04-medjudjelovanje-postupka-gradjenja-i-stati.pdf

7/18/2019 04-medjudjelovanje-postupka-gradjenja-i-stati.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/04-medjudjelovanje-postupka-gradjenja-i-statipdf 1/63

ME ĐUDJELOVANJE POSTUPKA

GRA Đ

ENJA I STATIČ

KOGSUSTAVA NOSIVOGA SKLOPA

1 UvodStatički sustav nosivoga sklopa (NS) i postupak građ enja (PG) utakvoj su međ uzavisnosti da jedan drugi određ uju.

Ipak, jedan je od njih “stariji” u uzročno-posljedačnom odnosu.

Obično je NS zadan a PG mu se prilagođ uje.

Međ utim, isti se NS može izvesti na dva, pa i više načina.

Primjerice, protežni se gredni NS može izvesti:

• betoniranjem na stojećoj skeli u cijelosti,

• betoniranjem na stojećoj skeli polje po polje,

• betoniranjem na premjestivoj skeli polje po polje,

• polaganjem predgotovljenih PB nosača s dobetoniranjemkolničke ploče itd. 1



1 UvodSlično, luk se može betonirati:

na stojećoj skeli (samo iznimno, kada postoje uvjeti za to),

na sklopljenoj (drvenoj) rešetkastoj lučnoj skeli,

oko čelične rešetkaste lučne skele,

postupnim prepuštanjem (na krletki) itd.

Ovo je tek jedan vid spomenutoga međ udjelovanja.

Drugi, podjednako važan, očituje se u utjecaju dugotrajnihdjelovanja (skupljanja i puzanja betona).

Ovaj utjecaj ima odraza na rezne sile koje se s vremenom

znatno mijenjaju, ali i na izobličenja (deformacije) i pomake

(osobito progibe).

On se nipošto ne smije smetnuti s uma pri projektiranju, ali ni

kasnije, pri uzdržavanju mosta.

Razmotrit ćemo najvažnije NS-e i odgovarajuće najčešće PG, te

se osvrnuti na međ udjelovanje. 2



2 Protežni gredni sklopovi2.1 Betoniranje cijeloga mosta na stojećoj skeliNa ovaj se način grade razmjerno kratki mostovi (duljine do

oko 120 ÷ 150 m) položeni nisko nad tlom i to ako im je

tlocrtna geometrija složenija (promjenjiva zakrivljenost,

promjenjiva širina i sl.).

Međ utim, ovaj NS nije osobito zanimljiv sa stajališta

međ udjelovanja, jer statički sustav kakav je u trenutku

otpuštanja skele (nakon očvrsnuća betona) ostaje uglavnomnepromijenjen.

Jedina promjena o kojoj se mora voditi računa u svezi je s

raspucavanjem presjekâ nad međupotporama (ABsklopovi), zbog čega se smanjuje njihova krutost, a u svezi s

tim nastupa preraspodjelba momenata savijanja od

stalnog opterećenja.

3



2 Protežni gredni sklopovi2.1 Betoniranje cijeloga mosta na stojećoj skeliObično se uzima da se tako ležajni momenti smanjuju do

20 %, ali se onda momenti u poljima moraju povećati za

odgovarajući apsolutni iznos.

U slučaju PB sklopova ovog utjecaja nema, ali se mora uzeti u

obzir utjecaj puzanja betona.

Slične je naravi preraspodjelba momenata savijanja izazvana

nejednolikim slijeganjem tla pod temeljima stupova.

Obično se u normama propisuje iznos predvidivih razlika u

slijeganjima, na osnovi kojega se izračunava ova

preraspodjelba momenata savijanja.

4



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliNajčešće su skrajnja polja duga 80 % duljine međ upoljâ, a radne

se reške (granice potezâ što se betoniraju odjednom) izvode

u blizini presjeka u kojemu moment savijanja iščezava.

To je obično u blizini petinske točke raspona.

Iz toga slijedi da je duljina poteza što se betonira odjednom

upravo jednaka duljini međ upolja.

Pri tomu se stojeća skela može sastojati od gusto raspoređ enih

tornjeva premoštenih valjanim čeličnim nosačima što nose

predgotovljenu drvenu oplatu (sustavi DOKA ili PERI, slika

2.1).

Slika 2.1: Betoniranje RS-a polje po polje na stojeć oj skeli 5



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeli

Ako je NS od PB, u radnim se reškama smije sidriti (i nastavljati)samo polovica natega.

Naime, u početku primjene ovoga

postupka građ enja bile su svenatege vođ ene usporedno inastavljane u radnoj reški (slika2.2).

Međ utim, iako su natege bile sidrene(nastavljane) u presjeku u kojem je,teorijski, M = 0, s godinama su se

uz tu rešku počele pojavljivati ivodoravne i okomite pukotine.

Njihova se pojava može objasniti promatranjem silnicâ (trajek-torijâ) glavnih naprezanja u hrptu poduprtu po jednom rubu,

a opterećenu pojedinačnom silom što djeluje u njegovojsredini (slika 2.3).

Slika 2.2: Nastavljanje natega uradnoj reški

6




Ova sila zapravo predstavlja silu u sidru natege.

Slika pokazuje nejednakomjernu raspodjelbu naprezanja, ali ičinjenicu da se iza sidra javlja veliko vlačno naprezanje.

vlak Slika 2.3: Sidrenje natege u hrptuLijevo: silnice glavnih naprezanja; desno: tijek uzdužnih naprezanja

7



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliNa desnom dijelu sliku predočen je tijek okomitih naprezanja

u presjeku pred sidrom (σk,p) i za njim (σk,z).

Vlačna sila za sidrom (integral

krivulje što predočuje napre-

zanja) ima veličinu čak 0,23 P.

Na slici 2.4 predočeno je (pre-

uveličano) izobličenje presjekastijene u kojem je sidro.

Pod utjecajem koncentracije

naprezanja pod sidrenom gla-vom s vremenom raste plasti-

čno skraćenje betona.

Kako ne bi došlo do rascjepa betona u radnoj reški, mora seokoliš sidra snažno armirati.

armatura

Slika 2.4: Izobli č enje hrpta

8



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliNa slici 2.5 predočeno je betoniranje hrpta visine b i debljine d

u dva navrata.

Na vrhu su prikazana

dva poteza što se

betoniraju odjed-

nom, dok je niže

predočen isječak hrpta (tako će biti

i na sljedećim sli-

kama).Prvo se izbetonira lijevi dio hrpta pa se osno (centrično)

prednapne silom P.

Pod sidrenom se glavom javlja nejednakomjerno naprezanjeaσk,p.

Slika 2.5: Naprezanja u rešci postupno betoniranoga hrpta;

prednapinjanje prvog dijela

9



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliU presjeku udaljenu za visinu b hrbat je pod jednolikim tlačnim

naprezanjem σ = P/bd.

Zatim se nastavi (spoj-

kom) natega i izbeto-

nira desni dio hrpta.

Pošto beton dostatno

očvrsne natega seprednapne silom P

(slika 2.6).

Djelovanje natege možese nadomjestiti silom P s hvatištem u reški i u sidrenoj glavi.

Pod sidrenom glavom djeluje u hrptu nejednakomjerno napre-

zanje bσk,p, a neposredno iza glave nejednakomjerno napre-zanje b

σk,z.

Slika 2.6: Naprezanja u rešci postupno betoniranoga hrpta;

prednapinjanje drugog dijela

10



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliU presjeku udaljenu za visinu b hrbat je pod jednolikim tlačnim

naprezanjem σ = P/bd.

Ukupno (rezultirajuće)

naprezanje u hrptudobije se zbrajanjemovih dvaju učinaka(slika 2.7).

Ako bismo ovu zadaćurješavali na način uv-riježen pri rješavanju

štapnih sustava, ispalobi da bi dio sklopa izmeđ u dvaju presjeka bio pod jednolikimtlakom, a zapravo je rezultirajuće naprezanje dano kao zbrojnaprezanja iz promatranih dvaju koraka:

cσ = aσ + bσ

Slika 2.7: Naprezanja u rešci postupno betoniranoga

hrpta; rezultirajuć a naprezanja

11



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliOčito je da će desno od spojke nastupiti koncentracija napre-

zanja, a lijevo od nje, neposredno pod sidrenom glavom, vlak,cσkz.

Ova činjenica objašnjava zašto se u radnim reškama pojavljuju

pukotine.

Dakle očito je da se po predlošku štapa ne može obuhvatiti

složeno stanje naprezanja u područ ju spojke natege.

Zbog toga se taj dio sklopa mora rješavati posebno, kao detalj,

ili se pri oblikovanju i detaljiranju toga dijela sklopa moraju

strogo poštovati uvriježena pravila konstruiranja.

Ta pravila nalažu da se u radnoj reški može sidriti samo polovica

natega, pri čemu se natege moraju jednakomjerno razmjestiti

po presjeku (slika 2.8).

12




Prema tome, rješenje pre-

dočeno na slici 2.2 nije

dopustivo.

Sandučasti se nosači mogu

prednapinjati nategama što

se preklapaju nad potpo-

rama, a sidre se u prošire-njima (ili u “bradavicama”) hrptova u blizini potpora (slika

2.9).

Slika 2.8: Nastavljanje natega u radnoj reški;

ispravniji razmještaj spojkâ

napetljivo

sidro

Slika 2.9: Uzdužni raspored natega

13



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliPri tomu je nužno voditi računa o načinu na koji se preuzimlju

naprezanja pod sidrenim glavama i o poprečnom savijanju

hrptova.

Osim toga, u ovih se sklopova u radnoj reški sidri samo

polovica natega jednakomjerno raspoređ enih po presjeku.

Drugu je polovicu nužno smjestiti po sredini debljine hrpta.

Budući da je dio natega što se nalaze u odsječku rasponskoga

sklopa što se betonira kao sljedeći nužno presaviti, a zatim

smjestiti nad netom izbetonirano polje (slika 2.10), rabi se

rješenje po kojem se te natege sidre u tzv. plivajućoj reški.

14

natega

Slika 2.10: Presavijanje natega što se napinju u sljedeć em polju



2 Protežni gredni sklopovi2.2 Betoniranje polje po polje na stojećoj skeliTa reška, smještena u prostoru iza sidrenih glava, omogućuje i

nastavljanje pojedinačnih užeta (slika 2.11).

Užeta su smještena u proširenoj zaštitnoj cijevi natege,

načinjenoj tako da omogućuje nastavljanje užetâ bez njihovadoticaja s okolnim betonom.

15

Slika 2.11: Nastavljanje natega s moguć noš

ć u nastavljanja pojedina

č nih užeta

plivajuć a spojka



2 Protežni gredni sklopovi2.3 Betoniranje polje po polje na navlačnoj skeliPrvo se betonira prvo polje s prijepustom što seže do približno

petine sljedećega polja.

Tada na RS (koji je statički određ en) djeluje samo vlastita težina,

s pripadnim djelovanjem prednapinjanja, dotično težina skeleobješene o prijepust s odgovarajućom težinom sljedećega

polja (slika 2.12).

16Slika 2.12: Tijek momenata savijanja u prvoj fazi građ enja



2 Protežni gredni sklopovi2.3 Betoniranje polje po polje na navlačnoj skeliSlijedi betoniranje drugoga polja (s prijepustom u trećem polju),

kada djeluje njegova vlastita težina s pripadnim prednapinja-

njem na protežnom nosaču preko dvaju polja s prijepustom u

trećemu (slika 2.13).

17

Slika 2.13: Tijek momenata savijanja u drugoj fazi građ enja



2 Protežni gredni sklopovi2.3 Betoniranje polje po polje na navlačnoj skeliZatim se betonira treće polje (s prijepustom u četvrtomu), kada

djeluje njegova vlastita težina s pripadnim prednapinjanjem na

protežnom nosaču preko triju polja s prijepustom u četvr-

tomu (slika 2.14) itd.

18

Slika 2.14: Tijek momenata savijanja u treć oj fazi građ enja



2 Protežni gredni sklopovi2.3 Betoniranje polje po polje na navlačnoj skeliRezultirajući učinci u svakoj od ovih faza dobivaju se zbrajanjem

pojedinih statičkih učinaka.

Ako se RS betonira na navlačnoj skeli obješenoj o prijepust, a

poduprtoj na sljedećemu stupu, mora se i to uzeti u obzir priproračunu.

Pri betoniranju skela opterećuje prijepust, a nakon pomicanja

skele oslobođ ena pridržajna sila opterećuje (dotičnorasterećuje) unutarnje polje.

Na predhodnim je slikama (2.12 ÷ 2.14) predočen tijek

momenata savijanja postupno betoniranoga RS-a.

U svakoj fazi slika prikazuje momente od vlastite težine s

opterećenjem skelom i bez njega.

Isprekidanom je crtom prikazan tijek momenata nakondovršetka građ enja.

19



2 Protežni gredni sklopovi2.3 Betoniranje polje po polje na navlačnoj skeliPod utjecajem skupljanja i puzanja betona RS nastoji dosegnuti

stanje naprezanja kakvo bi bilo da je izbetoniran odjednom na

stojećoj skeli.

I onda kada se radna reška nalazi blizu ništišta momenatasavijanja od stalnog opterećenja može se dogoditi da se, s

obzirom na postupnost građ enja i djelovanje navlačne skele,

konačni tijek momenata (po završetku građ enja) razlikuje odonoga kakav bi bio da je RS izbetoniran odjednom na stojećoj

skeli.

Budući da RS teži dosegnuti to stanje, nužno je provest detaljanproračun, zavisan od vremenskoga slijeda građ enja.

Pri tomu valja uzeti u obzir i postupno napinjanje natega.

20



2 Protežni gredni sklopovi2.4 Rasponski sklopovi izvedeni postupnim

navlačenjemPrigodom postupnog navlačenja rasponski je sklop (RS)

naprezan momentima savijanja obaju predznaka.

To znači da u istomu presjeku može djelovati i najveći pozitivni

i najveći negativni moment savijanja.

Najveći se momenti savijanja (u apsolutnom iznosu) javljaju ukorijenu privremenoga prijepusta.

Na potezu RS-a izmeđ u unutarnjih međ upotpora momenti od

vlastite težine, g 0

, dosežu veličinu jednaku onoj u potpuno

upete grede, tj. (g0L2)/12, dotično (g0L

2)/24.

Radi preuzimanja ovih momenata savijanja RS je osno

(centrično) prednapet.

21



2 Protežni gredni sklopovi2.4 RS-i izvedeni postupnim navlačenjem

Na slici 2.15 predočen je tijek

momenata savijanja RS-a građ ena

postupnim navlačenjem.

Pri tomu je moment savijanjaprivremenoga prijepusta smanjen s

pomoću čeličnoga kljuna za

navlačenje (slika 2.16).U srednoj se Europi (osobito u

njemačkomu govornom područ ju)

osno prednapinjanje ostvarujeprävim nategama smještenima u

pojasnim pločama sanduka.

Po dovršetku navlačenja one sedopunjuju protežnim nategama.

22

Slika 2.15: Tijek momenata savijanjai njihova ovojnica pri

postupnom navlač enju

2 ž



2 Protežni gredni sklopovi2.4 RS-i izvedeni postupnim navlačenjem

Te su natege smještene u hrptovima sanduka gdje se i sidre u

sidrenim istacima (“bradavicama”, slika 2.17).

U novije se doba ove protežne natege izvode kao vanjske (engl.external tendons).

23

Slika 2.17: Raspored natega u postupno navlač enoga RS-a – njemač ka graditeljska tradicija

Dywidagov štap

Dywidagov

štapnatega

Slika 2.16: Postupno navlač enje RS-a

2 P ž d kl



2 Protežni gredni sklopovi2.4 RS-i izvedeni postupnim navlačenjemPrije 20-ak godina u Francuskoj je primjena vanjskoga prednapi-

njanja bila doživjela istinski procvat.

Tamo je osno prednapinjanje ostvarivano s pomoću dvaju

sustava vanjskih natega:

konačnim nategama čiji je oblik osi približno odgovarao tijeku

momenata savijanja i

privremenim nategama s obrnutim tijekom (slika 2.18).

Nakon navlačenja privremene su se natege rasklapale i ponovnorabile drugdje.

24

trajna natega

privremena natega

Slika 2.18: Raspored natega u postupno navlač enoga RS-a – francuska graditeljska tradicija

2 P ž d kl



2 Protežni gredni sklopovi2.4 RS-i izvedeni postupnim navlačenjemSamo se po sebi razumije da se natege za osno prednapinjanje

mogu kombinirati s vanjskima (kako je već spomenuto u svezi

s njemačkim načinom postupnog navlačenja.

Pri tomu se vanjske natege mogu sidriti u preponama (poreč-nim nosačima nad potporama) ili u istacima smještenima u

kutovima sandučastoga presjeka (slika 2. 19).

25

Slika 2.19: Popreč ni presjeci posptupno navlač enoga RS-a – detalji sidrenja natega

2 P ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemU poglavlju o postupcima građ enja vidjeli smo da se postupno

prepuštanje (“konzolna gradnja”) izvodi na dva načina:

betoniranje na samopomičnoj skeli (“krletki”) ili

sklapanjem predgotovljenih odsječaka.

U pravilu je RS sandučasta poprečnoga presjeka.

Strogo uzev, već bi pri rasponu > 60 m visina sanduka trebalabiti promjenjiva (što proizlazi iz razmatranja gospodarnosti

RS-a), ali ima primjera da je visina nepromjenjiva i pri

rasponima do oko 100 m.

Visina nad potporom obično je 1/18 raspona (ranije 1/20), a u

polovištu raspona 1/40 raspona (ranije 1/50).

Povećanje visine uslijedilo je nakon nepovoljnih iskustava s

puzanjem betona (prekomjerni progibi).

26

2 P ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemIskustvo je pokazalo da je oblikovno najpovoljniji donji obris

sanduka što slijedi parabolu y = a· x1,6.

Valja se podsjetiti da su isprva ovakvi sklopovi bili okvirni:

upeta veza stupa i RS-a, a u polovištu raspona bio bivodoravno pomični zglob.

Međ utim, budući da su ovakvi sklopovi trpjeli golema naknadna

izobličenja (progibi od puzanja betona), oni su napušteni.

Mjesto njih rabe se protežni sklopovi i to najčešće gredni.

U dugih mostova

s RS sastavljenimod niza “stolova”

u razdjelnom se

polju rabi rješenjepo slici 2.20.

27

č eli č ni nosač

Slika 2.20: Umetnutič eli

č ni nosa

č u poma

č noj razdjelnici

2 P ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjem

Moment u polju ovdje prenosi unutarnji čelični nosač.Oblikovanje sklopa nad potporom proizlazi iz zahtjeva na

stabilnost pri građ enju.

Postupno betonirani ili skalapani “stol” mora se ispitati namogućnost:

nejednakomjerna opterećenja od betoniranog ili sklapanog

odsječka,

nejednakomjerne raspodjelbe mase duž prijepusta,

nesimetrična djelovanja vjetra i

pojedinačni slu

čajni teret s hvatištem na jednoj strani sklopa.Budući da nejednakomjerno opterećenje i pripadajući momenti

mogu dosegnuti znatne vrijednosti, gdjekada se namjernopredviđ a nesimetrični početni odsječak ili privremeno

podupiranje s jedne strane uza strogo simetrično postupnonapredovanje betoniranja ili sklapanja.

28

2 P ž i d i kl i




Postupak je prikazan na

slici 2.21.

Najprije se betonira odsje-

čak na strani kraćeg počet-noga prijepusta, a zatim na

strani duljega.

Slično tomu, u slučaju nesi-metrična privremenog

podupiranja prvo se

betonira odsječak na strani te potpore, a zatim na suprotnojstrani.

Zahtjev na zajamčenje sklopa pri građ enju utječe i na sklopovno

rješenje ovakvih mostova, a osobito na rješenje veze RS-a istupa, dotično privremene potpore.

29

Slika 2.21: Privremeno optereć enje

prijepusta pri građ enju

2 P ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemRS može biti poduprt jednim ležajem, parom ležajeva ili upet u

krut stup ili u par vitkih stupova (slika 2.22).

30

Slika 2.22: Nač ini podupiranja postupno prepuštanih RS-ova

2 P t ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemU niskih mostova RS obično je poduprt ležajevima položenima

na vitke stupove.

Jedna ležajna os gdjekada se predviđ a i u visokih mostova (slika

2.22a).

U tom se slučaju izvodi za vrijeme građ enja privremena upetost

RS-a u stup s pomoću natega i betonskih blokova.

Nakon betoniranja i prednapinjanja protežnih natega u polju

privremene se potpore uklanjaju, a sve se opterećenje

prenosi na konačni ležaj.

Pri tomu stup treba provje-riti ne samo na sva upo-

rabna opterećenja, nego

i na privremena, što dje-luju za vrijeme građenja.

31

Slika 2.22a: Privremeno podupiranje

RS-a s jednim ležajem

2 P t ž i d i kl i



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemU zemljama sa snažnom francuskom graditeljskom tradicijom

RS često se podupire parom elastomernih ležajeva kojim se

ostvaruje elastična upetost RS-a u stup, a istodobno se

omogućuju vodoravni pomaci izazvani promjenama obujmabetona (skupljanje i puzanje, ∆T, slika 2.22b).

Za vrijeme građ enja RS se

privremeno upinje u stupna način sličan onomu što

smo ga spomenuli u svezi s

podupiranjem jednostru-kim ležajevima.

U slučaju visokih stupova

RS se trajno upinje u stup(slika 2.22c).32

Slika 2.22b: Podupiranje RS-a parom ležajeva

2 P t ž i d i kl i




Krutost visokih stupovamora se odabrati osobitopomnjivo jer, s jedne stranestupovi moraju zajamčitistabilnost sklopa pri gra-đ enju (betoniranju ili skla-panju RS-a), a, s druge

strane, omogućiti vodo-ravne pomake izazvanepromjenama obujma betona.

Upetoj vezi RS-a i stupa valja dati prednost u područ jima gdjemogu djelovati jaki potresi.

Pri tomu se presjek stupa tvori od četiriju okruglih stupovaspojenim stijenama, a stup se računa kao članak od sapetoga

(ovijenog) betona.

33

Slika 2.22c: RS upet u kruti stup

2 P t ž i d i kl i




Često se RS povezuje upeto s parom vitkih stupova (slika

2.22d).

Tako se ostvaruje elastična upe-

tost RS-a u stupište, a istodo-bno se omogućuju vodoravni

pomaci izazvani promjenama

obujma betona.Ovi se stupovi gdjekada privre-

meno dodatno armiraju.

Međ utim, par vitkih stupova, koji su s čisto tehničkoga stajalištavrlo zgodno rješenje, mogu u spoju s moćnim RS-om djelo-

vati neprirodno.

Prikladnim tlocrtnim “razigravanjem” presjeka može se znatnopopraviti dojam (slika 2.23).

34

Slika 2.22d: RS upet u par vitkih stupova

2 Pr težni redni skl i




Na slici 2.23 predočen je

poprečni presjek stupa

mosta preko Guduče na

AC Zagreb – Split.S jedne strane, vitkost

polovica stupa omogućuje

vodoravne pomake bezvelika otpora, a s druge

strane, njihov koritast

presjek povećava krutost i, što je podjednako važno, prido-nosi skladu izmeđ u stupa i moćnog rasponskoga sklopa.

Pomnjivim odabirom krutosti polovica stupa može se izbjeći

privremena dodatna armatura na njima.

35

Slika 2.23: Popreč ni presjek stupa mosta preko

Guduč e na AC Zagreb - Split

2 Protežni gredni sklopovi



2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemNa slici 2.24 predočen je uvriježeni razmještaj natega za pred-

napinjanje RS-a izvedena postupnim prepuštanjem.

36Slika 2.24

protežnosne natege

protežnosne natege

prijepusne natege

natege u polju




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemU tijeku građ enja nakon betoniranja ili sklapanja simetričnih

odsječaka napinju se natege smještene u kolničkoj ploči.

One se obično nazivaju prijepusnim (konzolnim) nategama

(engl. cantilever tendons).

Nakon betoniranja završnog odsječka u polovištu raspona

napinju se natege smještene dijelom u donjoj ploči, a dijelom

u donjem dijelu hrpta (span tendons).

Na kraju se napinju protežnosne (kontinuitetne) natege, što se

protežu preko jednoga polja ili se preklapaju na duljem

potezu nad potporama.Mogu biti unutarnje (s prianjanjem za beton) ili vanjske (bez

prianjanja).

Unutarnje se natege obično sidre u podebljanjima hrptova uzpotpore, a vanjske u preponama (dijafragmama).

37




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemNa slici 2.25 prikazana je armatura RS-a za koji su natege

predočene na slici 2.24 – most na Tajvanu po projektu J.

Stráskoga.

38

pri č uvne cijevi za

12 Ø 12,7

p r o t e ž n o s n e

n a t e g

e

natege u polju

pri č uvne cijevi

prijepusne natege

Slika 2.25




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemNa slici su predočene i natege, a valja uočiti da je predviđ eno i

prednapinjanje hrptova.

Osobitu pozornost zavrjeđ uju pričuvne zaštitne cijevi.

Radi se o tomu da za vrijeme građ enja može doći do puknuća

pojedinog užeta ili cijele natege ili se može začepiti pojedina

zaštitna cijev.

Za takve slučajeve međunarodne preporuke o građenju

traže da se ostave dodatne – pričuvne – zaštitne cijevi, ali i

odgovarajući prostor za ugradbu sidara.

Ako se dogodi da nije potrebna ugradba pričuvnih natega ovese zaštitne cijevi zapune smjesom za uštrcavanje (injekti-

ranje).

Naravno, pričuvne zaštitne cijevi treba predvidjeti i zaprijepusne natege i za one u polju.

39




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemIste međ unarodne preporuke traže od projektanata da predvide

mogućnost budućeg pojačavanja RS-a prednapinjanjem

dodatnih vanjskih natega.

U tu je svrhu nužno ugraditi zaštitne cijevi u preponama, a upoljima predvidjeti skretnike (devijatore).

I armatura mora biti takva da omogući unošenje sila iz

dodatnih natega u RS.

U trenutku dovršenja betoniranja ili sklapanja zadnjih odsječaka

prijepusta (stola) moment od vlastite težine u polovištu

raspona iščezava (Mg0 = 0), a raste (u apsolutnom iznosu)prema potporama.

S druge strane, u presjecima u polju pojavit će se od prometnog

opterećenja momenti suprotnoga predznaka, pa će dakle uistim presjecima djelovati momenti obaju predznaka.

40




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemIz toga se razloga u RS-ova sklapanih od predgotovljenih

odsječaka, gdje reške međ u odsječcima nisu prošivene

armaturom, predviđ aju natege u polju smještene u gornjoj

(kolničkoj) ploči.Osobito je važno predvidjeti ove natege u mostova građ enih u

područ jima gdje mogu djelovati jaki potresi.

RS-i građ eni postupnim prepuštanjem betoniranih ili sklapanihodsječaka sastavljeni su od dijelova – odsječaka – različite

starosti, a nakon betoniranja završnog odsječka mijenja se

statički sustav RS-a.Zbog toga u njih dolazi do izrazite preraspodjelbe reznih

sila.

Prije betoniranja završnog odsječka statički je sustav par simet-ričnih prijepusta, a nakon toga – protežan nosač.

41




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemBudući da novouspostavljene veze sprječavaju slobodno

izobličavanje prijepusta, u RS-u nastaju dodatni statički učinci

– u polovištu raspona javlja

se pozitivni moment savija-nja, koji smanjuje moment

nad potporom (slika 2.26).

Uočimo odnos Mg0(t∞) i Mg0(sn)!Istodobno se rasterećuju sta-

riji odsječci, a mlađ i bivaju

jače napregnuti.U mostova velikih raspona

stalno opterećenje čini zna-

tan (zapravo pretežit) dioukupnog opterećenja.

42

Slika 2.26: Preraspodjelba momenata u RS-u




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemU RS-ova izvedenih postupnim prepuštanjem vlastita težina

prvo djeluje na prijepustu – odgovarajuće vlačne sile iz para

sila (momenta savijanja) prenose natege smještene u

kolničkoj ploči.Međ utim, ove natege uravnotežuju samo momente savijanja, a

na smanjenje učinka poprečnih sila djeluju u vrlo maloj mjeri.

Valja znati da se RS izobličuje (progiba) pod djelovanjem tihpoprečnih sila.

Upravo se time tumači zašto u nekih RS-ova izvedenih

postupnim prepuštanjem dolazi do priraštaja progiba odstalnog opterećenja s vremenom.

Nesrazmjer u uravnoteživanju momenata savijanja i poprečnih

sila s pomoću prijepusnih natega dobro se vidi iz slike 2.27.

43





44

Slika 2.27: Prijepusne natege slobodno prepuštanoga RS-a; a) raspored natega;b) tijek momenata od vlastite težine i od prednapinjanja;

c) tijek popreč ne sile od vlastite težine i prednapinjanja





Poučno je, za usporedbu, pogledati kako izgleda prijenos sila unatega zakrivljenihnad potporom (sli-ka 2.28).

Ovdje je očito da seopterećenje prenosiizravno na ležaj.

Stanje se popravlja dje-lovanjem protežnihnatega, koje uravnote-

žuju znatniji dio pop-rečnih sila, a time on-da pridonose da sedio opterećenja pre-

nese izravno na ležaj.

45

Slika 2.28: U č inak prednapinjanja;

a) unutarnja natega;b) vanjska natega unutar obrisa presjeka

c) vanjska natega izvan presjeka




2 Protežni gredni sklopovi2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjemIz navedenih razloga nužno je da statički proračun bude detaljan

i da uzme u obzir sva ova djelovanja.

Osobito je važno u ovakvih RS-ova točno odrediti nadvišenje

kako se ne bi smanjilam udobnost prijelaza zbog prevelikihprogiba.

Budući da naprezanja u sklopu, a onda i izobličenja, zavise od

povijesti opterećivanja, neophodno je provesti detaljanproračun, što točno uzima u obzir slijed građ enja, napinjanja

natega, sva privremena dodatna opterećenja i rasterećenja, a

osobito promjene rubnih uvjeta.Očito je da sigurnost RS-ova izvedenih postupnim

prepuštanjem zavisi od stabilnosti postupno betoniranog ili

sklapanoga sklopa pri građ enju.

46





Pri građ enju djeluje na RS lijevo od stupa moment ML, a desnood stupa – moment MD.

Razliku tih momenata,∆M = ML - MD mora preuzeti stup.

U uporabi mosta (pod prometnim opterećenjem) nastaje ova

razlika momenata i u okvirnih sklopova (stup upet u RS) i u

RS-ova poduprtih parom ležajeva ili parom vitkih stupova.

Razliku momenata,∆M, možemonadomjestiti parom sila T = C

= ∆M/h (slika 2.29).

Vlak, T, što djeluje u kolničkojploči moramo prenijeti u stup

na koji djeluju pridržajne sile

(reakcije) A = -B = ∆M/b.

47

Slika 2.29: Preuzimanje razlike momenata

nad stupom





Način prenošenja vlačne sile, T, zavisi od načina ukrućivanja RS-anad stupom (slika 2.30).

48

Slika 2.30: Preuzimanje neuravno-

teženog momenta savijanja

nad stupom





Sa statičkoga je stajališta zgodno kada početni (uporišni, onajnad stupom) odsječak ima dvije nagnute prepone, što s

donjom pločom čine trokut (slika 2.30a).

Vlak iz kolničke ploče preuzimlju dvije sile Tp = -Cp, što djeluju u

tim preponama.

Međ utim, budući da je izvedba kosih prepona vrlo složena, ovose rješenje primjenjuje samo iznimno.

49

Slika 2.30a: Preuzimanje neuravnoteženog momenta nad

stupom kosim preponama





RS-ovi poduprti jednim ležajem (ili jednim redom ležajeva – jedna ležajna os) nad stupom su ukrućeni jednom prepo-

nom, dok su u ostalim slučajevima ukrućeni dvjema okomi-

tim preponama smještenima izravno nad ležajevima ili nadstijenama stupa (dotično nad vitkim stupcima ako je stup

udvojen).

Prepone su vrlo krute u vlastitoj ravnini, ali imaju malu krutostna savijanje.

Zato se vlačna

sila, T, prenosiu stup preko

krajnjih hrpto-

va sandučastog

nosača (slika 2.30b).50

Slika 2.30b: Preuzimanje neuravnoteženog momenta nad stupom okomitim preponama





Način prijenosa ovih sila potanko su proučavali J. Mathivat i A.Ghali, promatrajući ovaj dio RS-a kao prostorni sklop.

Na osnovi ovoga proučavanja preporučuju jedinstven pristup

rješavanju ove zadaće temeljen na analogiji rešetke (strut-and-tie approach).

Preporučuju da se vodoravne sile, T i C, nadomjeste dvjema

silama, T/2 i C/2, što djeluju u gornjim i donjim kutovimakrajnjih hrptova

nad stupom. Vo-

doravna se sila,T/2, prenosi su-

stavom vlačnih i

tlačnih sila (slika

2.30c).51

Slika 2.30c: Preuzimanje neuravnoteženog momenta nad

stupom – prorač unski predložak (model)





Za ovu vlačnu silu treba predvidjeti dodatnu armaturu, a tlačnuprenosi beton, što takođ er treba provjeriti.

Pri projektiranju valja imati na umu da uzdužna naprezanja što

djeluju u gornjoj i donjoj ploči treba prenijeti u kutove okvira(slika 2.31).

52

Slika 2.31: Prijenos uzdužnih naprezanja u gornjoj i donjoj ploč i u kutove

okvira; a) aksonometrijska predodžba; b) gornja ploč a; c) donja ploč a





Uzdužna se naprezanja nadomještaju rezultantama, pa sesustavom vlačnih i tlačnih štapova prenesu u kutove okvira.

Sile što djeluju u poprečnim vlačnim štapovima treba preuzeti

armaturom u gornjoj i donjoj ploči.

Budući da se i RS-ovi poduprti jednim ležajem podupiru u tijeku

građ enja parom ležajeva, nužno je i u njih prenijeti ∆M u stup.

Sile što se pri tomu javljaju u hrptovima i pojasnim pločamatreba odrediti na način sličan netom opisanomu, te

predvidjeti odgovarajuću armaturu.

* * * * *

53





Sklapanje predgotovljenih odsječaka omogućuje brzo građ enje,nezavisno od prilika na tlu.

Odsječci se izrađ uju u gotovo tvorničkim uvjetima, čime se

može zajamčiti visoka kakvoća.

Budući da se oni ugrađ uju najmanje mjesec dana nakon izradbe,

gubitci su od dugotrajnih djelovanja (skupljanja i puzanja

betona) znatno manji nego u RS-ova što se betoniraju namjestu.

Takođ er su i naknadni progibi od ovih djelovanja manji.

Danas se gotovo isključivo rabe sukladne sljubnice međ uodsječcima ispunjeni umjetnom (epoksidnom) smolom, čija se

uloga u prenošenju poprečnih sila zanemaruje.

Pri sklapanju poprečnu silu prenose “zubi” i to sitniji, jednolikoraspoređ eni po visini hrpta (slika 2.32a).

54





Radi zajamčenja prijenosa mjesnih opterećenja s odsječka naodsječak izvode se nazubljenja i na pojasnim pločama.

55

Slika 2.32: Nazubljenje predgotovljenog odsječ ka: a) č elo

odsječ ka; b) detalj nazubljenja; c) slomni mehanizam





S obzirom na način prenošenja poprečne sile u graničnomstanju nosivosti zgodno je na spojevima hrptova i gornje

ploče predvidjeti dodatno nazubljenje i beton u njemu

pristojno sapeti (oviti) dodatnom armaturom (slika 2.29c).Pri proračunu potrebne sile prednapinjanja za privremeno

pridržavanje odsječka mora se voditi računa o tomu da se

težina odsječka prenosi preko kose plohe nazubljenja, teprimjereno povećati tu silu.

Valja naglasiti da uspjeh građ enja sklapanjem predgotovljenih

odsječaka zavisi od savršenosti izvedbe režaka.Pri tomu valja uočiti bitnu razliku izmeđ u sklapanja odsječaka na

skeli i postupnoga prepuštanja.

RS-ovi od odsječaka sklapanih na skeli prednapinju se vanjskimnategama sidrenima u preponama (slika 2.33).

56





Te vanjske nategesastavljene od užetâinjektiranih u polie-tilenskim cijevimasavršeno su zašti-ćene od korozije.

U slučaju otvaranje reške iz bilo kojih razloga ne može doći do

korozije (slika 2.34).Nasuprot tomu, u slu-čaju predgotovljenih

odsječaka sklapanihslobodno prijepusne

se natage nalaze pripovršini (slike 2.35 i

2.36).

57

Slika 2.33: Sklapanje pretgotovljenih odsječ aka na skeli

skela

vanjske natege

vanjske protežnosne natege

Slika 2.34: Raspored natega u popreč nom presjeku

odsječ ka sklapana na skeli





Ako popusti brt-

vljenje, ako se otvo-ri reška ili ako je

injektiranje manjka-

vo, može prodrijeti

voda i evo korozije.58

Slika 2.35: Postupno prepuštanje predgotovljenih odsječ aka

prijepusne natege


Slika 2.36: Raspored natega u popreč nom presjeku odsječ ka sklapana slobodno


prijepusne natege





I kada se odsječci izrađ uju sa sukladnim reškama (kontaktno)može pri izradbi doći do izobličenja koja opet utječu na oblik

susjednih čela.

Neravnost čela izaziva propustnost režaka, gnječenje dodirnihploha i pojavu uzdužnih pukotina.

Ona u najvećoj mjeri potječe od ovih dvaju problema:

djelovanje hidratacijske topline i

nemogućnost postizanja točnih izmjera presjeka.

Kako bi se razumio prvi

problem, nužno je ba-

rem načelno poznavati

postupak izradbe od-

sječaka (slika 2.37).→→

59

na

odlagalište

č vrsto

č elo

unutarnja

jezgra

dodirni

odsječ ak




g p2.5 RS-i izvedeni postupnim prepuštanjem

Na slici 2.38 predočen je tlocrt stanice za izradbu odsječaka.

U upravo betoniranom

odsječku razvija se hidrata-

cijska toplina, pa je on zna-tno topliji od dodirnoga

(kontaktnog).

Dodirni odsječak biva zbogtoga nejednoliko zagrijavan,

pa se izobličuje.

Zato će upravo betoniraniodsječak imati zakrivljeno

čelo.

Na odlagalištu će dodirni odsječak opet poprimiti prvotni oblik,a zakrivljeno čelo upravo izbetoniranog ostaje.

60

dodrini odsječ ak

betonirani odsječ ak

oplata

dodrini odsječ ak

betonirani odsječ ak

natega

Slika 2.38: Utjecaj hidratacijske topline





Budući da obris susjednih čela nije sukladan, dolazi pri sklapanjudo drobljenja betona na dodirnim plohama i pojave pukotina.

Ni uz najveću pomnju

ne polazi za rukompostići da svi odsje-

čci imali jednaku du-

ljinu.Naime, zbog različita

skupljanja (jer su

debljine promjenjivepo odsječku) duljina

je odsječka promjenjiva po širini (slika 2.39).

Zbog neravnostčela dolazi do problema sli

čnih onima u svezi shidratacijskom toplinom.

61

natega

sklapanja

Slika 2.39: Utjecaj razli č ita skupljanja betona





Iz tih je razloga prikladno, osobito u širokih mostova, predvidjetiRS od predgotovljenih odsječaka spregnutih s dobetoniranom

pločom (slika 2.40).

62

Slika 2.40: Predgotovljeni odsječ ci spregnuti dobetoniranom

ploč om





Predgotovljeni odsječci sastoje se od hrptova i donje ploče, aomogućujuj sklapanje nezavisno od prilika na tlu, dok

dobetonirana ploča daje sklopu protežnost i cjelovitost.

Ona takođ er poboljšava zaštitu prijepusnih natega od korozije.

RS može se sastojati od odsječaka koritasta presjeka i

dobetonirane ploče (slika 2.40a) ili od koritastih odsječaka

izbetoniranih istodobno s rebrima što podupiru oplatu gornjeploče (slika 2.40b).

Može se izvesti i trodjelni sanduk (tri klijetke) pri čemu se prvo

betoniraju sva četiri hrpta s donjom pločom i ukrutnimrebrima, što sve skupa podupire oplatu gornje ploče (slika

2.40c).

Documents

04-medjudjelovanje-postupka-gradjenja-i-stati.pdf