DK - 13 Drveni Mostovi

Drveni mostovi

Sveučilište u Splitu; Građevinsko-arhitektonski fakultet

V. pred. Đuro Nižetić, dipl. ing. građ.

LEONARDO BRIDGE (1502. – 2001.) NORWEGIAN PUBLIC ROADS ADMINISTRATION Dužina 109,2 m Glavni raspon 40,0 m Strelica luka 5,70 m Širina (između ograda) 2,80 m Design Vebjorn Sand

DRVENI MOSTOVI UVODNO Puno se toga dogodilo od onda kad su uz zidane mostove drveni bili jedini drugi tip, gledano po materijalu gradnje. Primjenom čelika za konstrukcije mostova prestala je izgradnja drvenih mostovavelikih raspona, a primjenom armiranog betona drvo je istisnuto i s malih otvora. Danas izgleda da su svi uvjereni, da postoji samo jedan materijal za građenjenosivih konstrukcija, potreban i dovoljan za sve – a taj materijal nije drvo. Upotreba sintetičkih ljepila, pojava suvremenih materijala od drva i na bazi drva(razni tipovi tvornički proizvedenih nosača, lijepljeni lamelirani nosači - GLULAM, furnirski nosači - SVL, razni tipovi ploča - furnirske LVL, višeslojne, šperploče, OSB ploče, itd), pojava novih vrsta spajala (novi tipovi čavala, suvremeni moždanici, novi tipovi vijaka i vijaka za drvo, skobice-klamerice, itd) djelovala jepozitivno na razvoj drvenih inženjerskih konstrukcija; dovela je do napretka i ugrađenju drvenih mostova.

Iz repertoara nosivih konstrukcija drvenih mostova nestale su vrlo složenekonstrukcije nekad primjenjivane na velikim rasponima.To je i logično: na mostovedanašnjice postavljaju se drukčiji zahtjevi. Rijetki su mostograditelji koji se i danas upuštaju u projektiranje i oblikovanjemostova kako je to bilo nužno i uobičajeno pred više desetljeća (iako su ponekadtakva rješenja i danas optimalna). PREDNOSTI I NEDOSTACI DRVENIH MOSTOVA Prednosti: Mala težina konstrukcije Jednostavna i brza i izvedba Velika trajnost elemenata koji se nalaze stalno u vodi Laka mogućnost ojačavanja konstrukcije Jednostavno temeljenje Nedostaci: Neprikladnost za velika prometna opterećenja Veliki troškovi održavanja Brzo smanjivanje čvrstoće s vremenom Mala trajnost na dodiru s tlom ili vodom Neotpornost spojeva na dinamička djelovanja

TRAJNOST DRVENIH MOSTOVA

1. Provizoriji Provizoriji su privremeni mostovi kod čije izgradnje nije presudna ekonomičnostu smislu projektiranja i izvedbe. U pravilu, najbržim načinom u posebnimokolnostima nastojimo omogućiti prijelaz preko zapreke, često gradeći materijalom koji je trenutno pri ruci. Period eksploatacije takvih mostova je kratak – u pravilu kraći od vremenatrajnosti građe pod najnepovoljnijim okolnostima.

2. Polustalni mostovi Polustalni mostovi se grade za stanoviti vremenski period nakon kojeg će bitiuklonjeni ili zamijenjeni novim mostom.

- Privremeni drveni mostovi grade se ograničeno vrijeme upotrebe, a to je vrijeme kraće od vremena trajanja građe.

- Polustalni mostovi su građevine koje trebaju trajati što duže. Kod toga će se trajanje mosta produžavati primjerenim održavanjem ipravodobnom izmjenom pojedinih dotrajalih elemenata.

3. Stalni mostovi Stalni mostovi grade se s namjerom da traju, praktički uzeto, vječno. Za takvemostove upotreba drva dolazi u obzir samo u posebnim okolnostima. Trajanje dobro zaštićenih drvenih mostova, posebno pokrivenih, izvedenih oddobro odabranog, zdravog i suhog materija u mnogim slučajevima nije kratko.Postoje primjeri velikih drvenih mostova iz XIX stoljeća očuvanih do današnjihdana (Švicarska, Amerika). Da bi se povećala trajnost, donji ustroj se, u pravilu, izvodi od armiranogbetona.

Prema podacima o izvedenim mostovima, trajnost se može ovako ocijeniti: - Mostovi izvedeni od sirovog drva 3 – 6 godina - Mostovi izvedeni od prosušenog drva bez posebne zaštite Od mekog drva 8 – 12 godina Od hrastovine 10 – 20 godina - Mostovi izvedeni od prosušenog mekog drva, dobro zaštićeni i održavani 15 – 30 godina - Mostovi izvedeni od prosušene hrastovine, dobro zaštićeni i održavani 30 – 50 godina - Mostovi izvedeni od prosušene, impregnirane hrastovine, pokriveni i dobro održavani do 100 godina

Kod drvenih mostova, po povijesnom slijedu, postoje dva načina gradnje, pa ihmožemo dijeliti na:

- Klasične drvene mostove - Suvremene drvene mostove

Klasični drveni mostovi odlikuju se time, da je već na manjim i srednjim rasponimastatički sistem višestruk, a ponekad i nejasan. Što je raspon veći to tok prijenosasila postaje zamršeniji. Suvremeni drveni mostovi sadrže jednostavnije i statički jasne sisteme, sa težnjom da prijenos sila bude čist i jasan, što omogućava točniju teorijsku interpretacijukonstrukcije.

KLASIČNI DRVENI MOSTOVI

- Pješački - Cestovni - Željeznički

MATERIJALI IZVEDBE : Hrastovina I kl. – obla, tesana i piljena građa Borovina, ariš (pomost) Jela / smreka (rjeđe) SPOJEVI I VEZE : Tesarski spojevi Vijci Tesarski (klasični) moždanici Čavli

GLAVNI NOSAČI – SISTEMI I GRANIČNI RASPONI :

- Jednostavni gredni sistemi 5 – 8 m - Ojačani gredni sistemi 6 – 18 m - Razuporni sistemi 5 – 30 m - Visulje 5 – 15 m - Punostijeni daščani nosači 8 – 30 m - Jednostavni rešetkasti nosači 18 – 45 m - Složeni rešetkasti nosači 20 – 45 m - Punostijeni lučni nosači 10 – 40 m - Rešetkasti lučni nosači 20 – 80 m - Kombinirani sistemi 20 – 100 m

Uobičajeni rasponi kreću se negdje oko polovine navedenih graničnih raspona.

SUVREMENI DRVENI MOSTOVI

- Pješački - Cestovni

MATERIJALI IZVEDBE : Lijepljeni lamelirani nosači I kl. Hrastovina I kl. Borovina, ariš Furnirske ploče SPOJEVI I VEZE : Ljepila Vijci Trnovi Vijci za drvo Patentni (suvremeni) moždanici Čavli

GLAVNI NOSAČI – SISTEMI I GRANIČNI RASPONI :

- Slobodno oslonjene grede do 30 m - Kontinuirani nosači do 30 m - Gerberovi nosači do 30 m - Lučni nosači do 60 m - Složeni kombinirani sistemi do 80 m

Uobičajeni rasponi kreću se negdje oko polovine navedenih graničnih raspona. Širine pješačkih prijelaza: min. 2,00 (1,80) m – dvosmjerni tok. Zaštitna visina mostova preko vodotoka: min 50 cm od kote najviše vode.

OPTEREĆENJA STALNA OPTEREĆENJA :

- Zapreminske mase materijala po važećim propisima - Mase drveta za proračun stalnih opterećenja: Tvrda drva 900 kg/m³ Meka drva 700 kg/m³

POKRETNA OPTEREĆENJA : Pješački mostovi: p = 5,00 kN/m² tlocrta (Bez dinamičkog faktora i bez smanjenja kod većih raspona) Cestovni mostovi: prema propisima za opterećenja cestovnih mostova

OPTEREĆENJE VJETROM : Neopterećeni mostovi: W OSN = 2,50 kN/m² Opterećeni mostovi: W OSN - prema propisima za opterećenje vjetrom Preporučeno : W OSN* = 1,50 kN/m² (Visina opterećenja kod pješačkih mostova h = 1,80 m od ravnine hodne staze)

DISPOZICIJE POPREČNE DISPOZICIJE Broj i razmak glavnih nosača u poprečnoj dispoziciji ovisi o nizu faktora, od kojihsu važniji: raspon, statički sistem i opterećenje. Po položaju kolnika razlikujemo mostove sa:

- kolnikom gore - kolnikom dolje - upuštenim kolnikom

DISPOZICIJA SA KOLNIKOM GORE Ovo je uobičajena poprečna dispozicija koja je, sa aspekta trajnosti i zaštite glavnerasponske konstrukcije, bolja od dispozicija sa spuštenim kolnikom. Podesnim projektiranjem slojeva plohe kolnika i izvedbom hidroizolacije dobivamo, uz minimalne troškove, dobar krov nad rasponskom konstrukcijom, pa će onaznatno duže trajati od one koja nije pokrivena.

Osim navedenog, kod ove dispozicije je stabilizacija glavnih nosača i izvedbaspregova za preuzimanje horizontalnih opterećenja jednostavnija i jeftinija negokod dispozicija sa spuštenim kolnikom. Moguća varijantna rješenja, u sklopu dispozicije sa kolnikom gore, su:

- izvedba bez poprečnih nosača - izvedba sa poprečnim nosačima

Izvedba bez poprečnih nosača je dispozicija kod koje poprečno položene mosniceleže izravno na glavnim nosačima. Na mosnice se polažu zaštitni slojevi kolnika. Kod ove varijante potreban je veći broj glavnih nosača, a povećanjem razmakaglavnih nosača brzo raste debljina mosnica. Varijanta je neekonomična jer zahtjeva veću količinu građe za pomost kroji se brzo troši i traži čestu izmjenu. Izvedba sa poprečnim nosačima dopušta veću slobodu kod odabira broja glavnihnosača i njihovog razmaka. Poprečni nosači oslanjaju se na glavne, a o odabirurazmaka poprečnih nosača ovisi debljina mosnica.

DISPOZICIJE SA KOLNIKOM DOLJE I UPUŠTENIM KOLNIKOM Osnovna mana ovih dispozicija je da glavni nosači ostaju izloženi i nezaštićeni. Oblikovno, ove dispozicije daju čišće linije i manje visine (sami glavni nosačipostaju elementi ograde, pa otpada potreba za posebnom konstrukcijom ograde). Kod pješačkih mostova su i ovdje moguća varijantna rješenja:

- izvedba bez poprečnih nosača - izvedba sa poprečnim nosačima

Odabir varijante ovisi o širini prijelaza. Kod užih prijelaza moguće je mosniceosloniti direktno na glavne nosače. Kod širih prijelaza ekonomičniji je odabirvarijante sa poprečnim nosačima. Preko mosnica polažu se zaštitni slojevi kolnika. Kod ovih dispozicija pojavljuju se problemi sa stabilizacijom glavnih nosača(prijelaz uvjetuje slobodan gornji pojas). Stoga se projektiraju i izvode posebnekonstrukcije za preuzimanje horizontalnih sila od djelovanja vjetra i izbočavanja glavnih nosača, a spregovi se izvode ispod horizontalne konstrukcije kolnika.

UZDUŽNE DISPOZICIJE Uzdužna dispozicija ovisi o odabranoj konstrukciji rasponskog sklopa i mogućnostida se tom konstrukcijom premosti stanoviti raspon, tako da most sadrži prikladantip konstrukcije, broj otvora i sistem nosača optimalan za traženi prijelaz. Budući da mostove dijelimo prema tipu glavnih nosača, podjela glavnih nosača ćeujedno biti i podjela mostova. Prema tome ćemo razlikovati:

1. Jednostavne gredne mostove 2. Pojačane gredne mostove 3. Mostove slobodnih razupora 4. Mostove punostijenih daščanih nosača 5. Mostove s visuljama 6. Mostove rešetkastih nosača 7. Lučne mostove s punostijenim lukovima 8. Lučne mostove s rešetkastim lukovima 9. Mostove kombiniranih sistema

10. Viseće mostove U nastavku su shematski pokazani nosači gore navedenih tipova s podacima o njihovim uobičajenim dimenzijama i neki primjeri izvedenih klasičnih drvenihmostova (Prof. K. Tonković – Drveni mostovi – g.n.).

LEŽAJEVI I PRIJELAZNE NAPRAVE ČELIČNI LEŽAJEVI

- Pokretni i nepokretni ležajevi grednih nosača

R – reakcija r – radijus valjka a – duljina linije ležaja E – modul elastičnosti čelika Linijski napon:

arERa

⋅⋅

⋅= 42,0σ

Za Č0361 σa

dop = 75 kN/cm2 Minimalni promjer valjka:

min D = 130 + L [mm] L – raspon nosača u m

- Zglobni ležajevi lučnih i okvirnih nosača

ELASTOMERNI LEŽAJEVI

PRIJELAZNE NAPRAVE