Rebrasti gredni mostovi

Rebrasti gredni mostovi

Građevinski fakultet Sveu čilišta u Zagrebu predmet: MASIVNI MOSTOVI Skripte uz predavanja

3. REBRASTI GREDNI MOSTOVI

SADRŽAJ: 3.

REBRASTI GREDNI MOSTOVI ................................................... .............................................................................................................. ........................................................... ... 0 3.1. 3.2.

OPĆENITO .................................................................................................................................................1 PRORAČUN PLOČE KOLNIKA U POPRE Č NOM SMJERU .................................................................................3

Prorač un un reznih sila .......................................................... .............................................................. ... 3 Prorač un un popreč nih nih sila .............................................................. ....................................................... 6 Popreč no no prednaprezanje ploč e kolnika................. ..................................................................... ....... 6 3.3. PRORAČUN GLAVNIH NOSA ČA U UZDUŽNOM SMJERU ...............................................................................7 EBRASTI GREDNI MOSTOVI S JEDNIM GLAVNIM NOSA ČEM ....................................................................11 3.4. R EBRASTI EBRASTI GREDNI MOSTOVI S DVA I VIŠE GLAVNIH NOSA ČA ..................................................................12 3.5. R EBRASTI 3.6. ARMATURA REBRASTIH GREDNIH MOSTOVA ..........................................................................................18 3.6.1. Ploč a kolnika ......................................................... ................................................................ ........... 18 3.6.2. Glavni nosač i .................................................... ........................................................... ..................... 19 3.6.3. Popreč ni ni nosač i .......................................................... ........................................................... ........... 20 3.7. PREDNAPREZANJE REBRASTIH GREDNIH MOSTOVA ................................................................................21 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3.

Zagreb, veljača 2002.

0


3.1. Općenito Pri rasponima grednih mostova srednjih raspona od 15 do 40 m u nas se najviše primjenjuju polumontažni rebrasti sklopovi. Izrađuju se naj češće sprezanjem montažnih prostih greda s naknadno betoniranom kolni čkom pločom. S ekonomskog gledišta spadaju u najracionalniji oblik poprečnog presjeka ravnih mostova, posebno za preuzimanje pozitivnih momenata savijanja. Izvode se monolitno, polumontažno ili montažno. Izrada u montažnoj izvedbi nije se u praksi održala posebno zbog sve izraženije agresivnosti okoline (problem radnih reški). Nosivost u uzdužnom smjeru osiguravaju glavni nosa či - rebra, povezani kolni čkom pločom koja osigurava nosivost u popre čnom smjeru i preraspodjelu optere ćenja. Broj i razmak uzdužnih nosa ča ovisi o širini mosta i na činu izvedbe. Ovisno od visine iznad tla ili vode, montažne grede postavljaju se na stupove autodizalicama, plovnim dizalicama ili navla čnim rešetkama. Da bi takva izvedba bila što trajnija potrebno je:  upotrijebiti što manje prijelaznih naprava,  upotrijebiti što manje ležaja,  konstrukciju u činiti što manje osjetljivom na djelovanje soli,  postići jednaku nosivost kao kod mostova betoniranih na licu mjestu. Pri projektiranju rebrastih grednih mostova treba pripaziti na sljede će: 1. Broj glavnih nosač a Broj glavnih nosa ča kreće

se od 1 do 10 ovisno o širini mosta i na činu izvedbe. Ukoliko se rasponska konstrukcija betonira na skeli (što je rje đi slučaj), primjenjuje se manji broj glavnih nosa ča na razmacima 5 do 8m. Kod montažnih glavnih nosa ča, razmak osi nosa ča kreće se od 2.5 do 3.5m. Vitkosti nosa ča (L/h) za kontinuirani stati čki sustav kre ću se od: 15 – 25 - za prednapeti beton, 10 – 15 - za armirani beton.

Slika 0.1. Popre č ni ni presjek rebrastog grednog mosta - pojmovi i nazivi dijelova mosta. 1


2. Broj popreč nih nosač a

Na svim osloncima rasponske konstrukcije (upornjaci i stupovi), potrebno je izvesti popre čni nosač. Poprečni nosač ima dvije važne uloge: • torzijski ukrućuje glavne nosa če i • zajedno sa stupovima čini okvir za prijenos horizontalnih sila potresa i vjetra. Poprečni nosač se može izbje ći, no u tom slu čaju glavni nosa či moraju biti upeti u stupove. Radi bolje raspodjele tereta može se izvesti jedan popre čni nosač u polovici raspona. Zbog složenosti izvedbe popre čni nosači u polju se rijetko izvode te se roštiljno djelovanje ostvaruje samo krutošću na savijanje kolni čke ploče.

Slika 0.2. Primjeri rasporeda popre č nih nosač a kod rebrastih mostova. 3. Debljina rebara glavnih nosa č a

Radi smještaja kabela ili glavne armature kod ve ćeg razmaka glavnih nosa ča potrebno je izvesti deblja rebra. Kod manjeg razmaka glavnih nosa ča rebra su tanja i često imaju ojačan donji pojas. Debljina rebra ima utjecaj i na torzijsku krutost glavnih nosa ča koja odre đuje stupanj upetosti kolni čke ploče.

Slika 0.3. Debljina rebra ovisi o konstruktivnim potrebama.

Kolnička ploča ima višestruku namjenu: • prenosi prometno opterećenje na grede, i razdjeljuje teške pojedina čne terete na sve grede. • djeluje kao gornji pojas grede • djeluje kao plošni nosa č disk za sve horizontalne sile • pomiče težište popre čnog presjeka prema gore iznad h/2 Iz tog razloga u donjem pojasu glavnog nosa ča nastaju deformacije i naponi koji su mnogo ve ći nego u gornjem pojasu. Kod negativnih momenata savijanja, iznad stupova kontinuiranih nosača dolazi do pove ćanja tlačnih napona iznad dopuštene granice. U tom slu čaju potrebno je podebljati rebro ili izvesti tla čnu ploču na donjem pojasu nosa ča u područ ju ležaja. Neovisno o obliku popre čnog presjeka razlikujemo dva globalna stati čka proračuna: • proračun u popre čnom smjeru i • proračun u uzdužnom smjeru. 2


3.2.

Proračun ploče kolnika u poprečnom smjeru

3.2.1. Prora č un reznih sila

Momenti savijanja m x,my i mxy, kao i popre čne sile, odre đuju se pomo ću utjecajnih ploha (Homberg, Rüsch), a koje su izra čunate na osnovi teorije plo ča. Ove utjecajne plohe izra đene su za dva grani čna slučaja oslanjanja: • za ploče slobodno oslonjene na rubovima i • za ploče potpuno upete u rebra glavnih nosa ča

Slika 0.4. Utjecajna ploha za moment u polju m x. Ploč a slobodno oslonjena na dva ruba.

Slika 0.5. Utjecajna ploha za moment u polju m y. Ploč a slobodno oslonjena na dva ruba.

Slika 0.6. Utjecajna ploha za moment na ležaju m x. Ploč a upeta na dva ruba.

3


Slika 0.7. Rubni uvjeti plo č e kolnika.

Stvarni stupanj upetosti potrebno je odrediti na osnovi torzijske krutosti glavnih nosa ča. Računske momente pri tom je potrebno interpolirati izme đu ovih grani čnih vrijednosti. Plo ča je po dužini oslonjena na glavne nosa če, a na osloncima i na popre čne nosa če. Stupanj upetosti u rebra glavnih nosa ča ovisi o odnosu torzijske krutosti rebra naprema krutosti na savijanje plo če. Stupnjem upetosti α označava se odnos izme đu stvarnog momenta i momenta pune upetosti: 1 (3.1) α= 0.62 ⋅ L2 I pl 1+ ⋅ b IT gdje je: I pl - moment tromosti ploče [m4/m] L - razmak poprečnih nosača IT - torzijski moment rebra [m4] b - razmak glavnih nosa ča Stupanj upetosti raste postavljanjem popre čnih nosača u polju. Na cijeloj dužini nosa ča može se računati s potpunom upetosti na ležaju ako se tako odre đeni momenti u polju pove ćaju za oko 10%. Grani čne vrijednosti momenata plo če oslonjene na 3 strane mogu se odrediti izravno iz tablica, jer je ovdje posve ispunjen uvjet potpune upetosti α=1.

Slika 0.8. Uklještenje plo č e kolnika u glavne nosa č e. Gore potpuno uklještenje. Dolje torziono zakretanje glavnih nosa č a. 4


Jednostrano nesimetri čno opterećenje izaziva razli čite progibe glavnih nosa ča zbog kojih u ploči kolnika nastaju dodatni popre čni momenti savijanja. Ti momenti rastu smanjivanjem razmaka glavnih nosa ča i njihove krutosti na savijanje. Pri tom je potrebno obratiti pažnju na pozitivne momente savijanja u ploči iznad hrptova, gdje pod utjecajem tereta ina če nastaju negativni momenti savijanja.

Slika 0.9. Momenti savijanja u plo č i uslijed razli č itih progiba glavnih nosa č a.

Torziju glavnih nosa ča uslijed djelovanja vlastite težine nastoji se eliminirati izvedbom konstantnog razmaka glavnih nosa ča (b) i konzolom plo če kolnika duljine (0.3b). Momenti upetosti lijevo i desno od glavnog nosa ča na taj na čin se izjedna čavaju, pa se torzija javlja samo uslijed djelovanja pokretnog tereta.

Slika 0.10. Dijagram momenata savijanja u plo č i od vlastite težine.

Kod duljih konzola plo če kolnika, radi smanjenja progiba i opasnosti od vibracija potrebno je predvidjeti popre čni nosač za ukrućenje.

Slika 0.11. Konzolna plo č a veće duljine.

Slika 0.12. Pojednostavljeni rubni uvjeti plo č e kolnika.

5


3.2.2. Prora č un popre č nih sila

Pri određivanju vrijednosti popre čnih sila od pojedina čnih koncentriranih tereta (kota č vozila), može se ra čunati sa širinom rasprostiranja pod kutom od 45 ° u tlocrtu. Optere ćenja koja su od ruba rebra udaljena za manje od 1.2h ne izazivaju nikakve glavne kose vla čne napone, nego se poput kratke konzole, putem tlačne dijagonale predaju izravno na ležaj. Horizontalna vla čna komponenta pritom je prihva ćena gornjom armaturom plo če. U pravilu, u kolni čkim pločama nikad nije potrebna posmi čna armatura.

Slika 0.13. Lijevo - širine rasprostiranja od pojedina č nih tereta Desno - pojedina č ni tereti na dužini manjoj od 1.2h. 3.2.3. Popre č no prednaprezanje plo č e kolnika

Kolničke ploče trebalo bi popre čno prednapinjati ako je širina mosta ve ća od 10m i kod ve ćih razmaka glavnih nosa ča. Uz osnovna optere ćenja (stalno i prometno) u plo či djeluju i opterećenja od temperature te puzanja i skupljanja betona, a koja mogu dovesti do pojave pukotina. Iz tog razloga poželjno je lagano popre čno prednaprezanje. Da bi smanjili progibe ploče, pojavu pukotina ve ćih od dopuštenih i smanjili promjenu napona u čeliku, stupanj prednaprezanja treba odabrati tako da pri optere ćenju g+0.3q u plo či nema vlačnih napona u poprečnom smjeru.

Slika 0.14. Vođ enje kabela u prednapetoj plo č i preko više polja

6


Slika 0.15. Sidrenje kabela kod konzola ve ćih dužina

Slika 0.16. Popre č ni kabeli u plo č i kolnika vode se iznad uzdužnih kabela glavnog nosa č a

3.3.

Proračun glavnih nosača u uzdužnom smjeru

Dijelovi glavnih nosa ča: • gornji pojas (kolni čka ploča sudjelujuće širine) • rebro (hrbat, konstantne ili promjenjive debljine) • donji pojas (ukoliko nije izražen - kao dio rebra visine 0.2h) 

Gornji pojas

Gornji pojas kao plo ča kolnika napregnut je na savijanje u dva me đusobno okomita smjera. Trajektorije tlačnih napona pri ležaju mijenjaju smjer i nagnute su prema rebru. Okomito na trajektorije tlačnih napona djeluju glavni vla čni naponi. U podru č ju negativnih momenata savijanja gornji je pojas koso napregnut na vlak, koji se mora preuzeti uzdužnom i popre čnom armaturom. Pri tom je potrebno provjeriti posmik na spoju plo če i rebra. Model rešetke daje i za gornji pojas glavnog nosa ča ispravne vrijednosti. U tla čnom pojasu tlačni štapovi, dijagonale su nagnute pod kutom 30 °, dok su u vla čnom pojasu tlačni štapovi nagnuti pod kutom 45 °. Ako je jedan glavni nosa č jače opterećen nego drugi, gornji je pojas osim toga napregnut na posmik, jer će se jače opterećen pojas skratiti više od manje optere ćenog. Gornji pojas glavnih nosa ča dio je plo če kolnika koja ima zada ću da kao disk preuzima horizontalne sile u svojoj ravnini (vjetar i potres). Naponi u ploči za svako od ova četiri djelovanja promatraju se uvijek odvojeno. Armaturu za savijanje u popre čnom smjeru i za posmik u istom smjeru potrebno je zbrojiti ako su slu čajevi opterećenja isti.

7


Slika 0.17. Modeli rešetke prema Bachmannu daju to č niju raspodjelu popre č ne armature

Slika 0.18. Trajektorije glavnih napona u plo č i kolnika pri jednolikom optere ćenju 8


Rebro (hrbat) Glavna je zada ća 

rebra da preuzme posmi čne sile između dvaju pojasa. U rebru se pojavljuju glavni naponi koji proizlaze od djelovanja momenata savijanja i popre čnih sila u uzdužnom smjeru te popre čni momenti savijanja od upetosti plo če u rebro. Ukoliko je na donjoj strani rebra obješen široki pojas ili konzolne plo če pješačkih staza, rebro je još dodatno napregnuto na vlak u vertikalnom smjeru. Stoga svi dijelovi konstrukcije koji leže ispod težišne linije rebra skupa s optere ćenjem koje na nju djeluju moraju biti obješeni za tla čni pojas. Kao i kod proračuna gornjeg pojasa sva četiri navedena slu čaja naprezanja rebra zbrajaju se i zahtijevaju odvojen prora čun i dimenzioniranje.

Slika 0.19. Momenti savijanja u popre č nom presjeku pri sprije č enom zaokretanju gl. nosa č a 

Donji pojas

U donjem pojasu pojavljuju se samo vla čne i tlačne sile. U blizini srednjih ležaja kontinuiranih nosača, zbog prekora čenja tlačne čvrstoće betona, donji pojas se može proširiti u obliku tla čne ploče koja se pruža od rebra do rebra. Rasprostiranje tla čne sile u donjem pojasu može se uzeti pod kutom od 35 ° prema rebru. Momentni dijagram od vlastite težine na cijelom sustavu vremenski je promjenjiv, za razliku od ostalih opterećenja (dodatno stalno i pokretno) koje djeluju na kona čnom kontinuiranom sustavu. Deformacije koje nastaju od puzanja i skupljanja betona, u stati čki neodređenim AB konstrukcijama izazvat će promjenu reznih sila i reakcija. Kod stati čki određenih AB konstrukcija reološka svojstva betona, zanimljiva su samo u grani čnim stanjima uporabljivosti. Ukupna deformacija nekog AB elementa sastoji se od tri dijela: - elastične deformacije ε c,el , - deformacije puzanja ε cc ( t ) i - deformacije skupljanja ε cs ( t )

σ(t ) t ϕ n ∂σ ε c (t ) = ε c,el + ε cc (t ) + ε cs (t ) = (3.2) + ⋅ ⋅ ϕ(t, t 0 ) ⋅ dτ + ε cs (t ) E c to∫ E c, 28 ∂τ Diferencira li se taj izraz po vremenu dobivamo Dischingerovu diferencijalnu jednadžbu, tj. jednadžbu kontinuiteta u nekom vremenskom intervalu “dt”. dεc ( t ) 1 dσc ( t ) σc ( t ) dϕ dεcs ( t ) = ⋅ + ⋅ + (3.3) dt Ec dt E c dt dt Prilikom rješavanja ovakvih zadataka najbolji rezultati postižu se upotrebom algebarskog izraza po Trostu ili upotrebom odnosa izme đu sile i pomaka po modificiranoj teoriji starenja. 9


Algebarski izraz za odnos izme đu napona i deformacije po H. Trostu glasi: E c ⋅ ε c (t ) = σ c (t 0 ) ⋅ (1 + ϕ(t, t 0 )) + (σ c (t ) − σ c ( t 0 ))(1 + χ ⋅ ϕ(t, t 0 )) + ε cs (t ) ⋅ E c (3.4) Problem će se riješiti metodom sila, uz upotrebu algebarskog izraza za odnos izme đu sile i pomaka po Trostu. Uzet će se da su grede jednakog raspona i krutosti. Nepoznata sila X1 (t ) sastoji se od elastičnog dijela X 1,el , koji će se odrediti za po četni uvjet t=t1 i plastičnog dijela ∆X1 ( t ) , vremenski promjenjivog, a koji nastaje zbog puzanja betona: X 1 (t ) = X 1,el + ∆X 1 (t ) (3.5) Na sljede ćem primjeru prikazat će se primjena jednadžbe (3.4).

Slika 0.20. Promjena momentnog dijagrama u vremenu.

Grede G1 i G 2 u ovom primjeru su montažne grede razli čite starosti. U trenutku t = t 1 grede se ponašaju kao dvije proste grede (moment na ležaju je jednak nuli). Nakon uspostavljanja kontinuiteta, vremenom se moment na ležaju pove ćava i asimptotski se približava onom na kontinuiranom sustavu. Jednadžba kompatibilnosti u op ćem obliku glasi: δ1vG1 ⋅ϕ1 + δ1vG 2 ⋅ϕ2 + X1,el ⋅ δ11G1 ⋅ (1 + ϕ1 ) + δ11G 2 ⋅ (1 + ϕ2 )  +

∆X ( t ) ⋅ δ11G1 ⋅ (1 + χ1 ⋅ϕ1 ) + δ11G 2 ⋅ (1 + χ 2 ⋅ϕ2 )  = 0 X1,el = 0

Nepoznata sila ∆ X1 ( t )

(3.6) (3.7)

iznosi:

δ1vG1 ⋅ϕ1 + δ1vG 2 ⋅ϕ2 ∆X ( t ) = − G1 δ11 ⋅ (1 + χ1 ⋅ϕ1 ) + δ11G 2 ⋅ (1 + χ2 ⋅ ϕ2 ) ( δ1vG1 + δ1vG 2 ) ⋅ϕ ∆X ( t ) = − G1 G 2 ( δ11 + δ11 ) ⋅ (1 + χ ⋅ϕ )

(3.8) (3.9)

10


∆X ( t ) = X1,kont ⋅

ϕ (1 + χ ⋅ ϕ )

Moment na ležaju u nekom trenutku vremena: ϕ M ( t ) = M k ⋅ (1 + χ ⋅ ϕ ) Momentni dijagram na gredi u nekom trenutku vremena: ϕ M ( t ) = M 0 + ( M k − M0 ) ⋅ (1 + χ ⋅ ϕ )

(3.10)

(3.11)

(3.12)

Slika 0.21. Promjena momentnog dijagrama u vremenu.

U slučaju da su krutosti i površine momentnog dijagrama od jedini čne sile jednake ( δ11G1 = δ 11G 2 ), koeficijent ϕ i ϕ možemo pisati kao aritmeti čku sredinu: ϕ

3.4.

= ϕ =

ϕ1 + ϕ 2

2

(3.13)

Rebrasti gredni mostovi s jednim glavnim nosačem

Ovakav oblik popre čnog presjeka prikladan je jedino za pješa čke mostove i mostove na poljskim putevima širine do 7m. Rebro glavnog nosa ča mora biti ve će debljine da bi moglo preuzeti momente torzije koji ovdje spadaju u glavne sile. Moment torzije na ležaju preuzimaju se dvostrukim ležajima smještenim na što ve ćem međusobnom razmaku. U tu svrhu na svim ležajima potrebno je izvesti popre čne nosa če.

Slika 0.22. Preuzimanje momenta torzije kod grednih mostova s jednim glavnim nosa č em. 11


3.5.

Rebrasti gredni mostovi s dva i više glavnih nosača

Glavni nosa či izvode se kao proste ili kao kontinuirane grede. Pri odre đivanju sila u presjecima glavnih nosa ča mora se uzeti u obzir popre čna raspodjela (g i q) optere ćenja. Ukoliko pri modeliranju promatramo samo jedan od glavnih nosa ča potrebno je odrediti raspodjelu osnovnih optere ćenja. Postupak se provodi pomo ću linija poprečne raspodjele. Svaki od nosa ča ima druga čiju liniju poprečne raspodjele. Utjecajna linija popre čne raspodjele je zakrivljena i ima oblik deformacijske linije popre čnog presjeka optere ćenog jediničnim opterećenjem kad jedini čna sila stoji na mjestu glavnog nosa ča koji se promatra.

Proračun poprečne raspodjele po Courbonu U slučaju kad je odnos raspona “L” i razmaka rubnih nosa ča “b”, L/b ≥2 može se uzeti da je poprečni nosač apsolutno krut i da se deformira po pravcu, pa se optere ćenje koje otpada na pojedine glavne nosa če može odrediti analogno naprezanju ravnog presjeka, uzdužnom silom i momentom savijanja prema izrazu: F M ⋅ξ (3.14) σ= ± A I gdje je: Ii - moment tromosti nosača Si - opterećenje koje otpada na pojedini nosa č

Slika 0.23. Metoda ekscentri č nog pritiska

Ovakav postupak prora čuna roštilja se često naziva i metodom ekscentri čnog pritiska. Kad se uvrsti da je 2 n ai  a S i  , A = ∑ I i , I = 2∑ Ii   , M = F ⋅ x i ξ = i (3.15) σ = 2 I i 2 i =1 jednadžbu (3.14) možemo napisati: Si F F⋅ x ai = ± 2 ⋅ I i ∑ Ii 2 a 2∑ Ii  i  2  Ii Ii ⋅ a i ⋅ x  Si = F  ±  I I a ⋅ ∑ ∑ i i i   Za F=1 i Ii =const, dobiju se ordinate utjecajne linije:  1 a ⋅x  ηi = 1⋅  ± i i   n ∑ ai 

(3.16)

(3.17)

(3.18)

gdje je n=broj glavnih nosa ča. 12


Slika 0.24. Primjeri linija popre č ne raspodjele pri razli č itim torzijskim krutostima.

Slika 0.25. Utjecajne linije popre č ne raspodjele s 4 glavna nosa č a.

Rebrasti gredni mostovi najprikladniji su za montažni na čin gradnje. Takvi mostovi se naj češće izvode od više istih predgotovljenih nosa ča koji se polažu jedan do drugoga s priljubljenim gornjim pojasnicama. U tom slu čaju nije potrebna dodatna oprema za betoniranje kolni čke ploče. Betoniranjem kolni čke ploče na licu mjesta pojedini elementi povezuju se u jednu monolitnu nosivu konstrukciju. Na taj na čin ostvaruje se na neki na čin tzv. “roštiljno djelovanje” i bez izvedbe popre čnog nosača u polju. Pri prora čunu treba obuhvatiti sva stanja kroz koju je konstrukcija prošla tijekom izvedbe. U popreč nom presjeku postoji nekoliko mogu ć nosti za obrazovanje plo č e kolnika:

1. Nosač i sa širokim gornjim pojasima i s uskom reškom betoniranom na mjestu gradnje. Poprečna armatura nastavlja se na prijeklop u obliku petlje, a plo ča kolnika prednapinje se u poprečnom smjeru. Širine gornje pojasnice montažnih nosa ča ograničena je širinama elemenata u cestovnom prijevozu i pri montaži. Glavni nedostatak ovako obrazovane plohe kolnika je neravnost gornje plohe, jer se uslijed razli čite starosti i drugih mogu ćih utjecaja, svi elementi ne deformiraju jednako. Osim toga potrebna je velika to čnost izrade, budu ći da se na gornju plohu pojasa nosa ča izravno postavlja cestovni zastor s izolacijom.

13


Slika 0.26. Nosa č i sa širokim gornjim pojasima i s uskom reškom betoniranom na mjestu gradnje.

2. Nosač i s uskim gornjim pojasima i s montažnom plo č om kolnika. Prednost je u brzini izvedbe rasponske konstrukcije. Jedino se popre čni nosači betoniraju na mjestu gradnje, jer se na mjestima popre čnih nosača izvode ujedno i popre čni spojevi plo če kolnika. U poprečnom presjeku s tri glavna nosa ča uzdužni se spoj kolni čke ploče izvodi iznad srednjeg nosa ča. Iznad rubnih nosa ča u ploči se na odre đenim mjestima ostavljaju otvori u koje ulazi armatura za vezu pojasa glavnih nosa ča i montažnih plo ča. Nakon postavljanja ploča ovi se otvori zabetoniraju i na taj na čin se formiraju moždanici koji osiguravaju djelovanje T-presjeka. Plo ča kolnika armira se obi čnom armaturom. Glavni nedostatak ovakve konstrukcije je velika neravnost plohe kolni čke ploče, do koje dolazi uslijed netočnosti izvedbe i nosa ča i ploča, te od deformacija uslijed puzanja.

Slika 0.27. Popre č ni presjek konstrukcije kolnika mosta kopno-otok Krk. Montažni nosač i i plo č a kolnika

3. Nosač i s uskim gornjim pojasima i sa širokom trakom izme đ u, betoniranom na mjestu gradnje. Prednosti su ovog popre čnog presjeka konstrukcije da razmak izme đu nosa ča može biti veći i da im je težina manja, jer je bitno proširena traka koja se betonira na mjestu gradnje. Pogreške u izvedbi kao i izobli čenja uslijed puzanja montažnih elemenata i ovdje se odražavaju na plo či kolnika ali u znatno manjoj mjeri.

Slika 0.28. Nosa č i s uskim gornjim pojasima i sa širokom trakom izme đ u, betoniranom na mjestu gradnje. 14


4. Nosač i s uskim gornjim pojasima i s plo č om kolnika povrh, betoniranom na mjestu gradnje. Polumontažni na čin gradnje s ovako koncipiranom rebrastom konstrukcijom danas je najčešće primijenjen u gra đenju mostova raspona 30-50 m. Težina montažnih nosa ča kreće se i do 2000 kN. Plo ča kolnika, debljine najmanje 20 cm, obi čno se armira mekom armaturom, a može se izvesti i kao prednapeta. Betoniranjem plo če na mjestu gradnje lako se ispravljaju pogreške u geometriji montažnih glavnih nosa ča, koje mogu nastati zbog grešaka u izvedbi, ili uslijed puzanja betona do trenutka montiranja nosa ča (negativni progibi). Oplata ploče betonirane na mjestu gradnje može biti klasi čna, ili se može izraditi od gotovih tankih elementa OMNIA-plo ča. Ako se umjesto drvene oplate izra đuju montažne tanke plo če, tada je racionalno da se u njih odmah smjesti sva armatura koja je potrebna za preuzimanje ukupnih pozitivnih momenata u ploči od djelovanja stalnog i prometnog opterećenja. Kad se umjesto klasi čne izrađuje oplata od betonskih plo ča, tada treba predvidjeti izvedbu rasponske konstrukcije bez popre čnih nosača. Ovakvi popre čni presjeci konstrukcije mosta zahtijevaju nešto jače glavne nosa če, ali je izvedba mnogo jednostavnija, pa se u ukupnim troškovima ovakva rješenja mogu pokazati ekonomi čnija.

Slika 0.29. Nosa č i s uskim gornjim pojasima i s plo č om kolnika povrh, betoniranom na mjestu gradnje. Klasi č na oplata.

Slika 0.30. Nosa č i s uskim gornjim pojasima i s plo č om kolnika povrh, betoniranom na mjestu gradnje. Oplata od gotovih OMNIA plo č a.

5. Nosač i s priljubljenim gornjim pojasima i s plo č ama kolnika povrh, betoniranom na mjestu gradnje. Ovakvi popre čni presjeci konstrukcije mosta ne zahtijevaju niti upotrebu oplate za plo ču kolnika, a nije potrebno izvesti ni popre čne nosače. Za tipizaciju i racionalizaciju grednih mostova raspona do 40 m, to su najprikladniji oblici popre čnog presjeka montažnih rebrastih konstrukcija.

15


Slika 0.31. Popre č ni presjek nadlu č nog sklopa Masleni č og mosta. Nosa č i s priljubljenim gornjim pojasima i s plo č om kolnika betoniranom na mjestu gradnje.

Slika 0.32. Nosa č i s priljubljenim gornjim pojasima i s plo č om kolnika betoniranom na mjestu gradnje.

Kod svih rebrastih konstrukcija s montažnim nosa čima potrebno je pripaziti da tla čni naponi u prednapetom vla čnom pojasu za djelovanje stalnog tereta i prednapinjanja nisu preveliki, jer će se grede izobli čiti prema gore uslijed puzanja. Stoga je za ovakve konstrukcije pogodnije djelomično prednaprezanje. Kod mostova od prednapregnutog betona širina vla čnog pojasa može se odrediti i tako da za optere ćenje g+0.5q ostane rezerva tlaka u prednapetom vla čnom pojasu.

Slika 0.33. Naponi od pozitivnih momenata savijanja.

16


Ovakvi presjeci težište imaju podignuto visoko gore pa mogu samo ograni čeno preuzeti negativne momente savijanja.

Slika 0.34. Naponi od negativnih momenata savijanja.

Kod mostova preko više polja potrebno je ostvariti kontinuitet na ležaju. To se može izvesti na nekoliko načina: 

Uspostavljanjem potpunog kontinuiteta rasponske konstrukcije za optere ćenja (∆g+q). Paralelno s betoniranjem plo če kolnika izvodi se i betoniranje popre čnih nosača na osloncima. Pri tom se ležajni negativni momenti savijanja prihva ćaju ili običnom armaturom ili kabelima.



Uspostavljanjem kontinuiteta rasponske konstrukcije pomo ću armirano betonske elasti čne ploče – “kontinuitetna plo ča”. Proste grede i nakon izvedbe kontinuitetne plo če djeluju kao slobodno oslonjene. Kontinuitetna plo ča je prvenstveno napregnuta od zakretanja glavnih nosača na ležaju.

Slika 0.35. Kontinuiteti na osloncima. Lijevo-potpuni kontinuitet. Desno-kontinuitet pomo ću betonske elasti č ne ploč e.

Naponi koji se pojavljuju u kontinuitetnoj plo či pojavljuju se uslijed: • dodatnog stalnog optere ćenja, • prometnog optere ćenja, • puzanja i skupljanja betona, • elastičnog otpuštanja neoprenskog ležaja, • diferencijalnog slijeganja stupa i • zakretanja vrha stupa. Pozitivni momenti u polju kontinuitetne plo če pojavljuju se od izravnog optere ćenja (kotač vozila, vl. težina).

17


Slika 0.36. Naponi u kontinuitetnoj plo č i uslijed zakretanja vrha stupa.

Slika 0.37. Razli č ite varijacije oslanjanja greda na stupove.

Slika 0.38. Popre č ni presjeci željezni č kih mostova.

3.6.

Armatura rebrastih grednih mostova

3.6.1. Ploč a kolnika

U područ ju najvećih vlačnih napona glavna armatura ne smije biti na ve ćim razmacima od 15 cm. Dopuštena širina pukotina iznosi 0.2 mm. U tla čnim područ jima razmaci armature mogu iznositi do najviše 30 cm. Najmanji profil šipki armature iznosi φ12. Poprečna armatura u gornjoj zoni plo če mora biti na razmacima manjim od 15 cm zbog spre čavanja i uzdužnih pukotina od skretanja tla čne sile u blizini oslonaca (armatura za spoj plo če i rebra). 18


3.6.2. Glavni nosač i 

Donja armatura

Profili uzdužne armature ne bi smjeli biti ve ći od φ28mm. Sva uzdužna armatura postavljena u donjem pojasu nosa ča na visini 0.2h može se uzeti u obzir pri dokazu grani čnog stanja nosivosti. Minimalna debljina rebra je b w=20 cm. Radi povoljnijeg smještaja donje armature rebro se može pri dnu proširiti u obliku donjeg pojasa. Armatura se u nosa ču smanjuje postupno prema dijagramu vla čnih sila pomaknutog za iznos 0.7d. 

Gornja armatura

Uzdužna armatura raspore đuje se u gornjoj zoni nosa ča na čitavoj sudjelujućoj širini. Debljinu šipaka prema van od rebra treba postupno smanjivati. Ve će profile treba smjestiti u rebro (npr. φ28), a manje profile ( φ16 do φ20) izvan rebra. Prilikom pokrivanja dijagrama vla čnih sila profili smješteni izvan rebara moraju se na svakom kraju izvesti dulji za ∆l=ay, jer se ovi profili priključuju na tlačne članke koji su nagnuti prema rebru pod kutom od 45 °. (Slika 3.39.)

Slika 0.39. Armatura smještena u pojasu sidri se s dodatnom dužinom a y.

Uzdužnu armaturu za torziju u rebru potrebno je razdijeliti ravnomjerno po čitavoj visini rebra, voditi do kraja grede i tamo usidriti. 

Popreč na armatura u rebru Poprečna armatura za preuzimanje popre čne sile i momenta torzije ima oblik vilica koje s donje strane obuhva ćaju uzdužnu armaturu, a s gornje strane su usidrene u plo ču kolnika. Razmak vilica ovisi o ograni čenju širina pukotina od glavnih vla čnih napona. U podru č ju velikih posmi čnih napona vilice treba uzeti na razmacima 10 do 15 cm, a u podru č ju manjih napona od 20 do 30 cm. Profil vilica ne treba birati ve ći od 16mm kod greda visine h<3m, i manji od 20mm kod greda visine h<5m, jer s gornje strane vrlo često nisu na raspolaganju dovoljne dužine sidrenja. Dodatna armatura za preuzimanje upetosti plo če kolnika u rebro može se postaviti u obliku šipki. Ovakva armatura završava se otprilike oko polovice visine nosača

(h/2).

19


Slika 0.40. Armatura rebrastog grednog mosta. Lijevo presjek u polju Desno presjek na ležaju. 3.6.3. Popre č ni nosač i

• Poprečni nosač u polju U istim presjecima popre čnih nosača u polju pojavljuju se momenti savijanja razli čitih predznaka. Horizontalna armatura usidrena je u hrptove glavnih nosa ča. Gornja armatura iznosi oko 1/3 donje armature, jer negativne momente u popre čnom nosaču preuzima prvenstveno poprečna armatura kolni čke ploče. Za preuzimanje posmika promjenjivog predznaka u poprečnom nosaču potrebne su guste vilice. • Poprečni nosači na ležajima Imaju manja posmi čna naprezanja i ne tako guste vilice kao popre čni nosači u polju. Ovdje je važna horizontalna armatura s kojom se prihva ćaju torzijska djelovanja glavnih nosa ča i horizontalne sile od sprije čenih pomaka konstrukcije.

20


Slika 0.41. Armatura popreč nog nosač a u polju i na ležaju.

3.7. Prednaprezanje rebrastih grednih mostova Poželjno je da se veli čina sile po jednom kabelu kre će u granicama od 300 do 600 kN. Kotve takvih kabela nisu prevelike pa ih je lakše smjestiti u rubove kolni čkih ploča uobičajenih debljina.

Slika 0.42. Kabeli u donjem pojasu glavnih nosa č a i oblikovanje vilica.

Veličinu sile prednapinjanja treba odabrati tako da glavni nosa č bude prednapet s najmanje 3 kabela, jer zakazivanje jednog kabela tada još uvijek ne će prouzročiti rušenje. Kabeli se kod prostih greda u L/2 polažu što je mogu će niže, ali treba poštivati pravila o njihovim minimalnim udaljenostima i o zaštitnom sloju betona. Ako se nosa či izrađuju s proširenim donjim pojasom tada se mora voditi ra čuna da kabeli koji se nalaze izvan vilica hrpta ne mogu poviti u hrbat, nego se moraju usidriti u podru č ju donjeg pojasa. Ako se ovi kabeli žele voditi prema gore tada 21


se u podru č ju u kojem se kabeli povijaju popre čno vilice moraju oblikovati prema slici 3.42 (Skuka na svakoj vilici). Postotak uzdužne armature vla čnog pojasa u srednjoj tre ćini raspona nosa ča mora iznositi 0.6% - potpuno prednaprezanje 0.9% - ograni čeno prednaprezanje Radi uvođenja u nosa č sile i ležajne reakcije kraj grede mora se produžiti preko osi ležaja najmanje za h/3 ili 60 cm (Slika 3.43.).

Slika 0.43. Vo đ enje kabela u glavnom nosa č u. Usidrenje na krajevima grede.

Kod prostih greda kabeli se mogu predvidjeti s naizmjeni čno postavljenim pokretnim i nepokretnim kotvama. Svi kabeli moraju se u čvrstiti posebno oblikovanom armaturom da prilikom betoniranja i vibriranja zadrže projektirani položaj. Na mjestima uvođenja sila prednaprezanja krajevi greda moraju se armirati na osnovi sila cijepanja i skretnih sila. Vla čni pojas napregnut visokim tla čnim naponima u stanju prednaprezanja mora se obuhvatiti dodatnim vilicama ili S-kukama povrh kabela kako bi se spriječilo uzdužno cijepanje pojasa.

Slika 0.44. Prednaprezanje kontinuiranih nosa č a iznad srednjih oslonaca. Paziti na pomak dijagrama vla č nih sila.

Slika 0.45. Vođ enje kabela iznad srednjih oslonaca. 22

Rebrasti gredni mostovi

Recommend Documents