Mostovi-2-Celicne-Ortotropne-Ploce-u-Mostovima.pdf

22.12.2011

GRAĐEVINSKI FAKULTET ZAVOD ZA KONSTRUKCIJE KATEDRA ZA MOSTOVE

Građevinski fakultet u Zagrebu

Mostovi II

Prof.dr.sc. Jure Radić

Nastanak i razvoj

Uskkopojasni glavni nosaači

Okolnosti koje su dovele do izvedbe prve ortotropne ploče na mostu – najveći problem kod mostova do početka 20.st. je bila njihova vlastita težina (do 80% ukupnog opterećenja mosta) jer kolnička ploča nije bila integrirana u glavni nosivi sustav – pojava cestovnih vozila s sve većim osovinskim opterećenjima Europa (Njemačka)

Amerika i Kanada

oko 1930. lagane ćelijaste konstrukcije

1930. Battledeck floor

- gusti roštilji od laganih profila - prevelike deformacije uz neiskorištenost lima - nadvožnjak kod Jungingen-a iz 1934.

- povećanje dozvoljenih naprezanja za 40%! - ograničavajući faktor cijena - primarno za rekonstrukcije

1937. Prva tvornice vagona, strojeva i mostova d.d. iz Slavonskog Broda patentira kolnički ploču izvedenu od niza poprečnih i uzdužnih rebara Građevinski fakultet u Zagrebu

Mostovi II


1

22.12.2011

Europa (Njemačka)

Amerika i Kanada

Nastanak i razvoj

1948. ortotropna prvi puta kao gornji pojas glavnih nosača – Deutzer Brücke preko Rajne kod Kölna

1965. most Port Mann u Coquitlam-u – prvi most s ortotropnom pločom u Kanadi

50-ih godina 20.st obnavljaju se mostovi iz rata – koristi se ortotropna ploča: 1950. most Kurpfalzbrücke 1951. viseći most KölnMülheim 1951. most na autoputu Düsseldorf-Neuss 1957. zavješeni most Theodor-Heuss-Brücke preko Rajne kod Düsseldorf-a 1954. nepravi viseći most Friedrich-Ebert-Brücke – prva upotreba zatvorenog trapeznog rebra 1961. most preko rijeke Fulda u Bergshausen-u – Y rebra - do 1960. izvedeno već oko 40 mostova sa ort.pločom - uštede u čeliku u odnosu na stare mostove su do 35%! Građevinski fakultet u Zagrebu

1967. most St. Louis preko rijeke Mississippi (most Bernard F. Dickman) – prvi most s ortotropnom pločom u Americi

Mostovi II


Pregled suvremenih tipova Elementi ortotropne ploče – Glavni dijelovi ortotropne ploče su lim kolnika, uzdužna rebra i poprečni nosači – Nosač u čijem je sastavu ortotropna ploča može biti otvorenog ili zatvorenog presjeka Rezerve u nosivosti ovog sustava postoje jer: Rezerve u nosivosti ovog sustava postoje jer: – postoji veliki potencijal za preraspodjelu naprezanja uslijed izazvanih deformacija, – su moguća prekoračenja naprezanja u područje plastične deformacije ‐ popuštanje i otkazivanje jednog rebra ne dovodi do otkazivanja čitave konstrukcije jer se opterećenje preraspodjeljuje, – pod povećanim opterećenjem čitava ploča pokazuje membransko djelovanje sa mnogo većom nosivošću od nosivosti na savijanje, – da bi se iskoristile ove rezerve moraju se pretpostaviti deformacije koje nisu dopuštene zbog uvjeta uporabe! asfalt

kolnička ploča

asfalt

kolnička ploča

glavni nosač rebra poprečni nosač


glavni nosač rebra poprečni nosač

Mostovi II


2

22.12.2011

Ortotropne ploče u otvorenim presjecima

Preggled suvremenih tipo ova

• • • •

ortotropna ploča u otvorenom presjeku na punostijenim čeličnim nosačima postoji roštiljno djelovanje u tom slučaju ortotropna ploča se diskretizira u štapne uzdužne elemente roštilja varijacije gdje se ortotropna ploča nalazi u visini gornjeg pojasa, hrpta ili donjeg pojasa uzdužnih nosača


Mostovi II


Ortotropne ploče u otvorenim presjecima


• • • •

ortotropna ploča u otvorenom presjeku na punostijenim čeličnim nosačima postoji roštiljno djelovanje u tom slučaju ortotropna ploča se diskretizira u štapne uzdužne elemente roštilja varijacije gdje se ortotropna ploča nalazi u visini gornjeg pojasa, hrpta ili donjeg pojasa uzdužnih nosača


Mostovi II


3

22.12.2011


Ortotropne ploče u sandučastim presjecima • uobičajeni presjek za ortotropne ploče • naročito primjenjiv za viseće i ovješene mostove zbog velike torzijske krutosti • jednostavna izvedba montažnim postupkom gdje se u radionici izvode segmenti rasponskog sklopa do 12m • oblikovne varijacije sa kosim ili zakrivljenim hrptovima i/ili pojasnicama


Mostovi II


Otvorena rebra

– jednostavna radionička i montažna izvedba – moguća jednostavna varijacija po visini duž mosta – sve površine su podložne pregledu Nedostaci – mala torzijska krutost koja onemogućava dobru raspodjelu opterećenja na susjedna rebra – posljedica ovoga su potrebni mali razmaci između takvih rebara, pa su ove ploče općenito teže – velika količina zavara (otprilike dvostruko veća nego kod ploča sa zatvorenim rebrima) 32

32

120x10 do 260 x 25 32

32

32

200x100x10 120 x 7

180 - 280


Prednosti

32


Mostovi II


4

22.12.2011


Otvorena rebra


Mostovi II


Zatvorena rebra

– – – – –

vrlo povoljna raspodjela koncentriranih opterećenja za izvedbu potrebno je dvostruko manje zavara nego kod ploča sa otvorenim rebrima poprečni nosači mogu biti na većim razmacima pa je izvedba racionalnija manja težina ploče zatvoreni tankostijeni presjeci posjeduju veliku elastičnu stabilnost

Nedostaci – složena izvedba i spajanje na gradilištu, potrebna je velika preciznost – površine unutar zatvorenog rebra nisu dostupne pregledu – varijacije po visini nisu jednostavno izvedive 320

h

300

h 200 225 250 275

a 148 129 109 90

h 275 300 325 350

a 135 120 105 90

s

250-300 0

t=6

69

r=2t

h

300 250-30 00

300

100

a 310

t=6

300 s

8 t=

73

r=90

300

216

280

310

100

300

280


Prednosti

a


Mostovi II


5

22.12.2011


Zatvorena rebra


Mostovi II


– – – – –

oblikovani kao obrnuti T presjeci uobičajeni razmak poprečnih nosača iznosi od 2 do 5 m razmak poprečnih nosača trebao bi biti veći kod širih ploča izrezi za kontinuitet rebra – oslabljenje presjeka – visina izreza manja od 40% visine rebra poprečni nosač se računa prema modelu Vierendeel‐a elementi vierendeel-a

poprečni nosač

glavni nosač

Spoj rebra s poprečnim nosačem

suceoni var

kutni var

b2 b1


kutni var

REBRO POP.

kutni var REBRO

NOSAÈ

– problemi nastanka pukotina u okolini spoja rebra i poprečnog nosača – u slučaju rebra bez koncentracijskih rupa naprezanja u b1 su oko 1,5 do 4 puta veća nego u b2 – poprečni nosači trebali bi što više djelovati kao slobodni oslonci, odnosno rebra svoje savijanje ne bi trebala prenositi u poprečni nosač ne bi trebala prenositi u poprečni nosač POPREÈNI NOSAÈ


Poprečni nosač

Mostovi II


6

22.12.2011

Spoj rebra s poprečnim nosačem

(a)

(b)

HS  nom  nom

r

a Mp

TLAK

VLAK

Dx

Dxy 

Gxy h3 12

Ry  Vy 

M xy x

  Dx (

;

Gxy 

Ex E y Ex  (1  2 xy ) E y

;

Primjena uz zadani uvjet

ploča sa velikom torzijskom krutošću

H 2  Dx Dy

Dx

4w 4w 4w  2 H 2 2  D y 4  p ( x, y ) x 4 x y y

2 w xy

  Dy (

 xy 

E x h3 ; 12(1  x y )

Ex  yx ; Ey

Dodatni uvjeti krutosti na savijanje

poprečna krutost se zanemaruje

Dy 

E y h3 12(1  x y )

2 H  Dx y  Dy x  4 Dxy

Primjena uz dodatan uvjet

3

3w H 3w 2 ) y 3 Dy yx 2

2H

4w 4w  D y 4  p ( x, y ) x 2 y 2 y

Dx  0

armiranobetonska ploča (armatura u x i y smjeru uzrokuje ortotropnost)

w H w 4w 4w 4w ) 2 Dx 4  2 H 2 2  Dy 4  p ( x, y ) x x y y x3 Dx xy 2 H 2  Dx Dy 3

Dx 

ortotropna ploča sa zatvorenim rebrima bi

2w 2w  ) x 2 y 2

2w 2w M x   Dx ( 2  y 2 ) x y

y


4w 4w 4w  2 H 2 2  D y 4  p ( x, y ) ; x 4 x y y

Uvjeti torzijske krutosti

M xy

VLAK

TLAK

Mostovi II

Osnovni izrazi jednadžbe ploče i njene transformacije

Rx  Vx 

F = 200 kN

100

10 0

0 10

M xy  M yx  2 Dxy

Mp a

20 0

0 10

20 0

F = 200 kN

r = 20 mm => SCF = 1.6

200

M Pa

Pa M

M y   Dy ( x

HS

HS

r = 15 mm => SCF = 3.3 r = 25 mm => SCF = 2.5

0 20

 nom  nom


Prorračun ortotropnih ploča

HS r


– SCF (“stress concentration factor” ) za ovalne izreze i za tkz. "Haibach" izreze

izotropnost i homogenost ploče i materijala

H  Dx  Dy D

potpuno izotropna ploča

4w 4w  4 w p ( x, y ) 2 2 2  4  x 4 x y y D D

Eh3 12(1  2 )

ortotropna ploča sa otvorenim rebrima ploča s malom torzijskom krutošću

H 2  Dx Dy

4w 4w 4w Dx 4  2 H 2 2  Dy 4  p ( x, y ) x x y y


Mostovi II

poprečna krutost se zanemaruje

 4 w p ( x, y )  y 4 Dy

Dx  H  0


7

22.12.2011

P

**

SISTEM 4 4 SUSTAV

Sustavi nosivosti

*

SISTEM 11 SUSTAV

P

SISTEM 1

• promatra se ravni lim ploče uzdužno oslonjen na rebra, a poprečno na hrptove poprečnih nosača

SISTEM 2

• sklop ravnog lima ploče zajedno s rebrima kao ortotropna ploča oslonjena na uzdužne i poprečne nosače koji su nepopustljivi

P

b

a

c s

s

P

s

s

s

y

s

b,c a P 3

2

1

0

0

1

2

R3

R2

R1

R0

R0

R1

R2

SIISTEM 3

SISTEM 2 SUSTAV

• utjecaj popuštanja poprečnih nosača na ortotropnu ploču • aktivira se roštiljno j djelovanje

SISTEM 4


x

• ortotropna ploča se promatra u spregnutom djelovanju sa glavnim nosačima • ortotropna ploča kao gornji pojas sanduka

SISTEM 3 SUSTAV

SISTEM 22 SUSTAV

SISTEM 33 SUSTAV SISTEM 4* SISTEM 4** SISTEM 2+3 4* SUSTAV SUSTAV 2+3 SUSTAV

-

-

+

+ +

b -

+

+

+

-

+

Mostovi II

+ -

-

+

+

+

c -


+

a

+ +

-


Torzijska krutost


Aktiviranje torzijske krutosti u zatvorenim rebrima:

stvarna rotacija

rotacija idealizirane strukture

Iscrtana linija - deformacija kada je lim ploče dostatno krut - rebra u potpunosti svojom torzijskom krutošću sudjeluju u raspodjeli opterećenja na ploči U suprotnom razmatranju razmatranju, kada pretpostavljamo da je ploča fleksibilna fleksibilna, ne postoji torzijska deformacija rebra uslijed opterećenja ploče pa se torzijska krutost rebra ne može aktivirati. U stvarnosti niti jedan od ova dva slučajeva nije točan jer lim ploče posjeduje određenu krutost na savijanje pa se rebra donekle torzijski zakreću. Građevinski fakultet u Zagrebu

Mostovi II


8

22.12.2011

Redukcija torzijske krutosti rebra zbog fleksijskih deformacija ploče: • od 5 do 50% • ovisi o geometrijskim odnosima i odnosima debljina limova rebra i ploče • izračun redukcijskog faktora μ: 1



 1

3 2 3      e   e  b GIT a3 c2 2       b    24 h '  2              c1  c1c2    EI 0 12  (a  e) 2  s2    a   a  b 3       a     a 

- torzijska krutost zatvorenog rebra

EI o 

- krutost ploče

10, 92

 t   t p   

a t

 

- odnos krutosti limova

s2  0, 8 1  s

- raspon za torziju

b

Am – površina unutar zatvorenog rebra s – razmak poprečnih nosača

b

c1 

2a

c2 



e

h

4 Am 2 u t 3 Et p

tp

gdje su:

G IT  G

h'


Torzijska krutost

 2



a b a  e b   a a  b 2a

(2 a  b )( a  e )bh '  a 3 (e  b ) ( a  b )  2 h '( a 2  ab  b 2 )  b 3   a 3 


Mostovi II



Pelikan‐Eβlinger metoda • za dimenzioniranje čeličnih ortotropnih ploča prema prometnim shemama opterećenja (SLW , EN1991‐2) • dijagrami su izrađeni prema Huberovoj jednadžbi sa pretpostavkom da je poprečna krutost zanemariva • dvije faze proračuna – Sistem 2 i Sistem 3

Dy 

EI 0 

EI R ae

Et p 3 10,92

G IT  G

1



 1

4 Am 2 u t

3 2 3      e   e  b GI T a3 c2 2       b    24 h '  2              c1  c1c2    EI 0 12  ( a  e) 2  s2    a   a  b 3       a     a 

H

 GIT 2(a  e)

H / Dy


Mostovi II


9

22.12.2011


Pelikan‐Eβlinger metoda • za dimenzioniranje čeličnih ortotropnih ploča prema prometnim shemama opterećenja (SLW , EN1991‐2) • dijagrami su izrađeni prema Huberovoj jednadžbi sa pretpostavkom da je poprečna krutost zanemariva • dvije faze proračuna – Sistem 2 i Sistem 3



b4

IR

 4 s 3 ( a  e) I Q

Q0 


 M   C   Qx  s 

M C  Q0  s 

Qx Q0

M S  Q0  s 

Qx  M S    Q0  Qx  s 

 P 2g

Mostovi II


Pelikan‐Eβlinger metoda • dijagrami za proračun prema EN 1991‐2 shemama prometnog opterećenja Momenti savijanja na nepopustljivim osloncima Za shemu opterećenja s jednim vozilom:

360

Mc [kNm/m]

260

Ms [kNm/m] 320 300

240

280

220

260

200 3

240

3,25

180

3,5 3,75

160

4 4,25

140

4,5 4,75

120

3

220

3,25 3,5

200

3,75 4

180

4,25 4,5

160

5 5,25

100

5,5 5,75 ,

80

6

4,75

140

5 5,25

120

5,5 5,75

100

60

80

40

60

6

40

20

20

Mostovi II

0,3

0,25

0,275

0,2

0,225

0,15

0,175

0,1

0,125

0,05

0,075

0 0

H/Dy

0,025

0,3

0,25

0,275

0,2


0,225

0,15

0,175

0,1

0,125

0,05

0,075

0

0 0,025


340

H/Dy


10

22.12.2011

Pelikan‐Eβlinger metoda • dijagrami za proračun prema EN 1991‐2 shemama prometnog opterećenja


Momenti savijanja na nepopustljivim osloncima Za shemu opterećenja s dva vozila:

380 30 360

Mc [kNm/m] Ms od Q2 (za Shemu Q1+Q2)

340 Ms [kNm/m]

260

320 25

300

240

280

220

260

33

20

200

3,25 3,25

240

180

3,25

160

4 4,25 4,5 4,75

100

5 5 25 5,25

80

5,5

4,25 4,25 4,5 4,5

160

4,75 4,75

140

10

5

120

5,5

100

5,75

5,25 5,5 5 75 5,75

6

80

6

5

5,25

5

5,75

60

44

180

3,75

120

3,75 3,75

200 15

3,5

140

3,5 3,5

220

3

6

60 H/Dy 0,25

0,275

0,2

0,225

0,15

0,175

0,1

0,125

Mostovi II

0,3

0,25

0,275

0,2

0,225

0,15

0,175

0,1

0,125

0,075

0

0,3

0,25

0,275

0,2

0,225

0,15

0,175

0,1

0,125

0,05

0,075

0

0,025


0,05

0

H/Dy

0,025

0

0,05

20

0,075

0,025

0

40 0

20

0,3

40

H/Dy


Pelikan‐Eβlinger metoda • dijagrami za proračun prema EN 1991‐2 shemama prometnog opterećenja Za shemu opterećenja s jednim vozilom – bezdimenzionalni koeficijenti opterećenja:

0,45

Qx Q0

0,40

Qx Q0

1,00

0,35


1,20

0,30

0,80

0,25 0 60 0,60

0,20 0,15

0,40

0,10 0,20 0,05

b

0,00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

b

0,00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Za shemu opterećenja s dva vozila ‐ bezdimenzionalni koeficijenti opterećenja:: Za koncentrirano opterećenje: Za kontinuirano opterećenje:

0,90

0,60

Qx Q0

0,50

Qx Q0

0,80 0 70 0,70 0,60

0,40

0,50 0,30

0,40 0,30

0,20

0,20 0,10 b 0,00

0,10 b

0,00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


0

1

Mostovi II

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


11

22.12.2011

Pelikan‐Eβlinger metoda • dijagrami za proračun prema EN 1991‐2 shemama prometnog opterećenja Momenti popuštanja oslonaca u polju od vozila: 0,125

0,95

0,4

Mc Qx  s

Mc Qx  s

Mc Qx  s

0,9 0,85

0,35

0,100

0,8 0,75

3,5

0,7

3

4

4 5

0,65

0 25 0,25

45 4,5

6 0,050

0,6

5

0,55

5,5

0,2

0,5

6

0,025

0,45 0,15 0,4

9

10

8

9,5

8,5

7

7,5

6

5

6,5

5,5

4

3

4,5

3,5

2

1

2,5

0,35 1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0

γ

γ 0,1

1,5

γ 0,000 0,01


3

0,3 0,075

Momenti popuštanja oslonaca nad ležajem od vozila: 0,300

0,7

Ms Qx  s

0,275

1,2

Ms Qx  s

0,65

0,250

Ms Qx  s

1,15 1,1

0,6

1,05

0,225

0,55 ,

0,200

3,5

0,150

4

1

0,5

3

0,175

3

0,45

3,5

0,95

3

0,9

3, 5

0,85

0,4

4

4

0,8

0,125

4,5

0,100

5

0,050

5 0,7

5,5

0,25

6

4, 5

0,75

5

0,3

5,5

0,075

4,5

0,35

5, 5

0,65

6

0,6

6

0,2 0,55

0,15

γ


9,5

9

8,5

8

7,5

7

6

6,5

5,5

5

4

4,5

3

Mostovi II

3,5

2

1

2,5

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,45

0,1

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0

0,01

γ 0,1

10

γ

0,000

0,5

1,5

0,025


Pelikan‐Eβlinger metoda • dijagrami za proračun prema EN 1991‐2 shemama prometnog opterećenja Momenti popuštanja oslonaca u polju od kontinuiranog opterećenja:

0,45

0,175

0,06 0,05

Mc Qx  s 2

0,40

0,150

0,35

0,04

0,125 ,

0,30

0,03 0,100 0,02

0,25 0,075

9

8

7

6

5

4

10

γ

0,15 3

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0

0,20

γ

0,050

1

0,00

2

γ

1

0,01

Momenti popuštanja oslonaca nad ležajem od kontinuiranog opterećenja:

0,125

0,100

1,00

0,40

Ms Qx  s 2

Ms Qx  s 2

0,35

Ms Qx  s 2

0 90 0,90

Opterećena naizmjenična polja (Slika 6.6 b.)

0,80 0,30

0,70

0,075 0,25

0,60

0,20

0,50

Opterećena dva polja (Slika 6.6 a.)

0,050

0,40

0,15


0,30

Mostovi II

9

8

7

6

5

4

3

10

γ

0,20 2

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

1

γ

0,10 0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0

0,1

γ

0,000

1

0,025

0,01


0,50

0,200

Mc Qx  s 2

0,07


12

22.12.2011

Primjer proračuna: Ai

150

300

150

150

300

cm

150

8

300

12

8

2

Aizi

zT-ziR

I1 = Ai (zi-zT)

2

3

4

5=1x4

cm

16,00

29,60

Hrptovi

47,40

∑

63,40

cm

cm

POPRECNI NOSAC

cm 11,21

14,60

692,04

-3,79

18,39

1165,64 IR

2

cm

4

0

cm

0

Ii

2

I = Ii + I1

6

4

cm

2012,24

7 =5+6 4

cm

0,85

4

2013,10

679,24

3367,93

4047,17

2691,48

3368,78

6060,26

zO

zU

cm

cm

W RO cm

W RU

3

cm

3

Rebro bez ploče

63,40

6060,26

-11,61

18,39

-329,62

521,78

Rebro s pločom

135,40

18220,87

-21,71

9,49

-1920,05

839,28

10

15 300

200

2

473,60

AR

200

2

zi

Pojas

s = 4000

UZDUŽNI NOSAC C- HRBAT T GLAVNOG NOSACA

15 300

10

s = 4000

800

s = 4000 0


1

800 Ai

zi

1

b = 12000

cm

2

Aizi

2

3

cm

cm

zT-ziR

I1 = Ai (zi-zT)

4

5=1x4

cm

cm

2

2

4

0

0

Ii

I = Ii + I1

6 cm

7 =5+6 4

cm

4

Ploča

407,55

-0,60

-244,53

-12,97

68589,98

48,91

68638,89

Hrbat

80,00

40,00

3200,00

27,63

61059,96

42666,67

103726,63

D. pojas ∑

45,00 532,55

80,75 12,37 AQ cm

2

532,55


2

3633,75

68,38

6589,22 IQ cm

4

382758,97

210393,46

8,44

210401,89

340043,40

42715,57

382758,97

zO

zU

W QO

cm

cm

cm

-12,97

69,13

3

29504,21

W QU cm

3

5537,04

Mostovi II


Mostovi II


Prorračun ortotropnih plo oča

Primjer proračuna:

PRORAČUN SISTEMA 2

PRORAČUN SISTEMA 3


13

22.12.2011


Primjer proračuna:


Mostovi II


Modeliranje čelične ortotropne ploče:

SISTEM 2+3:


SISTEM 2:


Mostovi II


14

22.12.2011

Modeliranje čelične ortotropne ploče:


• Rezultati uvelike variraju ovisno o slijedećim parametrima: 1. o veličini elementa 2. o tome da li se čitaju čvorne vrijednosti ili vrijednosti iz sredine elementa • Zaključci o modeliranju ortotropnih ploča: 1. veličina elementa ne smije biti velika u okolini oslonca (poprečnog nosača) – max cca 10 cm 2. veličina elementa ne smije biti premala u sredini strukturalne plohe zbog lokalnih utjecaja (sistem 1)

gore: TLAK

P

gore: VLAK

dolje: VLAK

b.

dolje: TLAK

a.

gore: TLAK

dolje: VLAK


Mostovi II



Progibne plohe ortotropne ploče:

Momentna ploha ortotropne ploče:

Q1


Q2

Mostovi II


15

22.12.2011

Budućnost primjene ortotropne ploče Zahtjevi nosivosti, uporabljivosti i trajnosti 1. Dugi g životni vijek j od 80 do 120 g godina. Osiguranje g j ovakvog g životnog g vijeka j moguće je upotrebom ortotropnih ploča dostatne otpornosti na zamor i trajnosti zastora. 2. Smanjivanje težine konstrukcije za izvedbu mostova vrlo velikih raspona gdje vlastita težina mosta još uvijek čini glavninu ukupne nosivosti mosta. Ovo se može postići upotrebom čelika visoke čvrstoće i tankih kolničkih zastora. 3. Povećanje nosivosti za buduća prometna opterećenja. Već danas se primjećuje i j ć j sve veća ć ffrekventnost k pojavljivanja j lji j teških ških vozila il u prometu, a veliki je problem i broj preopterećenih vozila.


Mostovi II


– upotreba ortotropnih ploča većeg raspona – ukupni troškovi izrade ortotropne ploče najvećim su dijelom određeni troškovima rada – broj (skupih) spojeva poprečnog nosača i rebra može se smanjiti?

Materijal: 15‐25%

15‐25% Čelik

40‐50%

Radionica Montaža

30‐40%

18 m 6m

6m

6m

1

Rad: 75‐85% 3,6 m

poprečni nosač

poprečni nosač

poprečni nosač

11 m

poprečni nosač

300

300

14 mm

Presjek 1

3,6 m 450 450

18 mm

PLOČA A 18 m

Presjek 2

9m

9m

PLOČA PLOÈABB PLOÈAAA PLOČA

PLOČA B

poprečni nosač

poprečni nosač

11 m

Broj rebara poprečni nosač

Budućnosst primjene ortotrop pne ploče

Konstrukcijska optimizacija i povećanje ekonomičnosti

Broj poprečnih nosača Broj spojeva pop. nos. - rebro

18

12

3

2

54

24

2


Mostovi II


16

22.12.2011


Konstrukcijska optimizacija i povećanje ekonomičnosti – upotreba ortotropnih ploča većeg raspona – ukupni troškovi izrade ortotropne ploče najvećim su dijelom određeni troškovima rada – broj (skupih) spojeva poprečnog nosača i rebra može se smanjiti?

Materijal: 15‐25%

15‐25% Čelik

40‐50%

Radionica Montaža

30‐40% Rad: 75‐85%

Prednosti

Nedostaci

manji broj skupih spojeva poprečni nosač ‐ rebro

veća visina rebara i debljina ploče

veće iskorištenje torzijske krutosti rebra ‐ ‐ bolja raspodjela opterećenja na ostala rebra

veća visina poprečnih nosača

manja količina čelika za izradu poprečnih nosača

nedostatak iskustva u izvedbi i korištenju ovakvih ploča

za vitke poprečne nosače, spojevi poprečnog nosača i rebra mogu se izvoditi bez dodatnih izreza ispod rebra veća krutost lima ploče zbog veće debljine ‐ ‐ bolje ponašanje ploče za zahtjeve zastora Građevinski fakultet u Zagrebu

propisi nekih zemalja ne dopuštaju upotrebu ortotropnih ploča raspona većih od 5 m (DIN Fachbericht 103)

Mostovi II



Nova područja primjene

U posljednje vrijeme se u svijetu ulažu velika sredstva u održavanje i popravak mostova izgrađenih u drugoj polovici 20.st. Glavni razlozi njihovog propadanja su povećani utjecaji teškog prometa i korozija armature uslijed otkazivanja hidroizolacije i korištenja soli za odleđivanje. Najkritičnije oštećeni dijelovi ovih mostova su betonske kolničke ploče, a popravak ovih ploča raste eksponencijalno s njihovom starošću. Korištenje ortotropne ploče idealan je način zamjene ovih betonskih kolnika jer su one lakše od starog sustava, zamjenu je moguće učiniti relativno brzo uz minimalne prekide u prometu, trajnost nove ploče je veća od stare, a eliminiraju se i kritični dijelovi j dilatacija j stare kolničke p ploče. Zbog manje ukupne vlastite težine, povećava se nosivost glavnog nosivog sustava mosta na pokretna opterećenja.


Mostovi II


17

22.12.2011

Nova područja primjene 330

raspolo oživa visina

19 vezice

vezice

8

izrezi u hrptu pop. nosača

10

8 mm hrbat

ukrućenje

2 L 150x90x8

150 poprečni nosač Spoj nove ortotropne ploče i postojećih hrptova poprečnih nosača

B

A

rez hrpta

poprečni nosač

PRESJEK B-B radionički vijci

100

330

280

16

330

356

16

B

460


PRESJEK A-A

montažni vijci

uklonjen gornji pojas postojećeg nosača

montažni vijci

unutarnja dijafragma poprečni č i nosačč

vezice

A

ploča za ispunu

Problem koji se može javiti je da ne postoji dovoljna raspoloživa visina iznad postojećeg poprečnog nosača za upotrebu ploče sa rebrima koja prolaze kontinuirano Moguće rješenje: podizanje nivelete ili se izvode specijalni detalji Građevinski fakultet u Zagrebu

Mostovi II



Standardizacija proizvodnje Standardizirana proizvodnja ortotropnih ploča podrazumijeva niz precizno definiranih detalja, postupaka izvedbe i kontrole kvalitete. Jasno definirane specifikacije omogućile bi proizvodnju standardiziranih ortotropnih ploča bez potrebe za detaljnim analitičkim i numeričkim proračunima. Eurocode je na tragu takvom pristupu, jer za neka tipska rješenja detalja ortotropnih ploča u mostogradnji daje jasne smjernice za projektiranje. Poštivanjem tih smjernica dozvoljava se izostanak složenih numeričkih dokaza otpornosti na zamor. Japanske norme propisuju slična pravila. pravila


Mostovi II


18

22.12.2011

Ortottropne ploče u Hrvattskoj

1. razdoblje ‐ od kraja II. svjetskog rata do Domovinskog rata – ortotropna ploča kao sustav se tek počinje primjenjivati – prvo na pokretnom mostu – uglavnom se preuzimaju tipovi i izvedba iz Njemačke gdje se tada događaju najveći razvoj – ukupno 11 mostova most u Tisnom, 1965. most u Tisnom, 1965.

most Trogir‐Čiovo, most Trogir Čiovo, 1961. 1961. – prvi most s prvi most s ortotropnom pločom u Hrvatskoj

most Mičevac, 1968. t Mič 1968


most Donji Miholjac, 1974. – rekonstrukcija mosta srušenog u 2. svjetskom ratu

Mostovi II


1. razdoblje ‐ od kraja II. svjetskog rata do Domovinskog rata


– mostovi preko naših velikih rijeka na sjeveroistoku zemlje (Sava, Drava, Dunav) most Ilok, 1974.

most Batina, 1974.


most Erdut‐Bogojevo, 1984.

Mostovi II


19

22.12.2011

1. razdoblje ‐ od kraja II. svjetskog rata do Domovinskog rata

300

300 600

300

10


1 2

I 200

# 250x6

# 56x30

240

300

7.5

11.3

100

100

15

0

100

200

6

300

12

14

160

145

12

14

300

25


Oblici rebra

Mostovi II


2. razdoblje – mostovi nakon Domovinskog rata


– ukupno 10 mostova – mnogo ortotropnih ploča se izvodi u sklopu obnove u ratu porušenih mostova

obnova Paškog mosta 1999.

obnova mosta Jasenovac 2004.


Mostovi II


20

22.12.2011



– mostovi sa ortotropnim pločama u sklopu intenzivne cestogradnje most Gacka, 2004.

most Osijek (Pampas), 2007.

most Zaprešić, 2005.


Mostovi II



72

300 600

300 12

8

300

8

180

150 308

292

400

14

16

600

8 300

R2

16

7

250

292

300

R14 0

R2 5

R35

0 R10

300 12 2

300 600

217

300

224


Oblici rebra

193


Mostovi II


21

22.12.2011

3. razdoblje – mostovi u projektiranju i/ili izvedbi


– u sklopu završetka Hrvatske mreže autocesta – dva najveća i najznačajnija su most Trogir i Pelješki most most Trogir, početak gradnje 2011.

most Pelješac, 2015‐2018.


Mostovi II



Intenzitet izgradnje mostova s ortotropnim pločama po razdobljima

7 zatvorena rebra

6 5

Ukupno mostova: 5

Ukupno mostova: 6

otvorena rebra Ukupno mostova: 5

5 mostova:

1 most:

most Kupa u Sisku

Ukupno mostova: 4

4 3 2

4 mosta: most Trogir‐Čiovo most preko Mure most Tisno most Mičevac most Mičevac

1

Ukupno mostova: 3

Ukupno mostova: 3

1 most:

1 most:

most Donji Miholjac

most Zaprešić (1)

2 mosta:

2 mosta:

most Batina most Ilok

most Podsused most Bogojevo

0 1960‐1969

1970‐1979


1980‐1989

3 mosta: most Limska Draga most Osijek most Orašje

most Gacka most Jasenovac most Zaprešić (2) most Osijek Pampas most Spačva

4 mosta: most Cetina most Limska Draga most Trogir most Pelješac

1 most:

1 most:

1 most:

most Pag

most Šamac

most Vrbovsko

1990‐1999

2000‐2009

2010‐2019

Mostovi II


22

Mostovi-2-Celicne-Ortotropne-Ploce-u-Mostovima.pdf

Recommend Documents