DŻWIGARY STOSOWANE W KONSTRUKCJACH MOSTOWYCH:

a) o stałej wysokości - stosowane w przęsłach o rozpiętości do 60 m

b) o zmiennej wysokości - stosowane w przęsłach o rozpiętości ponad 60 m, pozwala to na mniejsze zużycie materiałów i ograniczenie kosztów. Belki nośne o zmiennej wysokości uzyskuje się przez skosy:

- krzywoliniowe (paraboliczne) - zalecane ze względu na walory estetyczne

- prostoliniowe - łatwe do realizacji przy szerokich filarach

Długie konstrukcje narażone są na nierównomierne oddziaływanie temperatur i nierównomierne osiadanie podpór. Konieczne są dylatacje poprzez wykonanie skosów ograniczających przemieszczenia, naprężenia powstałe w wyniku zmian temperatury.

Liczba dźwigarów zależy od szerokości przęsła, rodzaju obciążeń i wysokości konstrukcji. Dla kładek dla pieszych stosujemy 2 dżwigary stalowe, przekroje skrzynkowe lub kratownice rurowe, ze względu na małe obciążenia.

KLASYFIKACJA ŁĄCZNIKÓW.

W mostach zespolonych połączenie prefabrykowanej płyty pomostu z dźwigarem stalowym wykonujemy za pomocą:

- spoin

- śrub sprężających

- opórek sztywnych

Łączniki stosowane na miejscu montażu:

1. sztywne (opórki walcowane lub spawane)

2. wiotkie

3. sworzniowe (trzpienie o różnych kształtach)

4. listwowe (listwy perforowane)

WYMIAROWANIE ŁĄCZNIKÓW.

Wymiarowanie łączników sztywnych obejmuje sprawdzenie docisku betonu do opórki, naprężeń ścinających i i rozciągających w betonie oraz zginanie opórki i jej przymocowanie.

Łączniki wiotkie przy opórkach należy sprawdzać na główne naprężenia rozciągające (podobnie jak strzemiona w belkach żelbetowych) oraz ścinanie.

Ułożenie odgięć powinno być zgodne z trajektoriami naprężeń.

Natomiast wymiarowanie sworzni polega na sprawdzeniu ich nośności na ścinanie oraz docisk do betonu.

Coraz częściej stosowane łączniki listwowe (listwy perforowane) sprawdza się na nośność ze względu na ścięcie stalowej listwy pomiędzy otworami, ścięcie betonu przy otworach i przekroczenie wytrzymałości betonu na docisk.

FAZY PRACY W MOSTACH ZESPOLONYCH

- Faza I - przed zespoleniem, w którym obciążenia (ciężar własny belki stalowej, deskowanie, mokry beton) przejmuje dźwigar stalowy.

- Faza II - po zespoleniu, w którym obciążenia (ciężar nawierzchni i konstrukcji nośnej, wyposażenia i obciążenia użytkowe) przejmuje dźwigar stalowy zespolony z płytą pomostu.

Przy założeniu pełnego zespolenia rozkład naprężeń w dowolnym przekroju kształtuje się następująco:

TYPY ZESPOLEŃ.

Zasadniczo wyróżniamy kilka rodzajów zespoleń, których klasyfikację można przeprowadzić według materiałów łączonych lub ze względu na geometrię połączenia zespalającego.

Ze względu na rodzaj łączonych materiałów możemy podzielić na:

- zespolenie typu beton - beton:

- zespolenie typu beton - stal:

- zespolenie typu stal - stal:

Ze względu na geometrię zespolenia możemy podzielić na:

- punktowe

- liniowe - rozmieszczenie łączników w linii prostej najczęściej nad środnikami dźwigarów

- powierzchniowe - umożliwiają włączenie do współpracy płyty pomostu zarówno w kierunku podłużnym jak i poprzecznym.

Zadaniem zespolenia jest wywołanie współpracy dwóch materiałów. Jednakże jeśli dojdzie na pewnym odcinku do zerwania łączników mamy do czynienia z przekrojem złożonym a nie zespolonym.

BUDOWLE MOSTOWE.

Budowle służące do przeprowadzania linii komunikacyjnej przez przeszkody. Wyróżniamy następujące budowle mostowe:

- most - budowla mostowa nad przeszkodą wodną

- wiadukt - budowla mostowa nad przeszkoda „suchą” (dolina, inny ciąg komunikacyjny)

- estakada - wiadukt wieloprzęsłowy

- przepust - budowla mostowa wykonywana bez przerywania ciągłości nasypu

- kładka dla pieszych - most dla pieszych lub kładka dla pieszych

PODZIAŁ BUDOWLI MOSTOWYCH.

1. Ze względu na rodzaj prowadzonej linii komunikacyjnej:

- drogowe

- kolejowe

- tramwajowe

- mieszane

- kładki dla pieszych

- kanałowe

- akwedukty (most do przepustu wody pitnej)

- przemysłowe (suwnice, przeładunkowe)

b) Ze względu na możliwości ruchu:

- stałe

- ruchome - klapowe

- ruchome - podnoszone

- obrotowe

- przesuwne

c) Ze względu na rodzaj materiału ustroju nośnego:

- drewniane

- metalowe

- kamienne (typ mostu masywnego)

- ceglane (typ mostu masywnego)

- betonowe (typ mostu masywnego)

- żelbetowe (typ mostu masywnego)

- betonowe - sprężone

MOSTY DREWNIANE.

Najstarsze konstrukcje, drogie w eksploatacji (co 3 lata trzeba wymieniać drewniany pokład). Obecnie wykonywane jako kładki dla pieszych, mosty objazdowe w trakcie budowy lub remontu mostów.

Wyróżniamy:

- most drewniany z dachem

- kładka wstęgowa

- most drewniany na belkach stalowych

MOSTY KAMIENNE.

Maja formę łukową, ponieważ w spoinie nie może być sił rozciągających.

MOSTY METALOWE.

Przykład to „Golden Gate” w San Francisco, największy most świata do lat 70.

OBCIĄŻENIE TEMPERATURĄ.

1. ogrzanie równomierne:

- w mostach stalowych od -25 do 55 ^oC

- w mostach betonowych od -15 do 30 ^oC

b) ogrzanie nierównomierne:

- w mostach stalowych Δt = 15^oC

- w mostach betonowych Δt = 5^oC

OBCIĄŻENIE WIATREM.

a) poziome - działające na kierunku najniekorzystniejszym dla konstrukcji, uwzględnia się jako przyłożone na powierzchni budowli mostowej równomiernie, rozpatruje się dwie sytuacje:

- parcie wiatru na przęsła nieobciążone (taborem) 2,5 kN/m²

- parcie wiatru na przęsła obciążone (taborem) 1,25 kN/m²

Na tabor samochodowy przyjmuje się wysokość taboru 3 m, wypadkowa parcia na wysokości 1,5m Parcie wiatru na tłum (istotne dla kładek pieszych) przyjmujemy dla wysokości 1,7m.

Tabor kolejowy, przyjmujemy prostokąt o długości nieograniczonej, wysokość 3m, wypadkowa 2m

Tabor tramwajowy, wysokość 2,6m, wypadkowa 1,75m.

b) pionowe:

- dla konstrukcji powietrznych - powierzchnia ograniczona obrysem zewnętrznych krawędzi elementów, chodników itp.

- dla konstrukcji kratowych i ażurowych przyjmuje się rzeczywistą powierzchnię rzutu pierwszego dźwigara łącznie z jezdnią, chodnikami, oraz po 5% powierzchni dźwigarów następnych.

Uderzenia o podpory wiaduktów.

Jeśli mamy podpory wiaduktów (pod spodem drogi), i ciężarówka uderza w podporę:

a) Podpora jest bliżej niż 3m od krawędzi dolnej jezdni pod wiaduktem i nie ma barier ochronnych, to zaczepiamy uderzenie (pojedyncza siła pozioma, skupiona, działająca wzdłuż jezdni pod wiaduktem, zaczepiona ta siła na wysokości, i ma wartość ta siła K.

b)Podpora jest od 3 do 15m od krawędzi jezdni to bierze się to co wyżej ale pomniejszone o połowę.

- Jeśli odległość jest większa od 15m - nie rozpatrujemy przypadku uderzenia,

- Jeśli są stosowane bariery ochronne to wszystkie siły wyżej wymienione (a) i (b) zmniejszamy o połowę.

Uderzenia boczne o elementy jezdni.

Bierzemy układ pionowy „K” i „q”, i robi się pionowy ale w poprzek mostu, bierzemy 5% od „q” i „K”, i takim układem obciąża się most w poziomie.

Uderzenia boczne związane z uderzeniami o szynę.

Bierzemy uderzenie - jako siła skupiona pojedyncza o wartości 100kN (10ton), - w jednym miejscu na moście, następuje to uderzenie w jednej chwili.

Wykolejenie taboru tramwajowego.

Zakłada się, że wykolejeniu ulega jeden pociąg tramwajowy, przestawia się tor o 1m lub w prawo lub w lewo.

I. OBCIĄŻENIA ZWIĄZANE Z OPARCIAMI ŁOŻYSK.

a)stałe

b)ruchome

1. Stalowe(tradycyjne).

k=0,3 -współczynniki tarcia

małe mostki nie za dobre

2. Płaskie liniowo-styczne.

k=0,2 - współczynniki tarcia

3.Wałkowe.

k=0,03 - współczynnik tarcia

płytki są zginane, wada - płytki są statycznie niewyznaczalne.

4.Dwuwałkowe.

k=0,03

momenty są mniejsze niż w łożyskach jednopałkowych.

5.Kadłubowe(stałe).

Dużo lżejsze.

6.Soczewkowe(przesuwne).

Soczewka może się kołysać, płyty są ściskane, przekazywanie sił jest równomierne 20tysiecy ton jest w stanie przenieść to łożysk. Nie ma efektu gięcia - niskie 25cm.

7.Garnkowe - z bardzo grubych blach około 5cm.

Neopren- nie starzeje się, zmienia właściwości w małym zakresie. Pod wpływem obciążenia zachowa się jak gęsta ciecz.

8.Gumowe(z neoprenu).

Nie ma przesuwu, jest obrót.

II. PODPORY

1.Podpora ruchoma

2.Podpora stała.

1.OBCIĄŻENIE TABOREM TRAMWAJOWYM.

(most tramwajowy),

(most drogowo- tramwajowy)

Schemat obciążenia - pociąg tramwajowy, trzywagonowy, zakłada się że każdy nowy wagon posiada 2 osie.

Widok z boku

Na moście może być nieskończona liczba pociągów - ażeby było najbardziej niekorzystnie.

Ustawianie Taboru Tramwajowego.

1).można to obciążenie przerywać między pociągami jak i wagonami tego samego pociągu (gdy wagony np. się rozpieły0.

2).każdy nacisk na poszczególną oś wynosi 150kN. Każdy wagon tramwajowy waży 300kN(30 ton).

3).obciążenie taboru tramwajowego nie zależy od klasy obciążenia.

4).współczynnik dynamiczny, minimalna wartość współczynnika dynamicznego 1,10

G=1,35-0,005L≤1,10

Przyjmuje się, że następuje wykolejenie tylko I pociągu tramwajowego. Przestawia się taki pociąg o 1 metr w prawo lub o 1 metr w lewo, II równolegle do osi obiektu (naciski kół nie działają już osiowo, lecz mimośrodowo).

2.OBCIĄŻENIE TŁUMEM.

Uwzględniamy je na:

1)powierzchni chodników (na moście),

2)kładkach dla pieszych (na moście),

3)schodach (mostowych).

Jest to obciążenie równomierne brane bez współczynnika dynamicznego. Obciążenie tłumem rozłożone jest:

1. Przy obliczaniu konstrukcji nośnej chodników, schodów, kładek. Obciążenie tłumem przyjmuje się 4kN/m² (400kg/m²).

2. Do obliczeń dźwigarów głównych i podpór w mostach drogowych - 2,5 kN/m².

O zbrojeniu wspornika chodnikowego nie decyduje obciążenie tłumem, lecz będzie decydować obciążenie wyjątkowe.

OBCIĄŻENIE WYJĄTKOWE WSPORNIKÓW CHODNIKOWYCH:

Np. ciężarówka wpada w poślizg i upada na chodnik.

Samochód typu „S” ustawiamy równolegle do osi mostu (gzymsu), przy czym środek koła nie może stać bliżej krawędzi mostu niż 0,5m. (jeszcze nie została wyłączona krawędź zewnętrzna)

- w tym przypadku obciążenia wyjątkowego nie uwzględniamy współczynnika dynamicznego,

- o zbrojeniu wspornika chodnikowego zawsze decyduje obciążenie wyjątkowe.

Mosty żelbetowe

- pierwszy most kolejowy w Szwajcari -Vigsen 2,40m przęsło -forma belkowa,

- największe pod koniec lat 30 XIX wieku - belkowe,

- teraz największe żelbetowe - łukowe (może być bardziej płaski mosteczek - 5-8m rozpiętości , belkowe teraz tylko jako mosteczki.)

łukowe:

- z jazdą dołem (tereny nizinowe),

- z jazdą dołem (tereny nizinowe).

Przęsła belkowe najdłuższe 78m.

Mosty sprężone.

- pierwszy w Berlinie,

- drugi pod Jelenią Górą (mniejszy)

Cięgna sprężające

Mosty ceglane:

- XIXw. - niewielkie rozpiętości

- ostatnie pochodzą z 20 - lecie XX w. (są łukowe)

Most drogowy:

Przekrój poprzeczny mostu jednobelkowego (np. kładka dla pieszych)

1. 3 cm - asfalt lany

- źle znoszą wodę demską

• Asfaltobeton (lepszy pod )

• Naw. poliuretanowo - epoksydowa (cienkościenne 3-5mm) (po pomalowaniu zasypać grubym piaskiem kwarcowym)

2. wypełnienie chodnika

• szczelny beton B 30 (ważna jest jego szczelność)

• zbrojony siatką przeciwkurczową)

3. Nawierzchnie.

• Wartości izolacyjne (też w spadku 2%),

• Warstwa wiążąca (asfalto - beton o grubości 5cm),

• Warstwa ścieralna (górna) (asfalto - beton o gr 5cm).

Rozstaw zależy od:

• Czy płyta pomostu jest zazbrojna jako żelbet czy sprężona.

• Żelbet rozstaw 3-3,5cm.

5. zazwyczaj w środku.

• 2 poprzecznice nadpodporowe (przejmowanie momentów skręcających,

• 1 przęsłowe (w środku rozpiętości przęsło) - zapewne współudziałowe belek w przenoszeniu obciążeń.

Kształtowanie izolacji:

• Od gzymsu do gzymsu - nieprzerwanie ciągłości.




Minimalny spadek mostu wzdłuż ≤0,5%.

Zalecany spadek podłużny 1%.

• Grubość płyty pomostu pod jezdnią min. 18cm,

• Jeśli obiekt jest klasy A obciążenie musi być min. 21cm,

• Minimalna grubość na obrzeżu pod chodnikowym min 14cm

• Szerokość gzymsu min 26cm (około 30cm).

• Poprzecznice po jednej na przęśle (niższa, żeby nie było widać, około ¾ wysokości).




Most jednoprzęsłowy musi być:

• Jedno łożysko stałe, drugie ruchome,

• Dylatacje - szczelne (wkładki gumowe, neopren).

KOMBINACJE OBCIĄŻEŃ

Każdy most powinien być obciążony kombinacją 3 obciążeń. Największy moment jest miarodajny.

Kombinacja I: (układ podstawowy P )

W skład P wchodzą:

a)obciążenia stałe

b)obciążenia zmienne

-obciążenie taborem z uwzględnieniem współczynnika dynamicznego i sił odśrodkowych

-parcie gruntu przy naziomie obciążonym

-obciążenie tłumem pieszych

-obciążenie zmienne elementów obiektów mostowych których celem jest przeniesienie tych obciążeń

(np. obciążenie ruchome to działanie wiatru w odniesieniu do stężeń przeciwwiatrowych)

-hamowanie i przyspieszanie dla łożysk i podpór

-parcie lodu dla izbic

Izbica-element mostu, stosowany do mostów tymczasowych lub ochrony rusztowań

-obciążenie bocznymi uderzeniami taboru dla stężeń przeciwuderzeniowych mostów kolejowych

-uderzenia o bariery ochronne (dla barier są tylko obciążenia podstawowe)

-obciążenia poręczy (dla poręczy są to tylko obciążenia podstawowe)

-obciążenia od nierównomiernego obciążenia osiadania podpór i od zmian temperatury

(dla konstrukcji statycznie wyznaczalnych obciążenie temperaturą jest nieistotne)

Kombinacja II: (układ podstawowy + dodatkowy)

W skład PD wchodzą:

-obciążenie wiatrem z wyjątkiem jak wyżej

-hamowanie i przyspieszanie ale tylko dla dźwigarów głównych

-obciążenie tłumem dla dźwigarów głównych

-opory łożysk dla dźwigarów głównych

-obciążenie filarów parciem lodu

-uderzenia boczne taboru dla przęseł

Kombinacja III: (układ podstawowy + wyjątkowy)

W skład PW wchodzą:

-obciążenia przy wykolejeniu taboru kolejowego i tramwajowego

-obciążenia przy najeździe taboru samochodowego na chodnik (tylko dla konstrukcji chodnika)

-obciążenie konwojowane(obciążenie ponadnormowe) dotyczy mostów drogowych

-uderzenia pojazdów i statków o podpory

Obciążenia:

Stałe : Ruchome

a)ciężar balustrady

b)ciężar własny

OBCIĄŻENIA PIONOWE TABORU KOLEJOWEGO

Lokomotywa + wagony + tabor




p-nie ma ograniczenia co do długości (może być przerywane)

P = α_k · 250kN

P = α_k · 80kN

W danej chwili na moście rozpatrujemy tylko jedną lokomotywę

Oś toru na podsypce może ulec przesunięciu - mimośród na belkę 0,1cm

Obciążenie ma charakter dynamiczny - monożymy przez współczynnik dynamiczny

Dla 3,6m ≤ L ≥ 65m φ =





wzór ten obowiązuje dla mostów: - bez podsypki

- z podsypką ≤ 0,5m

Dla podsypki 0,5m ≤ a ≥ 1m stosujemy inny wzór

Jeżeli podsypka jest wieksza niż 1m φ = 1

Im dłuższy most (przęsło) tym mniejszy współczynnik dynamiczny

L ≥ 65m φ = 1,0

φ _max = 1,67 (gdy wyjdzie większy przyjmujemy 1,67)

SIŁY HAMOWANIA I PRZYSPIESZANIA

Przyjmujemy jako poziome i równoległe do osi jezdni przyłożone na powierzchni jezdni lub na górnej powierzchni szyny

1)dla taboru samochodowego (mnożniki) bez współczynnika dynamicznego

10% obciążenia q oraz 20% obciążenia K, ale suma obu obciążeń musi być większa niż 0,3 K

Obciążenie q należy uwzględnić na całej szerokości jezdni, ale max na długości 20m w każdym przęśle




2)dla taboru tramwajowego

20% obciążenia pionowego jednym pociągiem 3-wagonowym na każdym z torów, a oprócz tego

5%obciążenia pozostałymi pociągami (trzema)

3)dla taboru kolejowego

Siły hamowania - 10% obciążenia pionowego bez ograniczenia długości obciążenia

Siły przyspieszania - 20% obciążenia siłami P i p (skupiona - tylko lokomotywa bez wagonów)

SIŁY ODŚRODKOWE(pionowe i poziome uwarunkowane geometrią)

Г =
V = maxymalna prędkość w[km/h]

R = promień krzywizny

P = obciążenie pionowe K, q oraz od tabory tramwajowego

Zaczepienie siły : - 1,8m nad górną krawędzią główki szyny (tabor kolejowy)

- 1,2m nad powierzchnią jezdni (tabor samochodowy)

OBCIĄŻENIA WYWOŁANE ZMIANAMI TEMPERATURY

Poziom odniesienia temperatury

1. równomierne

dla mostów stalowych -25ºC +55 ºC

dla mostów betonowych -15 ºC +30 ºC

mosty zespolone - dla części stalowej jak stalowy, dla betonowej jak betonowy

2. nierównomierne

dla mostów stalowych ∆t 15 ºC (pas górny większą temperaturą od pasa dolnego)

dla mostów betonowych ∆t 5 ºC

PARCIE LODU NA PODPORY MOSTOWE

Zakłada się że lód działa czołowo na filar siła ta jest skupiona o wartości:

H = m ∙ R ∙ h

R - wytrzymałość lodu na miażdżenie R1=750 kN/m² obciążenie w chwili ruszania lodów

R2=450 kN/m² gdy woda ma najwyższy stan (woda letnia-wypór

hydrostatyczny na filar)




b - szerokość filara

h - obciążona grubość lodu

m - współczynnik kształtu filara

m= 1.0 m = 0.9




MOSTY DROGOWE

Wyróżniamy 5 klas obciążeń : A, B , C , D ,E

Klasa A - najcięższa

Klasa E - najlżejsza

„A” -autostrady 50 T

- główne drogi krajowe

-centrum dużych miast

„B” - w ciągu dróg wojewódzkich i powiatowych

„C” - drogi gminne

-dojazdy do osiedli

„D” i „E” - bardzo małe obciążenia (nieopłacalne budowanie mostów)

Schemat obciążeniowy dla wszystkich klas jest ten sam

Obciążenie q (ruchome)

Może zajmować całą powierzchnię jezdni. Można podzielić całą jezdnię n kwadraty i ponumerować je i obciążać po kolei kwadraciki, sumujemy i kreskujemy kwadraciki które zwiększają moment. Obciążenia q nie mnożymy przez współczynnik dynamiczny. Może przyjmować dowolny kształt .Może być przesuwane dowolną liczbę razy

Obciążenie q może być przerwane




OBCIĄŻENIE - CIĄGNIK TYPU „K”




1. „K” równoległy do osi podłużnej

2. „K” przemnożone przez współczynnik dynamiczny

3. Ze schematu „K” można usunąć dowolną liczbę sił, tak żeby w efekcie otrzymać sytuację najniekorzystniejszą

4. Na całym obiekcie może znajdować się tylko jeden ciągnik „K” (bez względu na liczbę przęseł)

5. Ciągnik nie może stać brzegiem przy krawężniku( nie mniej niż 35cm od lica krawężnika)

Współczynnik dynamiczny dla mostu drogowego

φ = 1,35 - 0,005L ≤ 1,325

L ≥ 70m φ=1,0 Im element dłuższy tym współczynnik dynamiczny mniejszy

L - rozstaw dźwigarów dla płyty mostu

L - rozstaw przęseł mostu dla belki

OBCIĄŻENIE SAMOCHODEM TYPU „S” (trzyosiowy)

Elementy mniejszych długości należy sprawdzać na samochody typu „S”




W przekroju poprzecznym

Zestaw dwóch samochodów typu „S”




a zależy od klasy mostu

Klasa obciążenia q[kN/m²] K [kN] P(nacisk na oś) [kN]

A 4,0 800 200

B 3,0 600 150

C 2,0 400 100

D 1,6 320 80

E 1,2 240 60

17

---