Poduri din lemn - Suprastructura

1

XII. PODURI DIN LEMN

XII.1. NOTIUNI INTRODUCTIVE

Utilizarea podurilor din lemn s-a redus in perioada 1950-2000. Totusi in ultima

perioada, indeosebi in zonele de munte, s-au construit multe poduri din lemn cu deschideri

mici, din cauza faptului ca lemnul este un material usor de procurat, are un cost redus si este

usor de prelucrat.

Pentru constructia podurilor din lemn se utilizeaza:

Lemn de rasinoase (bradul), care asigura o durata de viata de 5 ani (neimpregnat) si

de aproximativ 20 de ani (impregnat)

Lemn de foioase (stejar, fag), care asigura o durata de viata de 15 ani (neimpregnat) si

de aproximativ 30 de ani (impregnat).

Clasificarea podurilor din lemn (dupa modul de alcatuire a suprastructurii):

Poduri din lemn cu grinzi (ursi);

Poduri din lemn cu grinzi si contrafise;

Poduri din lemn cu grinzi cu zabrele;

Poduri din lemn cu grinzi alcatuite din dulapi prinsi in cuie;

Poduri din lemn pe arce;

XII.2. PODURI DIN LEMN PE URSI

Podurile din lemn pe ursi (grinzi) se utilizeaza la podete şi poduri (cu deschideri de

maximum 10.00m). Grinzile pot fi alcatuite din:

Ursi simpli simplu rezemati sau continui

Deschiderile maxime pentru care se pot folosi sunt 3m la podurile de CF si de 5m la

podurile de sosea (doar podete). Deschiderea unui pod pe grinzi este distanta, masurata pe

orizontala, intre axele aparatelor de reazeme.

Sunt alcatuiti din grinzi (ursi) cu sectiune simpla (dintr-o singura bucata) rezemati pe

pilotii infrastructurilor (palee - element intermediar de infrastructura şi culee - element de

infrastructura de la capetele podului) prin intermediul unor grinzi transversale podului,

numite babe. Pentru o mai buna rezemare pe piloti se pot folosi grinzi secundare numite

subursi.

Poduri din lemn - Suprastructura

2

a. Ursi simpli, simplu rezemati

b. Ursi simpli, simplu rezemati

cu subursi

1. Pilot de palee

(infrastructura)

2. Babă

3. Suburs

4. Ursi

Figura XII.1 Poduri pe ursi simplu rezemati

Pentru ursii simpli, simplu rezemati, culeele si paleele au un singur rand de piloti.

Pentru o mai buna rezemare ursii trec cu 10-15cm peste babe.

1. Pilot de culee

2. Baba

3. Urs

Figura XII. 2 – Petrecerea ursilor pe babele unei culee

In cazul rezemarii suprastructurilor pe palee simple, nu se recomanda rezemarea

ursilor direct pe babe (figura 3) intrucat suprafata de contact nu este suficienta. Daca ursii se

petrec 10-15cm peste babe nu se asigura continuitatea axelor ursilor pe toata lungimea

podului (figura XII. 4).

Ca sa se asigure continuitatea axelor ursilor sau chiar a ursilor se folosesc subursi

(figura XII. 5).

Poduri din lemn - Suprastructura

3

Figura XII. 3

Rezemare defectuoasa a ursilor pe palee

Figura XII.4.

Rezemare corespunzatoare a ursilor simpli

rezemati, axele ursilor nefiind continue.

a. Ursi alaturati

b. Ursi tesiti la capete

Figura XII. 5

Dimensiuni ale subursilor

a=(0.1…0.15) din lungimea ursului l

hsu = (0.8…1.2) din inaltimea ursului,

hurs

Figura XII. 6

Ursi continui cu subursi

a. schematic

b. ursi cu subursi imbinati cu pene

Pachete de ursi

Pentru a putea realiza deschideri mai mari ale podurilor se folosesc, in locul unei

singure grinzi (urs), pachete de ursi solidarizati (figura XII. 7). La podurile de CF de obicei

se folosesc 2, 4 sau 6 pachete de ursi sub traverse (figura XII. 8).

Pachetele de ursi se solidarizeaza prin injuguire cu montanti simpli (figura XII.9) sau

dubli (figura XII.10). Elementele de solidarizare sunt buloanele.

Poduri din lemn - Suprastructura

4

a. Simplu rezemate (fara subursi)

b. Simplu rezemate (cu subursi)

c. Continue cu subursi

Figura XII. 7 Pachete de ursi

1. Urs

2. Pana

3. Traversa

4. Corniera L

5. Contravantuire

Figura XII. 8 Folosirea pachetelor de ursi (2 pachete) pentru poduri de CF.

1. Urs

2. Montant

3. Traversa

4. Bulon

Figura XII. 9 Injuguirea pachetelor de ursi cu montanti simpli

1. Urs

2. Traversa

3. Traversa inferioara

4. Montant

5. Furura din lemn

Figura XII. 10 Injuguirea pachetelor de ursi cu montanti dubli

Poduri din lemn - Suprastructura

5

La podurile de sosea solidarizarea pachetelor de ursi se face prin injuguire cu montanti

simpli, prinsi cu buloane de podina de rezistenta sau de traverse. La partea inferioara se

utilizeaza doua traverse, cu scopul obtinerii unei mai bune solidarizari (figura XII.11).

Figura XII.11 Pod de sosea cu pachete de ursi injuguite

1. Urs

2. Podina de uzura

3. Podina de rezistenta

4. Traverse inferioare

5. Contravantuire (intre

pachetele de ursi)

6. Montanti

7. Buloane

Daca podurile au latimi mari iar numarul pachetelor de ursi este mare, contravantuirile

se pot dispune alternativ, din doua in doua pachete (figura XII. 12).

Pachetele de ursi se realizeaza din:

Lemn ecarisat (20x25 – 35x35 cm);

Lemn rotund cu doua fete plane ( Φ = 25-40 cm).

Figura XII. 12. Pod de sosea cu latime mare

1. Contravantuire

2. Pachet de ursi

3. Podina de rezistenta

4. Montanti

5. Podina de uzura

In cazul in care se utilizeaza subursi (fie pentru ursi simpli, fie pentru pachete de ursi)

se pot prevedea la capetele lor contrafise, care impiedica deformarea subusilor prin

incovoiere (figura XII.13).

Poduri din lemn - Suprastructura

6

Figura XII. 13 – Ursi cu subursi si contrafise

a) b)

a) La o palee simpla

1. Urs

2. Suburs

3. Contrafisa

b) La o palee dubla

1. Urs

2. Suburs

3. Contrafisa

4. Moaze longitudinale

5. Grinda calcai (calcai)

Aceasta solutie (subursi cu contrafise) necesita o inaltime de constructie mai mare.

Imbinarea intre contrafisa si suburs se poate face cu prag simplu, dublu sau cu grinda calcai.

Imbinarea intre contrafisa si piloti se poate face cu prag simplu (fig.13.a); cu grinda –calcai,

cu calcai simplu din lemn (fig.13.b).

Datorita faptului ca nu se poate realiza o dispunere simetrica a subursilor si a

contrafiselor, sistemul de subursi cu contrafise nu se poate folosi la culee.

XII.3. PODURI DIN LEMN CU GRINZI SI CONTRAFISE

Solutia utilizarii grinzilor drepte cu contrafise este foarte buna pentru traversarea unor

vai adanci, cu maluri abrupte. Prin contrafise se realizeaza reazeme intermediare, deschiderile

unor astfel de poduri fiind intre10 si 20m.

Sistemele constructive care se pot alcatui sunt:

Grinzi cu contrafise sistem triunghiular (figura XII.14) – se realizeaza un punct de

sprijin intermediar, grinda fiind continua cu doua deschideri.

Grinzi cu contrafise sistem trapezoidal (figuraXII.15) – se realizeaza doua puncte

intermediare de rezemare , grinda fiind continua cu trei deschideri.

Figura XII.14 – grinda cu contrafise sistem Figura XII.15 – grinda cu contrafise sistem

Poduri din lemn - Suprastructura

7

triunghiular trapezoidal

1. Grinda (urs)

2. Suburs

3. Contrafisa

4. Călcâi din lemn

5. Moaze

a. Fara subgrinda

b. Cu subgrinda

Grinzi cu contrafise duble, fie sistem triunghiular (figuraXII.16), fie sistem trapezoidal

(figura XII. 17). In primul caz este vorba de o grinda continua cu trei deschideri iar in

cel de al doilea, de o grinda continua cu patru deschideri. Se utilizeaza pentru deschideri

mai mari ale grinzilor (10-16m).

Figura XII.16 – grinzi cu contrafise duble

sistem triunghiular

Figura XII.17 - grinzi cu contrafise duble

sistem trapezoidal

a) Fara subgrinda

b) Cu subgrinda

Grinzi cu contrafise triple (figura XII.18).

In acest caz se obtin grinzi cu deschideri multiple (5 sau 6) si se pot utiliza pentru

deschideri de 18-20m. Subursul poate fi simplu (a) sau poate avea contrafisa (b).

Poduri din lemn - Suprastructura

8

Figura XII. 18 – grinzi cu contrafise triple a) Cu suburs simplu

b) Cu suburs cu contrafisa

1. Grinzi

2. Subursi

3. Contrafise grinzi

4. Contrafise suburs

La podurile de CF sistemul de grinzi cu contrafise se utilizeaza numai la caile ferate

inguste, suprastructura avand deformatii mari pentru caile ferate normale (din cauza

incarcarilor mai mari).

Datorita impingerilor mari pe infrastructura se utilizeaza palee duble (figura XII.19). O

masura pentru micsorarea impingerilor este prevederea de tiranti la nivelul imbinarii

contrafisei cu pilotii. Racordarea cu terasamentele se face cu estacade inecate.

Figura XII. 19

Deschidere marginala cu palee dubla si

estacada, la un pod cu contrafise sistem

triunghiular, cu tiranti orizontali.

La podurile de sosea se adopta uzual grinzi cu contrafise sistem trapezoidal (fig.20),

fara tiranti orizontali, cu subursi cu contrafise.

Poduri din lemn - Suprastructura

9

Figura XII. 20

Pod de sosea, suprastructura grinzi

cu contrafise sistem trapezoidal, cu

subursi cu contrafise.

1. Palee inecata (inlocuieste

culeea)

2. Subgrinda

3. Moaze

Moazele sunt grinzi transversale podului, care reduc lungimea de flambaj a

contrafiselor.

XII.4. PODURI PE GRINZI CU ZABRELE

Grinzile cu zabrele realizate din lemn ating deschideri de 20-40m.

Grinzi cu zabrele HOWE – JURAVSKI

Howe a realizat primele grinzi cu zabrele (figura XII.21) cu talpi paralele, montanti

intinsi si diagonale comprimate in panourile de capat si diagonale duble in panourile din

mijloc (in care efortul in diagonale este alternant – intindere / compresiune).

Figura XII.21 - grinda cu zabrele sistem Howe

1. Diagonala comprimata

2. Montant

Ulterior, diagonalele duble s-au realizat pe toata lungimea podului, din motive estetice.

Juravski a introdus tiranti cu eforturi initiale, care elimina solicitarile de intindere in

diagonale (figura XII.22).

Poduri din lemn - Suprastructura

10

Figura XII. 22 – Grinda HOWE-JURAVSKI – Sistem combinat

a) Cu calea sus

b) Cu calea jos

Grinzi cu zabrele TOWN – LEMBKE

Acestea au talpile paralele iar calea este dispusa la partea superioara. Diagonalele sunt

foarte dese, cu interspatii in sistemul Town si fara interspatii in sistemul Lembke (figura XII.

23.a si b).

Figura XII. 23

a) Grinda cu zabrele sistem TOWN b) Grinda cu zabrele sistem LEMBKE

1. Montant de rigidizare

2. Montant de capat

Poduri din lemn - Suprastructura

11

Grinzi cu zabrele din lemn rotund, imbinate cu tije metalice.

Se utilizeaza, de obicei, pentru podurile de sosea. Pentru deschideri mici (8-15m) se

utilizeaza sistemul prezentat in figura XII.24, care provine din sistemul cu grinzi si contrafise

sistem triunghiular. In cazul deschiderilor mai mari (15-25m)se folosesc scheme similare

celei din figura XII.25.

Figura XII. 24 Figura XII. 25

Schema unei grinzi cu zabrele cu bare din

lemn rotund, pentru deschideri 8-15m (este

posibila alcătuirea fără montanti).

Grinda cu zabrele cu bare din lemn rotund,

imbinate cu tije metalice, pentru deschideri

mari (l= 15-25 m)

a. Schema

b. Detaliu

XII.5. PODURI DIN LEMN CU GRINZI ALCATUITE DIN DULAPI

PRINSI IN CUIE

Cu acest sistem se pot obtine poduri cu deschideri intre 15 si 50m, folosind elemente

din lemn cu dimensiuni reduse (dulapii). Se utilizeaza doar la podurile de sosea, intrucât in

imbinarile cu cuie se produce in timp plasticizarea sub actiunea incarcarilor şi pot apărea

deformaţii importante, inadmisibile la podurile de cale ferată.

Grinzile din dulapi pot avea talpile alcatuite din dulapi sau alte piese ecarisate. Grinzile

au sectiune transversala asemanatoare cu cea a grinzilor metalice cu inima plina. Inima este

realizata din doua randuri de dulapi batuti in cuie, inclinati la fel in ambele sensuri. Inclinarea

poate fi α = 30-60°, de preferat 45°. Pentru podurile de sosea inaltimea “h” a grinzilor se

recomanda sa fie l/7 – l/10 din deschiderea "l". In figura XII.26 este prezentata o

suprastructura de pod realizata din grinzi cu dulapi prinsi in cuie (schema de principiu), iar in

figura XII. 27 este prezentata alcatuirea constructiva a unui pod de sosea, realizat in acelasi

mod.

Poduri din lemn - Suprastructura

12

Figura XII.26

Grinda de pod realizata din

dulapi batuti in cuie (elevatie)

Figura XII.27 Alcatuirea constructiva a unui pod de sosea, cu grinzi cu dulapi batuti in cuie.

a. Elevatie

b. Sectiune transversala

1. Baba

2. Talpa inferioara

3. Montant de capat

4. Perete din dulapi

5. Grinda de rigidizare

6. Talpa superioara

7. Montant de rigidizare

8. Contravantuire

orizontala

9. Contravantuire

transversala

XII.5. PODURI PE ARCE DIN LEMN

Podurile pe arce pot fi:

Cu cale sus

Poduri din lemn - Suprastructura

13

Cu cale la mijloc

Cu cale jos

Pentru podurile pe arce din lemn deschiderile uzuale sunt L = 10-30m, iar înălţimea

arcului este h

)* L. Se recomandă ca forma arcului să fie circulară, pentru o

execuţie mai uşoară. Arcele se pot executa din scânduri curbate, prinse in cuie si cu zbanturi

din oţel lat. Pentru a obtine această formă, scândurile se aburesc, se curbează şi se usucă în

stare curbată. O soluţie mai modernă este utilizarea arcelor încleiate (realizate din scânduri

încleiate cu clei rezistent la apă). Acestea se execută în fabrică sub forma a două semiarce,

care se îmbină în amplasament, la cheie, cu eclise cu buloane de strângere (figura XII.28).

Poduri din lemn - Suprastructura

14

Figura XII.28

Moduri de realizare a legaturii

intre semiarce la cheie

În figura XII.29 sunt prezentate două variante de realizare a naşterii articulate a

arcului.

Figura XII. 29

Moduri de realizare a nodului

de la nastere

a. Prin intermediul unui

dispozitiv special

b. Cu un bulon de articulatie

La reconstituirea podului lui Apolodor din Damasc peste Dunăre, la Drobeta Tr.

Severin, s-a presupus ca acesta a fost realizat pe arce.

XII.7. PODURI PROVIZORII REALIZATE DIN GRINZI METALICE DE

INVENTAR INJUGUITE

Pe căile ferate este necesară refacerea cât mai rapidă a circulaţiei întreruptă în urma

unor calamităţi naturale sau război. Acest lucru se realizează prin utilizarea unor poduri

provizorii sub care este posibilă reconstruirea infrastructurii pentru podul definitiv. O soluţie

Poduri din lemn - Suprastructura

15

utilizată în ţara noastră (figura XII.30) constă în folosirea unor grinzi metalice de inventar (de

tip PEINE) solidarizate (înjuguite) cu juguri din lemn situate la anumite distanţe (calculate).

Grinzile şi jugurile sunt fixate prin tiranţi la partea inferioară şi superioară printr-un

profil cornier L 100x100x10.

Traversele sunt prinse direct, deasupra grinzilor, cu buloane pipă. Trotuarul este

realizat dintr-o podină din dulapi (stejar sau fag) 20x5cm. La marginea trotuarului se

realizează parapetul, alcătuit din stâlpi de 10x10cm cu contrafişe 10x10cm, fixate cu profile

cornier L 100x100x10 de traverse. Stâlpii sunt fixati de traverse si contrafise cu buloane.

Astfel de structuri au fost realizate pe calea ferată Bucureşti – Câmpina pe durata reabilitării

acesteia (2000).

Figura XII. 30

Grinzi metalice

înjuguite

(secţiune

transversală)

Pană

Juguri din

lemn