+ All Categories
Home > Documents > ACTIUNI LA PODURI.docx

ACTIUNI LA PODURI.docx

Date post: 10-Feb-2018
Category:
Upload: nanescu-liliana
View: 281 times
Download: 1 times
Share this document with a friend
30
7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 1/30  ACTIUNI LA PODURI A. CLASIFICAREA SI GRUPAREA ACTIUNILOR LA PODURI (STAS 10101/OB-87) Pentru calculul podurilor, actiunile se clasifica in functie de durata de incarcare, astfel: § actiuni permanente; § actiuni temporare (de lunga durata si de scurta durata);  § actiuni exceptionale. · Actiunile permanente  se mentin pe toata durata de exploatare a constructiei. Din aceastacategorie fac parte: a. - greutatea caii; b. -greutatea structurii de rezistenta a podului  (care se refera si la greutatea elementelor de infrastructura culei si pile si la greutatea suprastructurii); c. -greutatea si impingerea pamantului  (de exemplu, impingerea activa a pamantului care se dezvolta in spatele culeilor); d. - fortele de precomprimare la grinzile prefabricate din beton armat. Evaluarea greutatii structurii de rezistenta se poate face prin evaluare directa , utilizand dimensiuni obtinute prin consultarea unor structuri apropiate ca deschideri si alcatuire si greutatile tehnice ale materialelor din care sunt alcatuite. Pentru podurile metalice clasice de cale ferata greutatea structurii de rezistenta se poate realiza cu ajutorul unor relatii em pirice stabilite in functie de marimea deschiderilor, de tipul grinzilor principale si de pozitia caii in raport cu acestea. Relatiile au la baza date statistice privind greutatile anumitor tipuri de suprastructuri existente, vechi, nituite
Transcript
Page 1: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 1/30

 

ACTIUNI LA PODURI 

A. CLASIFICAREA SI GRUPAREA ACTIUNILOR LA PODURI (STAS 10101/OB-87) 

Pentru calculul podurilor, actiunile se clasifica in functie de durata de incarcare, astfel:

§ actiuni permanente; 

§ actiuni temporare (de lunga durata si de scurta durata); 

§ actiuni exceptionale.

· Actiuni le permanente  se mentin pe toata durata de exploatare a constructiei. Din aceastacategorie fac parte:

a. - greutatea caii; 

b. -greutatea structurii de rezistenta a podului  (care se refera si la greutatea elementelor de infrastructuraculei si pile si la greutatea suprastructurii);

c. -greutatea si impingerea pamantului  (de exemplu, impingerea activa a pamantului care se dezvolta in

spatele culeilor);

d. - fortele de precomprimare la grinzile prefabricate din beton armat.

Evaluarea greutatii structurii de rezistenta se poate face prin evaluare directa , utilizand dimensiuni obtinute princonsultarea unor structuri apropiate ca deschideri si alcatuire si greutatile tehnice ale materialelor din care suntalcatuite. Pentru podurile metalice clasice de cale ferata greutatea structurii de rezistenta se poate realiza cu ajutorulunor relat i i em pir ice stabilite in functie de marimea deschiderilor, de tipul grinzilor principale si de pozitia caii in raportcu acestea. Relatiile au la baza date statistice privind greutatile anumitor tipuri de suprastructuri existente, vechi, nituite

Page 2: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 2/30

(STAS 1489).

· Actiuni le temporare sunt de lung a si de scurta durata . 

§ b.1. Actiunile temporare de lunga durata:

b. - greutatea obiectelor sau instalatiilor fixe montate pe pod  (conducte, fire, cabluri si greutateadispozitivelor de prindere sau se sustinere a acestora);

c. - variatiile termice anuale, care pot genera variatii ale tensiunilor in structura de rezistenta;

d. - deformatiile in timp ale betonului  (curgerea lenta si contractia),

e. - eforturile produse de tasarile si deplasarile fundatiilor ,

f. -  presiunea si subpresiunea hidrostatica la nivelul mediu al apei asupra pilelor sau culeilor podului.

§ b.2. Actiunile temporare de scurta durata  . :

g. - incarcarile produse de convoaiele tip pentru poduri de cale ferata, metrou si sosea;

h. - forta centrifuga la podurile in curba;

i. - incarcarile produse de aglomeratiile de oameni ;

 j. - franarea vehiculelor pe pod;

k. - forta de serpuire la podurile de cale ferata;

l. - presiunea vantului  pe suprafetele expuse ale podului

m. - impingerea pamantului din suprasarcina produsa de convoaiele tip in spatele culeilor s.a.

Page 3: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 3/30

· Actiuni le except ionale   apar foarte rar pe durata de exploatare a unui pod

a. - incarcarile seismice; 

b. - izbirea navelor de pilele podurilor  la cursurile de apa navigabile,

c. - incarcari produse de distrugerea unor instalatii fixe aflate pe pod

d. - aglomeratiile de oameni  la podurile rutiere din localitati;

· Gruparea act iuni lor  

a. In vederea dimensionarii elementelor structurale ale podurilor si verificarii elementelorprincipale de rezistenta, actiunile mentionate mai sus trebuie grupate in asa fel incat sa se obtina

situatia cea mai defavorabila, cu respectarea compatibilitatii aparitiei simultane a unor actiuni,astfel: 

b. d.1. Gruparea I fundamentala ,  cuprinde actiunile permanente, actiunile temporare de lunga durata siactiunile temporare de scurta durata care se pot aplica repetat cu frecventa ridicata, la intervale de timpscurte (de exemplu actiunea convoaielor tip de proiectare, forta centrifuga, incarcarile produse de oamenietc.). Pentru acesta grupare, probabilitatea aparitiei simultane a actiunilor considerate trebuie safie egala cu 1 (eveniment sigur);

c. d.2. Grup area a II-a fundam entala suplim entata , cuprinde toate actiunile din gruparea I

fundamentala la care se adauga una sau mai multe actiuni temporare de scurta durata care se aplicarepetat la intervale mari de timp cu o frecventa mai mica (de exemplu franarea vehiculelor si fortele detractiune la demarare, presiunea vantului, variatiile termice zilnice etc.). Tot in cadrul gruparii a II-a suntincluse si o parte din actiunile ce pot aparea in timpul executiei si montajului podurilor ca urmare atehnologiilor utilizate;

d. d.3. Gruparea a III-a sp eciala  sunt incluse toate actiunile din gruparea a II-a fundamentalasuplimentata in exploatare la care se adauga una din actiunile exceptionale.

Page 4: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 4/30

ACTIUNI DIN TRAFIC LA PODURILE DE SOSEA ( STAS 3221/86)  

Normele ROMANESTI contin urmatoarele convoaiele rutiere :

§ - convoaie normale (convoaiele formate din siruri de autocamioane, din vehiculespeciale pe roti sau senile si convoaie din tramvaie electrice); 

§ - convoaie exceptionale (convoaiele EA, EB, EC si ED) sunt incarcari formate din traileresi remorchere; 

Convoaiele rut iere normale   sunt grupate in 3 clase de incarcare:

Ø “clasa E” alcatuita din convoiul normal de autocamioane A30 (Fig. 7.1.a) si vehiculele speciale pesenile denumite V80 (Fig. 8.4).

Ø “clasa I” alcatuita din convoiul normal de autocamioane A13 (Fig. 7.1.b) si vehiculele speciale pesenile denumite S 60 .

Ø “clasa II” alcatuita din convoiul normal de autocamioane A10  si vehiculele speciale pe seniledenumite S 40. 

a) Sir de vehicule A30 

Page 5: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 5/30

 

b) Sir de vehicule A13 

Fig. 7.1 Convoaiele A30 si A13 pentru poduri de sosea 

In plus, pentru podurile din orase sunt specificate convoaiele de tramvaie si modul lor de combinatiecu celelalte incarcari mobile. 

Eforturile provenite din incarcarile cu siruri de autocamioane si tramvaie (care genereaza efectedinamice in timpul trecerii pe poduri) se multiplica cu factori supraunitari denumiti “coeficienti dinamici”(notati cu ψ) definiti in functie de deschiderea podului, de modul de alcatuire a caii de tipul convoiului sau dealti parametri constructivi in STAS 3221/86 . Incarcarile produse de vehiculele speciale pe roti sau senile seconsidera aplicate static. 

Structura si caracteristicile convoaielor de autocamioane, tramvaie si vehiculelor speciale pe roti sausenile sunt prezentate in STAS 3221/86. 

Repartitia transversala a eforturilor produse de vehiculele rutiere, intre lonjeronii platelajului sau intre grinzileprincipale ale tablierelor se poate face in cadrul unui calcul simplificat prin adoptarea unei legi de repartitie intre grinzicare sa tina seama de rigiditatea transversala a elementelor de legatura dintre grinzi sau, in cazul tablierelor casetate,printr-un calcul la torsiune. (de exemplu, acoperitor, in etapele de predimensionare se poate adopta o lege de repartitietransversala liniara intre grinzi si se va considera ca platelajul simplu rezemat in sens transversal podului, pe distantadintre grinzi, Fig. 7.2).

Page 6: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 6/30

 

Fig. 7.2 Asezarea vehiculelor rutiere in sens transversal podului pentru incarcarea maxima pe grinda G1 sideterminarea repartitiei transversale in ipoteza unei repartitii liniare intre grinzi conform liniei de influenta areactiunii platlajului pe grinda G1. 

In acest exemplu, numarul de siruri in sens transversal podului se determina prin asezarea sirurilor la distanteleminime dintre caroserii (10 cm), fara a depasi latimea partii carosabile. Pentru obtinerea unei solicitari maxime in grindaG1, partea stanga a caroseriei primului sir se va aseza la verticala bordurii din stanga figurii spre grinda G1.

Page 7: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 7/30

 

Fig. 7.3 Asezarea vehiculelor rutiere A30 si A13 in sens transversal podului 

Solicitarea maxima intr-un element structural va fi cea mai mare valoare dintre valorile obtinute prin incarcareaseparata a podului cu cele 2 convoaie ale unei clase de incarcare. Clasele de incarcare sunt precizate de MinisterulTransporturilor.

In cazul in care pe partea carosabila incap mai mult de 2 siruri (3, 4 ..etc) atunci se vor aplica coeficienti dereducere care sa tina seama de probabilitatea mai mica de realizare simultana a acestor situatii de incarcare (eforturilede calcul obtinute se reduc cu 15% pentru 3 siruri si 25% pentru 4 sau mai multe siruri).

Page 8: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 8/30

Fig. 7.4. Vehiculul special V80 (clasa E) 

Simultan cu incarcarea cu siruri cu autocamioane (nu si cu vehiculele speciale pe roti sau senile) se vorconsidera si incarcar i le cu aglomerat i i de oameni pe trotuare (3000 N/m2 in afara localitatilor sau 5000 N/m2 in

localitati). In localitatile mari unde se pot produce aglomeratii de oameni se va considera ca o incarcare except ionalauni form distr ibui ta de 5000 N/m 

2  apl icata pe toata lat imea part i i carosabi le si p e trotuare .

ACTIUNI DIN TRAFIC LA PODURILE DE SOSEA ( CONFORM EUROCODE 1) 

In norma europeana EUROCODE 1 determinarea eforturilor in elementele podurilor rutiere se face intr-un moddiferit de prevederile romanesti. Astfel, calcul eforturilor se face in urmatoarele etape:

Ø Divizarea latimii partii carosabile “w” in benzi teoretice de circulatie  (Fig 7.5) cu latimile “wl ” Latimeawl a benzilor teoretice de circulatie pe partea carosabila si numarul maxim n l , al acestor benzi suntaratate in tabelul T. 1. Latimea partii carosabile, w, trebuie considerata (masurata) intre borduri sau intrelimitele interioare ale sistemelor de restrictie pentru vehicule si nu trebuie inclus spatiul dintre parapetii dedirectionare pentru vehicule sau bordurile zonei centrale rezervate si nici latimile acestor sisteme derestrictie.

Page 9: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 9/30

 

Fig. 7.5. Impartirea latimii partii carosabile in benzi de circulatie 

Tabelul T.1 - Numarul si latimea benzilor de circulatie 

Latimea partiicarosabile “w” 

Numarul benzilorteoretice decirculatie 

Latimea unei benziteoretice decirculatie wl  

Latimea zoneiramase 

w < 5,4 m  nl =1  3m  w-3m 

5,4 m ≤ w < 6,0 m  nl =2  w/ 2  0 

w ≥ 6,0 m  nl =* (w/ 3) nr intreg  3m  w- 3×nl  

Pentru determinarea efectelor traficului rutier privind verificarea starilor limita ultime si a starilor limita de serviciu

Page 10: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 10/30

s-au adoptat urmatoarele modele de incarcare pentru actiuni verticale care produc urmatoarele efecte din trafic:

a) Modelul de Incarcare 1 cuprinde incarcari concentrate si uniform distribuite care acopera cele mai multeefecte din traficul automobilelor si autocamioanelor ; acest model este stabilit pentru verificari generale si

locale.

b) Modelul de Incarcare 2 cuprinde incarcarea cu o singura osie aplicata pe suprafetele de contact ale rotilorcare acopera efectele dinamice din traficul normal asupra elementelor structurale de lungime redusa ;acest model trebuie considerat separat si numai pentru verificari locale.

c) Modelul de Incarcare 3 cuprinde un set de incarcari rezultat din osii asamblate sub forma vehiculelorspeciale (de exemplu pentru transportul industrial) si care pot circula pe drumuri pe care sunt permisetransporturi agabaritice ; acest model s-a stabilit sa fie folosit numai cand si in masura in care este cerut debeneficiar, folosindu-se la verificari generale si locale.

d) Modelul de Incarcare 4 cuprinde incarcarea cu aglomerari cu oameni ; acest model va fi considerat, pentrupoduri amplasate in localitati sau in apropierea acestora, daca efectele acestei incarcari nu sunt acoperitein mod evident de Modelul de Incarcare 1.

Modelele de incarcare 1, 2, 3 si 4 s-au definit si se considera pentru orice situatie de proiectare (de exemplupentru situatii de proiectare fundamentale, tranzitorii sau in timpul lucrarilor de reparatii).

Eforturile determinate de aceste modele de incarcare se vor multiplica cu coeficienti dinamici definiti in mod specificin aceste norme europene.

In continuare se va prezenta num ai Modelul 1 de incarcare , necesar pentru intelegerea modului de aplicare anormei europene privind determinarea actiunile la podurile rutiere.

Modelul de Incarcare 1 (LM1) 

Modelul de Incarcare LM1 consta din doua sisteme partiale:

a) incarcar i concentrate cu do ua osi i - sistem tandem (TS)  fiecare osie avand o intensitate a

Page 11: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 11/30

incarcarii αQQk, unde: αQ este un factor de corectie, conditiile de aplicare fiind:

− pe o banda de circulatie se va considera un singur sistem tandem; 

− se vor considera numai sisteme tandem complete

− pentru verificarea efectelor generale fiecare sistem tandem trebuie considerat ca circula centrat in lungulaxei benzii de circulatie

− fiecare osie a modelului tandem are doua roti identice, incarcarea pe roata fiind astfel egala cu 0,5αQ Qk 

− suprafata de contact a fiecarei roti se va considera un patrat cu latura 0,40m .  

Fig. 7.6 - Aplicarea Modelului de Incarcare 

Page 12: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 12/30

b) Incarcare uni form dis tr ibui ta (Sistemul UDL)   pe metrul patrat αqqk, unde:

αq este un factor de corectie

Incarcarile corespunzatoare celor doua sisteme vor fi aplicate numai pe zonele nefavorabile ale suprafetelor deinfluenta, atat longitudinal cat si transversal.

Modelul LM1 va fi aplicat pe fiecare banda teoretica de circulatie si pe suprafata zonei ramase. Pe bandateoretica numarul i marimea fortelor se va lua αQiQik si αqiqik (vezi tabelul T.2). Pe zonele ramase, marimea incarcarii seia αqr qrk.

Valorile factorilor de corectie αQi, αqi si αqr trebuie stabilite in functie de traficul prognozat si posibil pe diferiteclase de drumuri. Daca nu exista astfel de precizari acesti factori trebuie luati egali cu unitatea.

In cazul podurilor fara semnalizare pentru restrictii de greutate a vehiculelor, se recomanda urmatoarele valoriminime ale factorilor de corectie αQi, αqi si αqr : 

α Qi ≥ 0.8 

pentru: i≥ 2, 1αqi≥1 ; aceasta restrictie nu se aplica la αqr .

Valorile factorilor α trebuie sa corespunda claselor de trafic. Atunci cand se iau egali cu 1, ei corespund unuitrafic greu international reprezentand o mare parte din traficul total cu vehicule grele. Pentru o structura de trafic diferitade cea obisnuita (drumuri nationale sau autostrazi), se recomanda aplicarea unei reduceri moderate a factorilor α la

sistemele tandem si incarcarile uniform distribuite de pe banda de circulatie Nr. 1 de la 10 la 20%.

Valorile caracteristice pentru Qik si qik cu amplificarea dinamica inclusa sunt date in tabelul T.2.

Tabelul T.2 - Modelul de Incarcare 1: Valori caracteristice 

POZITIA  SISTEMUL TANDEM  SISTEMUL UDL 

INCARCAREA PE OSIE Qik (kN)  qik (sau qrk) (kN/m ) 

Page 13: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 13/30

BANDA Nr. 1  300  9 

BANDA Nr. 2  200  2,5 

BANDA Nr. 3  100  2,5 

 ALTE BENZI  0  2,5 

SUPRAFATA ZONEIRAMASE 

0  2,5 

ACTIUNI DIN TRAFIC LA PODURILE DE CALE FERATA (STAS 3221/65)  

In cazul podurilor de cale ferata DIN BETON si pentru infrastructuri se utilizeaza convoiul P10 (Fig 7.7) alcatuitastfel:

Ø o osie izolata de 250 KN pentru verificari locale sau pentru dimensionarea elenmentelor scurte .

Ø 5 osii de 250 KN la 1.50 m distanta incadrate de vagoane echivalate printr-o incarcare uniformdistribuita de 100 KN/m, nelimitata, care incepe de la 1.50 m de osiile finale

Fig. 7.7 Convoiul P10 pentru poduri din beton si infrastructuri de 

cale ferata STAS 3220/65 

In cazul suprastructurilor METALICE ale podurilor de cale ferata cu ecartament normal se utilizeaza convoiul

Page 14: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 14/30

T8.5 (Fig 7.8) cu urmatoarea alcatuire:

Ø Un convoi aditional alcatuit din 4 osii de 250 KN pentru verificari locale sau pentrudimensionarea elementelor cu lungimea de calcul sau deschiderea mai scurta de 8.37 m, dispuse la

distanta de 1.60 m;.

Ø 6 osii de 220 KN amplasate la 1.50 m distanta si incadrate de vagoane echivalate printr-o incarcareuniform distribuita de 85 KN/m, nelimitata, care incepe de la 1.50 m de osiile finale ;

Fig. 7.8 Convoiul T8.5 pentru suprastructuri de cale ferata STAS 3220/65 

Eforturile provenite din incarcarile convoaiele de cale ferata (care genereaza efecte dinamice in timpultrecerii pe poduri) se multiplica cu factori supraunitari denumiti “coeficienti dinamici” notati cu ψ,definiti in functie de deschiderea podului, de modul de alcatuire a caii de tipul convoiului sau de alti parametriconstructivi in STAS 1489/78. 

ACTIUNI DIN TRAFIC LA PODURILE DE CALE FERATA

( CONFORM EUROCODE 1)  

 Actiunile din trafic se definesc prin intermediul a trei modele pentru incarcarile din trafic feroviar:

Page 15: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 15/30

- Modelul de Incarc are 71  ce reprezinta traficul feroviar normal pe liniile principale ale caii

ferate ;

- Mod elul de Incarcare SW/2   pentru incarcarile din trafic greu ;

- Modelul de Incarcare “tren neincarcat”   pentru efectul unui tren neincarcat.

Modelul de Incarcare 71 

Modelul de Incarcare 71 reprezinta efectul static al traficului feroviar normal. El reprezinta incarcarea verticaladata de vehiculele feroviare .

Distributia incarcarilor verticale si valorile caracteristice sunt date in Fig. 7.9.

Fig. 7.9 Modelul de Incarcare 71 pentru poduri de cale ferata, din EUROCODE-1 

Modelele de Incarcare SW/0 si SW/2 

Modelul de Incarcare SW/0 reprezinta efectul static al incarcarii verticale determinata de traficul normal feroviar lapodurile cu grinzi continui.

Modelul de Incarcare SW/2 reprezinta efectul static al incarcarii verticale determinata de traficul feroviar greu.

Page 16: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 16/30

Distributia incarcarilor verticale si valorile lor caracteristice sunt date in Fig. 7.10 si tabelul T.3.

Fig. 7.10 - Modelele de Incarcare SW/0 si SW/2 

Tabelul T.3-Valorile caracteristice pentru incarcarile verticale ale Modelelor de Incarcari SW/0 si SW/2 

MODELUL DE 

INCARCARE 

qvk , 

in kN/ m 

a, in 

c, in 

m SW/0  133  15,0  5,3 

SW/2  150  25,0  7,0 

Trenuri pentru calculul la oboseala 

Verificarea la oboseala trebuie efectuata in functie de natura traficului predominant suportat de structura, carepoate fi:

- trafic standard si mixt,

- trafic predominant greu de marfa

- trafic mixt usor.

Cateva exemple cu detalii pentru trenurile de serviciu si traficul mixt sunt date mai jos.

Page 17: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 17/30

Pentru trafic standard si mixt, usor  

Tipul 1 Locom otiva de tragere pentru trenur i de pasager i  

ΣQ = 6630 kN V = 200 km/ h L = 262,10 m q = 25,3 kN/ m  

Tipul 2 Locom otiva de tragere pentru trenur i de pasager i  

ΣQ = 5300 kN V = 160 km/ h L = 281,10 m q = 18,9 kN/ m

(In total sunt definite 12 tipuri de trenuri caracteristice).

Page 18: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 18/30

Pentru calculul la oboseala este necesar a se stabili si contoriza (numara) diferitele cicluri de variatie a eforturilor (unciclu = variatia unui efort in timp prin trecerea de la o valoare maxima la cea minima si apoi maxima) produse prindeplasarea pe pod a trenurilor caracteristice tip pentru oboseala care intra in componenta unei anumite structuri detrafic definita prin norme sau pe baze statistice din analiza datelor din evidenta caii ferate. In EUROCODE 1 sunt

precizate in tabel, pe tipuri de trafic, tipul trenurilor si numarul acestora pe zi astfel incat se pot stabili pentru diferiteperioade de exploatare a unui pod numarul de repetari (n i) ale ciclurilor de eforturi de diferite amplitudini sau de diferiteecarturi ale eforturilor unitare σ (sau τ)  necesar pentru evaluarea duratei de viata la oboseala prin cumulul vatamarilor(LEGEA Miner):

 Δσi = σmax  – σmin → repetari:  ni 

Durata de viata = Σ ni / Ni, Unde:

Ni = numarul de repetari a unui ecart Δσ i pana se produce ruperea unui anumit detaliu.

Un exemplu pentru o structura de trafic standard mixt cu incarcarea pe osie ≤ 22.5 t (225 kN) este prezentat intabelul T5

Tabelul T.5-Traficul standard mixt cu incarcarea pe osie ≤ 22.5 t (225 kN) 

Tipul trenului  Numar detrenuri/zi 

Masa trenului [t]  Volumultraficului 

[106 t/an] 

12 

12 

663 

530 

940 

510 

2,90 

2,32 

1,72 

0,93 

Page 19: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 19/30

12 

2160 

1431 

1035 

1035 

5,52 

6,27 

3,02 

2,27 

67  24,95 

8.2.  INCARCAREA LINIILOR DE INFLUENTA CU CONVOAIE RUTIERE  

Convoaiele rutiere din siruri de autocamioane se dispun in lungul liniei de influenta a unui efort intr-o anumitasectiune sau element structural astfel incat sa se obtina efortul maxim prin evitarea incarcarii suprafetelor de semn

opus, astfel:

- prin amplasarea osiilor grele in dreptul ordonatelor maxime ale liniei de influenta corespunzatoaresemnului efortului calculat;

- prin modificarea (cresterea) distantelor dintre autocamioane pwntru sari peste zona de semn opus a linieide influenta;

- prin suprimarea unor autocamioane din sir, in cazul in care camionul respectiv calca cu o parte din osii pezona de semn opus si pentru camionul respectiv produsul dintre osiile care calca pe suprafata cu semn opus

si ordonatele respective este mai mare decat produsul similar dintre osii si ordonate de pe suprafata cusemnul efortului care se calculeaza (Fig.7.11);

Page 20: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 20/30

 

Fig. 7.11 – Incarcarea liniei de influenta M in sectiunea i cu convoiul rutier A30. 

INCARCAREA LINIILOR DE INFLUENTA CU CONVOAIE DE CALE FERATA  

Trebuie precizat faptul ca sarcinle unform distribuite ale convoaiele feroviare nu se poate fragmenta pentru ase evita incarcarea suprafetelor favorabile (care ar reduce efortul in sectiunea respectiva) decat in cazul in carelungimile suprafetelor favorabile sunt sub 10.0 m. . Incarcarea liniilor de influenta care au suprafete favorabile intresuprafete defavorabile (Fig. 7.12), unde suprafata favorabila este negativa si este incadrata de 2 suprafete defavorabilepozitive si daca lungimea suprafetei favorabile este sub 10.0 m acesta, pe aceasta suprafata convoiul nu se maiincarca cu vagoane goale (adica cu sarcina uniform distribuita de 10.0 KN/m) si se incarca numai cele 2 suprafetedefavorabile marginale. In cazul in care lungimea suprafetei negative S2 este mai mare de 10.0 m si daca efortulnegativ aferent suprafetei S2 (- S2 x 10.0 KN/m) este mai mare in modul decat efortul pozitiv aferent deschideriiS3 incarcarea cu sarcina uniform distribuita cu vagoane goale pe deschiderea 2 si cu vagoane “pline”  pe deschiderea3 se anuleaza, efortul maxim fiind dat numai prin incarcarea suprafetei din prima deschidere.

Page 21: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 21/30

 

Fig. 7.12 – Incarcarea liniei de influenta M in sectiunea i cu convoiul CF, T8.5. 

ALTE ACTIUNI LA PODURI  

· Actiunea vantului 

. Vantul se manifesta asupra structurilor de poduri atat printr-un efect direct , determinat de presiunile exercitatedirect pe suprafetele expuse ale suprastructurii caii si vehiculelor de pe pod, dar si printr-un efect indirect  cauzat deexcentricitatile rezultantelor fortelor din vant in raport cu planul de preluare a incarcarilor orizontale (planul aparatelorde reazem).

Page 22: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 22/30

 Actiunea vantului se considera in calcul sub forma unei presiuni aplicate pe suprafetele expuse dupa o directiedefavorabila a vantului in raport cu structura. La podurile metalice presiunile din vant sunt diferentiate pentru douasituatii in care se poate afla suprastructura:

Ø cazul podurilor aflate deja in exploatare si podul poate fi in situatia de a fi incarcat cu convoi,situatie in care presiunea vantului pw =0.15 tf/mp;

Ø cazul tablierelor aflate in diferite faze de montaj unde vantul poate periclita siguranta saustabilitatea tablierelor si presiunea pw=0.20 tf/mp.

· Franarea la podurile de cale ferata 

Franarea se considera ca o componenta orizontala in lungul sinelor avand o valoare proportionala cu greutatea totalamaxima a convoiului de pe pod:

F= 1/8 (Σ P) - pentru lungimi ale tablierului Lu ≤ 100 m si

F= 1/10 (Σ P) - pentru lungimi ale tablierului L > 100 m

· Serpuirea (numai) la podurile de cale ferata 

Serpirea S se considera ca o forta concentrata de 60 KN aplicata la nivelul superior al sinei, pe directietransversala sinei si poate actiona in ambele sensuri laterale ale caii pe pod. Aceasta actiune modeleaza loviturilebandajului rotilor de tren asupra ciupercii sinelor de cale ferata ca urmare a unor defecte ale caii (denivelari, deformatii

locale in plan orizontal ale sinelor, defecte locale ale ciupercii sinei etc abateri care pot modifica local ecartamentulcaii)

· Forta centrifuga 

Se calculeaza la podurile in curba si se defineste in functie de raza curbei si viteza.

· Franarea la podurile rutiere 

Page 23: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 23/30

La podurile rutiere franarea se calculeaza ca o fractiune din greutatea maxima a vehiculelor care pot incarcapodul considerand ca ele se deplaseaza in acelasi sens. Fractiunile sunt definite pe trei trepte de lungimi de tabliere(L<25.0 m ; 25.0 m ≤ L < 50.0 m si L > 50.0 m) .

· Incarcarile cu oameni 

Incarcarile cu oameni se considera la dimensionarea trotuarelor podurilor si a grinzilor tanblierului care sustintrotuarele (numai podurile rutiere). Acesta incarcare se considera ca o sarcina uniform distribuita pe unitatea suprafatasi are valori precizate in functie de amplasamentul podului (in oras sau in afara oraselor). La podurile de sosea seconsidera si o aglomeratie de oameni exceptionala pe toata suprafata carosabila si pe trotuare cu mentiunea caacesta situatie se va incadra in gruparea III de actiuni.

· Impingerile pamantului 

Pamantul exercita impingeri asupra sprijinirilor la gropile de fundatii, in spatele culeilor etc, Impingerilepamantului din spatele culeilor pot fi:

- impingerea activa a pamntului (exercitata de terasamentul din spatele culeii ca o presiune avand sub unanumit unghi datorita frecarii dintre pamant si betonul culeii);

- impingerea din suprasarcina cu convoi  care se adauga impingerilor active;

Modul de calcul al acestor impingeri se va trata la disciplinele de specialitate (de poduri si fundatii);

· Tasarile de reazeme 

Valorile tasarilor posibile ale elementelor de infrastructura (pile si culee) se estimeaza pe baza datelor dinstudiilor geotehnice si sunt luate in considerare in calculele de proiectare a podurilor. Incarcarile suplimentare provenitedin tasarile de reazeme sunt mai importante in cazul structurilor static nedeterminate. Pentru podurile realizate cu grinzicontinue trebuie considerate tasarile diferentiate ale pilelor, atat deplasarile pe verticala cat si rotirile, iar in cazulpodurilor care utilizeaza rezemari inclinate (poduri cu arce, poduri in cadru) precum si ancoraje la teren (podurisuspendate) sunt considerate si deplasarile in plan orizontal.

Page 24: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 24/30

· Actiuni din seism  

Fortele generate de sesim apartin gruparii excptionale de actiuni (gruparea III). In timpul producerii unui seismmiscarile terenului induc deplasari si vibratii ale structurii podurilor care sunt generatoare de forte suplimentare de

inertie, denumite forte seismice. Marimea acestor forte se determina in functie de zona seismica in care este amplasatpodul, in functie de natura terenului in amplasament si in functie de caracteristicile dinamice ale structurii (material,rigiditati, pozitia maselor, capacitatea structurii de amortizare a miscarilor, etc, Fig 7.14 )

Forte de inertie

Fig. 7.14 Calculul simplificat al pilei unui pod actiunea seismica 

· Izbirea navelo r de pile  

Poate apare la podurile peste ape navigabile care au pilele in apa. Este de asemenea o incarcare exceptionala

care apare in gruparea III de actiuni si se considera ca o incarcare statica aplicata la Se considera ca o fortaconcentrata de o anumita valoare aplicata pilei in functie de lungimea navei si de directia de lovire apodului(transversala sau longitudinala).

METODE DE CALCUL L A PODURI  

Normele privind calculul podurilor din Romania utilizeaza doua metode de calcul si anume:

Page 25: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 25/30

- metoda rezistentelor adm isibi le ;  

- metoda star i lor l imi ta. 

Metoda rezistentelor admisibile se utilizeaza la proiectarea structurilor de poduri metalice, din lemn sipodurilor mixte cu sectiune compusa otel-beton.

Metoda starilor limita se utilizeaza la calculul infrastructurilor de poduri si la calculul suprastructurilor din beton.

· Metoda rezistentelor adm isibi le  

Calculul unei structuri de constructii presupune determinarea eforturilor sectionale maxime si a unor deformatii

produse de diferite actiuni in elementele structurale ale constructiei

Se bazeaza pe compararea tensiunilor calculate considerand valorile maxime ale solicitarilor in cadrul unorcombinatii de incarcari (grupari ale incarcarilor) cu rezistentele admisibile ale materialului elementului structural.

Valorile normate (ale incarcarilor sau rezistetelor) sunt valori de referinta rezultate pe baza unei determinaristatistice a situatiilor aparute in practica.

In cazul metodei rezistentelor admisibile, raportul dintre rezistenta materialului si efectul produs de actiunile cesolicita elementul se numeste coeficient de siguranta :

unde: F  este efectul produs de actiuni

R   – rezistenta materialului din care este alcatuit elementul verificat

Page 26: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 26/30

      – coeficientul de siguranta, unic

Verificarile de rezistenta in metoda rezistentelor admisibile presupun compararea valorilor maxime, efective aletensiunilor normale, tangentiale sau echivalente cu valorile admisibile ale acelorasi marimi:

Rezistentele admisibile se determina prin impartirea limitei de curgere a materialului la un stabilita experimentalla un coeficient de siguranta “c”: 

c   – coeficient de siguranta, cu valori diferite in functie de gruparile de actiuni

Spre exemplu, norma actuala de proiectare a podurilor metalice care utilizeaza metoda rezistenteloradmisibile (SR 1911/98) stabileste pentru laminatele din alte oteluri decat cele din SR-1911 rezistente admisibilediferentiate pentru cele trei grupari de actiuni considerand coeficienti de siguranta sc I  ; c II si c III  

- gruparea fundamentala (I), c I  = 1.50

- gruparea (II), c II  = 1.35

- gruparea exceptionala (III), c III  = 1.20

Se remarca faptul ca acesti coeficienti de siguranta (cu valori diferite pentru fiecare din cele 3 grupari de actiuni)scad pe masura ce probabilitatea de a se realiza combinatia de actiuni din gruparea II, respectiv III se reduce. Este

Page 27: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 27/30

usor de intuit ca suprastructura unui pod nu poate fi dimensionata considerant simultan toate eforturile din actiunilecompatibile din gruparea III (din greutatile permanente, din convoiul de calcul ce modeleaza situatia cea maidefavorabila din trafic, din actiunea maxima a vantului si din seismul etc) folosind aceeiasi valoare a rezistenteiadmisibile. Prin reducerea a coeficientilor de siguranta ai materialului in concordanta cu probabilitatea de a se realizain totalitate combinatia de actiuni din fiecare grupare se obtine totusi o dimensionare economica.

10.2 Criterii de dimensionare si verificare in metoda rezistentelor admisibile 

a.  Criteriul de rezistenta 

 Acest criteriu cuprinde fenomene cum sunt pierderea stabilitatii (flambaj sau voalare) si fenomenul deoboseala. In aceste situatii verificarile se fac prin raportare la valorile admisibile ale rezistentelor pentru flambaj, voalaresi durabilitate limitata.

- pentru flambaj

  – coeficient de flambaj,

- pentru oboseala

Page 28: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 28/30

 

b.  Criteriul de rigiditate 

Este un criteriu ce are in vedere deformatiile elementelor structurale pe perioada de exploatare a uneistructuri. Prin acest criteriu se urmareste limitarea deformatiilor elastice (sagetilor) anumitor elementepentru reducerea oscilatiilor din vibratii etc.

Pentru anumite structuri, in functie de modul de alcatuire si de conditiile de incarcare, criteriul de rigiditate poatefi mai sever decat criteriul de rezistenta (incluzand aici si fenomenele de pierdere a s tabilitatii respectiv de oboseala).

c.  Criteriul de oboseala 

Prin acest criteriu se urmareste a se avea in vedere mentinerea functionalitatii si durabilitatea constructiilormetalice sau din beton supuse incarcarilor variabile si repetate in timp (cazul incarcarilor cu convoaie la poduri).

Elementele structurale se incadreaza din punct de vedere al alcatuirii constructive in detalii reprezentativedenumite « grupe de crestare ». Corespunzator acestor incadrari in functie de « raportul de asimentrie al ciclurilorvariabile de incarcare la oboseala Rσ » se determina ecartul admisibil al ciclurilor notat: ΔσRa. 

Verificarea la oboseala consta in obtinerea amplitudinilor maxime ale ciclurilor de solicitare din incarcarile

variabile cu cea admisibila:

 Δσmax = (σmax  –σmin) < ΔσRa. 

(Exista si alte metode de verificare la oboseala prin calculul duratei de viata)

10.3. Metoda starilor limita 

Metoda starilor limita tine seama de variabilitatea incarcarilor si a rezistentelor materialelor si permite abordarea

Page 29: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 29/30

probabilista a conceptului de siguranta a constructiei.

 Aceasta metoda include parametri care definesc variabilitatea rezistentei materialelor, caracterul variabil al unorincarcari si probabilitatea de suprapunere a actiunilor.

Particularitatile metodei starilor limita sunt :

Starile limita sunt impartite in doua categorii fundamentale :

1. Stari limita ultime :

a. Stari le limita ultime de rezistenta si stabil i tate.

b. Starea l imi ta de o boseala  

c.  Star i le l imi ta ale exploatar i i norm ale  

O expresie generala verificarile prin acesta metoda se pot scrie astfel :

(1)

unde :

  i  sunt coeficientii ai actiunilor (incarcarilor), care sunt cu atat mai mari cu cat variatia lor in timp pe structura este

mai mare. Se aplica operatorul « » pentru ca acesti coeficienti au valori aferente fiecarei actiuni(incarcari) considerate.

In STAS 10101/OB-87), valorile de calcul ale actiunilor se determina prin multiplicarea valorilor incarcarilornormate cu un coeficient notat « n ».

Page 30: ACTIUNI LA PODURI.docx

7/22/2019 ACTIUNI LA PODURI.docx

http://slidepdf.com/reader/full/actiuni-la-poduridocx 30/30

unde : n= na x ng  

na =coeficientul actiunilor

ng  =coeficientul gruparii

   j   – sunt coeficienti partiali de siguranta pentru rezistentele materialelor, iar operatorul « » se aplica in cazulutilizarii in alcatuirea constructiei a mai multor materiale.

 Aplicarea prescriptiilor EUROCODE impune si adoptarea unor denumiri specifice acestor norme. Astfel, inloc de « efortul de calcul maxim » care defineste termenul din stanga relatiei (1) se recomanda a se inlocui cuexpresia «efort de proiectare » respectiv expresia uzitata « capacitatea portanta » cu expresia « efort axialrezistent, moment rezistent sau forta taietoare rezistenta ». 


Recommended