeno da se dovodi u ovisnost o opterećenju, npr. prema izrazu: B = 0,05 • P ili se pak uzima kao mirna pojedinačna sila koja djeluje na najnepovoljnijem mjestu fiksnog iznosa: B = 60 Kn Slika 73
20
9A.5. Opterećenja od tla Pojedini dijelovi mostova u nekim okolnostima mogu biti opterećeni različitim djelovanjima tla. To se u prvom redu, gotovo redovito, odnosi na upornjake, ali i neke druge dijelove. Može se očitovati u obliku aktivnog ili pasivnog pritiska na dijelove konstrukcije (koji je, kao što je iz geotehnike poznato, ovisan o svojstvima tla te veličini i obilježjima dodirnih površina tla i konstrukcija), a na mostovima se može očitovati u nekoliko varijanti: 1. Vertikalno opterećenje od tla koje je prisutno nad propustima ili kod svođenih mostova s punim pomostom. 2. Bočno opterećenje od tla na zidove i krila upornjaka identično je djelovanju na uobičajene potporne i slične zidove, kako je prikazano na primjeru na slici 74.
9A.6. Opterećenje od djelovanja vode Iako mostovima vrlo često premošćujemo različite vodotoke, samo iznimno se djelovanje vode očituje kao zamjetnije opterećenje. Razlog tome je u činjenici da se djelovanju vode najčešće izloženi dijelovi mostova - kao što su stupovi i upornjaci - zbog drugih razloga izvode znatno masivnijima no što bi bilo potrebno samo zbog djelovanja tekuće vode, i zbog toga što je projektantske nastojanje usmjereno na oblikovanje tih dijelova da im otpor toku vode bude što manji. Veličina pritiska vode na dijelove mosta ovisna je o brzini vode, površini plohe na koju djeluje (uz mogućnost redukcije koeficijentom oblika), prema izrazu: v2 P=k∙— ∙A gdje je P - pritisak vode 8 g A- površina na koju djeluje v - brzina vode k - koeficijent oblika plohe. 9A.7. Opterećenja zbog klimatskih pojava 1. Opterećenje vjetrom Općenito se može reći da se djelovanje vjetra na mostove može javljati u obliku: - pritiska na površinu - statičko djelovanje - dinamičkog djelovanja. Opterećenje zbog djelovanja kretanja zraka, dakle zbog pritiska vjetra ovisno je o nekoliko temeljnih parametara: - brzini i drugim obilježjima vjetra, - visinskom položaju mosta u krajoliku, - aerodinamičkim svojstvima građevine. Logično je da je pritisak vjetra najprije ovisan o stvarnim obilježjima te prirodne pojave, a ponajprije o brzini kretanja zraka, njegovu smjeru i načinu djelovanja (konstantno i mirno, promjenljivo po iznosu ili smjeru ili oboje -"refuli bure", itd.). U tom se smislu najčešće provodi podjela prostora na zone. Tako su npr. u našoj zemlji predviđene tri zone s vjerojatnim maksimalnim iznosima pritiska vjetra: I zona: osnovni pritisci od 0,45 do 0,80 kN/m2 II zona: od 0,80 do l, l O III zona: od 1,10 do 1,70. Pri tome su varijacije unutar svake zone od minimalnog do maksimalnog iznosa ovisne o visini analizirane konstrukcije nad tlom ili razinom vodotoka. Ove iznose još valja pomnožiti s koeficijentom oblika. Potrebno je proračunati strukturu na poprečno (okomito na most) i uzdužno djelovanje vjetra. Djelovanje vjetra je po svojoj naravi dinamičko djelovanje, no u većini slučajeva i njega je moguće zamijeniti statičkim djelovanjem.
21
Tamo gdje je dostatan i prikladan statički proračun bit će moguće silu djelovanja vjetra na most iskazati u obliku jednostavnog izraza: Pw = Ka ∙ q ∙ A gdje je: Pw - sila vjetra na promatrani objekt ili njegov dio; Ka - aerodinamički koef. oblika površine izložene djelovanju vjetra; q - jedinični pritisak za zadane uvjete brzine puhanja, visine nad terenom te istodobne opterećenosti drugim djelovanjima; A - površina izložena djelovanju vjetra. 2. Snijeg Ovisno o klimatskim prilikama ukupan teret snijega na površini može biti između O i 4 kN/m2. No budući da na prometnoj površini ne može istodobno biti zamjetniji snijeg i vozila, nego ili jedno ili drugo, a proračunsko prometno opterećenje je jediničnim iznosom veće i od najnepovoljnijeg snijega, nema potrebe posebno strukture provjeravati na to djelovanje osim izvan prometne površine. 3. Led Dvojako može biti djelovanje leda na mostove: kao opterećenje na njima ili kao pritisak ili udar u vodotoku. Znatnije i nepovoljnije djelovanje leda jest ono u vodotocima, gdje se znatna zamrznuta količina površinskog sloja vode ako je nošena odgovarajućom brzinom vode može očitovati kao pritisak ili pak udar na stupove i druge dijelove strukture izložene njegovu djelovanju. 4. Temperaturna djelovanja Promjene temperature mogu se očitovati kao: - jednolike - dakle istodobne i u istim iznosima za čitavu promatranu strukturu ili sklop - nejednolike - različite na dijelovima iste strukture ili sklopa. Iznos i vrsta temperaturnih promjena ovise o stvarnim ambijentalnim okolnostima i svojstvima gradiva: - varijacijama temperature zraka na mjestu mosta s obzirom na iznos i učestalost mijena - vrsti gradiva jer na ove promjene različito reagira čelik, beton, kamen, drvo ili pak njihova kombinacija u primjerice spregnutim ili kompozitnim strukturama. Često se definira montažna temperatura (u našim uvjetima obično 10°C), kao nulto stanje ili polazište od kojeg se u oba smjera analiziraju osciliranja U praksi valja računati s više mogućih situacija i to: - 1. Jednolika promjena temperature koja obuhvaća temperaturne oscilacije od pretpostavljene montažne temperature ujednačeno duž čitavog presjeka ili strukture i koja izaziva također jednoliku promjenu dimenzija konstrukcije ili, ako je ona spriječena, analogne unutrašnje sile. - 2. Nejednolika promjena temperature događa se uslijed nejednakog zagrijavanja ili hlađenja dijelova strukture jer je jedna izložena suncu, druga u sjeni itd. 9A.8. Opterećenja zbog svojstava gradiva i struktura 1. Prednapinjanje 2. Skupljanje i puzanje 3. Otpori u ležajevima 4. Opterećenja od faza građenja 9A.9. Izvanredna djelovanja Različita izvanredna djelovanja, dakle ona koja se kao posljedice iznimnih i rijetkih prirodnih pojava, nesreća ili nepredvidivih događaja mogu pojaviti, ponekad mogu prouzročiti vrlo velika pa i katastrofalna opterećenja mostova! Zakonitosti nekih od njih su poznate pa budući da postoje određene vjerojatnosti njihovih pojava, postoje i prilično razrađena pravila njihova obuhvaćanja. 1. Udar vozila i plovila U pravilu se nastoje izvesti odbojne ograde dimenzionirane tako da neutraliziraju udar vozila ili spriječe njegov udar o krute dijelove strukture. Ti se elementi i koncipiraju i dimenzioniraju tako da deformacijom na svojoj primjerenoj dužini neutraliziraju kinetičku energiju udara te zaštite i dijelove mosta i vozila. Slično je i s plovnim putovima. Vitalne nosive dijelove treba odmaknuti što dalje od granice plovidbenog profila, a gdje to nije moguće, gdje je promet intenzivan, gdje su vodene struje velike i nepovoljne, ispred stupova se postavljaju zaštitni elementi i prigušivači udara koji preuzimaju svu ili veći dio udarne energije prije no što dođe do dodira plovila s dijelovima konstrukcije. 2. Popuštanje oslonaca Svojstva temeljnoga tla trebala bi biti ustanovljena prije projektiranja i gradnje. U odnosu na to trebao bi biti prilagođen i dimenzioniran nosivi sustav, a osobito njegovi oslonački dijelovi. Međutim različite
22
nepredviđene okolnosti u tlu, svojstvima strukture i djelovanjima na nju mogu dovesti do pomicanja uporišta koja se onda očituju kao izvanredna djelovanja na konstrukciju. Ovi pomaci mogu biti: - translatacije (uzdužni ili poprečni horizontalni pomaci) - slijeganje (vertikalni pomaci) - zakretanja oslonaca. 3. Potres Veličina i učinak djelovanja potresa ovisiti će o: - udaljenosti epicentra potresa od građevine; - položaju mosta u odnosu na smjer širenja potresnih valova; - vrsti tla te svojstvima temelja mosta; - težini građevine te razdiobi masa; - svojstvima prigušivanja uzbudnih djelovanja. U pravilu su područja pojedine zemlje propisima podjeljena u potresne zone, na temelju analiza prirodnih okolnosti te povijesnih i iskustvenih podataka, i to s obzirom na maksimalni intenzitet očekivanog potresa, na što se onda i proračunavaju građevine u toj potresnoj zoni. 10. LUKOVI I SVODOVI U užem smislu riječi svod je zakrivljena ploča, a luk zakrivljeni štap. No u praksi i literaturi izrazi lučni mostovi i svođeni mostovi podrazumijevaju isto - sve one mostove kojima je glavni nosač luk ili svod. Razlog općenitoj, masovnoj i kontinuiranoj primjeni ovih struktura u mostovima leži u njihovu temeljnome svojstvu da tlačnim naprezanjima prenose do temelja sva djelovanja koja preuzimaju. Luk je tako, moglo bi se reći, iskonska i prirodna nosiva struktura, koja, ako je dobro oblikovana, najbolje iskorišćuje svojstva gradiva i njome je, od davnina, sastavljajući je od malih, raspoloživih, komada bilo moguće premostiti relativno velike otvore. U lučnim se nosačima u pravilu javljaju samo tlačne unutrašnje uzdužne sile. Tek kad se spojnica rezultanti tih unutrašnjih sila u svakom presjeku, a nju nazivamo upornica ili tlačna linija, za sva ili neka djelovanja ne podudara s osi svoda, pojavljuju se momenti savijanja. Drugo važno konstrukcijsko obilježje lukova jest činjenica da oni u osloncima predaju znatne horizontalne potiske pa zahtijevaju u tom smislu dobru nosivost tla. Oni su osjetljivi na pomake, osobito zaokrete u petama pa je osobitu pozornost potrebno posvetiti pravilnom oblikovanju, dimenzioniranju i izvedbi temelja. Lukovi se grade od različitih materijala. Zbog opisane činjenice da je u prvom redu riječ o tlačnim strukturama prirodno su predodređeni na u pravilu jeftina gradiva dobro otporna na tlačna naprezanja, a to su različite vrste prirodnoga i umjetnoga kamena, betona i armiranog betona. Ali postoje lukovi i od metala pa čak i drveta. U današnjim uvjetima odnosa kvalitete gradiva, postupaka izgradnje i strukturalnih koncepcija lukove je moguće predvidjeti za raspone između 50 i 300 m (do 500 m) raspona. Omogućena je i montažna gradnja od predgotovljenih pripravaka pa se i izvedba može znatno ubrzati. 10.1. Statički sustavi Načelno, moguće statičke sustave svrstavamo u dvije skupine: jednostavne i složene. U skupinu jednostavnih ubrajamo sve one kod kojih se osnovni prijenos sila u glavnom rasponu odvija s pomoću luka, a ostali dijelovi konstrukcije imaju sekundarnu namjenu, prvenstveno prijenosa sila do luka. Ti sustavi su: upeti, jednozglobni, dvozglobni i trozglobni luk. U skupinu složenih ubrajamo one kod kojih je u osnovni prijenos sila zajedno s lukom uključena i kolnička konstrukcija ili drugi dijelovi pomosta, pa tako greda i luk, zajedno sa stupovima, zategama, kosnicima, ziđem ili ispunom, čine jedinstven, složeni rasponski sklop. Tu pripadaju: gipki lukovi s krutim gredama, kruti lukovi s krutim gredama, lukovi sa zategom, lukovi s vješaljkama, lukovi s preuzetim potiskom, rešetkasti lukovi, lukovi stijene i sl. Slika 128
23
1. Upeti lukovi Najjednostavniji, klasičan statički sustav luka s konstrukcijskog i izvedbenog gledišta jest upeti luk. Riječ je o strukturi bez ikakvih zglobova i prekida. Upeti su lukovi triput statički neodređeni pa su im mane što su izvrgnuti dodatnim naprezanjima poput onih zbog temperaturnih promjena i sličnih djelovanja. S druge pak strane pogodniji su od onih sa zglobovima za izvedbu slobodnim konzolnim postupkom. Uobičajeno se izvode ili konstantnoga poprečnog presjeka duž raspona, ili uz porast površine presjeka od tjemena prema petama sukladno s promjenom unutrašnje sile. Slika 129
2. Vallettovi lukovi To su upeti lukovi kod kojih je nedaleko od peta presjek izveden sa smanjenim momentom tromosti. Na taj se način pri petama smanjuju momenti savijanja i prilično ujednačuju od tjemena do peta, za razliku od upetih gdje - rastu od tjemena prema petama. Slika 130
24
3. Jednozglobni lukovi Lukovi s jednim zglobom, prirodno u tjemenu, u mostogradnji ne nalaze širu primjenu, ponajviše jer zbog velikih momenata upetosti zahtijevaju vrlo skupo temeljenje, nego se koriste samo kao privremeni sustavi tijekom građenja, a naknadno se zglob zatvara i struktura pretvara u upetu. 4. Dvozglobni lukovi Jedanput neodređeni statički sustavi lukova s dva zgloba - obično u petama, mogu se izvoditi konstantnoga poprečnog presjeka, ali, češće, i uz konstantno stanjenje od tjemena - gdje su najdeblji - prema petama, odnosno zglobovima. Pogodnosti su im u znatno manjoj osjetljivosti od upetih na dodatne utjecaje: promjene temperature, skupljanje i puzanje betona, slijeganje i zakretanje oslonaca. 5. Trozglobni luk Statički određeni sustavi lukova s tri zgloba, u tjemenu i kod oslonaca, vrlo su povoljna rješenja s obzirom na eliminaciju nepovoljnih dodatnih utjecaja i jednostavnu mogućnost reguliranja napona umetanjem preša. Ukupno se, zbog više razloga, položaj zgloba u tjemenu pokazao nepovoljnim pa nisu zaživjeli kroz duže razdoblje. Građeni su konstantnoga poprečnog presjeka, ali i uz stanjenja uz zglobove, a zadebljanja pri bokovima. Danas se velika većina mostova, osobito većih raspona, izvodi s upetim lukovima. Slika 131
6. Lukovi stijene Nosivi sklop može biti i uspravno položena ravna ploča sa u obliku luka zakrivljenim donjim, a ravnim gornjim rubom. Kao rasponski nosači mostova manjih dimenzija mogu se koristiti u paru ili više njih u poprečnom smislu s kolničkom pločom na njima. 7. Rešetkasti lukovi Ne samo za metalne, nego u novije vrijeme i za armiranobetonske, a osobito za spregnute strukture mostova, moguće je lukove izvesti u obliku rešetaka. Kod toga gornji i donji pojas luka može biti puna ploča. 8. Lukovi povezani s gredom Različite složene kombinacije jedinstvenog, u sebi povezanog nosivog sustava luka i grede primijenjene su u mostovima, a raznolikost se ponajprije očituje u odnosima krutosti. Tako su poznati: - gipki poligonalni lukovi s krutim gredama nad njima (Maillartovi lukovi) - gipki luk nad krutom gredom (Langerova greda) - kruti luk s gipkom gredom kao zategom 9. Lukovi s preuzetim potiskom Strukture kod kojih su polulukovi u razini tjemena međusobno povezani zategom zapravo su neka vrsta konzolnih lukova koji ne predaju potisak u tlo nego proizvode samo vertikalno opterećenje na osloncu između njih. 10.2. Tipovi konstrukcije Prema tipu konstrukcije nosive strukture moguće su slijedeće varijacije: - savijene pune ploče u monolitnoj izvedbi ili sastavljene od manjih komada - savijeni puni štapovi - rebrasti svodovi - lukovi stijene - sandučasti ili olakšani lukovi
25
- spregnuti lukovi - rešetkasti lukovi Zanimljiva su i rješenja s takozvanim ovijenim betonom gdje su čelični četvrtasti profili, ostaci staroga srušenog mosta, ispunjeni betonom. Takav je Tonkovićev most preko Krke u Skradinu. 10.3. Oblik luka 1. Optimalni odnosi U razmatranju su zapravo četiri temeljne linije svakoga luka ili svoda - intrados - linija donjeg ili unutrašnjeg ruba svoda - ekstrados - linija gornjeg ili vanjskog ruba svoda - os svoda - linija koja prolazi raspolovnicama debljine svoda ili njegovim težištem - tlačna linija - spojnica hvatišta rezultanata unutrašnjih sila u svakom presjeku. Statički optimalan oblik osi luka jest onaj kod kojeg se os svoda najbolje poklapa s tlačnom linijom za pretežna djelovanja. Oblikovno optimalni odnosi svih linija, svode se zapravo na odnose vidljivih linija intradosa i ekstradosa. Konstrukcijski optimalne linije su one koje omogućuju što jednostavniju izvedbu i što bolje djelovanje strukture. Ekonomski optimalan oblik jest onaj koji zahtijeva najmanji skupni utrošak 2. Osnovne proporcije Oblik svoda, a i osnovni odnosi raspodjele sila u njemu u prvom će redu ovisiti o odnosu raspona i strelice, dakle o njegovoj spljoštenosti. U tom se pogledu razlikuju: - Polukružni ili puni lukovi kod kojih je strelica jednaka polovini otvora f = L/2 . - Spljošteni lukovi sa strelicom manjom od polovine otvora f < L/2 Većina suvremenih osobito armiranobetonskih lukova pripada ovoj skupini. Smatra se da su ukupno optimalni oblici kod kojih je taj odnos 1/4 do 1/8, ali naravno ima dosta oblikovno vrlo uspješnih rješenja sa znatno većom spljoštenošću, npr. 1/16. - Nadvišeni lukovi sa strelicom većom od polovine otvora f > L/2. Takvi sklopovi u mostovima nisu česti, ali su u određenim primjenama zaživjeli kao gotski luk ili primjerice u turskom graditeljstvu kao šiljasti luk. 3. Oblici intradosa Dominantan utjecaj na vizuru mosta ima linija intradosa. Ona može biti oblika vrlo različitih krivulja, a za mostove su uobičajene sljedeće: - Kružni segment - Parabola - Elipsa - Hiperbola - Obrnuta lančanica - Sastavljene krivulje 11. GREDNI MOSTOVI Najuobičajeniji nosivi sustavi za mostove manjih i srednjih raspona jesu gredni sklopovi različitih konstrukcijskih i statičkih varijacija. Razlog tako masovnoj primjeni najviše leži u njihovoj jednostavnosti izvedbe, te oblikovnoj i funkcionalnoj prilagodljivosti na najraznolikije uvjete ambijenta i prometnih potreba. Gotovo da su nezamjenjivi za vrlo dugačke mostove, mostove u krivinama, a osobito one u čvorištima i prometnim petljama gdje se prometnice prepliću u više razina, zbog najmanje potrebne raspoložive visine za smještaj nosivoga sklopa. Grade se od različitih materijala: drvene, armiranobetonske, metalne, spregnute ..., a u sustavima pješačkih, željezničkih, cestovnih i drugih vrsta mostova. Logika nosivosti grednih sustava bitno je drukčija od one kod lučnih. Za razliku od lučnih u grednim se nosačima javljaju momenti savijanja i znatne poprečne sile, što uvjetuje potpuno drukčiju logiku koncipiranja strukture od one kod koje su tlačne sile dominantne. No ovi sustavi imaju i vrlo važnu prednost jer nisu toliko osjetljivi na pomake oslonaca i u njima ne predaju osjetnije horizontalne sile, te zahtijevaju relativno male i jednostavne temelje. Nasuprot tome vrlo su osjetljivi na diferencijalna slijeganja, odnosno popuštanja oslonaca. Gospodarska se opravdanost grednih sustava postiže osobito s gledišta montažne gradnje. 11.1. Statički sustavi - POJEDINAČNE SLOBODNO POLOŽENE GREDE
26
Obično se izvodi slobodno oslonjena s jedne strane na pokretni, a s druge na nepokretni ležaj, no moguće su i različite upete varijante koje uzrokuju i uzdužnu silu u gredi. Posebna pogodnost slobodnih greda jest u njihovoj proračunskoj i izvedbenoj jednostavnosti. - SLOBODNE GREDE S PRIJEPUSTIMA I PROTUUTEZIMA Zbog potrebnog smanjenja visine konstrukcije, konstruktori često smanjuju maksimalni momenat savijanja u sredini raspona jednostavnih grednih sustava, a to se do neke mjere može postići izvedbom prijepusta (konzola) ili protuutega iza oslonaca. Time se javljaju negativni momenti nad osloncima zbog kojih su prikladna zadebljanja ili vute na tim mjestima, što može imati i prihvatljive oblikovne učinke jer se dobiju strukture sa zaobljenim intradosom. Nedostaci se očituju u problemima izvedbe prijelaznih naprava na krajevima prijepusta jer su ti krajevi deformabilni. - SLOBODNE GREDE U NIZU Slobodne se grede često zbog jednostavnosti izvedbe koriste za premošćivanje niza otvora nekoga mosta. - KONTINUIRANE GREDE Vrlo primjenjiv i prikladan nosivi sustav za mostove s mnogo raspona, kod kojega obično od početka do kraja mosta uopće nema prekida, odnosno oni se izvode nakon dovoljno dugih sektora. Izvode se i u neprekinutoj dužini od više od 1000 m, preko više desetaka polja. Prednost im je što zbog kontinuiteta i povoljne raspodjele momenata u poljima i nad ležajevima, mogu biti izvedeni manjih visina konstrukcije u usporedbi sa slobodnim gredama. - GREDE SA ZGLOBOVIMA Nosač koji se proteže preko više polja može, umetanjem zglobova, biti podijeljen na manje odsječke pa se zapravo dobije nosivi sustav poznat po imenu svog autora - Gerberova greda. Zglobovi se raspoređuju tako da se dobije povoljna razdioba momenata u polju i nad ležajevima. Ne nailaze na veću primjenu zbog ozbiljnih funkcionalnih i trajnosnih problema povezanih s velikim brojem prekida i dilatacija na kolniku na mjestima gdje su zglobovi u konstrukciji. - KONZOLNE GREDE Gredni se nosači mogu koncipirati i tako da budu upeti u stupove ili upornjake pa im se lažajni presjeci ne mogu zaokretati, a u sredinama polja imaju zglobove gdje se prenose samo poprečne sile. Ti su sustavi zadnjih desetljeća često u primjeni i to zbog konzolnog postupka izvedbe armiranobetonskih prednapetih mostova. Na taj se način u najnovije vrijeme dosežu rasponi i do 300 m. Gradnja se, nakon što se izvede donji ustroj, odvija simetričnim napredovanjem na obje strane od stupa, balansno, tako da bude što manja razlika u opterećenjima jedne strane u odnosu na drugu. Konzole u sredini mogu biti spojene zglobno, mogu biti razmaknute, pa se središnji dio, uz dva zgloba, izvodi kao poseban montažni element, a moguće je i čitav sustav monolitno povezati u cjelinu. Pogodnost je ovog načina građenja što sustav tijekom građenja, dakle za skupljanje i puzanje betona, te jednolike temperaturne promjene, djeluje statički određeno, a nedostatak je prisutnost dilatacija na kolniku, ako je riječ o rješenju sa zglobovima. Suvremena su nastojanja u svemu iznijetom prema izbjegavanju zglobova i uspostavi punog kontinuiteta. Posebna varijacija ovoga sustava su grede sa stolovima - širokim proširenjima nad stupovima konzolno u oba smjera s montažnim elementima između njih. Konzolne grede, u pravilu se izvode promjenljive visine, s poligonalnim ili kontinuiranim porastom zadebljanja prema osloncima. - REŠETKASTI I PERFORIRANI NOSAČI Metalni i drveni, ali i spregnuti pa čak i masivni mostovi, osim kao punostijeni nosači mogu biti građeni u obliku raznih rešetki. Slika 142
27
- GREDE S LUKOVIMA Ponekad se izvode i različite strukturalne kompozicije greda s lukovima. Ovamo pripadaju oni koji izvana djeluju kao gredni sustavi, a u premoštenju raspona je greda zategama spojena s lukom pa može biti znatno tanja. Kod toga greda djeluje i kao zatega luka jer se kroz nju preuzima potisak iz luka. 11.2. Tipovi konstrukcije Gredni mostovi, s obzirom na tip njihove konstrukcije, mogu biti pločasti, rebrasti i sandučasti. - Pločaste konstrukcije - Ploča, nosiva struktura s jednom manjom i dvije znatne dimenzije, u mostovima se primjenjuje kao glavni nosivi sustav - za manje raspone, ili kao kolnička konstrukcija s drugim glavnim nosačima. Kod pločastih mostova, a to su oni gdje je ploča glavni nosač, moguće su varijacije: - puna ploča - puna ploča s konzolama - olakšana ploča - ploča sa zadebljanjima Jednostavne, pune, armiranobetonske ploče prikladne su za mostove manjih raspona (slobodno oslonjene do 15 m, a kontinuirane do 20 m). Kod širokih mostova, osobito s većim pješačkim hodnicima, iz ploča se poprečno koncipiraju konzolne istake. Porast raspona dovodi do znatnog porasta težine ploče, pa se one izvode olakšane, sa šupljinama ili štednim otvorima u sebi ako je potrebna debljina iznad 70 cm. Pločaste se konstrukcije izvode monolitno ili od gotovih montažnih elemenata koji se na različite načine mogu spajati u cjelinu. SLIKA 143
- Rebraste konstrukcije - Za nešto veće raspone, osobito između 15 i 40 m. Kod njih se poprečni presjek sastoji od kolničke ploče i određenog broja rebara ispod nje. Upravo s obzirom na broj rebara možemo govoriti o gusto rebrastim ili običnim rebrastim konstrukcijama. U pravilu je za veće raspone ekonomičnije birati sustave s manjim brojem rebara. Kod manjih raspona se u poprečnom presjeku predviđa veliki broj rebara s manjim razmacima pa je sustav sličan olakšanim pločama, samo što ispod štednih šupljina nema donjega dijela ploče. Ovi su sustavi prikladni za montažnu gradnju zbog manjih težina i lake ugradbe elemenata te mogućnosti postizanja cjelovitosti monolitnom izvedbom ploče. Drugi tip predstavljaju klasične gredne konstrukcije s malim brojem rebara pa onda oni, osobito kad ih je samo dva, djeluju kao izraziti gredni nosači s pripadajućim dijelom ploče nad njima. Nad svim osloncima rasponske konstrukcije obično se izvode poprečni nosači. Debljina i oblici rebara mogu biti vrlo različiti, a ovise o konstruktivnim potrebama, prednapinjanju, oslanjanju ili pak izvedbenim osobitostima. SLIKA 145
28
-
Sandučaste konstrukcije - Za još veće raspone grednih mostova (40 do 300 m) od onih koje svladavamo pločastim ili rebrastim konstrukcijama primjenjuju se sandučasti nosači. Za manje od tih raspona, do otprilike 50 m obično se grade nepromjenljivih visina uzduž raspona. Nosivi se sustav sastoji od gornje ploče, koja je ujedno i kolnička ploča u pravilu s konzolnim istakama bočno od presjeka sanduka, vertikalnih ili kosih hrptova, te donje ploče. Ovisno o odnosu širine i raspona mosta, moguće su izvedbe s jednim sandukom u poprečnom presjeku, ali također i s dva ili više. Također su moguće varijacije s cjelovitim prostorom jednoga sanduka ili njegovom podjelom unutrašnjim rebrima. Sandučaste konstrukcije posebno su pogodne za sustave kontinuiranih prednapetih nosača jer gornja i donja ploča mogu preuzeti razmjerno velike tlačne i vlačne sile za razliku od rebrastih konstrukcija kod kojih se to gdjekad rješava dodavanjem donjih ploča nad ležajevima. Prednosti ovih sustava su i u boljim trajnosnim svojstvima - zbog puno manje spojeva i manje bridova strukture, zatim u većoj torzijskoj krutosti što ih čini gotovo nezamjenjivima kod mostova u krivinama i prometnim čvorištima, te u mogućnostima skladnog i kontinuiranog oblikovanja podgleda konstrukcije i puno većih mogućnosti za jednostavnije i oblikovno prihvatljivije oslanjanje o stupove. S obzirom na potrebe održavanja sanduci moraju biti prohodni, a zbog prozračivanja, ujednačivanja temperature s okolinom i odvodnje procjednih voda, treba predvidjeti prikladne otvore. SLIKA 147
29
11.3. Oblikovne varijacije Načelno se kod grednih mostova linijom gornjega pojasa nastoji slijediti linija nivelete na mostu. To je jednostavno kod ravnih niveleta, pa i onda ako one nisu samo horizontalne, nego u padu ili usponu. No razni lomovi, osobito kod mostova u višestrukim krivinama, oblikovno su zahtjevniji pa se nastoje ublažiti odgovarajućim debljinama vijenaca te zadebljanjima kolničke ploče. Veće su oblikovne varijacije moguće s linijom donjega pojasa koja može potpuno slijediti liniju gornjega pojasa, ali i od nje biti potpuno različita. Prvo je često kod mostova manjega raspona, a kod većih raspona se nastoje slijediti statičke zakonitosti pa imamo nosače s puno većim visinama uz oslonce no u sredini polja. Kod kontinuiranih nosača oblik konstrukcije može prilično vjerno odražavati liniju momenata savijanja. 11.4. Građenje metodama pomicanja i zaokretanja Razvitak tehnologije raznih i vrlo moćnih pomagala za gradnju, osobito hidrauličnih preša, dizala i drugih uređaja, omogućio je da se pojedini veliki dijelovi rasponskih sklopova ili čitavi sklopovi rade na nekom pogodnijem mjestu ili u za građenje prikladnijem položaju pa se onda, kad su potpuno ili djelomično gotovi, pomiču ili zaokreću u definitivan položaj. Time se nastoje izbjeći skupe skele i ne ometati promet ispod mosta. 11.4.1. Potiskivanje ili uzdužno navlačenje Metoda građenja uzdužnim potiskivanjem (naguravanjem) ili navlačenjem sastoji se u tome da se na posebno uređenom prostoru iza upornjaka betoniraju odgovarajući odsječci grede i onda u odgovarajućim taktovima potiskuju (naguravaju) ili navlače preko prije izvedenih stupova dok čitav sklop ne bude dovršen. Takvim se postupkom postiže niz pogodnosti: - Gradnja je monolitna, betonira se na mjestu pa nema mnoštva spojeva i radnih reski; - Betoniranje se odvija u gotovo idealnim, tvorničkim uvjetima jer
30
- Betoniranje se odvija uvijek u istoj oplati uz višekratno ponavljanje istih radova u taktovima i mogućih malih udaljenosti za dostavu gradiva; - Nema potrebe za znatnijim skelama i poduporama. - Budući da se čitava struktura izvodi u visini nivelete, nema potrebe za dizanjem niti spuštanjem teških dijelova, pa onda nije potrebna niti upotreba često nedostupnih i skupih dizalica velike nosivosti. Postupak građenja: U posebno konstruiranoj oplati na platou iza upornjaka betonira se odsječak nosača, najčešće sandučastoga poprečnog presjeka, dužine između 10 i 30 m. Nakon što beton stvrdne, obavi se centrično prednapinjanje pa se nosač preko teflonskih ležajeva pomoću hidrauličnih preša pogura naprijed i oslobodi prostor u oplati za identičnu izradu slijedećeg odsječka koji se nadovezuje na prvi, i tako redom. Svaki slijedeći odsječak betonira se tako da se izravno dodiruje čela prethodnoga, a armatura prolazi kroz radnu resku pa se zapravo ostvaruje puna monolitnost čitavoga nosača. Čitav se postupak ponavlja najčešće u tjednim taktovima, a po dosezanju suprotnog upornjaka prednapinju se preostali potrebni kabeli za uporabno opterećenje. Budući da bi prednji dio nosača, u određenim fazama potiskivanja, prije dosezanja svakog pojedinog stupa bio konzola veličine gotovo identične rasponu, obično se na čelo prvog odsječka pričvrsti lagani čelični kljun, kojim se, što je ranije moguće nosač osloni o stup pa je konzola kraća. Mana je postupka u činjenici da se tijekom potiskivanja gotovo u svim presjecima naizmjenično javljaju i pozitivni i negativni momenti neovisno o stanju u konačnom položaju nekog presjeka. Stoga se, za te faze, greda i dodatno prednapinje, a za to potrebni kabeli kasnije postanu suvišni. Razlika između uzdužnog potiskivanja i navlačenja samo je u metodologiji pomicanja nosača jer se osim potiskivanja prešama on može navlačiti pomoću posebnih vitala i užadi. Postupak postaje gospodarski opravdan kod mostova veće dužine i s više otvora, a primjena je moguća samo za mostove u pravcu ili konstantnoj zakrivljenosti i konstantnom nagibu. Slika 303
11.4.2. Zaokretanje polulukova Lučni se mostovi mogu graditi i na način da se po pola luka betonira u uspravnom položaju nad njihovim petama i onda zaokrenu prema tjemenu u konačni položaj. Riječ je o relativno novoj metodi građenja kojom je sagrađeno tek nekoliko lukova raspona manjeg od 200 m. Postupak se odvija u nekoliko faza na slijedeći način: - Po izvedbi peta lukovi se u uspravnom položaju betoniraju do približno četvrtine njihove visine. To se obično radi u prijenosnoj oplati uz pridržavanje čeličnom rešetkom na prethodno izvedeni stup nad petom, i to tako da razlika između osi toga dijela luka i vertikale nad privremenim čeličnim zglobom bude što manja. Potom slijedi druga faza sa zaokretom luka za određeni iznos unatrag kako bi betoniranje i druge polovine bilo u sličnom optimalnom položaju kao i prve, te bi se maksimalno smanjio utjecaj ekscentriciteta od ukupnog vertikalnoga opterećenja. Ima i primjera da se polulukovi grade u jednom položaju pa se obje ove faze spajaju u jednu. Treća je faza spuštanje polulukova u konačan položaj, pomoću kabela i hidrauličnih otpuštaljki usidrenih u tlo na upornjacima, i to zaokretanjem oko privremenih čeličnih (ili betonskih obloženih čeličnim plastom) zglobova. Početni pomak luka iz položaja u kojem je betoniran postiže se potiskivanjem prešama a potom se postupno otpuštaju zatege u kojima sila raste do maksimalnog iznosa neposredno pred spajanje u tjemenu. Nakon spuštanja u konačni položaj polulukovi se spajaju u tjemenu, a petni se zglobovi zapunjuju betonom pa se dobije potpuno upeti luk. Prednosti su ovoga načina izgradnje:
31
- jednostavno betoniranje u podiznoj oplati u uspravnom položaju - jednostavno premještanje oplate koja omogućuje izvedbu više odsječaka tjedno - manja količina sidara i zatega od one kod konzolne gradnje, odnosno njihova kraća upotreba. Nedostaci su u: - ograničenom rasponu (do 200 m) radi ograničenja visine polovica koje se uspravno izvode, - ograničenje spljoštenosti na približno fIL = 1/5 zbog velikih deformacija - dodatni troškovi za privremeni zglob. Slika 304
12.4.3. Poprečno zao kretanje i translatiranje Gredni pa i ovješeni mostovi mogu se graditi i tako da se polovice rasponskoga sklopa grade na obali okomito na konačnu os mosta pa se po dovršetku zarotiraju, najčešće oslonjeni na plovila, za 90°, kako bi se spojili u sredini raspona. Pogodnost je tog postupka što se na obalama, kad za to ima dosta raspoloživog prostora, može organizirati izvedba na jednostavnoj fiksnoj skeli i ostvariti puna monolitna izvedba. Na taj se način uopće ne zadire u plovidbeni prostor.
12. RAZUPORE Zamjenom vertikalnih stupova kosima u grednim ili okvirnim sklopovima nastaju razupore. S oblikovnog, funkcionalnog i konstrukcijskog gledišta razupore se izvode kao vrlo prikladne konstrukcije za nadvožnjake nad autocestama jer izvedbom kosnika umjesto vertikalnog stupa postiže se dodatna preglednost u prometu, a također i u određenim ambijentalnim odnosima srednjih raspona mogu biti vrlo zgodno i prihvatljivo rješenje. Možemo ih svrstati u nekoliko skupina: -1. Sustavi s rukama i istakama Klasična su rješenja grednih, drvenih struktura gdje se grede pojačavaju uz oslonce kraćim kosnicima, tzv. rukama. U zidanim se konstrukcijama to ojačavanje izvodilo istakama, a u masivnim i metalnim zadebljanjima u obliku vuta u sustavu čistih grednih struktura. Time se, kao kod već spomenutih greda sa stolovima, smanjuje raspon grede i omogućuje izvedba nosača manje visine. - 2. Trokutaste razupore Najjednostavniji klasičan razuporni sustav kod kojih je greda - nosač kolničke konstrukcije ili ona sama poduprta dvama kosnicima koji se dodiruju u jednoj točki i tako tvore trokutast oblik. Time se ukupan raspon grede raspolovljuje pa se ona može izvesti znatno manjih dimenzija nego da je preko čitavog raspona, a čitav se raspon ipak svladava jednim otvorom. - 3. Trapezaste razupore Sustav razupore kod koje košnici ne podupiru gredu u jednoj točki nego u dvije međusobno odmaknute ima otvor oblika trapeza pa takve razupore i nazivamo trapezastima. Na taj se način greda dijeli u tri dijela pa je zapravo riječ o nosaču preko tri polja koja mogu biti jednakih raspona, zatim s dominantnim srednjim i dva manja uz rubove - tada su košnici strmiji, ili s manjim srednjim, a većima bočno - kada su košnici položitiji.
32
- 4. Složene razupore Osim jednostavnih trokutastih i trapezastih razupora, poznate su još od iskonskih drvenih sklopova i različite složene kombinacije razupornih sustava, primjerice: - kombinacije trokutaste i trapezaste razupore s nosačima s rukama - dvostruke, trostruke ili višestruke trokutaste i isto tako trapezaste rezupore - kombinacija trokutaste s trapezastom razuporom. U takvim se kombinacijama broj sekundarnih oslonaca glavne grede povećava, te smanjuju rasponi. Svi dijelovi razupore mogu biti punostijeni nosači, ali ovisno o gradivu i rasponima mogu biti i rebraste, sandučaste ili pak rešetkaste strukture. Zanimljive su neke vrlo velike metalne razupore s početka prošlog stoljeća s rešetkastom strukturom grede i kosnika koja se stapa u jednu cjelinu. Na izbor oblika razupore utjecat će linija nivelete te profil i druga obilježja tla. 13. OVJESENE STRUKTURE Najintenzivniji razvitak tijekom posljednjih nekoliko desetljeća između svih nosivih struktura koje se primjenjuju u mostovima događa se s ovješenim sklopovima. Taj se razvitak ogleda u oblikovnim, konstrukcijskim i izvedbenim novostima, racionalizaciji sustava, a osobito u pomaku granica maksimalnih raspona koji njima mogu biti svladani. Stoga se može reći da njima pripada rasponsko područje između 300 i 1000 m. Ovješeni mostovi imaju u sebi nosivi sklop koji se sastoji od gredne kolničke konstrukcije ovješene kosim zategama o pilone. Naime zatege, koje su kod nekih drugih sustava samo privremena pomagala u gradnji, služe u gradnji za pridržavanje grednog dijela strukture, ali su ujedno i dio konačnoga sklopa. I ovi se sustavi grade od različitih materijala: čelični, betonski ili spregnuti, a ima lijepih primjera manjih pješačkih ovješenih mostova s drvenom gredom pa čak i pilonom. U početku je čelik bio gotovo isključivo gradivo ovih sklopova, zbog vrlo povoljnog odnosa čvrstoće prema vlastitoj težini - što je i danas odlučujući kriterij kod najvećih raspona, no važne kvalitete betonskih konstrukcija ne samo u pogledu jeftinoće, nego i u pogledu veće krutosti, boljih svojstava prigušenja i manjih varijacija opterećenja upućuju i na njihovu čestu primjenu za manje i srednje raspone. Povoljna osobina svakoga od tih gradiva može biti iskorištena, a nepovoljna eliminirana primjenom spregnutih nosača, osobito prikladnih zbog jednostavne montaže. 13.1. Dispozicija i statički sustavi Uobičajena uzdužna dispozicija ovješenih mostova jest simetrična s dominantnim središnjim otvorom i dva manja priležeća, za koju se predviđaju strukture s dva jednaka pilona o koje se kosim zategama vješa pretežita gredna rasponska struktura. Drugi je tip nesimetrična dispozicija s jednini pilonom, jednim dominantnim otvorom i u pravilu s druge strane pilona znatno manjim (do 0,5 L) bočnim otvorom. Takve su strukture obično posljedica određenih prometnih, ambijentalnih ili oblikovnih zahtjeva. Treći je tip višerasponska dispozicija s više dominantnih podjednakih središnjih otvora, za jedan većini brojem pilona no što je tih otvora, te dva manja rubna. To su sustavi kod premoštenja širokih prostranstava. Sa statičkog gledišta ovješena struktura sastavljena od gredne kolničke konstrukcije relativno gusto prihvaćene zategama i ovješene o pilone višestruko je neodređen sustav. Koncipira se tako da svaka zatega, u svakoj kombinaciji djelovanja uvijek bude zatega - dakle s vlačnom silom uvijek većom od tlačne, koja bi se pri određenom položaju pokretnog opterećenja mogla pojaviti. Uz tu se pretpostavku zatega može smatrati krutim štapom koji prihvaća sile oba predznaka i osigurava geometrijsku nepromjenljivost sustava. Greda se pri tom ponaša kao komponentom sila iz zatega uzdužno prednapet, ali kontinuirani nosač s puno oslonaca, uz brojne moguće varijacije -osobito s obzirom na moguću povezanost s pilonom. Ovdje navodimo samo neke od njih:
33
1. GREDE S OVJEŠENIM STOLOVIMA slika 160
2. KONZOLNE OVJEŠENE GREDE Gredni sustav kolničke konstrukcije i ovdje je čvrsto povezan sa pilonom i proteže se prema sredini polja gdje je zglobno povezan sa simetričnim. 3. KONTINUIRANE OVJEŠENE GREDE Najčešće primjenjivan nosivi sklop, osobito za masivne mostove jest sustav kontinuirane ovješene grede. Pogodnost ovoga sustava jest u tome što se greda izvodi neprekinuto svom svojom dužinom. 13.2. Oblici strukture S obzirom na zatege ponajprije valja razlikovati sustave s gusto postavljenim zategama, dakle s njihovim vrlo velikim brojem, u odnosu na one s rijetkim zategama. Po njihovu smjeru pružanja razlikujemo: - Lepeze - sve zatege na vrhovima pilona idu u jednu točku, a od nje se lepezasto šire prema svojim hvatištima na gredi. -Harfe - s paralelnim snopovima zatega sa svake strane pilona, od kojih se onda po dvije sidre na različitoj visini pilona, povećavajući mu stabilnost jer se opterećenja raspoređuju po čitavoj njegovoj visini. - Paralepeze - su zapravo lepezaste strukture kod kojih sidrenje nije u jednoj točki nego na širem odsječku pilona. Može se reći da je u početnoj fazi razvitka bilo uobičajenije koncipirati konstrukcije s manjim brojem zatega pa su razmaci među njima bili 30 do 70 m, a da su danas češći sustavi s gušćim zategama na razmacima 5 do 15 m za betonske, a 10 do 20 m za čelične grede. To omogućuje jednostavniju montažu, bolja aerodinamična svojstva, te lakše održavanje uključujući i zamjenu. U poprečnom presjeku zatege se mogu voditi: - u jednoj vertikalnoj ravnini (aksijalno), obično u osi mosta pri čemu su dvije odvojene prometne površine, primjerice za dva smjera auto-ceste s obje strane te ravnine. Tada se zatege, ali i pilon, smještaju u dovoljno širok zaštitni pojas ili razdjelni trak, a kolnička konstrukcija mora biti torzijski dostatno kruta da preuzme korisna opterećenja samo sjedne strane. - u dvije ravnine na rubovima poprečnog presjeka mosta (lateralno), koje mogu biti vertikalne ili koso položene sa sjecištem iznad osi mosta pa tvore zajedno s gredom i pilonima prostornu rešetku. 13.3. Oblici pilona Najstariji, ovješeni i lančani sustavi imali su masivne, zidane pilone, no oni su se kasnije razvili u oblikovno i konstrukcijski najrazličitije strukture od čelika i betona. Oblik im ovisi o odabranoj dispoziciji i tipu objekta, ali i o ukupnim estetskim nastojanjima. O visini pilona najizravnije će ovisiti količina, pa onda i trošak za zatege, ali i uzdužne sile u gredi. U tom se pogledu postižu optimumi kod lepezaste dispozicije oko h/L = 0,3, a harfaste h/L = 0,5, ali na odabir visine mogu utjecati i brojni drugi činitelji. U pogledu na most piloni se najčešće izvode vertikalno, ali ima rješenja, osobito nesimetričnih s pilonima nagnutim prema glavnom otvoru, ali i prema obali. U poprečnom smjeru vrlo su različite mogućnosti oblikovanja pilona, a ovise ponajprije o tome jesu li zatege u jednoj ili dvjema ravninama.
34
Slika 165
13.4. Zatege Vrlo važan dio ovješenih mostova su zatege. Moglo bi se reći daje upravo tehnološki razvitak i njihovo usavršavanje proteklih godina omogućio takav napredak ovog tipa mostova. Proizvode se od visoko vrijednog čelika pri čemu je bitna vlačna čvrstoća, modul elastičnosti, otpornost na zamor i mogućnosti antikorozivne zaštite, te detalji spojeva i sidara. Osnovni tipovi koji se danas koriste jesu: - paralelne šipke paralelne žice paralelni strukovi - zatvoreno spiralno uže. Slika 168
13.5. Slobodna konzolna gradnja ovješenih mostova Slobodna konzolna gradnja na poseban je način prikladna za gradnju rasponskih sklopova ovješenih mostova, jer obično nisu potrebne neke dodatne zatege pri gradnji već se sva pridržanja mogu obaviti pomoću konačnih zatega. Moglo bi se reći da se upravo s ovim mostovima na najbolji način ostvaruje težnja izgradnje s minimumom dodatnih i privremenih pomagala. Nakon izgradnje donjeg ustroja i pilona pristupa se slobodnoj konzolnoj gradnji rasponskoga sklopa. Kod toga valja imati na umu da nosivost svake pojedine zatege ovisi o prijenosu horizontalne komponente sile kroz nosač kolnika pa je uvijek prije zatege potrebno konzolno sagraditi dio nosača u koji se dotična zatega sidri. Stoga slobodna konzolna gradnja započinje s odsječkom nosača uz pilon simetrično na obje strane. Obično su jedina bitna pomagala derick-dizalice pomoću kojih se prihvaćaju i podižu do mjesta ugradbe montažni elementi strukture. Po dovršetku odsječaka odgovarajuće dužine montiraju se i aktiviraju zatege i na taj se način simetrično napreduje prema sredini raspona i upornjacima. Nakon spajanja ugrađuje se oprema mosta. Zbog svega je navedenog gradnja ovješenih mostova slobodnim konzolnim postupkom vrlo racionalna i brza, a može se odvijati bez ometanja prometa ispod mosta.
35
14. VISEĆI SUSTAVI Uže, oblika lančanice, obješeno preko dva pilona je glavni nosivi sustav i centrički je samo, za razliku od lukova, vlačno opterećen nosač. Tim se strukturama premošćuju najveći mogući raspon (1000 - 2000 m). Mogu, u prikladnim okolnostima, u usporedbi s drugima biti probitačni i za manje raspone. Zbog relativno jednostavne gradnje, pa u konačnici i jeftinoće ukupnog rješenja česti su primjeri pješačkih visećih mostova za raspone 50-300 m. Lijepi su primjeri i u Hrvatskoj preko Drave u Osijeku i Save u Martinskoj Vesi. Veliki viseći mostovi s rasponom 1000 i više metara grandiozne su nosive strukture koje se u poprečnom presjeku obično izvode za više istovrsnih ili raznovrsnih prometnih tokova. Ponekad, a to je pogodno i zbog povećanja krutosti grednoga dijela sustava, grade se dvokatno, pa u takvima imamo 6 ili 8 cestovnih traka u gornjoj, a željeznicu i još nekoliko traka za teški cestovni promet u donjoj razini. Slika 169
14.1. Konstruktivne osobitosti visećih mostova Nosivi sustav visećega mosta tvore: - obješeno uže - piloni - gredna kolnička struktura - vješaljke - sidreni blokovi. Uobičajena dispozicija jest ona s tri raspona, srednjim dominantnim i dva bočna manja, pri čemu je nad srednjim uže obješeno u obliku lančanice a nad rubnima se koso ili također provješeno vodi do sidrišta. Slika 172
36
Sa statičkog gledišta temeljna se razlika očituje u načinu sidrenja pilona: u sustav mosta ili u sidreni blok izvan njega. Kod manjih mostova, ponekad su prisutna rješenja, slično lukovima sa zategama, da se sustav zatvori u sebi i sidri u gredu, no iznimno velike sile kod većih raspona to ne dopuštaju pa se one sidre u velike sidrene blokove, odnosno u tlo. Greda može biti neprekinuta, kontinuirana preko tri polja, ali može biti i prekinuta na mjestu pilona. Većina se ovih mostova gradi s dva paralelna užeta s dvije strane mosta u poprečnom presjeku o koje se uspravnim vješaljkarna vješa kolnička struktura, ali ima rješenja i s četiri užeta, po par sa svake strane. Užad i vješaljke su snopovi različitih konfiguracija od visokovrijednog čelika. Piloni mogu biti upeti ili zglobno oslonjeni na temelj. Obično su to visoki portali s dvije poprečne ukrute (na vrhu i pod gredom) ili više njih. Slika 174
37
14.2. Viseće ploče Zanimljiva varijanta visećih mostova jesu viseće ploče, kod kojih su u jedinstvenom elementu nosive strukture i obješeno nosivo uže i greda za ukrućenje i kolnička konstrukcija. Nazivaju ih još i zategnuti mostovi ili provješeni mostovi. Obično se izvode od betonskih montažnih elemenata koji se postavljaju izravno na obješenu užad, a poznati su primjeri s jednim ili više raspona. Do sada se grade za pješačke mostove iako su ih neki autori predložili i za jače opterećene sustave, primjerice, čak i za most preko Bospora. Nosiva užad, odnosno čitav sustav, zbog potreba ravnosti prometne plohe izvodi se puno manje prognut nego kod uobičajenih visećih mostova, tako da niveleta ima oblik bliži segmentu parabole nego blago prognute lančanice. Slika 176
15. POKRETNI I PLUTAJUĆI MOSTOVI Takvi se grade u sasvim osobitim i iznimnim okolnostima, a njihova koncepcija i svojstva u bitnome odudaraju od fiksnih mostova što zahtijeva detaljnu analizu pa i specifična znanja. 15.1. Pokretni mostovi Pokretni mostovi su oni kod kojih se neki dijelovi mogu pokretati radi povećanja slobodnog profila ispod mosta najčešće zbog toga da bi mogla proći plovila koja su viša od stalno osigurane visine slobodnog profila. Za to vrijeme, dok je most otvoren, nije moguć prijelaz vozila preko mosta. To je moguće u situacijama kad promet na mostu i ispod njega nije ni približno jednako intenzivan, nego je jedan od njih vrlo rijedak, neznatan, ili pak kad izgradnja mostova sa zahtijevano visokom niveletom uopće nije moguća ili je vrlo skupa. Donji ustroj i nepokretni dijelovi pokretnih mostova izvode se isto kao da je riječ o nepokretnima, dok se njihovi pokretni dijelovi nastoje izvesti što lakšima radi jednostavnijeg pokretanja. U tim mostovima postoje i posebni strojarski, pogonski dijelovi koji omogućuju pokretanje. S obzirom na način pokretanja ili otvaranja mosta postoje različite mogućnosti pa upravo po tome ove objekte možemo podijeliti u nekoliko skupina: 1. Rasklopni mostovi Pokretni mostovi mogu se otvarati tako da im se pokretni dio rasklapa, tj. otvara zaokretanjem oko horizontalne osovine i izdizanjem sredine rasponskoga dijela u vis. Moguće su varijante da se most sastoji od dva konzolna dijela koja se u zatvorenom stanju u sredini međusobno dodiruju pa se kod otvaranja ti središnji dijelovi obostrano podižu uvis, ili da je čitav rasponski sklop jedna cjelina pa se jedan njegov rub izdiže a struktura okreće preko osovine na drugom rubu. Pokretanje se obično izvodi pomoću zupčanika, a to se olakšava protuutezima iza osovina oko kojih se zaokreću. S obzirom na sustav pokretanja osim standardnog tipa rasklopnih mostova poznati su i: - rasklopni mostovi na paralelogram, kod kojih protuuteg, povezan sustavom motaka zglobno složenih u paralelogram koji pri otvaranju mijenja svoj oblik, omogućuje jednostavno, ručno, pokretanje - rasklopni mostovi na polugu otvaraju se pomoću poluge s protuutegom koja olakšava podizanje rasponskog sklopa mosta - povlačno rasklopni mostovi kod kojih se, da bi se oslobodio čitav slobodni profil, pokretni dio najprije povuče ustranu a onda rasklopi.
38
2. Zaokretni sustavi Pokretni dio mosta može se otvarati i tako da se on zaokrene oko vertikalne osi. To može biti tako da se jedinstvena konstrukcija koja premošćuje dva susjedna raspona zaokrene za 90° oko osi središnjeg stupa pa se za plovidbu otvore dva susjedna otvora. Moguća je i varijanta zaokretanja čitavog sklopa oko oslonca na jednoj obali ili pak polovina oko oslonaca na obje obale. U tim slučajevima zaokreće se i dio strukture koja služi kao protuuteg, a nalazi se nad kopnom. 3. Povlačni mostovi Kod povlačnih mostova rasponski se sklop povlači duž mosta, a ponekad neki njegov dio i poprečno, pa se tako otvara prolaz za plovidbu. Najbanalnija su rješenja da se konstrukcija izdigne i u jednom ili dva dijela povuče duž prometnice. 4. Podizni mostovi Podizni mostovi otvaraju se tako da im se rasponski sklop s pomoću obalnih portala ili tornjeva podiže uvis tako da niveleta ostaje paralelna početnom stanju. Pogodnost je da se to podizanje ne mora svaki put izvesti za maksimalni iznos nego koliko zahtijevaju potrebe konkretne plovidbe, kao i to da se tako mogu podići i sklopovi vrlo velikih raspona. Slika 179
39
16. PLUTAJUĆI MOSTOVI Vrlo stari, više tisućljeća poznati tipovi mostova jesu pontonski ili plutajući. Kod njih, ili zbog velike dubine mora ili vode, ili zbog slabog tla za temeljenje pod vodom ili izvedbenih poteškoća, rasponska konstrukcija nije oslonjena na klasične stupove nego na odgovarajuća plovila. Plovila se obično usidre te međusobno povezu ali tako da struktura može funkcionirati zbog promjena razine vode npr. uslijed plime i oseke itd. Ti su mostovi obično podložni znatnijem deformiranju pod teretom, ali ima i primjera s vrlo velikim i stabilnim pontonima. Poseban i zahtjevan dio plutajućih mostova su spojni ili prilazni dijelovi. Oni su s jedne strane oslonjeni na čvrsto obalno tlo, a s druge na plovilo pa se zaokreću s promjenama vodostaja. Pontonski se mostovi posebno koriste za potrebe brzog i privremenog uspostavljanja prometa. 17. STUPOVI U nekim okolnostima stupovi mogu biti vrlo brojni, pa je kod dugačkih mostova riječ o elementima koji se u više desetaka ili stotina puta ponavljaju, u drugim pak to mogu biti vrlo visoke strukture, stoga oni nipošto nisu neki sekundarni dijelovi mostova. Njihovoj analizi, konstruiranju i oblikovanju potrebno je posvetiti iznimno veliku pozornost kako bi cjelina strukture bila optimalna. Oni i unutar istih statičkokonstruktorskih odnosa pružaju različite oblikovne mogućnosti koje čitavu građevinu mogu obogatiti. U statičkom smislu stupovi se razlikuju prema različitim kombinacijama veze s tlom i rasponskim sklopom nad njima. U konstruktivnom smislu glavna je raznolikost u tome obuhvaća li stup svojom širinom čitav poprečni presjek mosta ili to čini s više pojedinačnih stupaca i kakvog je oblika u poprečnom presjeku. Iz toga onda i proizlaze glavni tipovi stupova koje ovdje opisujemo. U poprečnom presjeku stupovi su puni (štapovi ili stijene) ili pak šuplji (olakšani) čime se postiže veća krutost uz isti utrošak gradiva, pa se takvi uobičajeno koriste za vrlo visoke strukture. Stupovi, odnosno oni njihovi dijelovi koji se nalaze u tekućoj vodi moraju biti tako oblikovani da izazivaju što manji uspor i stvaranje virova. Moguća su rješenja stupova s konstantnim poprečnim presjekom po čitavoj visini, ali i uz veće ili manje promjene, te raščlanjenja i oblikovne istake. Sve to može biti ostvareno u poprečnom smislu, u pogledu na most a i prostorno. Slika 184 Slika 185
40
17.1. Masivni stupovi Masivni stupovi grade se velikih uzdužnih i poprečnih dimenzija (po više metara). Tom su tipu pripadale sve klasične gradnje od prirodnog kamena, opeke, betona i to kod svođenih, ali i grednih mostova. Pogodni su i danas za riječne stupove i one u plovnim vodotocima kako bi i svojom masivnošću mogli podnijeti sile od udara plovila. Poprečno na most masivni se stupovi mogu izvoditi iste širine kao most, nešto uže ili nešto šire, konstantnoga poprečnog presjeka ili uz proširenja od vrha prema dnu. Česti su slučajevi blagih nagiba (1:10 do 1:30) od vrha stupa do temelja. U pogledu na most, također su prisutne različite varijacije, od konstantnih dimenzija po čitavoj visini, do zadebljanja od vrha prema dnu. To može biti ostvareno linearno, po nekoj krivulji ili skokovito. Stupovi u vodotocima, osobito oni njihovi dijelovi koji se nalaze unutar vode izvode se zašiljeno s uzvodne a zaobljeno s nizvodne strane radi smirivanja tokova vode i da bi odbili ploveće predmete. Gornji dijelovi stupova, osobito kad su oni poprečno gledano znatno uži od širine mosta, često se izvode s proširenjima da bi jednostavnije prihvatili dijelove strukture na njih oslonjene. Kod grednih mostova nad stupovima su obično ležajevi koji mogu biti vidljivi ali i skriveni. 17.2. Olakšani stupovi Velika količina materijala, koja često nije u tolikoj mjeri potrebna za nosivost, postaje suvišna pa i vrlo skupa kod visokih stupova, pa su oni čak i u klasičnim gradivima, a osobito u novijima, građeni s različitim štednim otvorima, te izvana vidljivim ili skrivenim šupljinama u njima. Armiranobetonski se stupovi uobičajeno grade s ležajnim gredama pri vrhu te betonskim stijenkama i znatnim šupljinama po sredini. Nastoje se zbog jednostavnije gradnje izvoditi jednostavnih oblika, ali montažni sustavi i tu pružaju različite mogućnosti. Visoki se često izvode u kliznoj oplati što upućuje na potrebu izbjegavanja poprečnih dijafragmi. Šupljine u stupovima mogu , poslužiti i različitim namjenama, primjerice provođenju različitih vodova i si. 17.3. Stupovi stijene Stupovi mogu biti i oblika tankih zidova, s malom dimenzijom u pogledu na most a poprečno odgovarajućom širini mosta. Takva rješenja stvaraju dojam tunela u prolazu, osobito kod širih mostova, pa premda su konstrukcijski jednostavna, ne nailaze na širu primjenu. 17.4. Laki pojedinačni stupovi Kod nadvožnjaka, grednih mostova nižih ili srednje visokih niveleta nad tlom, te za pomost lučnih mostova češće od već spomenutih koriste se laki pojedinačni stupovi. Oni omogućuju ne samo smanjeni utrošak gradiva nego i omogućuju bolju preglednost pod mostom. Mogu biti izvedeni kao pojedinačni stupci ili kao stupišta sastavljena od više njih poprečno. Mogu biti kvadratičnog, početvorinskog, poligonalnog, kružnog, ovalnog ili nekoga složenoga poprečnog presjeka. Budući da im se težina nastoji svesti na minimum, obično se izvode stalnog presjeka po visini, uz eventualno zadebljanje u obliku naglavnice pri vrhu. Pojedinačni se stupci najčešće primjenjuju kod sandučastih, torzijski krutih rasponskih struktura, a kod rebrastih ili pločastih, stupišta s dva ili više stupaca. Šire glave stupova osobito su potrebne kod montažnih konstrukcija jer je na njima potrebno izvesti ležajeve nosača s obje strane, pa se i zbog toga često izvode vrlo uočljive i oblikovno problematične ležajne grede. Sve to, kao i pojedini stupci, može biti montažne izvedbe. 17.5. Razgranati stupovi Graditelji mogu zbog oblikovnih, funkcionalnih ili nekih drugih razloga posegnuti i za oblikovno složenijim oblicima stupova. Riječ je o na najrazličitije načine izvedenim promjenama presjeka po visini i o razgranatim oblicima oblika A, V, H, Y i dr. u uspravnom ili obrnutom smislu. 18. UPORNJACI Upornjaci su rubni dijelovi mosta na kojima se ostvaruje prometni prijelaz ili predaja sila s mosta na nasip ili sraslo tlo. Na njih se s jedne strane oslanja rasponska konstrukcija predajući kod grednih vertikalne, ali obično za razliku od drugih stupova i veće horizontalne sile, a kod lukova velike potiske. S druge strane oni prihvaćaju pritisak od nasipa. Često se u sklopu upornjaka događaju i određena prometna preplitanja, osobito za pješačke tokove, pa se posebno u gradovima na njima rade određena proširenja, stubišta i rampe za veze gornje i donje razine prometnoga toka. Kroz upornjake se na most dovode i na njima raspliću različiti vodovi koji upravo na tim mjestima zahtijevaju dodatne uređaje, revizijska okna, ventile, sklopke itd. pa se onda za tu svrhu u upornjacima rade i posebne prostorije.
41
Upornjaci i po obliku i po dimenzijama i po sastavnim dijelovima mogu biti vrlo različiti. Prvo se bitno i načelno razlikuju oni kod grednih u odnosu na one kod svođenih mostova, zatim visećih, ovješenih itd. Različitost će proizlaziti i iz konfiguracija terena, visine nivelete nad tlom na mjestu upornjaka, dimenzijama mosta, apsolutnoj veličini i vrsti sila koje se na njih predaju, vrsti tla i nasipu iza mosta itd. 18.1. Dijelovi upornjaka Upornjaci se sastoje od stupa upornjaka., dvaju krila i prijelazne ploče. U pojedinim tipovima neki od tih dijelova mogu i izostati ili biti svedeni na minimum. Na stupove upornjaka predaje se opterećenje rasponske konstrukcije te djelovanje nasutog tla iza njih. Stoga se na njihovu vrhu izvode s jedne strane ležišta konstrukcije. Kod manjih upornjaka i na sporednim cestama mogu se oba upornjaka izvoditi uz izravno nalijeganje rasponske strukture (ploče), pa se minimalni pomaci prenose ukupnim deformacijama strukture. U ostalim slučajevima nad upornjacima se predviđa dilatacijska naprava, a uz ležaj se izvodi zidić na koji se oslanja prijelazna ploča. Njen je zadatak osiguranje kontinuiranog, postupnog prijelaza s tvrde na podatnu podlogu. Ona može biti neposredno ispod kolnika ili tako da je između nje i kolnika šljunčani klin. Krila upornjaka su također zidovi koji s bočnih strana prihvaćaju nasip uz most. Prema obliku mogu biti: - paralelna - kosa - okomita - zaobljena Ima primjera upornjaka s minimalnim krilima pa i potpuno bez njih. 18.2. Tipovi upornjaka Razlikovnost upornjaka je moguća s obzirom na oblik i položaj krila, s obzirom na njihovu unutrašnju povezanost, s obzirom na tip i veličinu mosta itd. Ovdje ih razvrstavamo s obzirom na njihove glavne konstrukcijske osobitosti: 1. Masivni upornjaci To su oni s masivnim punim zidom i s obje strane također masivnim punim krilima. Moglo bi se reći da tu govorimo o klasičnom obliku upornjaka kojih zidovi mogu biti od kamena, opeke ili betona. Najčešće se izvode s paralelnim krilima. Ta se krila izvode, svako na svojem temelju, kao samostalni zidovi i dimenzioniraju na pritisak od tla između njih. Ponekad, kod visokih i dugačkih krila, da ti zidovi ne bi bili jako debeli, prikladno ih je s pomoću spona ili zatega međusobno povezati i tako ukrutiti. Uz prilaz se izvodi pokos nasipa. Zbog stabilnosti tla ti su pokosi blagi, ali to traži duga krila, što se može smanjiti i izvedbom podnožnog zidića. Obično je nagib zatravnjenog pokosa l: l ,5, a kamenom obloženog do 1:1. Na vrhu pokosa, vijenac mosta mora biti barem 0,5 m uvučen prema terenu, kako deformacije tla i površinske vode ne bi prekinule kontinuitet hodnika. Ovi se tipovi upornjaka izvode i s okomitim i s kosim krilima. 2. Minimalni upornjaci To su oni s najmanjim mogućim dimenzijama zida i krila. Predviđaju se ako je na rubovima mosta niveleta sasvim blizu tla ili ako je sustav mosta tako zamišljen da nasipi zadiru relativno duboko u otvor i u njima se nalaze veći dijelovi stupova upornjaka od kojih samo glava i mali dio krila izlazi izvan pokosa nasipa. To se radi zbog povećanja preglednosti i smanjenja buke pri prijelazu vozila. Zid takvog upornjaka s prepuštenim nasipom po svojoj se visini zamjenjuje s nekoliko stupova koji su samo na vrhu povezani poprečnom gredom na kojoj se formira ležište rasponske konstrukcije. Kod rebrastih glavnih nosača ovi stupovi zida upornjaka brojem i položajem odgovaraju rebrima strukture mosta. slika 197
42
3. Olakšani i šuplji upornjaci Rade se zbog uštede materijala. Tako se izvode zidovi i zidovi krila s raznim profilacijama, rebrima, udubinama pa čak i otvorima. Izrada takvih obično zahtijeva puno više oplate te složeniju pa i skuplju ugradbu pa je onda potrebno dobro analizirati da li se uštedom gradiva postiže i ukupna ušteda. Montažni oblici i elementi i ovdje imaju opravdane mogućnosti kvalitetne primjene. Šuplji upornjaci omogućuju u sebi različite dodatne sadržaje u funkciji mosta (vodova, njegova održavanja) pa čak i javne namjene (lokali itd.). Riječ je o prostorijama između zida i krila, te dodatnog zida na poleđini, koje mogu biti natkrivene o te zidove oslonjenom prijelaznom pločom ili sasvim posebnom konstrukcijom. 4. Upornjaci svođenih mostova Upornjaci lučnih i svođenih mostova, osim vertikalnih sila u tlo predaju i velike potiske, pa je pri temeljima rezultanta takvih sila ukoso usmjerena. Poznato je da su rezultante različite za različite kombinacije opterećenja, pa se analizira njihov snop unutar anvelopa i tome nastoji podrediti oblik upornjaka kako bi te relativno velike gradnje bile što ekonomičnije. Stoga se obično grade zakrivljenih oblika s dnom što bliže okomici u odnosu na rezultante sila. Kod plićih svodova i kod slabije nosivog tla potrebni su doista velikih dimenzija. Primjerice, tlocrtni obrisi takvoga upornjaka za luk Mosta slobode u Zagrebu su 24x30 m. 19. KOLNIČKI ZASTOR CESTOVNIH MOSTOVA Najčešće se kod cestovnih mostova primjenjuje asfaltni kolnički zastor. Takav se obično sastoji od dva sloja: zaštitnog i trošivog. Za razliku od stanja na otvorenoj cesti gdje se ostvaruje ukupna debljina zastora od najmanje 12 cm, na mostovima se nastoji smanjiti vlastita težina i minimiziranjem debljine kolnika. Na njima je zbog čvrste krute podloge to i moguće pa se obično izvodi asfaltni kolnik od 7 cm debljine, od čega je 3 cm zaštitni, a 4 cm trošivi sloj. Uloga zaštitnog sloja u prvom je redu zaštita hidroizolacije od oštećenja, a njegovim zadebljanjem do najviše 6 cm iznimno se mogu izvoditi i određene korekcije nivelete i ravnosti prometne podloge. Trošivi sloj, po kojem se neposredno odvija promet, i koji se pod djelovanjem prometa troši i haba, otporniji je ako se izvodi s agregatom eruptivnog porijekla pa se takav preporučuje koristiti na mostovima. Osobito kritična mjesta su spojevi asfalta uz rubove kolnika, gdje se obično ostavlja 2 cm široka reska koja se potom zapunjava elastičnom masom za ispunu. Također je važno izvesti nepropusne i na dinamička djelovanja otporne spojeve sa slivnicima, prijelaznim napravama itd. 19.1. Pješačke staze Pješačke staze kao i druge pješacima namijenjene površine na mostovima (stubišta, proširenja, vidikovci i si.) valja urediti tako da budu ugodne, dovoljno prostrane, zaštićene od incidenata cestovnog prometa i atraktivne za pješački promet. Budući da su opterećenja pješacima znatno manja od onih vozilima, njima namijenjene površine moguće je znatno jednostavnije pa i jeftinije urediti. To se na mostovima najčešće čini na bočnim konzolnim istakama od osnovnoga rasponskog sustava nosivog sklopa. Dobro je ostvariti pješačke staze takvih projektantskih rješenja da na njih bude stvarno i fizički onemogućen pristup vozilima. To se postiže odbojnim (ili zaštitnim) ogradama ili rubnjacima dostatne visine. Odbojnicima se odvajaju hodnici od kolnika na svim cestama na otvorenome gdje je dopuštena veća brzina vozila, a u gradovima i na cestama manjega značenja s prometom manje gustoće gdje su brzine ograničene do 60 km/h hodnici se izvode bez zaštitne odbojne ograde, ali uz rubnjak visok barem 20 cm, što se u tim uvjetima smatra dostatnim da spriječi izlijetanje vozila na hodnik. Hodnici mogu biti izvedeni na različite načine: - od laganih montažnih dijelova izvedenih sa šupljinama u njima radi provedbe različitih vodova, - slojem debljine 2 cm od lijevanog asfalta na površini strukture ili njenoj konzolnoj istaci - različitim popločenjima prirodnim ili umjetnim kamenom ili elementima od drugih gradiva. Na mostovima se ponekad izvode i odvojene biciklističke staze, a nekad se taj promet kombinira na istim površinama s pješačkim. Tada su najprikladnije podloge od lijevanog asfalta. Hodnike valja izvoditi u blagom nagibu prema kolniku kako bi se oborinska voda s njih slijevala prema slivnicima uz rub kolnika i kako ne bi došlo do procjeđivanja i vlaženja vijenaca i čela mosta u pogledu. Završetak pješačke staze obično se uređuje vijencom mosta koji ili u montažnoj ili u monolitnoj izvedbi svojim oblikom i veličinom bitno određuje i naglašava osnovne uzdužne linije mosta. To može biti još i pojačano, ali i oblikovno pogoršano odnosima osvijetljenih i zasjenjenih površina u ovisnosti o kutu osvjetljenosti, dužini konzole te visini nosača i vijenca. Kod pješačkih mostova čitava je površina namijenjena pješacima pa se ona tada jedinstveno uređuje.
43
19.2. Kolosijeci na mostovima Kod provedbe željezničkih kolosijeka preko mosta nastoje se ostvariti uvjeti krutosti slični onima izvan pa se provodi posteljica kroz koritasti oblik strukture. Osim toga, moguća su i rješenja bez posteljice i to tako da se pragovi izravno pričvršćuju na elemente strukture, kao i oni bez pragova uz oslanjanje i pričvršćivanje tračnica izravno, ili, češće preko elastičnih uložaka. Posebne se okolnosti zbivaju na različitim gradskim mostovima s primjerice tramvajem na njima, gdje se takav promet provodi na istoj površini s cestovnim pa se nastoji i odnos kolnika i kolosijeka ostvariti isto kao i izvan mosta. 20. PRIJELAZNI UREĐAJI U prevođenju prometne površine preko zapreka događaju se bitne promjene pa i procjepi u njenoj podlozi. Na mjestima tih promjena valja predvidjeti posebne uređaje kako bi prijelazi bili što neprimjetniji za sudionike u prometu, a prometna površina ravna, kontinuirana i neprekinuta. Takva kritična mjesta jesu: - prijelazi s nasipa na most - prijelazi s rasponske konstrukcije na upornjak - prekidi unutar nosivoga sklopa. Na tim je mjestima potrebno ili maksimalno ublažiti posljedice različitosti podloge ili nadomjestiti prekinutu podlogu u procjepu kojeg se širina mijenja a uz to i spriječiti prodor vode i nečistoće u strukturu. 20.1. Prijelazi na nasip Prijelaz sa zida upornjaka na nasip neposredno iza njega prijelaz je s krute na podatnu podlogu pa je to mjesto potencijalne opasnosti različitog slijeganja i pojave udubine pa onda i pukotina u prometnoj podlozi. To je neprihvatljivo s gledišta funkcionalnih, ali i trajnosnih razloga pa se izvodbi nasip na prikladnoj udaljenosti od zida upornjaka kao i ugradnjom prijelaznih ploča. Presudno je postići dobru zbijenost nasipa i djelotvornu odvodnju, a poznati su primjeri izvedbe šljunčanog klina ili suhozida neposredno iza zida upornjaka čime se smanjuje mogućnost slijeganja. No na većini suvremenih mostova potrebno je izvesti prijelazne ploče. One se s jedne strane čvrsto, zglobno, oslanjaju na zid upornjaka, a s druge strane leže svojom površinom na nasipu, čime se znatno ublažuje spomenuta naglost nailaska s podatne na krutu podlogu. Dimenzije ploče određuju se proračunom slijeganja, a u praksi se kreću: duljina od 4 do 12 m, a debljina oko 30 cm. slika 204
20.2. Prijelazne naprave Prijelazne se naprave ugrađuju radi premošćivanja dilatacija (procjepa) između dijelova rasponskoga sklopa i upornjaka ili odvojenih dijelova rasponskoga sklopa međusobno, da bi se oni mogli nesmetano u projektiranim granicama pomicati i zakretati, a da se pri tom ne naruši kontinuitet prometne plohe i umanji udobnost i sigurnost odvijanja prometa. Na većini mostova nosivi sklopovi imaju dilatacije na krajevima a kod dugih mostova, i između pojedinih odijeljenih sektora u kojima se omogućuju pomaci i/ili zaokreti uslijed određenih djelovanja, npr. temperaturnih promjena i sl. Valja se prikloniti općemu nastojanju da tih prekida bude što manje, a da tamo gdje trebaju biti, budu uređeni tako da omoguće miran prijelaz bez smetnji, udaraca i zvukova. Moguće ih je podijeliti prema tipu i načinu djelovanja, pretežnom gradivu ili veličini pomaka koje omogućuju. Prijelazne naprave ugrađuju se najčešće kao standardizirani, tipizirani, tvornički proizvodi, a vrlo rijetko, u iznimnim se slučajevima posebno projektiraju kao unikatni proizvodi.
44
1. Dilatacije za minimalne pomake Dilatacije za minimalne pomake, do ± 10 mm, obično se izvode bez posebnih prijelaznih uređaja. No nije ispravno samo izvesti kolnički zastor preko takvog procjepa jer se u njemu obično pojave pukotine, nego je spoj potrebno urediti ugradnjom limenog žlijeba s bitumenskom ispunom ili ugradbom različitih trajnoelastičnih masa za zapunjavanje reški. 2. Prijelazni uređaji za male pomake U dilatacije za male pomake, do ± 25 mm ugrađuju se obično asfaltne ili elastobitumenske prijelazne naprave iako su moguće i one od različitih čeličnih profila. Asfaltne se izvode tako da se u procjep postavi jedna brtvena traka pričvršćena za metalnu ploču i sve to prekrije posebnom asfaltnom smjesom u otprilike 50 cm širokom utoru u već izvedenom asfaltnom zastoru. Elastomerne se sastoje od dviju čeličnih profiliranih letvi sidrenih u beton između kojih se u utorima nalazi posebno profiliran elastomerni uložak deformacijama kojeg se ostvaruje potrebno dilatiranje. 3. Prijelazni uređaji za srednje pomake U skupinu srednjih pomaka ubrajamo one do ± 75 mm. Za njih se obično koriste također elastomerni uređaji samo što se ukupna dilatacija raspoređuje na više međureški unutar iste naprave. U njima između rubnih čeličnih letava postoji jedna ili više međuletvi sa dvije ili više elastomernih ispuna ili brtvi. Međuletve su oslonjene o poprečne nosače na odgovarajućim razmacima. 4. Prijelazne naprave za velike pomake Za premošćenje velikih dilatacija do ± 150 mm, ili vrlo velikih - više od tog iznosa, koriste se posebni uređaji kod kojih se ukupna dilatacija nastoji raspodijeliti na više manjih a mogu biti rebraste, prstaste ili valjkaste. Obično su to vrlo složeni strojarski proizvodi sa središnjim dijelom od armiranog elastomera i istakama ubetoniranim i pričvršćenim izravno za armaturu glavnih nosača. Slika 205,207
45
21. OGRADE Važan sastavni dio svakoga mosta jesu ograde. Budući da se prometna površina na mostu redovito nalazi visoko iznad terena potrebno je ostvariti zaštitu sudionika u prometu, dakle pješaka i vozila od mogućeg pada s mosta, pa se ograde oblikuju, dimenzioniraju i izvode da doista i budu takva zaštita. Osim toga česti su mostovi po kojima se istodobno odvija cestovni i pješački promet pa su očite potrebe odvajanja tih prometnih tokova i zaštite pješaka. One uz stvarnu moraju imati i psihičku razinu dojma zaštite i sigurnosti. Također ogradama se mogu rješavati i neki dodatni zadaci, kao primjerice, zaštita od buke, zaštita od djelovanja vjetra i sl. Ograde mogu biti pune, masivne, tako da poput zida fizički i vizualno zatvaraju prostor prometne površine od okoliša, i s druge strane prozračne i perforirane koje omogućuju pogled s mosta na okolinu. Grade se od različitih gradiva pa mogu biti: zidane, armiranobetonske, metalne, drvene, te od kombinacija različitih gradiva. 21.1. Pješačke ograde Svi mostovi, čak i oni s neznatnim pješačkim prometom koji se svodi samo na službena korištenja, moraju imati ograde koje će spriječiti pad pješaka s mosta. Zahtjevi glede ograde bit će to veći stoje niveleta mosta više izdignuta nad terenom i što je intenzitet pješačkog prometa veći. Pješačkim ogradama smatramo one koje štite pješake, a vozila su drugim ogradama ili odgovarajućom visinom rubnjaka zaštićena od izlijetanja. Te ograde moraju biti konstruirane i dimenzionirane tako da izdrže pritisak pješaka, a svojom visinom i strukturom pružati im zaštitu od pada. U tom se smislu smatra prikladnom visina od 100 cm, odnosno 110 cm, ako je uz most provalija dublja od 10 m. Osim visine, bitan je i raspored dijelova ograde pa se sigurnijima smatraju one s vertikalnom od one s poprečnom ispunom. Zbog psihičkog dojma dostatne sigurnosti, kad je niveleta visoko nad tlom ili kad su česti jaki vjetrovi, trebat će odabrati i dimenzije dijelova ograde veće od dostatnih iz statičkih razloga. Danas su najčešći tipovi pješačkih ograda metalne konstrukcije od različitih standardnih profila a sastoje se od stupaca (na razmacima do 12 cm), rukohvata i ispune. Stupovi tih tipova ograde sidre se u vijenac mosta. Na krajevima mosta ograde trebaju započeti barem 50 cm prema terenu od početka pokosa nasipa, a rubovi trebaju biti zaobljeni. Slika210
21.2. Ograde za vozila Ograde se postavljaju i da bi se spriječilo izlijetanje s kolnika i pad vozila s mosta. Kod željeznice gotovo da i nije moguće izvesti tako čvrste ograde koje bi izdržale udar vozila, pa se ta zadaća rješava na drugi način. Stoga ovdje govorimo o ogradama za cestovna vozila, a te još nazivamo i odbojnici ili odbojne ograde. Kod mostova u gradovima ili tamo gdje su propisane manje brzine, a niveleta nije visoko nad terenom, smatra se dostatnim izvesti dovoljno visoke rubnjake. Oni se zbog otpornosti na udar vozila i zbog veće trajnosti izvode od eruptivnoga kamena ili u novije vrijeme od predfabrikata odgovarajućih svojstava. Na onim pak mostovima na kojima su dopuštene veće brzine izvode se odbojne ograde. One mogu biti metalne ili betonske. U pravilu bi odbojnici trebali biti takvih svojstava da spriječe izlijetanje vozila s kolnika, a da se pritom vozilo što manje ošteti i spriječi stradavanje putnika. To se postiže ili krutim odbojnicima (betonski) ili elastičnima (većinom metalni). Odbojnici mogu biti jednostrani kakvi se postavljaju uz rubove kolnika, ili dvostrani za postavljanje u razdjelni trak između dvaju kolnika. Metalni se odbojnici sastoje od horizontalne odbojne prečke, držača razmaka, stupaca i elemenata za pričvršćenje, a postavljaju se na odgovarajućoj udaljenosti od ruba kolnika. Kad se iza odbojnika nalazi pješačka staza, potrebno je dodatnim elementom zaštititi oštre rubove nosača i držača za razmake jer oni u protivnom predstavljaju opasnost za ozljede pješaka.
46
Betonske odbojne ograde znatno su masivnije i izvode se monolitno ili montažno, kao puni zid visine barem 80 cm s posebno zaobljenom plohom prema kolniku. Penjanje kotača vozila po toj kosini ublažuje udar i usmjeruje vozilo duž mosta. Tamo gdje nema većega pješačkog prometa može se postaviti uz rub mosta samo odbojna ograda, ali ona mora imati određeni dodatak po visini s rukohvatom kako bi poslužio i kao pješačka ograda, jer se i na mostovima gdje nema pješačkog prometa u različitim iznimnim okolnostima pješaci ipak mogu naći. Slika 213
21.3 Ostale ograde Osim za zaštitu pješaka i vozila na mostovima se susrećemo i s drugim tipovima ograda: - ograde za zaštitu od buke - ograde za zaštitu od vjetra - ograde za zaštitu od bačenih predmeta itd. 22. RASVJETA I s obzirom na rasvjetu funkcionalna obilježja mostova ponajprije nas usmjeruju na osvjetljivanje prometne površine i stvaranje prikladnih uvjeta sigurnosti i udobnosti za sudionike u prometu. Problematika rasvjete se odnosi na: - odnose svjetla i sjene, osvijetljenih i zatamnjenih ploha kao posljedica odnosa elemenata strukture, oblika ploha mosta i istaka te njihova položaja u odnosu na izvor osvjetljenja; - uklapanje rasvjetnih stupova, kandelabara, svjetlila u oblikovnu cjelinu mosta; - noćnu rasvjetu mosta sa strane radi sigurnosnih ili naročitih oblikovnih učinaka. 22.1. Prirodna rasvjeta Prirodna ili dnevna rasvjeta mostova analizira se s dva gledišta: oblikovnog i sigurnosnog. S oblikovnog gledišta prate se njeni učinci na vizuru mosta s obzirom na osvijetljene i zasjenjene vidljive plohe pa se polazeći od položaja mosta u odnosu na smjerove sunčevih zraka tijekom dana i godine moraju pomno analizirati dimenzije i oblici ploha i istaka. Važno je naglasiti da odnosi osvjetljenosti i sjene nisu jednoznačni, da se mijenjaju tijekom dana i godine kako se mijenja položaj sunca nad obzorom pa i kut sunčevih zraka, ali to se događa unutar određenih granica, pa o čitavom snopu valja voditi računa, a dominantnima pridati i veći značaj. S funkcionalnog gledišta, dakle gledišta upotrebe mosta nisu dobri diskontinuiteti, neujednačenosti. Bolje je da je cijela prometna površina ili osvijetljena ili u sjeni, jer su učinci izmjene pri brzoj vožnji neugodni. Tada nipošto u sjeni ne bi smjeli biti prostori prometnih konflikata, primjerice pješačkih prijelaza i sl. 22.2. Umjetna rasvjeta Na mostovima, osobito gradskim, zatim onima u prometnim čvorištima, te s intenzivnijim pješačkim prometom, obično se postavlja umjetna rasvjeta radi odgovarajuće osvjetljenosti prometnih površina noću i u uvjetima slabije vidljivosti.
47
1. Svjetlila u strukturi ograde. Rasvjetna tijela mogu biti ugrađena u strukturu ograde, primjerice naslon ili u posebne niše masivnog zida i onda nisko osvjetljavati prometnu površinu. Pogodnost je takvog načina što nisu potrebni dodatni stupovi osobito kad oblikovno odudaraju od ukupne kompozicije strukture, a nedostatak što prolaznici i elementi strukture (npr. odbojnici) ometaju jednoličnu osvjetljenost kolnika. Stoga je ovaj sustav rasvjete posebno pogodan kod pješačkih mostova, ali i cestovnih namijenjenih samo cestovnom prometu kod kojih su ograde ujedno i odbojnici. 2. Svjetlila na nizu stupova. Najuobičajeniji način rasvjete. Stupovi mogu biti smješteni uz rub kolnika, u osi ograde ili na nju pričvršćeni s vanjske strane. Na stupove se može postavljati pojedinačno rasvjetno tijelo ali i više njih, ali i tako da neki osvjetljuju kolnik, a drugi hodnik. 3. Svjetlila na razapetim užadima. Na postrance postavljene stupce moguće je razapeti uže pa na njega točno iznad prometne površine postaviti rasvjetna tijela. 4. Svjetlila na visokim stupovima. U nekim će prilikama biti prikladno grozdove svjetlila postaviti na relativno visoke stupove kojih je onda manji broj i s kojih se osvjetljava veći dio ili čitava površina mosta. 5. Bočna rasvjeta mosta. Veći i atraktivniji objekti često se osvjetljuju tako da bi bili vidljivi sa strane i noću, čime se mogu postizati naročiti oblikovni učinci. To je ponekad potrebno, osobito kod strateški važnih objekata, i iz sigurnosnih razloga. 23. ODVODNJA I HIDROIZOLACIJA S trajnosnog gledišta voda i uz nju vezane popratne pojave mogu na mostovima predstavljati najveći problem. Voda izaziva, potiče ili omogućuje razne degradirajuće procese, a osobito je agresivna u kombinaciji sa smrzavicom ili onečišćena različitim solima, kiselinama itd. Stoga se jedan od temeljnih zadataka projektanata svodi na to da spriječi prodor vode do konstrukcije i drugih vitalnih dijelova mosta i da se ona koja dospije na površinu mosta što brže i najkraćim putom odvede s nje. Iz toga proizlaze određeni uvjeti glede hidroizolacije, oblika i nagiba ploha površine mosta te dimenzija i razmještaja slivnika i cjevovoda kojima se voda odvodi. Osim zaštite konstrukcije sustav odvodnje ima i važnu ekološku zadaću. On bi trebao spriječiti da nečistoća s mosta, ili pak opasni sastojci koji se mogu naći na prometnoj površini na mostu, uslijed nekog incidenta ne dospiju u okoliš. U tom smislu cjelovit sustav odvodnje podrazumijeva: odvodnju površinskih voda hidroizolaciju i odvodnju procjednih voda odvodnju iz šupljina u strukturi odvodnju s nasipa iza upornjaka priključak na kanalizaciju. 23.1. Hidroizolacija Hidroizolacija se izvodi da bi spriječila pristup vode dijelovima konstrukcije i tako eliminirala opasnosti njena nepovoljnoga agresivnoga kemijskog ili fizikalnog djelovanja. Na mostovima se najčešće primjenjuju slijedeće: 1. Premazi. Različiti premazi poznati su kao dobra antikorozivna zaštita čeličnih elemenata strukture, a bitumenski premazi, poznati relativno dugo, za betonske se objekte danas najčešće koriste kao prvi sloj koji izravno dolazi na betonsku ploču i zapunjava pukotine i neravnine. 2. Zavarena ili s podlogom vezana hidroizolacija. Najčešće je riječ o bitumenskim trakama za .zavarivanje ili lijepljenje, ali i polimerom modificiranome bitumenu ili bitumenu za prskanje. 3. Bitumenski mastiks. Bitumenski mastiks ili lijevani asfalt može se izvoditi kao izolacija najčešće pješačkih površina. Hidroizolacija se redovito sastoji od osnovnog ili podložnog premaza, izolacijskog sloja i zaštitnog sloja, a osim horizontalne (ispod prometne površine) izvodi se i na kosim ili vertikalnim plohama najčešće ukopanih dijelova stupova ili upornjaka. 23.2. Odvodnja površinske vode Vodu koja dospije na površinu mosta bit će lakše odvesti ako su površine poprečno i uzdužno što nagnutije i što manje hrapave. Ulijevne građevine, slivnici, predviđaju se samo na pojedinim mjestima pa je potrebno prometnu plohu tako nagnuti da s odgovarajućega njenog dijela voda dospije do pripadajućeg slivnika. Po nekim procjenama ta površina, pripadajuća jednom slivniku ne bi trebala biti veća od 400 m2, a ovisno o uzdužnom nagibu nivelete slivnici bi trebali biti barem na svakih 25 m. Oni se obično postavljaju podno rubnjaka, uz sam rub kolnika. Kolnik se obično izvodi u poprečnom nagibu prema rubnjaku što usmjeruje vodu do njega, a uzdužno kad nije dostatan nagib nivelete (barem 1,5%) takav se nagib postiže oblikovanjem jarka uz rubnjak s padom prema slivnicima. Kod vodoravne nivelete to onda uvjetuje puno gušći razmještaj slivnika. 23.3. Odvodnja procjedne vode
48
Klasični masivni mostovi građeni su tako da se kroz njihove elemente nadsloja voda procjeđivala do planiranih najnižih točaka u strukturi primjerice iznad središnjih stupova između lukova odakle se onda posebnim slivnicima odvodila. Sličan je slučaj i kod željezničkih mostova s provedenom posteljicom. 23.4. Slivnici i cjevovodi Slivnici su oni elementi sustava odvodnje u koje voda neposredno ulazi s odgovarajuće površine i s pomoću kojih se dalje usmjeruje u cjevovode ili neposredno pod most. S tog gledišta razlikujemo dva sustava odvodnje: 1. Otvoreni sustav odvodnje s izravnim puštanjem vode iz slivnika neposredno pod most. 2. Zatvoreni sustav odvodnje gdje se voda sustavom cjevovoda odvodi u kanalizaciju. Ovisno o obliku i funkciji postoje različiti tipovi slivnika: 1. Vertikalni slivnici 2. Bočni slivnici 3. Slivnici za procjednu vodu 4. Kombinirani slivnici Slivnici se obično izvode kao montažni betonski ili čelični elementi uz posebno nastojanje da ne budu jednostavno začepljeni. Cjevovodi, osobito kod zatvorene odvodnje, kad imaju više spojeva i zglobova, podložni su začepljenju ako se redovito ne održavaju, zahtijevaju često ispiranje pod pritiskom itd., pa su prikladna rješenja koja vodu od slivnika vode u otvoreni žlijeb pri vijencu, a onda vertikalnom cijevi u predviđenom smjeru s mosta. Slika 222,223
49
24. LEŽAJEVI Ležajevi su elementi konstrukcije preko kojih se prenose opterećenja s gornjeg ustroja na dijelove donjeg ustroja mosta. Njihova je zadaća također da omoguće ili spriječe određene pomake i zakretanja konstrukcije i njenih dijelova a da bi se ostvarila željena raspodjela naprezanja, deformacija i pomaka. Stoga su ležajevi vrlo delikatni dijelovi strukture mosta koji pojedinačno i kao cjelina moraju biti ispravno osmišljeni, precizno izvedeni i redovito održavani. Ležajevi mogu biti vrlo različiti, a možemo ih razvrstati prema pomacima koje omogućuju, gradivu od kojeg su izgrađeni, veličini sila koje preuzimaju ili pak njihovu obliku. U tom je smislu najčešća funkcionalna raspodjela na: - nepomične ležajeve - pomične ležajeve - deformabilne ležajeve - ležajeve specijalnih namjena. Prema načinu omogućivanja pomaka imamo: - klizne ležajeve - točkasto zakretne ležajeve - linijski zakretne ležajeve - deformabilne ležajeve - deformabilno-klizne ležajeve. Prema gradivu mogu biti betonski, čelični i elastomerni. U suvremenim se prilikama obično ugrađuju tipizirani ležajevi specijaliziranih proizvođača, svojstava prilagođenih svakom konkretnom zahtjevu, a rjeđe se posebno projektiraju i unikatno izrađuju. Projektanti će pritom pomno proučiti ateste o zadovoljavanju traženih uvjeta, držeći se pritom i još nekih načela: - na jednom je mostu prikladno primijeniti ležajeve istoga tipa, - ležajeve valja ugraditi na vrlo čvrstu podlogu, primjerice na armiranobetonske kvadere, - neovisno o nagibu rasponskog sklopa ležajeve treba postaviti vodoravno, - potrebno je osigurati dovoljno prostora za jednostavan pristup ležajevima radi njihova održavanja ili eventualne zamjene. 24.1. Raspored ležajeva u konstrukciji Konstrukciju oslanjamo na donji ustroj nastojeći postići optimalnu konstruktorsku koncepciju i tome podređen odnos unutarnjih sila i deformacija. To se postiže ispravnim odabirom i razmještajem nepokretnih, pokretnih i djelomično pokretnih ležajeva. Nepokretni ležajevi moraju preuzeti horizontalne sile: kočne i vučne sile, reakcije od utjecaja vjetra, sile pod utjecajem prednapona, skupljanja, puzanja betona, temperaturnih promjena, te potresa. Nepokretni se ležajevi kod kraćih mostova, kod kojih se ukupni pomak može ostvariti u samo jednoj dilataciji, postavljaju nad jednim od upornjaka, a dilatacija nad drugim, dok su na svim ostalim osloncima pokretni ležajevi. Kod dužih mostova nepokretni se ležaj postavlja bliže sredini mosta, odnosno nad nekim od snažnije koncipiranih stupova koji može preuzeti horizontalne sile. Slika 227
50
24.2. Vrste ležajeva 1. Nepokretni ležajevi osim vertikalnih opterećenja prenose i horizontalna, a izvode se kao betonski, metalni ili elastomerni, i to: Čelični točkasti zakretni ležajevi omogućuju zakretanje oko bilo koje osi, a to se postiže valjanjem gornjeg dijela po kaloti donjeg dijela ležaja. Čelični linijski zakretni ležajevi omogućuju zakretanje samo oko ležajne osi. Kalotni ležajevi prenose, za razliku od linijskih ili točkastih, opterećenja čitavom površinom kalote pa se javljaju manje koncentracije naprezanja, ali je potrebna veća preciznost izvedbe. Betonski ležajevi obično se izvode kao klasični armiranobetonski zglobovi. Lončasti ležajevi, sastavljeni su od kružnoga čeličnog lonca i elastomerne ploče u njemu, kojoj su tako spriječene horizontalne deformacije. 2. Pokretni ležajevi preuzimlju načelno samo vertikalna opterećenja. Oni koji su djelomično pokretni preuzimaju i horizontalne sile u smjeru u kojem je pomak spriječen, a i u smjeru dopuštenog pomaka proporcionalno trenju ili otporu u ležaj evima. Valjkasti ležajevi jednosmjerno su pokretni i zakretni zbog valjanja čeličnog valjka između paralelnih ploča. Izvođeni su u različitim varijacijama: s jednim valjkom, s dva valjka, sa zasječenim valjkom, te kao valjkasto - klizni ležajevi. Pendl ležajevi su štapasti oslonci koji s dva zgloba omogućuju pomake i zakretanja. Klizni ležajevi načelno se sastoje od dviju ploča od kojih se jedna po drugoj kliže. Tako su i izvođeni u jednostavnoj primjeni kod starih konstrukcija uz relativno vrlo veliko trenje. Suvremeni se najčešće sastoje od klizne ploče i zakretnog dijela od prikladnoga kompozitnog materijala, s vrlo malim koeficijentom trenja. 3. Deformobilni ležajevi omogućuju pomake svojom velikom posmičnom deformabilnošću. Najčešće je riječ o različitim armiranim elastomernim ležajevima. Takvi se sastoje od čeličnih limova i slojeva elastomera međusobno čvrsto spojenih. Ovisno o namjeni mogu imati i dodatne ploče i trnove za usidrenje i klizne ploče za omogućivanje većih pomaka, ali i uređaje za sprečavanje određenih pomaka u uzdužnom ili poprečnom smjeru. Danas se vrlo često primjenjuju kao tipizirani elementi zbog jednostavne ugradbe, dobrih svojstava i male visine. dobrih svojstava i male visine. 4. Ležajevi specijalnih namjena Ponekad se na mostovima koriste i posebni ležajevi za preuzimanje određenih dinamičkih udara ili sila, odnosno za poboljšanje dinamičkih svojstava konstrukcije. Riječ je najčešće o seizmičkim amortizerima, ali i zbog udara vozila, plovila pa i dinamičkih prometnih učinaka npr. na željezničkim mostovima. Slika 228,229,230
51
25. GRAĐENJE MOSTOVA Iznimno važno je da projektant, konstruktor, graditelj mosta od prve zamisli, pa onda i tijekom svih faza izrade projekta, ima na umu ne samo konačno stanje nego i faze nastanka. U građenju mostova razvijeno je mnogo načina, metoda i procesa. Ovdje se prikazuju samo osnovne metode i postupci i to u mjeri dostatnoj za pregled općih znanja o mostogradnji. Ovisno o kriteriju podjele sve načine i postupke građenja možemo svrstati u više skupina. S obzirom na proizvodnju elemenata mosta možemo razlučiti: - monolitna gradnja - građenje zidanjem ili lijevanjem svakoga elementa na njegovu konačnom mjestu - montažna gradnja - sastavljanjem od komada koji su izrađeni izvan mosta S obzirom na skele i oplate imamo: - građenje na fiksnim, o tlo oslonjenim skelama - građenje na pomičnim skelama - slobodno građenje bez skela. Ovisno o položaju strukture za vrijeme građenja u odnosu na konačno stanje razlikujemo: - građenje na mjestu - uzdužno ili poprečno potiskivanje ili navlačenje - vertikalno ili horizontalno zaokretanje. Pojedini konkretni postupak može pripadati u više gore nabrojenih skupina. Za razliku od masivnih, kod metalnih mostova podjela mogla biti: - izravna montaža - montaža na skeli - slobodna konzolna gradnja - uzdužno potiskivanje i navlačenje - bočno potiskivanje - zaokretanje rasponskih sklopova. Svrsishodnost i ekonomičnost postupaka građenja ovisi i o potrebnim skelama i pomoćnim uređajima za gradnju. Skele mogu biti nosive i radne. Nosive mogu biti tako izvedene da moraju nositi čitav rasponski
52
sklop dok on ne bude sposoban preuzeti vlastitu težinu i druga djelovanja, ali i takve da nose samo dio sklopa koji se onda aktivira i preuzima opterećenja od susjednog ili nekih drugih dijelova strukture. Radne skele služe za dopremu grade i alata te za dolazak i kretanje radnika na mjestu rada. S konstruktorskog gledišta svaka faza građenja mora biti analizirana i proračunana, kako konstrukcija i njeni dijelovi tako i skela. Treba imati na umu da tijekom građenja mogu nastupiti daleko nepovoljnija djelovanja pa čak i potpuno suprotne sile u konstrukciji od onih u konačnici. 25. l. MONOLITNA GRADNJA Monolitna gradnja je lijevanje, zidanje ili sastavljanje nosivoga sklopa na skeli koja se odstranjuje ili pomiče tek kad je konstrukcija ili pojedini nosač tako postavljen i takvih svojstava da može podnijeti djelovanja kojima je izložen. Riječ je o klasičnom načinu građenja, osobito primjenjivanom kod zidanih i betonskih mostova manjih i srednjih raspona. Monolitna gradnja zahtijeva skelu i oplatu. Na skeli mogu biti građeni svi tipovi mostova od grednih do visećih, no opće je nastojanje u potrazi za ekonomičnijim sustavima, pogotovo vrlo velikih sklopova, da se ona izbjegne. Razvitak tehnologije, a osobito nastojanje za štednjom, parcijalnom gradnjom i višestrukim korištenjem skela doveo je da osim klasičnih, fiksnih skela imamo i one pokretne po tlu ili uz pomoć plovila, te one koje se pomiču oslanjajući se na prije dovršene dijelove donjeg ustroja: stupove i upornjake. 25.1.1. Izvedba na fiksnim skelama One mogu biti drvene ili čelične, sastavljene od puno manjih elemenata, a da bi bile upotrijebljene na drugome mjestu, moraju biti rastavljene pa ponovno sastavljene. Najčešće se izvode kao prostorni rešetkasti sustavi.Fiksne se skele obično sastoje od slijedećih dijelova: - oplata ili kalup u kojeg se ugrađuje beton ili na kojem se zida struktura - oblučila - poprečni i uzdužni nosači oplate - stupci i košnici - vjetrovni spregovi - ukrućenja - radi smanjenja dužine izvijanja - pragovi kao podnožja gornjega dijela skele - otpusne naprave - radi mogućnosti oslobađanja skele opterećene gotovom konstrukcijom - stupovi skele i jarmovi - temelji skele. Postoje vrlo različiti tipovi fiksnih skela. Neke od njih su standardizirane i razrađene kao sustavi koji se sklapaju ne samo od pojedinačnih stupova nego od gotovih većih cjelina. Pri odluci o izboru tipa skele graditelj će morati osobito razmotriti: - zahtjeve slobodnih profila koje ispod budućeg mosta treba osigurati i tijekom građenja, - oblik uvale i svojstva zapreke - podatke o temeljnom tlu - potrebu ili nastojanje za ponovnom upotrebom skele - otpornost i zahtjeve strukture glede deformabilnosti. Bez detaljnijeg opisivanja samo ćemo nabrojiti najpoznatije tipove fiksnih skela: - skele s vertikalnim stupcima - radijalne skele - slobodne skele (na dva oslonca) - lepezaste skele - trokutaste i trapezaste skele - lučne skele - skele na katove - kombinirani sustavi. Izvedba na fiksnoj skeli danas se najčešće koristi kod mostova malih raspona, nisko nad dobro pristupačnim terenom, ako se iz nekih razloga radije odlučimo za monolitnu nego za montažnu ili polumontažnu gradnju. Prednost joj je što omogućuje izvedbu najrazličitijih tipova i oblika struktura armiranobetonskih mostova u oplati. Prilikom monolitne gradnje na fiksnim skelama potrebno je precizno propisati redoslijed ugradbe, koji nipošto nije takav da se počne od jedne pete lučnoga mosta a završi na drugoj jer bi se tako u konačnici dobila izobličena konstrukcija nego se betoniranje odvija propisanim redoslijedom po sektorima kako bi skela bila što ravnomjernije opterećivana pa se tako i progibala. Zbog progiba skele pod opterećenjem od strukture, potrebno je dobro i proračunati i izvesti određeno nadvišenje kako bi konstrukcija u konačnici imala željeni oblik.
53
Također je iznimno važno unaprijed definirati način odvajanja skele od konstrukcije što može biti ili otpuštanjem skele ili izdizanjem konstrukcije. Nepreciznost u tom poslu mogla bi izazvati vrlo nepovoljno opterećenje sklopa primjerice ogromnu koncentiranu silu, ako bi se sve podupore istodobno otpustile a jedna zaglavila. 25.1.2. Izvedba na pokretnim skelama Pokretne skele su one koje se mogu pomicati uzduž ili poprijeko na most. To se pomicanje može ostvariti pomoću kotača na tlu, potom na tračnicama, koje se posebno postave baš za tu namjenu, te na plovilima. Prikladno su primjenjive kod nižih grednih mostova s više otvora uz ravno i dobro nosivo tlo po kojem se skela može jednostavno pomicati iz jednog otvora u drugi, nakon što je prethodni dostatno očvrsnuo. Te su skele obično opremljene i posebnim hidrauličkim uređajima pomoću kojih se prije pokretanja malo spuste i odvoje od konstrukcije. Skela se može pomicati ne samo uzdužno, iz otvora u otvor nego i poprečno, kad se kod širih mostova u tom smislu gradi dio po dio. 25.1.3. Izvedba na lansirnim skelama Poseban tip pokretnih skela koje se umjesto o tlo oslanjaju o stupove mosta nazivamo lansirnim skelama. One nisu ovisne o uvjetima na terenu, omogućuju odvijanje prometa ispod mosta i ne zadiru u vodotok, a primjenjive su i kod struktura koje se nalaze visoko nad tlom. Te su skele relativno robusnih dimenzija jer su dimenzionirane tako da podnesu opterećenje od vlastite težine rasponskoga sklopa pa se rijetko koriste za raspone iznad 50 m. Ponekad se gradnja odvija i tako da se u skeli izbetonira samo središnji dio mosta, pa kad se on aktivira s dostatnom nosivošću, on zajedno sa skelom nosi bočne dijelove koji se naknadno izvedu.U iznimnim slučajevima, kod većih raspona lansirne se skele podupiru i s jednim ili dva privremena pomoćna oslonca. Ove su skele obično opskrbljene takvim uređajima da se mogu same pokretati preko stupova iz raspona u raspon i to izvlačenjem i uvlačenjem pojedinih dijelova ili pomicanjem čitave skele koja je tada dužine nešto veće od dva raspona. Uobičajeno je da gradnja jednog odsječka traje dva tjedna, a prekidi se obično ostvaruju na mjestima nulišta momenata savijanja. Lansirna je skela velik i skup uređaj pa je isplativa samo kod višekratne upotrebe. 25.2. MONTAŽNA GRADNJA Prednost je montažne gradnje u mogućnosti da se elementi ili dijelovi struktura pa čak i čitavi nosači izrade u radionicama ili tvornicama gdje se mogu postići gotovo idealni uvjeti, daleko bolji nego na gradilištu, pa onda i ostvariti njihova znatno bolja kvaliteta. Takvi se dijelovi proizvode konfekcijski, neovisno o dinamici posla na gradilištu, što može znatno ubrzati gradnju jer se mnogi procesi odvijaju istodobno S druge strane javljaju se znatniji troškovi transporta. Okolnosti su znatno jednostavnije ako je moguć transport plovilima.Prednost je montažne gradnje u odnosu na monolitnu i u tome što uopće nije potrebna ili je potrebna samo neznatna skela, ali je pak s druge strane i nedostatak, što umjesto toga treba osobita pomagala za dizanje i ugradbu. 25.2.1. Ugradba montažnih elemenata Montažni nosači mogu biti proizvedeni na gradilištu ili u posebnim radionicama ili tvornicama predfabrikata. U prvom se slučaju proizvodnja najčešće organizira na trasi prometnice, neposredno iza upornjaka, tako da se njihov put do ugradbe svodi samo na horizontalne pomake i minimalna podizanja, odnosno spuštanja. Oni se tu obično proizvode u drvenoj ili metalnoj oplati koja se pomoću hidrauličkih uređaja sklapa i rasklapa te višekratno koristi. Transport unutar gradilišta i postavljanje nosača na mjesto ugradbe ostvaruje se pomoću posebnih prenosila. Najjednostavnija među njima su auto-dizalice i plovne dizalice. S obzirom na ovaj način građenja posebne pogodnosti pružaju more i plovni vodotoci jer plovne dizalice mogu imati vrlo veliku nosivost (više tisuća tona) pa je moguća montaža čitavih rasponskih sklopova odjednom, a ne samo jednog po jednog nosača. 25.2.2. Polumontažni postupci Za gredne mostove raspona do 40tak m češće se primjenjuju polumontažni postupci. Oni se sastoje u montažnoj izvedbi nosača rasponskoga sklopa a monolitnoj kolničke ploče nad njima, te eventualno i poprečnih nosača. Time se zadržava prednost jednostavnosti i brzine građenja montažne gradnje, a betoniranjem kolničke ploče ostvaruje dostatna monolitnost čitave strukture i ravnost podloge za hidroizolaciju i slojeve kolnika. U nas se najčešće rabe različiti I ili T presjeci oblikovani tako da im se gornje pojasnice skoro dodiruju. Nad njima se onda bez potrebne dodatne oplate izvodi kolnička ploča, a poprečni nosači samo nad
54
osloncima. Moguća je i polumontažna izvedba pločastih mostova, gdje se njeni segmenti - niski olakšani nosači montiraju - jedan do drugoga pa se nad njima izvodi monolitna ploča. Polumontažna gradnja omogućuje i prikladnu uspostavu kontinuiteta preko oslonaca među nosačima višerasponskoga sklopa i to: - uspostavom potpunoga kontinuiteta monolitnom izvedbom ležajnih poprečnih nosača i prihvaćanjem ležajnih momenata gipkom armaturom ili kabelima; - uspostavom kontinuiteta pomoću armiranobetonske elastične ploče ili čelične ploče pričvršćene za beton prednapetim vijcima. 25.3. SLOBODNA KONZOLNA GRADNJA Vrlo zanimljiv i racionalan postupak građenja rasponskih sklopova različitih vrsta: greda, lukova, okvira, razupora i ovješenih struktura, bez skele u čitavom otvoru koji se premošćuje, a u kojem se napredovanje gradnje ostvaruje konzolno ili prijepusno od oslonaca prema sredini otvora poznat je kao slobodna konzolna gradnja ili samo slobodna gradnja (Freivorbau). U prije opisanim sustavima koristi se skela koja podupire ili prihvaća nosač u čitavu otvoru koji se premošćuje, ili izrađuje montažni nosač veličine čitavog raspona. U slobodnoj konzolnoj gradnji skele su znatno kraće, pričvršćuju se za prije izrađeni dio konstrukcije i premještaju postupno, kako gradnja napreduje, korak po korak prema sredini otvora. Opće je nastojanje da spomenute skele budu što lakše. Ponekad se i konzolna gradnja odvija uz pomoć lansirne rešetke, a mogući su sustavi napredovanja od središnjih stupova simetrično na obje strane vodeći računa o ravnoteži ili pak nesimetrično ako je moguće odgovarajuće sidrenje ili drukčije ukrućivanje od oslonca s kojeg započinje gradnja. Dvije su bitne pogodnosti konzolne gradnje: - Velika ušteda u skeli, osobito nad morem, vodama, dubokim kanjonima, gdje bi fiksna skela bila vrlo skupa i složena struktura; - Omogućivanje dostatnoga slobodnog profila ispod mosta uz neometano odvijanje prometa. 25.3.1. Monolitna konzolna gradnja grednih mostova Postupak se sastoji u tome da se na prije dovršeni dio konstrukcije pričvrsti konzolna skela s oplatom u kojoj se betonira odsječak strukture duljine 3-5 m. Izrada jednog takvog takta obično traje tjedan dana, što je skladno prilagođeno s tjednim rasporedom rada i odmora radnika. Zapravo se radi od ponedjeljka do petka, a subota i nedjelja ostavljaju za očvršćivanje betona. Pomična rešetkasta konstrukcija skele naziva se još i krletka, a konstruira se tako da bude što lakša te da operacija premještanja bude što jednostavnija. Taj postupak obično traje svega nekoliko sati i obavlja ga mala grupa ljudi. Uobičajeno se konzolna gradnja odvija istodobnim, simetričnim napredovanjem s obje strane stupova mosta, što još nazivamo i balansnim postupkom. Međutim moguća je i izvedba korištenjem pomoćnoga nosača povrh rasponskoga sklopa. Valja još napomenuti da se konzolnim postupkom može graditi čitav poprečni presjek odjednom. 25.3.2. Montažna konzolna gradnja grednih mostova Gredni mostovi mogu se konzolno graditi i tako da se pojedini njihovi odsječci izvedu i pripreme izvan mosta, pa umjesto betoniranja segmenata u skeli imamo konzolnu, montažnu gradnju. Posebno je prikladna nad plovnim vodotocima, jezerima ili morem radi jednostavne dopreme elemenata strukture na plovilima koji se onda pomoću jednostavnih dizalica podižu do mjesta ugradbe. Takvi se odsječci izvode u tvornicama ili na posebno pripremljenim platoima negdje uz obalu u određenom neovisnom razdoblju koje se ne prepliće s gradnjom dijelova donjeg ustroja, te tako omogućuju znatno bržu gradnju od monolitne. Različiti su načini pripreme predgotovljenih elemenata, a posebno je prikladan onaj kod kojeg je dodirna površina već gotovog odsječka oplata za susjedni prilikom njegova betoniranja. Osobita kvaliteta i nepropusnost spoja postiže se epoksidnim ljepilima, a odsječci se uključuju u cjelovitu strukturu potpunim prednapinjanjem. Na hrptovima sljubnica izvode se zupci, ili različite istake i utori radi lakšeg prihvaćanja poprečnih sila za vrijeme spajanja. Konzolna gradnja može biti olakšana i nekim dodatnim dijelovima ili uređajima. - Privremeni piloni - Privremeni nosači 25.3.3. Monolitna konzolna gradnja lučnih mostova Ona se sastoji u tome da se čelična rešetkasta skela s jedne strane prihvaća na prije dovršeni dio konstrukcije, a s druge strane zategama koje se preko stupova sidre u obalu. U toj se skeli nalazi oplata u kojoj se betonira odsječak svoda. Po završetku betoniranja i dostatnom očvršćivanju odsječka skela se
55
pomiče u novi položaj i prihvaća novom zategom. Zatege preko stupova tako tvore zrakaste strukture, a gradnja napreduje konzolno s jedne i druge strane prema tjemenu. Zategama se pridržava ne samo skela nego i već dovršeni dijelovi strukture, a zbog potrebne skošenosti i povoljnog odnosa sila u njima obično su potrebni i dodatni, privremeni stupovi iznad razine nivelete. Slika296
25.3.4. Montažna konzolna gradnja lučnih mostova
56
I lučni mostovi grade se konzolnim postupkom od predgotovljenih elemenata. Pogodnost je postupka u tome što se povećava brzina gradnje i što težina elemenata može biti takva da ugradba može biti samo uz pomoć kabelske dizalice relativno male nosivosti. Takav postupak primjenjen je na Krčkorne maštu i to tako daje montažno i konzolno najprije građen središnji sanduk luka, koji je sastavljan od gotovih ravnih ploča. One su spajane betoniranjem uzdužnih i poprečnih sljubnica na mjestu. To uvjetuje brojne reske od kojih su poprečne, zbog prirode djelovanja svoda, stlačene a uzdužne nisu, što za posljedicu može imati ozbiljne trajnosne probleme, pa se može reći da nakon Krčkog mosta taj postupak nije ozbiljnije zaživio. 25.3.5. Istodobna konzolna gradnja luka i grede Čitav sustav može biti izveden i brže i racionalnije ako se i gredna struktura uključi u strukturu tijekom gradnje tako da luk i stupovi formiraju tlačni a nadlučni sklop i dijagonale vlačni pojas jedne rešetke. Segmenti svih dijelova mosta su predgotovljeni, a pogodnost ovog postupka jest u maksimalnom smanjenju bilo kakvih dodatnih dijelova i u ubrzanju gradnje jer se istodobno gradi čitav sklop. Slika 299
25.3.6. Slobodna konzolna gradnja ovješenih mostova Slobodna konzolna gradnja na poseban je način prikladna za gradnju rasponskih sklopova ovješenih mostova, jer obično nisu potrebne neke dodatne zatege pri gradnji već se sva pridržanja mogu obaviti pomoću konačnih zatega. Moglo bi se reći da se upravo s ovim mostovima na najbolji način ostvaruje težnja izgradnje s minimumom dodatnih i privremenih pomagala. Nakon izgradnje donjeg ustroja i pilona pristupa se slobodnoj konzolnoj gradnji rasponskoga sklopa. Kod toga valja imati na umu da nosivost svake pojedine zatege ovisi o prijenosu horizontalne komponente sile kroz nosač kolnika pa je uvijek prije zatege potrebno konzolno sagraditi dio nosača u koji se dotična zatega sidri. Obično su jedina bitna pomagala derick-dizalice pomoću kojih se prihvaćaju i podižu do mjesta ugradbe montažni elementi strukture. Po dovršetku odsječaka odgovarajuće dužine montiraju se i aktiviraju zatege i na taj se način simetrično napreduje prema sredim raspona i upornjacima. Nakon spajanja ugrađuje se oprema mosta. Slika301
25.4. GRAĐENJE METODAMA POMICANJA I ZAOKRETANJA
57
Razvitak tehnologije raznih i vrlo moćnih pomagala za gradnju, osobito hidrauličnih preša, dizala i drugih uređaja, omogućio je da se pojedini veliki dijelovi rasponskih sklopova ili čitavi sklopovi rade na nekom pogodnijem mjestu ili u za građenje prikladnijem položaju pa se onda, kad su potpuno ili djelomično gotovi, pomiču ili zaokreću u definitivan položaj. Time se nastoje, kao i u drugim slobodnim postupcima izgradnje, izbjeći skupe skele i ne ometati promet ispod mosta. 25.4.1. Potiskivanje ili uzdužno navlačenje Metoda građenja rasponskih sklopova grednih mostova uzdužnim potiskivanjem (naguravanjem) ili navlačenjem sastoji se u tome da se na posebno uređenom prostoru iza upornjaka betoniraju odgovarajući odsječci grede i onda u odgovarajućim taktovima potiskuju (naguravaju) ili navlače preko prije izvedenih stupova dok čitav sklop ne bude dovršen. Takvim se postupkom postiže niz pogodnosti: - Gradnja je monolitna, betonira se na mjestu pa nema mnoštva spojeva i radnih reski; - Betoniranje se odvija u gotovo idealnim, tvorničkim uvjetima - Betoniranje se odvija uvijek u istoj oplati uz višekratno ponavljanje istih radova u taktovima i mogućih malih udaljenosti za dostavu gradiva; - Nema potrebe za znatnijim skelama i poduporama. - Nema potrebe za dizanjem niti spuštanjem teških dijelova, pa onda nije potrebna niti upotreba često nedostupnih i skupih dizalica velike nosivosti. Sam postupak građenja teče na slijedeći način: U posebno konstruiranoj oplati na platou iza upornjaka betonira se odsječak nosača, najčešće sandučastoga poprečnog presjeka, dužine između 10 i 30 m. Nakon što beton stvrdne, obavi se centrično prednapinjanje pa se nosač preko teflonskih ležajeva pomoću hidrauličnih preša pogura naprijed i oslobodi prostor u oplati za identičnu izradu slijedećeg odsječka koji se nadovezuje na prvi, i tako redom. Svaki slijedeći odsječak betonira se tako da se izravno dodiruje čela prethodnoga, a armatura prolazi kroz radnu resku pa se zapravo ostvaruje puna monolitnost čitavoga nosača. Čitav se postupak ponavlja najčešće u tjednim taktovima, a po dosezanju suprotnog upornjaka prednapinju se preostali potrebni kabeli za uporabno opterećenje. Mana je postupka da se tijekom potiskivanja gotovo u svim presjecima naizmjenično javljaju i pozitivni i negativni momenti neovisno o stanju u konačnom položaju nekog presjeka. Stoga se, za te faze, greda i dodatno prednapinje, a za to potrebni kabeli kasnije postanu suvišni. Postupak postaje gospodarski opravdan kod mostova veće dužine i s više otvora, a primjena je moguća samo za mostove u pravcu ili konstantnoj zakrivljenosti i konstantnom nagibu. Slika 303
25.4.2. Zaokretanje polulukova Lučni se mostovi mogu graditi i na način da se po pola luka betonira u uspravnom položaju nad njihovim petama i onda zaokrenu prema tjemenu u konačni položaj. Postupak se odvija u nekoliko faza na slijedeći način: Po izvedbi peta lukovi se u uspravnom položaju betoniraju do približno četvrtine njihove visine. To se obično radi u prijenosnoj oplati uz pridržavanje čeličnom rešetkom na prethodno izvedeni stup nad petom, i to tako da razlika između osi toga dijela luka i vertikale nad privremenim čeličnim zglobom bude što manja. Potom slijedi druga faza sa zaokretom luka za određeni iznos unatrag kako bi betoniranje i druge polovine bilo u sličnom optimalnom položaju kao i prve, te bi se maksimalno smanjio utjecaj ekscentriciteta od ukupnog vertikalnoga opterećenja. Ima i primjera da se polulukovi grade u jednom položaju pa se obje ove faze spajaju u jednu. Tada se prvi dio radi nešto nagnutije unatrag. Treća je faza spuštanje polulukova u konačan položaj, pomoću kabela i hidrauličnih otpuštaljki usidrenih u tlo na upornjacima, i to zaokretanjem oko privremenih čeličnih (ili betonskih obloženih čeličnim plastom) zglobova. Početni pomak luka iz položaja u kojem je
58
betoniran postiže se potiskivanjem prešama a potom se postupno otpuštaju zatege u kojima sila raste do maksimalnog iznosa neposredno pred spajanje u tjemenu. Nakon spuštanja u konačni položaj polulukovi se spajaju u tjemenu a petni se zglobovi zapunjuju betonom pa se dobije potpuno upeti luk. Prednosti su ovoga načina izgradnje: - jednostavno betoniranje u podiznoj oplati u uspravnom položaju - jednostavno premještanje oplate koja omogućuje izvedbu više odsječaka tjedno - manja količina sidara i zatega od one kod konzolne gradnje, odnosno njihova kraća upotreba. Nedostaci su u: - ograničenom rasponu (do 200 m) radi ograničenja visine polovica koje se uspravno izvode, - ograničenje spljoštenosti na približno f/L = 1/5 zbog velikih deformacija - dodatni troškovi za privremeni zglob. Slika 304
25.4.3. Poprečno zaokretanje i translatiranje Gredni pa i ovješeni mostovi mogu se graditi i tako da se polovice rasponskoga sklopa grade na obali okomito na konačnu os mosta pa se po dovršetku zarotiraju, najčešće oslonjeni na plovila, za 90°, kako bi se spojili u sredini raspona. Pogodnost je tog postupka što se na obalama, kad za to ima dosta raspoloživog prostora, može organizirati izvedba na jednostavnoj fiksnoj skeli i ostvariti puna monolitna izvedba. Na taj se način uopće ne zadire u plovidbeni prostor. 25.5. GRAĐENJE DONJEG USTROJA Raznolikost građenja donjeg ustroja proizlazi iz različitosti terenskih uvjeta jer samo u posebnim okolnostima i unutar istoga mosta ti su dijelovi međusobno jednaki. Složenost i poteškoće mogu proizlaziti iz okolnosti teške dostupnosti (kanjoni, padine, provalije) te temeljenja i rada pod vodom itd. Podvodno je temeljenje predstavljala veliki, možda najveći problem. Suvremena pilotiranja, radovi u bunarima, kesonima, pa i mogućnosti podvodnih betoniranja olakšavaju te probleme. I drugu je skupinu problema koji proizlaze iz pomaka oslonaca moguće riješiti aktiviranjem preša i sl. 25.5.1. Monolitna izvedba U monolitnoj izvedbi, dakle betoniranjem na mjestu, stupovi i upornjaci mogu biti građeni u potpunoj, prijenosnoj ili kliznoj oplati. Moguće su i različite kombinacije, pa čak i one s djelomično montažnom gradnjom. 1. Rad u potpunoj oplati - Dijelovi donjeg ustroja manje visine, a to su najčešće svi dijelovi upornjaka te stupovi mostova kojih je niveleta nisko nad terenom, izvode se u potpunoj oplati. Takva oplata može biti drvena ili metalna. 2. Rad u prijenosnoj (sektorskoj) oplati - Stupovi većih visina mogu se betonirati u prijenosnoj ili sektorskoj oplati. Izvode se u odsječcima visine 3-5 m. Bit postupka jest u tome da se oplata pridržava za prije izvedeni dio, da se u njoj odjednom izbetonira čitav odsječak, pa kad on stvrdne, oplatu premještamo u novi položaj. Uobičajene su mogućnosti svakodnevne izvedbe po jednog sektora.
59
3. Rad u kliznoj oplati - Klizna se oplata stalno pokreće duž stupa određenom brzinom, pa se betoniranje odvija bez prekida. Visina oplate obično je 1-1,5 m, a brzina podizanja jest 3-5 m/24 h. Zbog načina rada oplata mora biti glatka, a u načelu se sastoji od cijevi i hidrauličnih uređaja za dizanje, metalnih jarmova, glatke oplate, radne platforme za armiranje i betoniranje. 25.5.2. Montažna izvedba Dijelovi donjeg ustroja rade se i u montažnoj izvedbi. To je osobito prikladno i primjenjivo za elemente manjih visina i u višekratnom opetovanju. Dimenzije tih dijelova prilagođuju se mogućnostima dizala i prenosila, a spojevi kod uglavnom tlačno opterećenih dijelova donjeg ustroja predstavljaju manji problem od istih u gornjem ustroju. 26. MOSTOVI RIMSKOGA CARSTVA Rimljanin su gradili mostove iz potrebe da osvoje, ovladaju, vladaju, iskoriste, ali i iz želje da izrazima svojih gradnji pokažu vlastitu moć. Stoga su rimski mostovi nevjerojatno praktični, fascinantno precizni, veličanstveno monumentalni i trajni. Rimljani su u gradnji koristili različite materijale: kamen, drvo, opeku, beton. Građenje kamenom - upute za pripremu gradnje koju opisuje Vitruvije: Izlomljeni kamen prije upotrebe treba ostaviti izložen atmosferilijama, temperaturnim promjenama itd. barem dvije godine, pa tek tada one kamenove koji ne budu oštećeni upotrijebiti za lukove, stupove, zidove i druge nosive i vidljive strukture, a ono što ne izdrži test prirode, za različite kamene nabačaje. 1. MOSTOVI GRADA RIMA Najstariji među njima bili su drveni. Za njih vrijedi opća naznaka da su tijekom povijesti više puta obnavljani, popravljani, dograđivani, rušeni pa iznova građeni u istom ili potpuno drukčijem obliku i gradivu. Pons sublicius - Najstariji most u Rimu preko Tibera (621. g. pr.n.e.) Ponte Rotto (179. g. pr.n.e.), vjerojatno prvi kameni lučni most preko Tibera. Osobito je zanimljiv po brojnim dekorativnim elementima kojima je graditelj nastojao ostvariti dodatne utiske monumentalnosti. Arhivoltom je naglašen i od čeonog zida odvojen segmentni luk, a korintskim stupovima upotpunjena vizura stupova i ograde. Ponte Molle (110. g. pr.n.e.) sa 7 polukružnih svođenih otvora raspona između 15 i 24 m izveden je s vrlo brižno odabranom i pomno izvedenom ornamentikom. Imperator August, na kolniku ovoga mosta dao je izgraditi sebi u čast dekorativne lukove. Pons Fabricius (62. g. pr.n.e.), danas je najbolje sačuvani most Rima. Riječ je o monumentalnoj kamenoj strukturi s dva svođena otvora po 24,5 m. Pons Aelius (136. g. n.e.), Ovaj je most dobro sačuvan. Tri svoda raspona 18 m su izvorna, koliko ih je i imao u početku, a kasnije su prilikom regulacije rijeke dodana još dva. Pons Sisti (370. g.) s četiri polukružna kamena svoda, zanimljiv je po natpisu kojim se moli prolaznika da se pomoli za utemeljitelja mosta. 2. DRVENI MOSTOVI DILJEM RIMSKOGA CARSTVA Cezarovi mostovi na Rajni (100. do 44. g. pr.n.e.). Trajanov most na Dunavu koji je 103. do 105. g. sagradio veliki graditelj Apollodoros od Damaska u području Željeznih vrata odnosno Đerdapske klisure. Most je imao 20 stupova građenih vjerojatno pomoću drvenih sanduka spuštanih u vodu i zatrpavanih kamenom, na kojim su temeljima onda kamenom i rimskom opekom zidani stupovi. Između njih je građena drvena, lučna, rešetkasta rasponska konstrukcija otvora 35 do 38 metara. 3. PRIMJERI KAMENIH MOSTOVA DILJEM CARSTVA Ponte Augusto (20. g. pr.n.e.) blizu Riminija s pet skladnih, polukružnih svodova - najljepši rimski most Most Martorella u Španjolskoj (217. g.) Most Alcantara preko rijeke Tagus u Španjolskoj. Sagrađen je s niveletom 54 m visoko iznad vodotoka i dna kanjona (98. do 106. g.) sa šest velikih polukružnih kamenih svodova raspona do 36 m nad visokim masivnim stupovima i slavolukom na sredim mosta. Salamanca na Tormesu u Španjolskoj s 27 otvora, sagrađen 98. g. Merida na Albergosu u Španjolskoj sa 6 otvora, Cordoba na Guadalquivir-u u Španjolskoj sa 16 otvora Mogontiacum (Mainz) preko Rajne s 26 otvora, sagrađen oko 80 g. Flavien blizu Marseillesa u Francuskoj sagrađen u 3. st. s jednim velikim i skladnim lukom.
60
4. AKVEDUKTI Pont du Gard, akvedukt grada Nimesa, (63. i 12. g. pr.n.e.) preko duboke uvale rijeke Gard u južnoj Francuskoj u sklopu vodovoda dugog ukupno 40 km. Zbog prilično široke i duboke uvale trebalo je sagraditi most ukupne dužine 275 m, a maksimalne visine 49 m - Trokatnu strukturu sa šest polukružnih otvora na donjemu katu, deset isto takvih na srednjemu, a 35 znatno manjih na gornjemu. Akvedukt kod Segovije u prosjeku 30 m iznad široke doline. 5. ZAJEDNIČKA OBILJEŽJA MOSTOVA RIMSKOGA CARSTVA - polukružni svodovi - otvori do 25 m (najviše 36 m) - pete svodova pri tlu ili nad četvrtinama polukruga - niveleta mostova približno vodoravna - otvori mostova jednaki ili malo različiti - redovito su dispozicije simetrične (opće nastojanje) - stupovi kratki, bez vrha u smjeru vode (tupi), debeli od trećine do pola otvora - omiljeni štedni otvori nad stupovima - osim od prirodnog kamena svodovi od opeke, a zidovi i od betona - sljubnice u svodovima točno radijalne - zidanje u suho ili s vapnenim mortom - lica čeonih zidova vertikalna - obrada vidljivih ploha ravna, bez utora - oblikovni detalji brojni (arhivolte, vijenci, reljefi, stupovi, slavoluci itd.).
61
