1

CAPITOLUL 3

3.1 CONECTORII

Toatã teoria constructiilor mixte se bazeazã pe ipoteza cã existã o legaturã ìntre oţel si beton. Aderenţa betonului pe grinda metalicã este nu numai prea micã, dar şi puţin durabilã pentru a realiza aceastã legăturã. Transmiterea forţelor de lunecare trebuie atunci fãcutã prin intermediul elementelor de legãturã. Elementele care asigurã legãtura oţel beton sunt denumite conectori. Aceştia trebuie sã împiedice deplasarea celor două materiale pe suprafaţa lor de contact, cât si ridicarea dalei de beton. Conectorii pot fi clasificaţi în mai multe categorii:

a) Gujoane sau dornuri (Fig.3.1) care sunt conectori destul de supli cu cap rotund care permit ancorarea gujonului în dalã. Dornul constă dintr-o tijă rotundă cu diametrul de la 12 la 25 mm si înălţimea de la 75 la 125 mm în unele cazuri chiar 200 mm, prevãzut la partea superioarã cu un cap, iar la partea inferioarã de formã conicã, care permite fixarea de talpa grinzii prin sudurã automatã.

 Figura 3.1

Dispozitivul automat de sudurã asigurã o productivitate de 3 dornuri pe minut şi în consecinţã o reducere a timpului de construcţie în comparaţie cu celelalte tipuri.

b) Conectori rigizi (Figura 3.2) care nu permit repartiţia eforturilor de lunecare. Se

caracterizeazã prin faptul cã la intrarea în lucru nu au deformaţii care sã permitã dezvoltarea unei lunecãri pe suprafaţa de contact dintre dalã si grinda de oţel.

  2

freta

S.I.R.P.

 Figura 3.2

c) Ancoraje (Figura 3.3) care sunt conectori supli care permit o anumitã lunecare relativã şi

lucreazã la tracţiune, la fel ca etrierii de la betonul armat.

Comportarea exactã a conectorilor scapã calculului teoretic. Rezistenţa lor se stabileşte experimental. Încercarea legãturii oţel beton (la sarcini statice si dinamice) permite fixarea pentru fiecare tip de conector a limitei de rezistenţã efectivã.

 Figura 3.3

 

În prezent existã tendinţa de generalizare a folosirii conectorilor tip gujoane datoritã comoditãţii si rapiditãţii cu care se fixeazã cu ajutorul unui pistolet electric. În plus aceşti conectori au avantajul ca prezintã aceeaşi rezistenţã în toate direcţiile şi din cauza flexibilitãţii lor permit o bunã repartiţie a efortului de lunecare. În continuare vom analiza acest tip de conectori.

3.2 REZISTENŢA GUJOANELOR

Cedarea legãturii dintre oţel şi beton poate avea loc în douã moduri:

Fie prin ruperea gujonului, ceea ce de obicei se spune “forfecarea” gujonului, dar care este de fapt forfecare compusã cu incovoiere;

Fie prin strivirea betonului din jurul gujonului.

  3

Rezistenţa limitã a unui gujon determinatã empiric este:

rf

dR

4

7,02

(3.1)

28225,0 Cbsb REdR

(3.2)

Pe de altã parte, în calculul elastic se impune o limitare a deformaţiilor relative pe interfaţa oţel beton. Criteriul ales pentru limitarea acestor deformaţii este cã nu se autorizează sã depãşeascã 60% din capacitatea de rezistenţã la strivire a betonului. Deci aceastã condiţie este:

4/328

228

2 6.1125.06.0 CCbdef RdREdR (3.3)

286000 Cb RE (3.4)

d fiind diametrul gujonului, iar 28CR rezistenţa nominalã a betonului.

3.3 CALCULUL ELASTIC AL LEGǍTURILOR

Calculul elastic al legãturilor oţel-beton se desfăşoară în paralel cu calculul elastic al secţiunilor. Acesta din urmã este bazat pe ipoteza Navier-Bernoulli. Eforturile de lunecare pe care elementele de legãturã trebuie sã le suporte sunt acelea care permit compatibilitatea deformaţiilor pe interfaţa oţel-beton (deplasarea relativã nulã) deoarece secţiunile plane ramân plane.

Eforturile de lunecare pot fi cauzate de:

- forţa tãietoare, sau mai precis de variaţia momentului de încovoiere dM/dz; - introducerea precomprimãrii (eforturi concentrate în zona de ancoraj); - introducerea punctualã a unui moment de încovoiere, cauzatã de exemplu de o proptea

de reazem (eforturile concentrate în zona acestui reazem); - contracţia şi ∆T (eforturi concentrate la extremitatea liberã a grinzii); - o schimbare bruscã a secţiunii (eforturi concentrate la schimbarea secţiunii, în general

neglijabile). Exceptând eforturile de lunecare datorate forţei tãietoare T=dM/dz, toate celelalte eforturi

de lunecare sunt concentrate. Forţele tãietoare provin din cea mai mare parte a încãrcãrilor permanente, dar şi efectelor parazitare cauzate de contracţie, precomprimare, etc.

a) Eforturi de lunecare datorită forţei tãietoare Forţa tãietoare este egalã cu variaţia momentului încovoietor T=dM/dz.Variaţia

momentului încovoietor provoacã o variaţie a efortului normal care acţioneazã asupra dalei de beton.Forţa de lunecare este q şi este egalã cu variaţia acestui efort normal.

  4

 Figura 3.4

bA m

bb I

SMdAN (3.5)

Echilibrul fortelor orizontale

dx

dNqdxqdN (3.6)

Efortul de lunecare care actioneaza asupra dalei

bm

SI

Mn (3.7)

n

Aa

hh

n

AyS b

mbb

bb )2

( (3.8)

Relaţia (3.8) furnizează valoarea momentului static al dalei în raport cu axa neutrã a

secţiunii mixte Efortul de lunecare pe unitatea de lungime

m

b

m

b

I

ST

I

S

dx

dM

dx

dNq

(3.9)

Forţele tãietoare considerate pentru calculul eforturilor de lunecare sunt cele datorate încãrcărilor sau eforturilor aplicate dupa realizarea legãturii oţel beton.

b) Eforturi de lunecare datorate contracţiei Aşa cum am vãzut la efectul contracţiei, eforturile normale datorate contracţiei rãmân

constante în beton (la fel ca în oţel) pentru o grindã simplu rezematã. În consecinţã nici un efort de lunecare nu solicitã legătura în secţiunea din câmp.Cum secţiunile la extremitãţile grinzii au o suprafaţã liberã, ele nu pot fi supuse la eforturi normale. Existã la fiecare extremitate a grinzii un efort de lunecare concentrat Qc care “pune în sarcină” dala. Acest efort este egal cu efortul normal care acţioneazã asupra dalei.

  5

m

bC

m

b

bm

cbm

m

bbb

m

c

m

bcbcbbcc

I

SMA

A

N

SI

M

n

AA

A

N

nAy

I

M

A

AN

nNAQ

0

)(11

(3.10)

În realitate acest efort nu este concentrat într-un punct (extremitatea grinzii). Se admite cã

se repartizeazã uniform pe o lungime egalã cu jumătate din lãţimea activã, admiţând de asemenea o distribuţie la 45° a eforturilor de lunecare în dala de beton. Efortul de lunecare repartizat pe aceastã zonã de capãt va fi:

a

Cc b

Qq

2 (3.11)

 Figura 3.5

Efortul de lunecare de capãt este acelaşi, fie cã grinda este simplu rezemată sau continuã.

Dacă grinda este continuã trebuie sã se ţinã seama de eforturile de lunecare repartizate datoritã forţelor tăietoare parazitare calculate cum am văzut anterior.

c) Eforturi de lunecare datorate variaţiei de temperaturã Se rezolvã acest caz prin analogie cu contractia, deformaţia specificã find egală cu

±0.1‰. Efortul de lunecare concentrate QΔT va fi atunci:

m

bT

mTbT I

SM

A

ANQ

0, (3.12)

Acest efort, introdus la fiecare extremitate pe o zonã egalã cu ba/2 ne dã pe aceastã zonã eforturile de lunecare repartizate:

a

TT b

Qq

2 (3.13)

  6

Forţele tãietoare parazitare provoacã în plus eforturi de lunecare repartizate care se calculeazã cum am vãzut la forţa tăietoare.

d) Eforturi de lunecare datorate precomprimãrii Dala fiind comprimatã prin precomprimare, efortul de lunecare concentrat este egal cu

suma eforturilor unitare transmise grinzii metalice, sau efortul total de precomprimare mai puţin suma eforturilor care acţioneazã asupra betonului. Vom avea :

m

bP

mP

m

bP

m

bPP I

SM

A

AN

I

SM

A

ANQ 0)1( (3.14)

PM fiind momentul datorat excentricitaţii forţei de precomprimare PN .

Acest efort este asemenea intrudus pe o zonă egală cu 2ab .

Dacã grinda este static nedeterminatã, efectele parazitare introduc forţe tãietoare care provoacã un flux de eforturi de lunecare calculate cum am vãzut la forţa tãietoare.

Trebuie subliniat faptul cã dala poate fi legatã sau nu în timpul aplicãrii precomprimãrii. Eforturile de lunecare sunt foarte importante în primul caz şi aproape nule în cel de-al doilea.

e) Eforturile de lunecare datorate introducerii unui moment concentrat Exemplul tipic al unui moment de încovoiere concentrat, introdus într-o grinda este

efectul rezemãrii unui pod. Momentele la dreapta şi la stânga reazemului nu sunt egale, diferenţa fiind egalã cu încovoierea în cap de reazem. Acest moment punctual introdus prin rezemare provoacã o diferenţã de efort normal în dala de beton ( în armaturã dacã secţiunea este fisuratã ) care trebuie sã fie transmisã prin conectori. Acest efort de lunecare va fi:

mS I

MQ (3.15)

f) Eforturi de lunecare datorate schimbãrii secţiunii Aceste eforturi de lunecare se obţin calculând variaţia efortului în dalã care rezultã din

variaţia bruscã a secţiunii.

)(2

2

1

1

I

S

I

SMQ b

m

bS (3.16)

Aceste eforturi sunt în general neglijabile. Se menţioneazã de asemenea ca eforturi care solicitã legãtura şi rezistenţa dornurilor

forţele de frânare şi efectul vântului pe convoi (forţa transversalã). Aceste efecte sunt în general neglijabile.

3.3.1 Calculul numărului de conectori Cunoscând acum eforturile de lunecare ce solicitã legãtura şi rezistenţa dornurilor se

poate deduce imediat pentru un diamentru ales numãrul de dornuri necesare.

dR

Ln (3.17)

unde L este forţa de lunecare;

dR - rezistenţa nominală a dornului.

  7

Teoretic numãrul gujoanelor necesare variazã în lungul grinzii urmãrind înfăşurătoarea forţelor de lunecare. Practic noi definim zona unde “n” este constant şi obţinem o distribuţie în scarã a legãturilor.

Pentru a obţine o eficacitate maximã a legãturii este necesar sã se respecte anumite dispoziţii constructive.

dt

e3 e2 e3

hb

e1 e1 e1

 

Figura 3.6

mme

de

td

50

5,3

2

3

2

mmed 6005 1

Distanţa minimã între dornuri este stabilitã cu scopul de a permite sudarea cu ajutorul pistoletului şi pentru a realiza la betonare o învelire suficientã. Acoperirea minimã a gujoanelor în particular foarte importantã la betonarea nişelor dalelor prefabricate sau ripate va fi de 30mm în toate direcţiile.

În cazul în care conectorii nu sunt sudati pe talpã în dreptul inimii este recomandabil utilizarea de gujoane al cãror diametru este inferior de douã ori grosimii tãlpii (d < 2t ).

Pentru verificarea sudurii gujoanelor se fac o serie de încercări (Fig.3.7) astfel:

Incercarea latractiune

Incercarea laincovoiere

Incercarea laincovoierealternanta

Incercarea deincovoiere printr-olovitura de ciocanP

P

P

P/2P/2~2,4kg

 Figura 3.7

  8

3.3.2 Verificarea la oboseală Dupã dimensionarea elasticã a conectorior trebuie sã se verifice rezistenţa la obosealã a

legãturii. Această verificare conduce la o sporire a numãrului de conectori în deschidere şi deci la o repartiţie mai uniformã a acestora în lungul deschiderii.

n1

n2Nr. degujoane ales

Nr. de gujoane min. dinconditia de rezistenta

Nr. de gujoane dinconditia de oboseala

ba/2L

ba/2

Numarul degujoane/m

DESCHIDEREA

 Figura 3.8

3.3.3 Controlul eforturilor unitare de forfecare în lungul dalei Efortul de lunecare care actioneazã asupra gujoanelor trebuie să fie transmis dalei de

beton. Acest efort poate fi preluat prin suprafaţa betonului ce înconjoarã conectorii şi prin armătura dalei. Daca “ n “este numãrul de conectori pe metru liniar. şi Rg rezistenţa unui gujon, efortul de forfecare longitudinal pe unitatea de lungime este dat de relaţia:

gRnq (3.18)

Acest efort trebuie sã fie inferior rezistenţei în planul de forfecare determinat. Pentru a putea utiliza armãturã transversalã, trebuie evident ca ea sa fie traversatã de planul de forfecare, ceea ce nu este cazul armãturii superioare pentru planurile B-B si C-C.

t

h b

A

A

A

A

B

C

B

C

Arm. transv. sup.

Arm. transv. inf.

 Figura 3.9

  9

CAPITOLUL 4

PROBLEME SPECIFICE DE MONTAJ PENTRU PODURILE CU STRUCTURǍ MIXTǍ O datã structura metalicã montatã prin unul din procedeele specifice structurilor metalice

se trece la executia plăcii din beton. Trei posibilitãţi se vor trata, cele care se folosesc în mod curent:

dalã turnatã în amplasament;

dalã ripatã;

dală prefabricată. Procedeul clasic de betonare este utilizat pentru realizarea dalei unei structuri mixte ori

de câte ori condiţiile impun aceastã solutie. Aceastã soluţie se aplicã în general atunci când dala are forme particulare (poduri oblice, curburã variabilã, geometrie variabilã etc.). Acest procedeu este foarte uşor, însã adesea necesitã o suprafaţă de cofraj extrem de mare. După tipul cofrajului, se disting două procedee de turnare a dalei:

4.1 COFRAJ FIX Această soluţie este cea mai frecventă la turnarea dalelor în amplasament. Ea permite o

adaptare la toate condiţiile particulare, dar nu se poate utiliza decât atunci când podurile au lungime redusã.

Cofrajul poate fi fixat de structura metalicã mai ales la realizarea podurilor de deschidere micã. Pentru a evita o solicitare mare a structurii metalice în timpul montajului, se poate prevedea o rezemare provizorie care se va demonta dupã întãrirea betonului şi stabilirea legãturii.

Turn provizoriu pana laintarirea betonului

 Figura 4.1 

 Figura 4.2 

  10

Dacã se utilizeazã un cofraj sprijinit de structura metalicã trebuie sã verificãm dacã eforturile care sunt generate de acesta pot fi preluate de structură, fãra sã punã în pericol echilibrul şi rezistenţa sa.

Cu aceasta metodã, este posibil sã betonãm discontinuu şi cum legătura oţel-beton este efectivă dupã priza betonului (gujoane sudate înainte de betonare), se prevãd etapele de betonare astfel încât materialul sã se folosească în mod optim:

dacã dala nu este precomprimatã pe reazemele intermediare se urmãreşte ca prin fazele de turnare sã se micşoreze întinderea în beton. Se betoneazã mai întâi zonele din deschidere.

I II II II

Figura 4.3

dacã dala este precomprimatã, se diminueazã greutatea structurii metalice prin betonarea la început a zonelor de pe reazemele intermediare.

III I I IIIIII

II

 Figura 4.4

I. Betonarea pe reazem

II. Precomprimarea betonului de pe reazem III. Betonarea în deschidere

4.2 COFRAJ MOBIL Este uneori avantajos sã se realizeze o dalã turnatã în amplasament cu ajutorul unui cofraj

mobil care se deplaseazã pe structurã. Aceasta soluţie nu este totuşi aplicabilã decât la podurile cu secţiune transversalã constantă şi pentru o structură fãrã contravântuire şi antretoaze superioare.

In fata roata cadrului de cofrajreazema pe grinda metalica

Roata din spate a cadrului de cofrajreazema pe dala turnata anterior

Carucior de cofraj intrecele doua chesoane

 Figura 4.5 

  11

Aceastã soluţie este rentabilã pentru un pod cu lungime mare totalã, deoarece în acest caz se realizeazã amortizarea preţului căruciorului de cofraj. Ea necesitã o cale de rulare pe structurã şi o cale pe dalã în spatele zonei de betonare .

Principala problemã inerentã a acestei metode de montaj constã în introducerea de încãrcãri concentrate ale cãruciorului în structură şi în dala proaspãt turnatã. Dacã mai mult, dala este precomprimatã longitudinal amplasarea cablelor de precomprimare este complicatã prin prezenţa cãruciorului de cofraj.

Forţa de precomprimare la lucrãrile turnate în amplasament este aplicatã pe secţiunea mixtã.

4.3DALA RIPATǍ Aceastã metodã de introducere în amplasament a dalei este analogã cu cea a lansãrii

structurii metalice. Tronsoanele de placã sunt betonate pe o platformã de betonare în prelungirea structurii metalice sau chiar pe structura metalicã. Avantajul principal al metodei de ripare este cã permite realizarea unei dale continue într-o cadenţã ridicatã reducându-se cheltuielile de cofraj la minimum.

Contravântuirea superioarã şi antretoazele nu impiedicã în nici un fel avansarea dalei care gliseazã pe faţa superioarã a structurii metalice.

Operaţiile de ripare se deruleazã astfel: 1. Primul tronson al dalei se toarnã pe suprafaţa de betonare. 2. Dupã priza betonului (~3 sau ~4 zile ), dala este decofratã fie prin coborârea

cofrajului fie prin ridicarea dalei. 3. Tronsonul este apoi ripat pe structura metalicã. 4. Cofrajul este apoi adus în poziţia iniţialã şi pentru al doilea tronson se poate aranja

armătura şi apoi betona. O etapã completã dureazã în general o sãptãmânã. 4.3.1 Instalaţia de betonare Cuprinde toate eşafodajele necesare realizãrii platformei de betonare, cofrajului (prize

hidraulice). Tronsoanele betonate au o lungime care variazã între 15 şi 25m. În general suprafaţa de betonare este instalatã la una din extremitãţile podului, fie pe

structura metalicã fie în prelungirea ei. În cazul unui pod în spinare de mãgar, poate fi avantajos sã se toarne dala la mijlocul podului şi apoi sã se ripeze succesiv sau alternativ spre cele douã culei. Aceasta metodã permite dublarea vitezei de avansare a dalei, dar ea necesitã în plus o consolidare a grinzilor principale în zona în care se efectueazã betonarea dalei.

Pentru a putea respecta un ritm de lucru sãptãmânal, se betoneazã tronsonele de dalã de ordinal a 300 m2, ceea ce înseamnã ~20m lungime şi o lãţime de 15m.

4.3.2 Avansarea dalei Dala poate fi ripatã în douã moduri, prin împingere şi prin tragere: 1. În cazul în care ea este împinsã se utilizeazã prese hidraulice care au cursa de ~1m.

Se folosesc în general prese cu capacitate de 150 t în dreptul fiecãrei grinzi principale. 2. Dacã dala este deplasatã prin tracţiune, se utilizeazã un troliu care permite o avansare

continuã.Aceastã soluţie uşureazã ghidajul dar prezintã urmãtoarele inconveniente:

  12

avansarea se face în salturi datoritã frecãrii, grosimea cablelor, dificultatea de a controla avansarea.

Este posibil sã se împinge o dalã cântãrind pana la 3000÷4000 t şi o lungime maximã de 600 m.

4.3.3 Dispozitivul de glisare

Pentru diminuarea coeficientului de frecare a dalei pe structura metalicã în timpul ripãrii, se dispun în golurile lãsate pentru sudarea gujoanelor, patine executate din fontã, la 2.0m distanţã care micşoreazã coeficientul de frecare dinamic la ~18%. Cum aceastã diminuare nu este încã suficientã, se lubrefiazã suprafaţa de glisare cu un grafit uşor umed, care permite reducerea coeficientului de frecare dinamic pânã la ~6%. Coeficienţii de frecare reali sunt foarte variabili.

Patina din fonta curecipient pentru grafit

Gol pentru sudareagujoanelor

Talpa superioara agrinzii principale

Strat de grafit

Directia deavansare

 Figura 4.6

4.3.4 Ghidajul dalei În timpul ripãrii dala gliseazã pe faţa superioarã a grinzilor principale. Pentru a evita o

deplasare lateralã care ar conduce la o aplicare excentricã a sarcinilor concentrate din patinele de glisare, trebuie prevãzut un dispozitiv de ghidaj al dalei în mişcare.

Se pot folosi urmãtoarele soluţii: 1. Ghidajul este asigurat prin roţi cu ax vertical fixate de dalã care reazemã pe marginile

tãlpilor superioare de lãţime constantã. Aceastã soluţie necesitã o talpã superioarã cu lãţime constantã şi prezenţa unei contravântuiri superioare de montaj importante pentru a rigidiza suficient talpa superioarã.

Piesa pentru reglaj

Patina de fonta

Roata

Figura 4.7

  13

2. Ghiadajul este asigurat printr-o roatã cu ax vertical, fixat de structura metalicã. Aceste roţi sunt în general plasate în dreptul pilelor, sau dacã este nevoie, la nodurile contravântirii superioare şi a antretoazelor. Roata poate rezema pe dalã fie într-un canal longitudinal de ghidare, fie pe marginea ei.

Talpa superioaraantretoaza

Roata Presa hidraulicade reglaj

Piesa dereazem

 Figura 4.8

Remarcã: Probleme referitoare la ghidaj cu respectarea toleranţelor şi controlul frecãrii (eventual frânare) sunt punctele delicate ale metodei de montaj a dalei de beton prin ripare.

4.3.5 Legãtura oţel-beton Dupã riparea completã a dalei de beton, se sudeazã conectorii, în locaşurile prevãzute

pentru aceştia, pe talpa superioarã a grinzilor metalice şi legãtura este stabilitã prin turnarea de beton în aceste locaşuri.

În general conectorii utilizaţi sunt gujoane cu cap rotund (Ø=7/8”~20mm) care sunt sudaţi de talpa superioarã a grinzii prin intermediul unui pistolet de sudare. Trebuie prevãzute locaşe suficient de mari pentru respectarea distanţei minime între gujoane. Rezistenţa nominalã a betonului turnat în aceste locaşuri este superioarã celei a betonului din dalã pentru a garanta preluarea eforturilor de lunecare, care prin dispunerea discontinuã a gujoanelor sunt concentrate. Deoarece patinele de ripare rãmân la locul lor, trebuie sã se injecteze mortar în rostul dintre dalã şi talpa superioarã, pentru a proteja talpa superioarã împotriva coroziunii. Marginile se închid cu un mastic.

Patina deripare

Gujon

Gol300-400

250-300

t

B B

 Figura 4.9 

  14

Aceastã metodã de introducere în amplasament a dalei de beton prezintã avantajul unei execuţii rapide cu un material de şantier nepretenţios. Metoda necesitã însã o execuţie precisã şi un control permanent a toleranţelor fixate.

4.4 DALE PREFABRICATE

Este posibil sã se raţionalizeze şi mai mult producţia de beton prin prefabricare în uzinã

sau pe şantier a elementelor de dalã care sunt apoi transportate şi puse în amplasament pe structura metalicã. În general aceste elemente sunt tronsoane de dalã cu lungimea de 2 m a cãror greutate variazã între 15 şi 20 t funcţie de lãţimea tablierului. Ele sunt turnate în cofraje metalice demontabile care permit realizarea unei dale cu geometrie impusã.

a) Punerea în amplasament a elementelor prefabricate: Elementele prefabricate sunt transportate în amplasament cu ajutorul unei macarale mobile, fie de la sol când înãlţimea este micã, fie transportate pe tablier. În acest din urmã caz, deoarece elementele prefabricate nu au încã rosturile betonate trebuie prevãzute sisteme de fixare a dalelor de structura metalicã pentru a împiedica o eventualã ridicare a lor la trecerea macaralei pe celelalte tronsoane de dalã. Pentru macara se prevede o cale de rulare astfel amplasatã, încât sã se evite încovoierile diferite între elementele de dalã.

b) Legarea elementelor prefabricate:

Legãturile transversale între elemente sunt betonate dupã punerea în amplasament a tronsoanelor de dalã pe tot podul, continuitatea dalei fiind astfel realizatã. Marginile elementelor prefabricate sunt fasonate astfel ca sã serveascã pentru legãtură. Armãtura dispusã în aceste rosturi împiedicã deplasarea relativã longitudinalã a elementelor la trecerea macaralei de montaj.

Legatura cumastic bituminos

Mustati

Spirala 12

 Figura 4.10

  15

c) Legãtura oţel beton Legãtura oţel beton este realizatã dupa execuţia joantelor transversale betonând golurile, dupã ce s-au sudat conectorii, ca în cazul ripãrii dalei. Se prevãd în general 4 goluri pentru fiecare element prefabicat. Aceastã metodã, la fel ca cea prin ripare, permite o execuţie rapidã, folosind un material de şantier puţin important. Precomprimarea este posibilã atât longitudinal cât şi transversal şi geometria dalei este cea impusã. Conectorii pot fi sudaţi înaintea amplasãrii elementelor prefabicate. Totuşi, dala prefabricatã prezintã numeroase incoveniente. Numãrul de legãturi transversale slãbeşte continuitatea dalei şi nu se poate asigura aceeaşi etanşietate ca la o dalã betonatã continuu (metoda turnãrii direct pe cofraj sau metoda prin ripare). Pe de altã parte, impreciziile de cofraj şi curgerea lentã diferenţiatã a elementelor pot provoca diferenţe de nivel la îmbinãri care pot atinge 2010 de mm la extremitãţile consolelor. Aceste defecte trebuie sã fie egalizate, ceea ce necesitã o grosime mare de material suplimentar.

4.5 INFLUENTA METODEI DE EXECUŢIE A STRUCTURII

MIXTE ASUPRA SUPRASTRUCTURII

4.5.1 Dală turnată în amplasament Avantajul acestei metode rezidã în faptul cã legãtura oţel-beton este realizatã începând cu

priza betonului. Este astfel posibil de a utiliza secţiunea mixtã pentru a prelua o parte din greutatea proprie a dalei. În figura de mai jos se ilustreazã efectul acestei ipoteze asupra deformaţiilor grinzii mixte. Aceastã comparaţie este stabilitã ţinând seama de derularea etapelor de betonare.

. . .111m 129m 58m

1 2 3

Deformatii datorate greutatii proprii a daleidupa diverse ipoteze de calcul (Podul peste

VEVEYSE)

1 137 2 164 3 -23 193 237 -18 235 262 -11  

Greutatea proprie a dalei preluata de :Structura metalica singuraGrinda mixta netinand seama de varsta betonului(n=ct)Grinda mixta tinand seama de varsta betonului (n=var) Sistemul static se schimba la fiecare etapa de betonare

 Figura 4.11 

  16

Dupã tipul cofrajului se pot distinge urmãtoarele cazuri :

a) Cofrajul este rezemat independent de structurã În timpul turnãrii şi întãririi betonului, structura metalicã nu este solicitatã de greutatea dalei care este preluatã de cofraj şi de eşafodajul sãu. Cum decofrarea se face dupã ìntãrirea betonului, greutatea proprie a dalei este aplicatã grinzii mixte deoarece legãtura este atunci stabilitã (conectorii sudaţi ìnainte de betonare). Nici o altã încãrcare de montaj nu solicită grinda mixtã;

b) Cofrajul este fixat de structura metalicã (cazul cel mai frecvent întâlnit). Dacã dala se betoneazã într-o singurã etapã, toatã greutatea proprie a dalei şi a cofrajului este preluatã de structura metalicã singurã. Pentru a se evita solicitãrile foarte mari, turnurile provizorii se scot dupã întãrirea betonului. Eforturile rezultate dupã execuţie se obţin prin suprapunerea solicitãrilor astfel:

C C

P TPTP

ETAPA1. Montajul grinzilor metalice

SOLICITARI SECT.REZISTENTA

OTEL

C C

P TPTP

2. Betonarea dalei

OTEL

C C

P

3. Demontarea cofrajului si scoatereaturnurilor provizorii

MIXTA

C C

P

4. Lucrarea in serviciu (exploatare)

MIXTA

gotel

gcofraj

gbeton

gcofraj

Reactiune din turn

Suprasarcini permanente

Sarcina mobila

 Figura 4.12 

REMARCǍ Coeficientul de echivalenţã oţel-beton al fiecãrui tronson trebuie sã fie determinat în funcţie de vârsta betonului. Se ţine seama de derularea etapelor de execuţie. c) Cofrajul este mobil

În cazul unui cofraj mobil, dala este betonatã în amplasament pe tronsoane. Deoarece conectorii sunt sudaţi înainte de betonare, tronsonul de dalã cu beton proaspãt (~o

  17

sãptãmânã) participã la rezistenţa de ansamblu a grinzii chiar de la decofrare. De asemenea pentru calculul solicitãrilor de montaj, se suprapun eforturile din fiecare etapã: încãrcãrile etapei în curs de betonare sunt aplicate grinzii mixte formate din structura metalicã şi tronsoanele de dalã deja turnate. Trebuie reamintit faptul cã dacã se utilizeazã un cofraj care ruleazã pe structurã, trebuie sã se verifice dacã încãrcãrile concentrate ale cãrucioarelor pot fi introduse în betonul proaspãt întãrit.

4.5.2 Dală ripată

Cum dala ripatã nu este legatã de grinzile principale decât dupã riparea întregii plãci,

eforturile în structura metalicã trebuie sa fie determinate, pentru fiecare secţiune, în funcţie de poziţia cea mai defavorabilã a dalei. În figura de mai jos se prezintã înfãşuratoarea de moment încovoietoare datoritã ripãrii pentru un pod cu dalã lansatã.

. .60m 80m

Infasuratoarea momentelorincovoietoare actionand intimpul riparii

Sfarsitul riparii

SENS DE RIPARE

 Figura 4.13 

Patinele din fontã care se folsesc la riparea dalei, introduc în structura metalicã încãrcãri

concentrate (~10 tone) care pot pune în pericol stabilitatea grinzilor. Trebuie sã se verifice pe de o parte inima grinzilor principale la valoare localã şi pe de altã parte talpa superioarã, liberã în timpul ripãrii la flambaj lateral.

În cazul unui ghidaj cu roţi fixate de dalã, încãrcãrile laterale introduse în talpa superioarã accentueazã riscul flambajului lateral şi poate este nevoie de o contravântuire superioarã de montaj.

Legãtura oţel beton este realizatã dupã betonare ceea ce are efect favorabil, deoarece o mare parte din contracţia dalei se efectueazã deja înainte ca legãtura sa fie realizatã, deci contracţia se dezvoltã fãrã eforturi în oţel sau beton. Dacã suprafaţa de betonare este instalatã pe structura metalicã (la extremitãţi sau în travee), trebuie sã se ţinã seama de aceastã sarcinã suplimentarã la dimensionarea grinzilor principale.

  18

4.5.3 Dală prefabricată Încãrcãrile de montaj generate prin punerea în operã a elementelor prefabricate sunt

preluate de structura metalicã singurã cuprinzând şi betonajul rosturilor. Dacã elementele sunt ridicate de la sol cu ajutorul unei macarale, este posibil sã se limiteze solicitãrile în structura metalicã alegând o ordine judicioasã de montare a prefabricatelor. Dacã prefabricatele sunt montate cu o macara care se deplaseazã pe structurã, tablierul (dala) trebuie sã fie realizat de o manierã continuã şi solicitãrile de montaj sunt atunci aceleaşi ca la ripare. Trebuie sã se considere în plus greutatea macaralei mobile. Cum elementele sunt pozate direct pe structurã, ele nu introduc încãrcãri excentrice şi riscul flambajului lateral este mult diminuat.

Elementele trebuie sã fie dimensionate pentru a suporta solicitãrile de întreţinere şi transport cât şi încãrcãrile din timpul montajului înaintea stabilirii continuitãţii (betonarea rosturilor). Dacã se prevede o precomprimare longitudinalã trebuie înglobate mãrcile cablurilor în poziţii definitive în tipare executate.

Legãtura transversalã creazã puncte slabe din care cauzã trebuiesc armate corespunzator (continuitatea armãturii longitudinale).