XII - Poduri Din Lemn - Suprastructura [PDF]

Zitiervorschau

Poduri din lemn - Suprastructura

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.

1

Poduri din lemn - Suprastructura

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).

2

Poduri din lemn - Suprastructura

Figura XII. 3 Rezemare defectuoasa a ursilor pe palee

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.4. Rezemare corespunzatoare a ursilor simpli rezemati, axele ursilor nefiind continue. a. Ursi alaturati b. Ursi tesiti la capete

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.

3

Poduri din lemn - Suprastructura

a. Simplu rezemate (fara subursi) b. Simplu rezemate (cu subursi) c. Continue cu subursi

Figura XII. 7 Pachete de ursi 1. 2. 3. 4. 5.

Urs Pana Traversa Corniera L Contravantuire

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

1. 2. 3. 4.

Urs Montant Traversa Bulon

Figura XII. 9 Injuguirea pachetelor de ursi cu montanti simpli 1. 2. 3. 4. 5.

Urs Traversa Traversa inferioara Montant Furura din lemn

Figura XII. 10 Injuguirea pachetelor de ursi cu montanti dubli

4

Poduri din lemn - Suprastructura

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. 2. 3. 4. 5.

Urs Podina de uzura Podina de rezistenta Traverse inferioare 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. 2. 3. 4. 5.

Contravantuire Pachet de ursi Podina de rezistenta Montanti 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).

5

Poduri din lemn - Suprastructura

Figura XII. 13 – Ursi cu subursi si contrafise a)

a) La o palee simpla 1. Urs 2. Suburs 3. Contrafisa

b)

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 6

Poduri din lemn - Suprastructura

triunghiular

1. 2. 3. 4. 5.

Grinda (urs) Suburs Contrafisa Călcâi din lemn Moaze

trapezoidal

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). 7

Poduri din lemn - Suprastructura

Figura XII. 18 – grinzi cu contrafise triple

a) Cu suburs simplu b) Cu suburs cu contrafisa 1. 2. 3. 4.

Grinzi Subursi Contrafise grinzi 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.

8

Poduri din lemn - Suprastructura

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).

9

Poduri din lemn - Suprastructura

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

10

Poduri din lemn - Suprastructura

 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. 11

Poduri din lemn - Suprastructura

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

12

Poduri din lemn - Suprastructura

 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).

13

Poduri din lemn - Suprastructura

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 14

Poduri din lemn - Suprastructura

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

15