Ž Alumni ve eri - grad.hr...PREDNAPETI BETONSKI MOSTOVI Most Stockstadtpreko rijeke Majne, Njema čka ØRasponi5*48+78+42,15 m ØPomoćni pilon za premoštenje glavnog raspona zbog

1

Alumni večeri

1. UVOD

2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE

3. PREVENCIJA

4. ZAKLJUČAK

5. LITERATURA

SADRŽAJ

1. UVOD§ Wellington A. M.: The Teaching of Failures, Engineering News, 1887.:Ø Konstrukcije koje su se srušile jedine su poučne jer one koje stoje nam ne

otkrivaju da li su dobro dimenzionirane ili su dimenzionirane tako da je utrošeno puno previše gradiva i sredstava...

§ Stephenson R., 1856.: Ø Istiniti zapisi o havarijama mostova i načinima suočavanja s posljedicama uistinu

su znatno vredniji od opisa najuspješnijih konstrukcija

§ Santayana G.: The life of Reason, 1906.:Ø Tko se ne sjeća prošlosti osuđen je da je ponovi

§ Steinman D.B.: Civil Engineering ASCE 15, 1945::Ø Ako izvučemo pouke, havarije mostova nisu bile uzaludne

§ Nepoznati autor:Ø Pametan čovjek uči na tuđim pogreškama; nitko ne živi dovoljno dugo da ih sve

sam napravi

1. UVOD§ I mostovi ponekada doživljavaju havarije (potpuna ili djelomična rušenja)

§ Pouke tih havarija treba ozbiljno razmotriti

§ Ako se most sruši otpornost konstrukcije je na neki način sigurno bila iscrpljena (globalni faktor sigurnosti < 1)

§ Havarije mostova imale su značajni učinak na razvitak znanja o odzivu konstrukcija i ponašanju materijala, jer su potakle su detaljna istraživanja pojedinih područja

§ Havarije uključuju potpuna rušenja, djelomična rušenja i ozbiljna oštećenja

§ Potpuno rušenje → deformacije osnovnih elemenata raspona ili više raspona su takve da promet nije moguć

§ Djelomično rušenje → deformacije osnovnih elemenata raspona ili više raspona su takve da bi bili ugroženi životi ljudi na mostu ili ispod mosta

1. UVOD

§ Uobičajene vrste sloma metalnih mostova:Ø popuštanjeØ izvijanje/izbočivanjeØ lom i zamorØ odrezØ korozija

§ Uobičajene vrste sloma betonskih mostova:Ø drobljenjeØ lom i zamorØ puknuće

§ Veliki pomaci zbog udara, njihanja, silovitih potresnih vibracija, erozije tla pri poplavama ili slijeganja mekanog tla mogu uzrokovati havarije i čeličnih i betonskih mostova

§ Uzroke havarija treba u svakom slučaju identificirati da bi se riješio problem i da bi se u budućnosti izbjegle


§ Uzroci havarija mostova su najčešće:Ø nadmašena otpornost konstrukcijskih elemenata zbog gubitka

poprečnog presjekaØ projektne mane i nedostatciØ dugotrajni zamor i lomØ havarije u gradnjiØ izvanredna djelovanja zbog udara brodova, vlakova i cestovnih vozilaØ požarØ potresØ neodržavanje (nedostatak pregleda)Ø nepredviđeni događaji

§ Do havarija zapravo najčešće dolazi zbog kritične kombinacije različitih djelovanja

§ U ovom izlaganju razmotreni su svi uzroci havarija osim požara, ratnih zbivanja, terorističkih napada i kemijskih djelovanja

v 2.1 OPĆENITO

2

v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJUI ILI REKONSTRUKCIJI

Most Quebec, Quebec City, KanadaØ Konzolna rešetka L=157+549+157 mØ Rušenje 29.08.1907. − 75 mrtvihØ Specificirana veća dopuštena naprezanjaØ Podcijenjena vlastita težina ( 18% +/-)

- odluka da se raspon poveća 61,0 m - pogreška otkrivena, ali prihvaćena

2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJI

Most Quebec , Quebec City, KanadaØ Financijski pritisakØ Problemi upravljanja projektom

- popuštanje reputaciji projektanta- nedostatak iskustva izvođača - slaba komunikacija projektanta i izvođača



Most Quebec, Quebec City, KanadaØ Nedovoljno znanje o stabilnosti sastavljenih tlačnih štapova velikog presjeka

→ neprikladna rešetkasta ispunaØ Pad srednjeg raspona 12.09.1916. − 13 mrtvih


Most Ironworkers Memorial Second Narrows, Vancouver, KanadaØ Veza Vancouvera i North Vancouvera - 6 prometnih trakovaØ Konzolna rešetka L=142+335+142 mØ Most se srušio 17.06.1958.Ø 19 mrtvih 79 ozlijeđenihØ Uzroci:

− neispravni proračun skele− slaba kvaliteta čelika − neprikladna inženjerska praksa


Poprečni presjek skele ↓

pogled ↓

Donja pojasnica i unutrašnji spoj drvenog zida ↓

v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJI

RUŠENJE SKELE

Most Sandö, Kramfors, ŠvedskaØ Za izvedbu luka raspona L=264 m i strelice h=40 m

upotrijebljena je samo-nosiva drvena skela raspona 247,5 m

Ø Poprečni presjek skele → dvije kompaktne drvene pojasnice spojene s mnogim unutarnjim rešetkastim zidovima

Ø Spojevi izvedeni s pomoću čavala

Ø Drveni sanduk je u poprečnom smjeru stabiliziran poprečnim zidovima na razmaku 6,0 m

Ø Redoslijed betoniranja troćelijastog luka b= 9,4 m: donji pojas pa hrptovi i gornji pojas


Most Sandö, Kramfors, ŠvedskaØ U trenutku nesreće 31.08.1939. samo 4 sekcije nisu bile

betonirane, dvije pri tjemenu i po jedna u četvrtinama raspona

Ø Osnovni uzrok rušenja → bočna nestabilnost drvene lučne skele, a ne kao što se prvobitno mislilo nedovoljna otpornost i krutost poprečnog spregaizmeđu dvije pojasnice zbog prevelike vlažnosti u čavlanim spojevima

Ø Most je ponovno izgrađen 1943., uz upotrebu drvene skele oslonjene po cijeloj dužini

3



RUŠENJE SKELE

Most Pjenavac na MoračiØ Betonski lučni most Ø L=118,4 m; f=25,52 mØ Izvodila JNAØ Srušio se 26.05.1962.Ø 27 poginulih


v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJIRUŠENJE SKELE

Most Xiaojianshan, pokrajina Guizhou, KinaØ Gredni most Ø Ukupna dužina L=155 m; H=47 mØ Dva raspona se srušila tijekom betoniranja 14.12.2005.Ø 8 mrtvih, 12 ozlijeđenihØ Uzroci:

− Temelji skele nisu napravljeni prema normi− Debljina čeličnih cijevi skele nedovoljna


v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJIRUŠENJE SKELE

Most Tuo River, Fenghuang, KinaØ Kameni lučni most; L =4*65 m; H=42 m

Ø Srušio se 13.08.2007.Ø Uzrok: neobučena

radna snaga


v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJIČELIČNI SANDUČASTI NOSAČI

§ Osnovni uzrok rušenja u lošim detaljima

4. most preko Dunava, Beč, AustrijaØ Prevodi 6 trakova autoceste; L=120+210+82 m Ø Slobodna konzolna gradnjaØ 06.11.1969. pri spajanju dviju konzola došlo do izbočivanja donje pojasnice i

drugih deformacija Ø Uzrok: proračun stabilnosti tlačnih pločaØ Projektant: σ =−176 MPa; revident: σ =−198 MPa (s temperaturom σ =−224 MPa)Ø Proračunska sigurnost na izbočivanje ν=1,25 nadmašena zbog krivog

proračuna naprezanja od vlastite težine, zanemarivanja toplinskih učinaka i ne uzimanja u obzir nesavršenosti zbog zavarivanja u spoju uzdužnih ukrućenja




Most Cleddau, Milford Haven, WalesØ L=3*77+149+213+149+77=819 m; B=20,3 m Ø Sandučasti poprečni presjek trapeznog oblikaØ h =6,1 m; širina: gore 12,7 m, dolje 6,7 m

Ø Rušenje pri slobodnoj konzolnoj gradnji 02.06.1970. kad je sljedeća sekcija trebala biti priključena na konzolu 59 m

Ø Uzrok: preslaba poprečna dijafragma

Ø Slomila se pod silom 9,63 MN, iako je u stanju upotrebe trebala prenijeti silu 14,9 MN !




Most West Gate, Melbourne, AustralijaØ 15.10.1970 srušio se raspon L=112 m

Ø Konzola se pomakla prema natrag kada se protu-teretom pokušalo ukloniti razliku u visini od 11 cm između dijelova koje je trebalo spojiti

4




Most West Gate, Melbourne, AustralijaØ Konstrukcija pala na barake radnika, koji su spavali

Ø 35 mrtvih




Südbrücke Koblenz, Koblenz, NjemačkaØ L=103+236+103=442 m; B=29,6 m Ø Sandučasti poprečni presjek trapeznog oblikaØ širina: gore 16,4 m, dolje 11,0 m

Ø Slom konzole dužine oko 54 m 10.11.1971. kada je derick kran podizao sljedeću sekciju bez gornje pojasnice

Ø Uzrok: izbočivanje donje pojasnice zbog nezavarenog uzdužnog ukrućenja na mjestu priključka (prozor 460 mm na 11 mm debeloj ploči)

Ø Zbog izvedbene mane montažnog nastavka nosivost pala na 59% vrijednosti neoslabljenog presjeka

Ø Uz globalni koeficijent stabilnosti ν=1,25 → 1,25*0,59= 0,74 < 1,0 !


UZDUŽNO POTISKIVANJE

§ PREDNAPETI BETONSKI MOSTOVI

Most Stockstadt preko rijeke Majne, NjemačkaØ Rasponi 5*48+78+42,15 mØ Pomoćni pilon za premoštenje glavnog raspona zbog male konstrukcijske visine

2,53 mØ Projektant i revident nisu ispitali proračunsku situaciju potiskivanja s pilonom u

glavni rasponØ Most nad plovnim otvorom se srušio 1988.Ø Hrptovi sanduka 50 cm nisu prenijeti poprečnu silu zbog normalne sile pilonaØ Poprečna sila bila 2,5 x veća od one u stanju upotrebeØ Rezultati vještačenja nisu objavljeni


UZDUŽNO POTISKIVANJE

§ PREDNAPETI BETONSKI MOSTOVI

Most Injaka, Mpumalanga, Južna AfrikaØ Ukupna duljina L = 300 m; 7 rasponaØ Pad rasponske konstrukcije 06.07.1989.Ø Nekompetentno osoblje i nadzorØ Čelični kljun nedovoljno krutØ Neispravni put klizanjaØ Neispravno postavljeni pomoćni ležajeviØ Neispravno postavljanje kliznih pločaØ Donja ploča pod-dimenzioniranaØ Izravan uzrok: proboj donje ploče


Most Cần Thơ , Cần Thơ, VijetnamØ Zavješeni most; ukupna duljina 2.750 mØ Spregnuta konstrukcija prilazne rampe L=90 m srušila se s 30 m visine

26.09.2007. → 54 mrtva; 80 ozlijeđenihØ Uzrok: slom tla ispod temelja pomoćnog stupa


§ Osnovni uzroci tih havarija → neodgovornost i nehat na gradilištu

§ Havarije pri uklanjanju → uklanjanje se često ne planira i izvodi tako pažljivo kao izvedba novih mostova


5


150 godina stari nadvožnjak, New Delhi, Indija Ø Tri zidana luka

Ø Uklanjanje 2006. je rađeno nejednako tako da se potisak luka srednjeg raspona više nije mogao prenijeti

Ø Vibracije zbog prolaska brzog vlaka ispod mosta uzrokovale su rušenje srednjeg raspona

Ø 30 poginulih

v 2.2 HAVARIJE U GRADNJI, PRI UKLANJANJU ILI REKONSTRUKCIJI2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE

Vijadukt Hongqilu, provincija Hunan, Kina Ø Gredni most Ø Ukupna dužina L=2.750 m; B=16 m

Ø Pad raspona pri uklanjanju 17.05.2009.

Ø 9 mrtvih i 16 ozlijeđenih



Most Koror Babeldaob (Palau)Ø Izgrađen 1977.Ø Raspon L=241 m

Ø Zglob u sredini

Poprečni presjek Natege u kolničkoj ploči

Ø U kolničkoj ploči nema poprečne (vertikalne) armature


Most Koror Babeldaob (Palau)Ø Progib u zglobu u sredini raspona u razdoblju 01.1977.−01.1993.: Δ =1,4 m

Ø Uvjeti rekonstrukcije: izravnanje kolnika, stabilizacija rotacije zgloba, budžet 2,0 mil. dolara

Ø Nema više zgloba u sredini raspona; kontinuirana konstrukcija

Ø Kolnička ploča podebljana na duljini 73 m u okolini zgloba za izravnanje progiba



Most Koror Babeldaob (Palau)Ø Naglo rušenje 26.09.1996.


Most Koror Babeldaob (Palau)Ø Naglo rušenje 26.09.1996.

Ø Ispitivanje betona:

Ø Tlačna čvrstoća: 41−50 MPa

Ø Modul elastičnosti: oko 2/3 očekivane vrijednosti; Poissonov modul velik

Ø Vlačna čvrstoća: vrlo mala, manja od 0,5 očekivane vrijednosti


6


Most Koror Babeldaob (Palau)§ Slijed rušenja:Ø Delaminacija gornje pojasnice pri stupuØ Slom hrptova u tlaku → pomak konzole prema

postranom otvoru → otvaranje zgloba u sredini

Ø Rotacija prema dolje; kontinuitetne natege povlače drugu stranu gdje dolazi do sloma prearmiranog presjeka


Most Koror Babeldaob (Palau)§ Delaminacija gornje pojasniceØ Tlačno naprezanje:

− zbog rekonstrukcije oko 20 MPa u gornjoj pojasnici;− varijacije naprezanja svakodnevno zbog temperaturnih promjena

Ø Otpornost na delaminaciju: − uzdužni tlak zbog Poissonovog učinka uzrokuje vertikalna vlačna naprezanja− zbog natega na malom razmaku ostaje malo betonskog presjeka za prijenos

tog vlaka− tlačna čvrstoća dobra, no vlačna samo oko ½ očekivane vrijednosti− nema vertikalne armature u pojasnici za prijenos sila cijepanja− korozija armature na nekim dijelovima zbog karbonatizacije doprinijela

delaminaciji



HIDRAULIČKI PROBLEMI

§ Najčešći uzrok rušenja mostova u SAD !

Most Schoharie Creek, New York State, SADØ U projektu izvedenog stanja navedeno da je žmurje za izvedbu temelja, ostavljeno

kao zaštita, ali nije Ø Most izgrađen 1954. srušio se 05.04.1987. zbog

podlokavanja srednjeg stupa

Ø Uzrok: neprikladni pregledi i održavanje

v 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE


Most Tangyin, pokrajina Henan, KinaØ Zidani most izgrađen 1987. Ø Ukupna dužina L =233,7 m; B =7,0 mØ Srušio se 24.07.2010. zbog poplave

Ø 50 mrtvih

v 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE



Most Hintze Ribeiro, Entre-os-Rios, Porto, PortugalØ Željezni most izgrađen 1885. Ø Srušio se 04.03.2001. zbog podlokavanja

Ø 59 mrtvih



Most Sava − Jakuševac, ZagrebØ Središnji dio mosta na kojemu je 31.03.2009. došlo do

havarije kontinuirani gredni sustav preko tri raspona L=34,267+65,867+34,267=134,401 m

Ø Stup u koritu Save uz desnu obalu potonuo i nakosio se prema sredini rijeke i uzvodno zbog podlokavanja

Ø Na mjestu uzvodnog ležaja rasponska konstrukcija potonula 1,60 m, a na mjestu nizvodnog ležaja 0,95 m


7



Most Zamu, pokrajina Liaoning, KinaØ Gredni most

Ø Ukupna dužina L =200 m; B =10 m

Ø Srušio se 13.08.2005. zbog poplave

Fotografije rušenja još nekih američkih mostova



§ Rušenja željezničkih mostova zbog hidrauličkih problema izazvala najveći broj ljudskih žrtava !

Most Liziyidagou, pokrajina Sichuan, Kina (1981)Ø rušenje zbog bujice, 275 poginulih

Most Tangiwai, Tangiwai, Novi Zeland (1953) Ø rušenje zbog bujice lave (lahar), 151 poginuliØ Lahar ima konzistenciju, viskozitet i približno gustoću vlažnog betona i teče velikim

brzinama > 10 m/s

Most Veligonda, Indija (2005)Ø rušenje zbog poplave, 114 poginulih

Most Eden, Eden, SAD (1904)Ø rušenje zbog podlokavanja, 111 poginulih



PREOPTEREĆENJE

Most Yarmouth, Great Yarmouth, EngleskaØ Viseći most se srušio 02.05.1845. ; 79 poginulih

Ø Nosivi lanci pukli zbog preopterećenja pješacima

Most Dee, Chester, EngleskaØ Rešetkasti gredni most od varenog željeza se srušio 24.05.1847. zbog

preopterećenja vlakom loše projektirane konstrukcije

Ø Bočno izvijanje – nema stabilizacije tlačnog pojasa

Ø Sve veći rasponi − „size efect” nije razmatran

Ø Projektant R. Stephenson

Ø 5 poginulih


PREOPTEREĆENJE

Most Zhuangtai, pokrajina Liaoning, KinaØ Izgrađen 1977. −Gerberov sustav

Ø Umetnuta greda pala zbog preopterećenja 10.07.2004.

Most Maxiahe, pokrajina Shandong, KinaØ Gredni most

Ø Srušio se 08.04.2007. zbog preopterećenja


Most u Taiyuanu, pokrajina Shanxi, KinaØ Pretovareni kamion za prijevoz željezne rudače srušio most 16.08.2007.


PREOPTEREĆENJEv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE

Most Gongguan, Wuyishan, pokrajina Fujian, KinaØ CFST lučni most srušio se 14.07.2011.



8

Most 3. Qiantang RiverØ srušio se 15.07.2011. zbog težine kamiona s teretom više od 100 tona čeličnih

limova



Most Baihe, okrug Huairou, Beijing, KinaØ srušio se 19.07.2011. pod težinom 14 m dugog kamiona




Most HasseltØ Lučni most s preuzetim potiskom,

Vierendeel tipa, L=74,52 m, jedan od 52 takva zavarena mosta, izgrađena u Belgiji 1930-tih godina

Ø Srušio se u roku od godine dana s još 5 takvih mostova

Ø Sandučasti donji pojas činile su ploče debljine do 55 mm

Ø Slom pri T= −20ºC s jasnom naznakom krhkog sloma

KRHKI MATERIJALv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE


Most preko kanala rijeke Mississippi , Wisconsin, SADØ Lučni most s preuzetim potiskom

Ø Oštećenja ustanovljena 1979. u bila su u potpunosti zbog sklonosti čeličnogmaterijala krhkom slomu

Ø Čelik je sadržavao previše ugljika, mangana i sumpora u suprotnosti s tehničkimspecifikacijama

Ø Most je zatvoren zbog pukotina u sandučastoj gredi za ukrućenje



Most preko rijeke Missouri, Iowa, SADØ Lučni most s preuzetim potiskom

Ø Krhki slom 70 mm ploča gornje pojasnice otkriven 1982. samo 15 mjeseci nakon puštanja u promet

Ø Slom opet zbog žilavosti čelika manje od zahtijevane



REZONANCIJA

Saalebrücke, Mönchen−Nienburg, NjemačkaØ Prvi zavješeni most

Ø Srušio se 06.12.1825.; 55 poginulih

Ø Uzroci: loš materijal, nesimetrično opterećenje, vibracije zbog pješaka


9


REZONANCIJA

Most Broughton, Broughton, EngleskaØ Lančasti viseći most se srušio 12.04.1831 zbog rezonancije uzrokovane

stupanjem vojnika

Pont de la Basse Chaine, Angers, FrancuskaØ Viseći most izgrađen 1838.Ø Raspon L =102 mØ Drveni kolnik b=7,20 m Ø Projektant: Joseph ChaleyØ Užad 1067 željeznih žica


REZONANCIJA

Pont de la Basse Chaine, Angers, FrancuskaØ Srušio se 16.04.1850. → jaki vjetar uzrokovao poprečne vibracije

Ø Korak 486 vojnika na mostu jednolik zbog suprotstavljanja pomacima (kao kod Millenium mosta u Londonu 150 godina kasnije) → rezonancija i rušenje

Ø Poginulo 226 ljudi

Željeznički most preko rijeke Yun, KinaØ Čelični rešetkasti most L =31 m slobodno oslanjanje izgrađen 1901.

Ø Srušio se 1923. pod teretnim vlakom → slom krajnje dijagonale na zakovanom spoju s gornjim pojasom iako je najveće vlačno naprezanje bilo samo 110 MPa

Ø Rezonancija → frekvencija pobude pogonskih kotača = osnovnoj vlastitoj frekvenciji konstrukcije 2,86 Hz (dinamički koeficijent ≈ 1/(2*0,025 = 20)



ZAMOR

Most Silver, Point Pleasant, Ohio, SADØ Izgrađen 1928. kao jedan od dva mosta blizanca

Ø Lančasti viseći most

Ø Rešetka Florianopolis izvorno razvijena u Brazilu

Ø Kontinuirana rešetka između usidrenja

Ø Ovješeno lančasto uže s okastim spojevimaje ujedno i gornji pojas rešetke za ukrućenje promjenjive visine

Ø Krutost mosta poboljšana s manje čelika

Ø Piloni zglobno oslonjeni zbog toplinskih deformacija


ZAMOR

Most Silver, Point Pleasant, Ohio, SADØ Uzrok rušenja: pukotina u donjem dijelu oka

okastog štapaØ Slom zbog razvoja kritične pukotine oko 0,254

mm tijekom 40-godišnjeg uporabnog vijeka zbogzajedničkog djelovanja korozije zbog naprezanjai zbog zamora



ZAMOR

Most Silver, Point Pleasant, Ohio, SADØ 1927 kad je most projektiran fenomena korozije

zbog naprezanja i zamora u takvom materijalu u uvjetima izloženosti ruralnog okoliša nije bilo

Ø Položaj pukotine nedostupan za vizualni pregled

Ø Pukotina nije mogla biti otkrivena nijednompostojećom metodom pregleda bez rastavljanjaokastog zgloba


GERBEROVI NOSAČI

Most Mianus River, Greenwich, Connecticut, SADØ Most otvoren 1958.; ukupna duljina L=809 mØ Dnevni promet > 100.000 vozila/dnevno Ø Gerberov nosač → zglobovi između konzola i umetnutog nosača vješaljke

priključene s pomoću dva trna Ø 28.06.1983. pala umetnuta greda dužine 30 mØ Dijelovi zglobne veze korodirali jer su 10 godina ranije tijekom zamjene

zastora nepažnjom zatvoreni slivnici za odvodnjuØ Prodor vode i soli kroz zglob izravno na

sklop vješaljke uzrokovao ubrzanu koroziju

Ø Korozija i zamor i odgođena sanacijauzrokovali slom vješaljke i time rušenjeumetnute grede


10


GERBEROVI NOSAČI

Most Seongsu, Seul, Južna KorejaØ Most otvoren 1979.; ukupna duljina L=1.062 mØ Dnevni promet ≈ 137.000 vozila/dnevno i to najviše teških kamiona težine

> 60tØ Čelični rešetkasti most s betonskom kolničkom pločom preko 5 otvora

raspona 120 mØ Gerberov nosač →

na konzole dužine 28,8 m¸ usidrene u betonske stupove

oslanjao se umetnutirešetkasti sklop L=48 m s tri rešetkasta glavna nosača

Ø 21.10.1994. jedan umetnuti rešetkasti sklop pao u rijeku

Ø 32 poginula; 17 ozlijeđenih


GERBEROVI NOSAČI

Most Seongsu, Seul, Južna KorejaØ Uzrok rušenja: izuzetno loši detalji → vješaljka umetnutog sklopa

H−presjeka nije bila zavarena sučelnim varom nego kutnim varom djelomično debljine svega 8 mm

Ø → nadmašena nosivost vješaljki i rušenje (sustav nema zalihe nosivosti)Ø Most obnovljen s čeličnom ortotropnom kolničkom pločom umjesto

betonske, da bi se smanjenjem vlastite težine kompenziralo povećano prometno opterećenje



NEPRIKLADNI PROJEKT

Birsbrücke Münchenstein, ŠvicarskaØ Jednokolosiječni rešetkasti željeznički most Ø Izgrađen 1875.; izvođač G. Eiffel & Cie zbog štedljivog projektaØ Kosi most; premošćuje rijeku pod kutom 40⁰Ø Kosi raspon L =41,0 m; visina rešetke h=6,2 m (uobičajeno h=7,0 m)Ø Ojačan za teži promet 1890.Ø Srušio se 1891.Ø 66 mrtvihØ Uzrok: prostorno nestabilna

konstrukcijaØ Rešetke u oštrom kutu nisu

bočno pridržaneØ Nema krajnjih portalaØ Srednje dijagonale: velike

razlike sila (−105 kN / 145 kN);vitkost λ=190


NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SAD

Ø 14 raspona L=580 m; 14 rasponaØ Promet 140.000 vozila dnevnoØ Glavni most: statički određena

čelična rešetka s tri raspona Ø Glavni raspon L=140 m sa zglobom

u sredini Ø Plovni put širine 119 m Ø Godišnji pregledi od 1993. Ø 2005. ocjena „konstrukcijski manjkav“ (50/100) i možda zahtijeva zamjenu zbog

problema pukotina i zamoraØ 2006. planirano ojačanje. ali se od toga odustalo jer bi bušenje pri sanaciji

oslabilo mostØ 2007. najavljena zamjena mosta 2020.



NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SADØ Most se 01.08.2007. iznenada srušio u vremenu < 4 sek, za vrijeme izvođenja

popravaka na opremi mosta pod prometom u 4 vozna traka od ukupno 8. 01.08.2007.

Ø 13 mrtvih; 145 ranjenihØ Uzrok: pogreška u projektu; Ø Pretanki čvorni limovi slomili se po uzduž linije zakovica Ø Dodatna težina opreme za izvođenje radova 261,0 t doprinijela rušenju


NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SADØ Fotografije havarije


11


NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SADØ Fotografije havarije


NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SADØ Debljine čvornih limova i materijal

Ø 50 ksi = 690 MPa; 100 ksi = 344 MPa ≈ S 355

Ø 1 ⅜” ≈ 35 mm; 1” ≈ 25 mm; ⅝” ≈ 16 mm; ½” ≈ 13 mm



NEPRIKLADNI PROJEKT

Most I-35 W Mississippi River, Minneapolis, SADØ Naprezanja/otpornost u čvornim limovima


NEPRIKLADNI PROJEKT

Vijadukt u Baotou, autonomna pokrajina Unutrašnja Mongolija, KinaØ Čelični sandučasti most s 6 prometnih trakovaØ Srušio se 10.2007. zbog neprikladne poprečne stabilizacije i neispravnog

projekta



NEPRIKLADNA IZVEDBA

Most Asthabula, Asthabula, SADØ Slobodno oslonjeni rešetkasti most od lijevanog željeza vrste Howe, pušten u

promet 1865.; L=47 m; visina rešetke h=6,0 m

Ø Srušio se 29.12.1876., tijekom prelaska putničkog vlaka Ø Rušenje uzrokovano slomom gornjeg pojasa ili tlačne

dijagonaleØ Konstrukcija mosta preteškaØ Spajanje tlačnih dijagonala neispravno bez mehaničkih veza Ø Gornji pojas deformiran težinom vlaka i bočno stabiliziran samo u svakom

drugom poljuØ Vještačenje: Čudo da se most i ranije nije srušio zbog loše izvedbe u neskladu s

inženjerskim načelimaØ Izravan uzrok: pukotina zbog zamora koja je vremenom rasla sa svakim

ponovljenim naprezanjemØ Otpornost smanjena zbog hladnog vremenaØ Težina vlaka uzrokovala krhki slom elementa i rušenje mosta


NEPRIKLADNA IZVEDBA

Most Rainbow, Chongqing, Kina Ø Lučni CFST most; pušten u promet 1996.

Ø Srušio se 04.01.1999.

Ø Uzroci: loša kvaliteta zavara; čvrstoća betona u cijevima 1/3 proračunske čvrstoće

Ø Korozija vješaljki i sidara

Ø Ugovori za projekt i izvedbu dobiveni mitom


12


VJETAR

Most Tay, Dundee, ŠkotskaØ Izgrađen 02.1878.

Ø Kontinuirani gredni most; rasponska konstrukcija od kovkog željeza, stupovi od lijevanog željeza 4 – 6 Ø 357 mm s ispunom od ravnih profila od varenog željeza

Ø L=3.264 m; 85 raspona

Ø rasponi iznad plovnog puta L=74,7 m; rešetkasti sanduk h=8,2 m; kolnik dolje


VJETAR

Most Tay, Dundee, ŠkotskaØ Srušio se 28.12.1879.Ø Pritisak vjetra: u Velikoj Britaniji od 1759. w=2,5 kN/m2 (Smeaton)Ø Bouch w=0,5 kN/m2

Ø Vjerojatno w=1,5 kN/m2

Ø Vjerojatna vlačna sila u cijevi stupa 523 kN >> 60 kN (otpornost sidrenih vijakaØ Prvo se slomio vjetrovni spreg stupa



VJETAR

Most Tay, Dundee, ŠkotskaØ Novi dvokolosiječni most izgrađen 1887. na razmaku 18,3 m od starog

Ø Cijena izgradnje dvostruka

Ø Projektant W.H.Barlow (jedan od savjetnika koji su odobrili izvorni projekt)


VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SADØ Izgrađen 1940.

Ø L=336+854+336 m

Ø B=1,45+7,93+1,45=11,90 m

Ø Greda za ukrućenje: dvapunostijena nosači h=2,46 m

Ø Provjes užadi 70,8 m (L/12)

Ø Kruta veza užadi i grede zaukrućenje u sredini glavnograspona



VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SAD§ Zašto tako vitko ?

§ * prije ugradnje donjeg kolnika 1960.

Ø Zaboravljena prethodna rušenja visećih mostova 19. stoljeća:

Ø Menai Straits (1836., 1852.); La Roche-Bernard (1852.); Wheeling (1854.); Lewiston−Queenston (1869.); Clifton (1889.)


Most Godina izvedbe

L f b L/b h L/hm m m − m −

G.Washington 1931. 1.067 97,5 32,3 33 1,73* 617Golden Gate 1937. 1.280 143,4 27,4 47 8,58 149Tacoma 1940. 854 70,8 11,9 72 2,46 347


VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SADØ Most se srušio 07.11.1940. samo 4 mjeseca nakon puštanja u promet

Ø Vjetar bio slab oko 18,8 m/s

Ø Izmjereni pomaci poprečno: ± 8,54 m

Ø Kolnička ploča se u sredini mosta dizala i spuštala 38 puta u minuti s amplitudom 0,9 m


13


VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SADØ Uzroci rušenja: aerodinamički inducirano stanje samo-pobude ili negativnog

prigušenja u torzijskom stupnju slobode

Ø Aeroelastični fenomen je bio interaktivan; sile vjetra povezane s gibanjem konstrukcije


VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SAD§ Nakon Tacome: Novi most



VJETAR

Most Tacoma Narrows (Galloping Gertie), Tacoma, SAD§ Nakon Tacome: Most Bronx-Whitestone

nakon rušenja Tacome danas


Vijadukt 1 Caracas - La Guaira, VenecuelaØ Nekada peti najveći betonski luk u svijetu L=300 m, f=61m, B=21 m

Ø Projektant: Eugéne Freyssinet

Ø Prvi lučni most na svijetu izgrađen dijelom s pomoću postupka slobodne konzolne gradnje

KLIZANJE TLAv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE


Vijadukt 1 Caracas - La Guaira, VenecuelaØ Srušio se 2006. zbog klizanja tla

Ø Problem uočen na vrijeme, no klizanje tla je i dalje stalno raslo i pritiskalo na temelje luka

KLIZANJE TLAv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE


Most Sunshine Highway, St.Petersburg, SADØ Konzolna rešetka izgrađena 1971.

Ø Udar broda u oluji 09.05.1980.

Ø Uništeno 366 m južnog mosta

Ø 35 mrtvih

UDAR BRODAv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE

14


Novi most Bob Graham Sunshine Highway, St.Petersburg, SADØ Nakon rušenja sjeverni most s dvosmjernim prometom

Ø Južni most potpuno uklonjen 1993.

Ø Novi most pušten u promet 1987.

Ø Zavješeni most s gredom od prednapetog betonaØ L=366 m; B=29 m; slobodni profil 55 m



Most Almö, Göteborg, ŠvedskaØ premošćivao Askeröfjord blizu GöteborgaØ L=278 m

Ø Pojasevi luka → usporedne čelične cijevi Φ 3,8 mpromjenjive debljine od 14 mm u tjemenu do 22 mm pri petama, poprečno poprečno povezane rešetkastim spregom



Ø Lokacija preko prometnog plovnog putaØ Srušio se 1980. zbog udara 35 m od upornjaka ne potpuno natovarenog broda 27,000 tØ Na ovoj lokaciji nije trebalo izgraditi LUČNI MOST zbog ograničenog vertikalnog slobodnog

profila prema obalamaØ Ova vrsta mosta je vrlo ranjiva na udar, čak i vrlo mali (NEDOVOLJNA ROBUSNOST)


Most Almö, Göteborg, ŠvedskaUDAR BRODA


Most Almö − novi zavješeni mostØ Izgrađen 1981. (nakon samo godinu dana od rušenja)Ø Raspon L=366 mØ Visina slobodnog plovnog otvora 45 mØ Nema stupova u moru




Most JiujiangØ Zavješeni nesimetrični AB most

L=2*160 m završen 06.1988. u južno-kineskoj pokrajini Guangdong

Ø Dio se srušio se zbog udara broda 15.06.2007.

Most JintangØ Završen 12.2009.; povezuje otok Jintang i Zhenhai, NingboØ Ukupna dužina L=26.540 m, najveći raspon L=620 m



15

Most Jintang

Ø Dio mosta srušen udarom broda 27.03.2008.




Most Falls View (Niagara Falls)Ø Dvozglobni čelični rešetkasti luk s dva rebra

L=256 m; f=45,7 m; h =7,9 m

Ø Srušio se 1938. zbog leda nagomilanog do visine 15 m iznad normalnog vodostaja odnosno 3 m iznad ležajeva luka

Ø Ledenjak se kretao niz rijeku kao glečer i prekrio najmanje 9 m uzvodne rešetke → slom prvo sprega između lukova, pa slom deformiranog donjeg pojasa i konačno rušenje mosta

LEDv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE

Havarije mostova zbog potresa ovise o:Ø Ubrzanju tlaØ Trajanju pomakaØ Sadržaju frekvencijaØ Lokalnim uvjetima tlaØ Periodu lokacijeØ Udaljenosti konstrukcije od žarišta Ø Geološkim formacijama,Ø Vlastitoj frekvenciji konstrukcijeØ Prigušenju


POTRESv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE

Primjeri katastrofalnih potresaØ El Centro, Kalifornija, 1940.; M=6,4; trajanje 16 sØ San Fernando, Kalifornija, 1971.; M=6,6; trajanje 7 sØ Loma Prieta, Kalifornija, 1989.; M=7,1; PGA= 0,65 gØ Northridge, Kalifornija, 1994.; M=6,7; PGA=1,8 gØ Hyogoken-Nanbu, Kobe, Japan, 1995.; M=6,9; PGA=0,83 gØ Kocaeli − Izmit, Turska, 1999.; M=7,6Ø Chi−Chi, Tajvan, 1999.; M=7,6Ø Wenchuan, Sichuan, Kina, 2008.; M=8,0Ø Great East, Japan, 2011., M=9,0; PGA=1,5 g



Potres San Fernando (1971)Ø 9. veljače 1971.Ø Epicentar u dolini San Fernando, CaliforniaØ Magnituda potresa = 6.6

Ø Posljedice: Ø 65 poginulihØ šteta procijenjena na više od pola milijarde dolara



Nadvožnjak San FernandoØ Armirano betonski gredni nadvožnjak koji

sandučastog poprečnog presjeka monolitno povezan sa poligonalnim stupovima koji formiraju stupišta od po četiri stupa

Ø Tipičan primjer mosta u SAD-u izvedenog prije sredine 1970-ih sa stupovima sa prilično malo poprečne armature i pri tom loše oblikovane

Ø Stupovi nadvožnjaka San Fernando → posmični slom

Ø Velike nagnute dijagonalne pukotine i razlamanje jezgre stupa u odvojene blokove betona

Ø Poprečna armatura − 4 kuke ili vilice(Ø 12 mm) na razmaku od 305 mm

Ø Beznačajna ovijenost betona



16

Nadvožnjak u čvorištu i-5 i i-210Ø Armirano betonski sandučasti gredni most preko sedam raspona monolitno povezan

sa pojedinačnim stupovima

Ø Otpornost na poprečnu silu pojedinačnog stupa ovisi o razvijanju čvrstoće stupa na savijanje pri njegovom dnu



Nadvožnjak u čvorištu i-5 i i-210Ø Stup temeljen na pilotu Ø 1,8m

Ø Uzdužna armatura nedovoljno usidrena i istrgnula se iz pilota

Ø Greške u fazi koncepcijskog projektiranja − oslanjanje masivnog rasponskog sklopa na pojedinačne stupove u seizmički aktivnom području

Ø Greške u fazi izvedbenog projekta −nedovoljna duljina sidrenja stupa.



Potres Loma Prieta (1989)Ø 17. listopada 1989.Ø Epicentar bio na rasjedu Sant Andreas, California

Ø Magnituda potresa = 6.9

Ø Posljedice: Ø 63 poginulihØ šteta procijenjena na 10 milijardi dolara



Vijadukt u Ulici CypressØ Gredni armirano betonski most na

dvije razine, sandučastog poprečnog presjeka

Ø Lokacija vijadukta približno u zoni mekanih naslaga tla s najvećim učinkom potresa



Vijadukt u Ulici Cypress

Ø Nedovoljno poprečne armature u čvoru




Ø Nedovoljno poprečne armature u čvoruØ Dijagonalne pukotine u betonu se

otvaraju u području spoja stupa i grede



17


Ø Nedovoljno poprečne armature u čvoruØ Dijagonalne pukotine u betonu u području

spoja stupa i gredeØ Nakon dijagonalnog raspucavanja čvora,

slijedi učinak sliding shear, tj. odrez stupa izčvora i njegovo iskliznuće van okvira



Vijadukt u Ulici CypressØ Duljina sidrenja je bila 15 promjera šipke što je rezultiralo otrgnućem stupova iz

čvorova, a nedovoljno usidrene armaturne šipke su ostale viriti iz srušenih stupova



Istočni dio mosta San Francisco-OaklandØ Istočni dio mosta − čelična rešetkasta

konstrukcija L=427 m

Ø Različiti nosivi sustavi gornjeg ustroja i različite vrste temeljenja

Ø Različita temeljna tla

Ø Prostorne i vremenske razlike u pomacima tla → veliki relativni pomaci između susjednih segmenata mosta zbog velike duljine



Istočni dio mosta San Francisco- Oakland

Ø Slom vijčanog spoja između 88 metarske rešetke i rešetkastog stupa zbog velikog uzdužnog diferencijalnog pomaka → pad prijelaznog raspona sa oslonaca nad stupom E9



Vijadukt China BasinØ Most s naglavnom gredom oslonjenom na

stupove izvan područja rasponskog sklopa

Ø Monolitni spoj

Ø Pukotine na vrhu naglavne grede na mjestu prestanka armature gornje zone zbog negativnih momenata savijanja od kombinacije vlastite težine i potresnog djelovanja

Ø Te pukotine počele su se strmo spuštati prema dolje zbog učinka posmika

Ø Naglavne grede poduprte nakon potresa, budući da više nisu u stanju preuzeti dodatna posmična djelovanja



Vijadukt China Basin

Ø Nedostatci koji nisu bili uzimani u obzir tijekom projektiranja i izvedbe mosta:Ø Zbog uzdužnog seizmičkog opterećenja značajno torzijsko djelovanje

naglavnoj gredi van rasponskog sklopa → pukotine u čvoru okvira

Ø Manjak posmične nosivosti posebno gdje su se superponirala posmična naprezanja od stalnog djelovanja i potresa

Ø Prerano završavanje armature gornje zone naglavnih greda

Ø Nedovoljno sidrenje armature naglavne grede u stupištu



18

Nadvožnjak na i-980Ø Most oslonjen na portalna okvirna

stupišta

Ø Oštećenje u čvoru

Ø Šipke u čvoru nisu bile ovijene vilicama i posmične pukotine su se mogle nesmetano širiti prema jezgri čvora

Ø Zanimljivo je da se razmišljalo o posmiku u stupu (horizontalne spiralne vilice) i o posmiku u gredi (vertikalne vilice), ali ne i o ovijenosti betona u čvoru



Vijadukt na cestovnom pravcu WatsonvilleØ Pločasti armirano betonski gredni

vijadukt na stupovima kružnog poprečnog presjeka

Ø Rušenje nekoliko raspona uslijed proboja stupa kroz ploču rasponskog sklopa

Ø Posljedica nedovoljne armature za proboj i velikog vertikalnog ubrzanja tla od potresa koje nije bilo uzeto u obzir u projektiranju vijadukta

Ø Jedan dio stupova je probio kolničku ploču dok se jedan dio stupova srušio pod rasponskim sklopom



Potres Costa Rica (1991)Ø 22. travnja 1991.Ø Epicentar je bio u provinciji Limon


Ø Posljedice: Ø 53 poginulihØ 198 ozlijeđenihØ prometna infrastruktura u provinciji Limon potpuno devastirana



Most Rio BananitoØ Kosi most preko dva simetrična raspona s

rasponskim sklopom od predgotovljenihprednapetih nosača

Ø Tipičan primjer skliznuća kosog mosta sa svojih oslonaca (centralnog stupa pod kutom od 30°) uslijed rotacije rasponskog sklopa u smjeru oštrog kuta

Skliznuće sa oslonca

Uzdužna os mosta

Inercijalne sile

Kosa ležajna klupa

Pomak

Ekscentri-citet

Mjesto odupiranja



Most Rio BananitoØ Zbog uzdužnog odziva mosta

porast pritiska na tlo ispune koje naglo propada ispod upornjaka

Ø Rotacija upornjaka prouzročila posmični slom temeljnih pilota



Most Rio ViscayaØ Sastavljen od niza prostih greda, temeljen na mekanom tlu koje je povećalo

vibracijski odziv

Ø Uslijed likvefakcije popustio stup u sredini rijeke što je rezultiralo rušenjemrasponskog sklopa

Ø Zbog toga rasponska konstrukcija krenula prema upornjaku i udarila u parapetni zid

Ø Zbog toga došlo do rotacije upornjaka i sloma temeljnih pilota



19

Potres Northridge (1994)Ø 17. siječnja 1994. Ø Epicentar u Rosedi, dolina San Fernando, u blizini Los Angelesa


Ø Posljedice: Ø 72 poginulihØ 900 ozlijeđenihØ procijenjena šteta od 20 milijardi dolara



Mostovi preko kanjona GavinØ Teren na lokaciji mosta naslaga pijeska (6m) na stijenskoj podlozi

Ø Mostovi su izgrađeni 1967., a ojačani 1974. potresnim graničnicima (kabelima) na mjestima zglobova

Ø Mostovi od tri okvira, dva rubna AB i centralnog prednapetog betonskog okvira



Ø Teren na lokaciji mosta naslaga pijeska (6m) na stijenskoj podlozi Ø Mostovi su izgrađeni 1967., a ojačani 1974. potresnim graničnicima (kabelima) na mjestima zglobovaØ Mostovi od tri okvira, dva rubna AB i centralnog prednapetog betonskog okviraØ Teško su oštećena oba mostaØ Rasponi koji povezuju rubne okvire sa središnjim srušili se na prometnice ispod

Ø Rušenje zbog sloma ugrađenih potresnih graničnika i prekratke ležajne klupeØ Mostovi izrazito kosi → zbog inercije horizontalna rotacija oko stupišta u koje su upeti u smjeru oštrog

kuta



Mostovi preko kanjona Gavin



Mostovi preko kanjona Gavin

Nadvožnjak na cesti 14/5Ø Većina mostova u ovom čvorištu su

duge konstrukcije u krivinama

Ø Lokacija udaljena 13,2 km od epicentra potresa

Ø Caltrans (državna agencija za promet) → program ojačavanja osjetljivih mjesta postojeće infrastrukture

Ø Dio čvornih rampi u San Fernandodolini nije ojačan i jako oštećen u potresu Northridge



Čvorište prometnica R-14 i I-5 u dolini San FernandoØ Most L=482 m u krivini s 10 raspona, 5

kruto vezano sa stupovimaØ Visina stupova uvjetovana niveletom i

visinom terenaØ Najveće deformacije prenose najkraći

stupovi Ø Stup S2 − posmični slom zbog velikih

deformacijskih zahtjeva → rušenje susjednih raspona

Ø Na zglobu u polju između stupa S3 i S4 svi graničnici i zaklinjenja popustili zbog vlaka

Ø Uzroci rušenja: preuska ležajna klupa i zakrivljenost mosta (nesimetričan odziv)



20

Most Sjeverne rampeØ Most s 10 raspona u oštroj kriviniØ Rasponski sklop oslonjen na pojedinačne

stupove visine 7,6−22 mØ Naizmjenični AB i prednapeti rasponski

sklopovi monolitno povezani sa stupovimaØ Zglobovi u rasponima 2,5,6 i 8Ø Stup S2 je prekratak i prekrut da bi podnio

nametnute pomake i srušio se rušeći za sobom dva pripadajuća raspona

Ø Ležajne klupe na zglobovima široke samo 35 cm

Ø Seizmički graničnici na zglobu u polju nisu mogli preuzeti seizmičke sile



Mostovi na cesti 118Ø Temeljno tlo na ovim lokacijama od naslaga kompaktnog gliba, pijeska i

šljunka debelih najmanje 27 m

Ø Temeljenje na mekanog podlozi je povećalo potresne pomake

Ø Mostovi su slične duljine s sandučastom prednapetom betonskom rasponskom konstrukcijom



Nadvožnjak Mission GothicØ Neuobičajena geometrija sa suprotnim skošenjima na oba kraja mostaØ Lijevi most 3 raspona; desni most 4 rasponaØ Ozbiljna oštećenja oba mostaØ Geometrija mosta omogućila pomak mosta tijekom potresa samo u smjeru juga



Nadvožnjak Mission GothicØ Velika proširenja stupova pri vrhu

smanjila elastičnu duljinu stupova i smjestila plastični zglob na mjestu gdje je stup najslabiji

Ø Veliki poprečni razmak stupova

Ø Nedovoljna ovijenost betona u zonama plastičnih zglobova

Ø Oštećenje se brzo širilo prema jezgri, izbočila se uzdužna armatura i nastupio je slom

















21

Most preko Bull-Creek-Canyon kanalaØ Dva skošena mosta razdvojena uzdužnom

dilatacijomØ Rasponi 27, 31m i 20 mØ Stupišta s 5 stupova oktogonalnog poprečnog

presjekaØ Stupište S3 ubetonirano u zid betonskog kanalaØ Konstrukcijske promjene mosta bilo pri izvedbi ili

tijekom uporabnog vijeka mogu značajno utjecati na odziv mosta pri potresu

Ø Slom stupišta S3 točno iznad betonskog zida kanala

Ø Efektivna dužina stupa smanjena zbog zida →povećanje posmičnih sila i pomicanje područje nelinearnog odziva stupa iz dosta dobro armiranog područja dna stupa prema gornjoj zoni stupa sa malom količinom poprečne armature



Nadvožnjak La Cienga-VeniceØ Most od dva usporedna mosta preko 7

rasponaØ Mostovi izgrađeni 1964. i potresno ojačani

1978.Ø Potresni graničnici (čelične šipke) popustili

zbog posmika ili probili betonsku dijafragmuØ Svi stupovi stupišta S7 potpuno izgubili

nosivostØ Rasponski sklopovi oba mosta nasjeli na

masivne zidove skladišnih prostoraØ Vilice ø12 na razmaku od 30cm pukle prije

nego što se plastični zglob mogao formirati, nakon čega je uslijedilo lomljenje betonske jezgre i posmični slom i potpuni slom stupova



Nadvožnjak čvorne rampe na I-10 u Santa MoniciØ Veliko vertikalno ubrzanje tla na mjestu ovog

nadvožnjaka

Ø Masivni AB sandučasti nadvožnjak monolitno spojen sa stupovima kružnog poprečnog presjeka

Ø Tri od četiri stupa jednog stupišta oštećena i izgubila su nosivost na različite načine

Ø Na stupu 5 neprimjeren detalj armiranja u zoni plastičnog zgloba → lomljenje betona, dijagonalno širenje pukotina u jezgru i zatim posmični slom



Nadvožnjak čvorne rampe na I-10 u Santa Monici

Ø Uzdužna armatura stupa 6 se simetrično izbočila zbog velikog vertikalnog pritiska i nedovoljne poprečne armature→ pucanje betonske jezgre→ posmični slom



Potres Hyogo-Ken Nanbu (1995)

Ø 17. siječnja 1995. Ø Epicentar potresa je bio na sjevernom kraju otoka Avaji, 20 km

udaljenom od grada KobeaØ Magnituda potresa = 6.8

Ø Posljedice: Ø 6436 poginulihØ procijenjena šteta od 102 milijardi dolara



Most Nishinomiya-Ko, HyogoØ Čelični lučni most završen 1994.Ø Raspon luka L= 252 m

Ø Mnogi mostovi temeljeni na pješčano-šljunčanim nanosima → povećanjepomaka čvrste podloge

Ø Tla na mnogim lokacijama podložnalikvefakciji i bočnom širenju → trajnedeformacije donjeg ustroja pri čemugornji ustroj ostao bez oslonca

Ø → Rušenje pristupnog raspona mosta



22

Most Nishinomiya-Ko, HyogoØ Nishinomiya-ko most lučni most sa preuzetim potiskom oslonjen na dva nepomična ležaja

na jednom kraju luka i dva pomična ležaja na drugom kraju luka





Ø Nepomični ležajevi koji su očito imali projektiranu horizontalnu nosivost na oko 70% težine mosta, su otkazali i omogućili velike pomake rasponskog sklopa





Ø Nepomični ležajevi koji su očito imali projektiranu horizontalnu nosivost na oko 70% težine mosta, su otkazali i omogućili velike pomake rasponskog sklopa

Ø Na ovom mostu su i seizmički graničnici (pridržanja) pokazali slabost

Ø Na mjestu sidrenja seizmičkih pridržanja na dijafragmi su se dogodila znatna oštećenja



Vijadukt Higashi-Nada, KobeØ Roštiljna AB rasponska konstrukcija oslonjena na pojedinačne stupove kružnog

poprečnog presjekaØ Lokacija mosta je bila direktno iznad aktiviranog rasjedaØ Vijadukt Higashi-Nada se prevrnuo zbog popuštanja svih 17 stupova



Vijadukt Higashi-Nada, KobeØ Slom 1/3 glavne uzdužne armature i to na mjestima nastavljanjaØ Nastavci izvedeni kao sučeono zavarene šipke (zavarivanje plinom pod pritiskom)Ø Svi nastavci izvedeni u jednoj raziniØ Nakon potresa provedena ispitivanja neoštećenih sučelno zavarenih nastavljenih

armaturnih šipki i više se od pola šipki slomilo na mjestu zavara



2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE v 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE

Vijadukt Higashi-Nada, KobeØ Mehanizam sloma vijadukta Higashi-Nada

POTRES

23

Vijadukt TateishiØ Dio Hanshin Expressway-aØ Tri odvojena čelična rasponska sklopa poduprta jednim stupištemØ Stupište od tri stupa povezanih čeličnom poprečnom gredomØ Centralni čelični stup pri dnu ispunjen betonomØ Mehanizam sloma vijadukta Tateishi zbog potresa:

a) Prije potresa b) Izbočavanje ploča hrptova i pojasnica pri dnu stupa

c) Napredovanje izbočavanja stupa i izbočavanje poprečne grede d) Potpuno rušenje stupa i slijeganje poprečne grede



Vijadukt TateishiØ Lokalno izbočivanje stupa pri dnu nakon čega je uslijedilo popuštanje vertikalnog

zavara između dvije čelične ploče koje formiraju ugao stupa i time potpuni gubitak nosivosti



Potres Kocaeli - Izmit (1999)

Ø 17. kolovoza 1999. Ø Epicentar potresa je bio u sjeverozapadnoj TurskojØ Magnituda potresa = 7.6

Ø Posljedice: Ø 17 217 poginulihØ 43 959 ozlijeđenihØ 500 000 bez krova nad glavom



Vijadukt ArifiyeØ 4 raspona koja su premoštena sa

predgotovljenim prednapetim betonskim U-nosačima, slobodno oslonjenim na oslonce preko 5 neusidrenih elastomernih ležajeva

Ø Osi oslonaca u odnosu na os mosta skošene pod kutom od 65°

Ø Rasponski sklopovi D2-D4 pomaknuti sa svojih oslonaca na južnim krajevima i pali na tlo, a na sjevernim krajevima ostali naslonjeni na stupove

Ø Rasponski sklop D1 je čitav pao na tlo



Viadukt ArifiyeØ Aktivirani rasjed presijeca most između

upornjaka A1 i stupa P1 pod kutom 70°

Ø Relativni pomak između upornjaka A1 i stupa P1 u uzdužnom smjeru 1,37m, mnogo veći širine ležajne klupe 0,6 m na A1 i 0,45 m na P1

Ø Drugi oslonci P2, P3 i A2 prisiljeni na pomake prema jugu



Potres Chi-Chi (1999)

Ø 21. rujna 1999. Ø Epicentar potresa je bio u blizini grada Jiji u TajvanuØ Magnituda potresa = 7.6

Ø Posljedice: Ø 2416 poginulihØ 11 443 ozlijeđenihØ procijenjena štete od 20 milijardi dolara

POTRESv 2.3 HAVARIJE TIJEKOM UPORABE2. HAVARIJE MOSTOVA: PRIMJERI − UZROCI − POUKE

24

Most Bei-FongØ 17 slobodno oslonjenih

rasponskih konstrukcija od predgotovljenih I nosača

Ø Teško oštećenje zbog pomaka rasjeda, koji je 100 metara uzvodno uz rijeku čak stvorio i vodopad

Ø Tri najjužnija raspona se srušila

Ø Ostali rasponi ostali neoštećeni

Ø Upornjak A2 i stupovi P12 i P11 su uzdužno pomaknuti oko 3−4 m, a P12 i A2 su poprečno pomaknuti oko 3,5−4 m nizvodno



Most Bei-FongØ Rasjed presjekao os mosta na nešto širem

području između A2 i P11

Ø Primjer gdje je vrlo loše tlo na lokaciji mosta prouzročilo rušenje



Most Wu-ShiØ Dva most sjeverni i južniØ 17 raspona - predgotovljeni betonski nosačiØ Sjeverni most oslonjen na stupove−zidove, južni most oslonjen na betonske

stupove T oblikaØ Rasponski sklopovi D1E i D2E sjevernog mosta kliznuli s oslonaca; rasponski

sklopovi D1W i D2W jako zarotirani



Most Wu-ShiØ Oštećenje stupova južnog mostaØ Kratki i zdepasti i zbog toga nedovoljno duktilni na posmik



Most Wu-ShiØ Rasjed presjekao os mosta između P2 i P3 pod kutom od 40°Ø Keson stupa P3W doživio posmični slom izravno od rasjeda na kojem je ležaoØ Poprečni pomak stupova P1W i P2W u smjeru istoka 2m



Most Ji-LuØ Ovješeni most sa jednim pilonom i dva simetrična raspona po 120mØ Rasponski sklop od prednapetog betona, spojen je kruto s pilonomØ 17 zatega je raspoređeno u dvije ravnine (harfa)Ø Most je bio u gradnji kad ga je zadesio potres Chi-Chi



25

Most Ji-LuØ Na pilonu otpao zaštitni sloj betona

Ø Otpadanje betona raširenije na bočnim plohama pilona; najveće oscilacije u poprečnom smjeru

Ø Pukotine od savijanja širine 100-300 mm prodrle u gornju i donju ploču rasponske konstrukcije u blizini spoja sa pilonom zbog pomicanja mosta u uzdužnom smjeru

Ø Sidra od lijevanog željeza jedne zatege iščupane

Ø Ostale zatege se na mjestima spoja izduljile




U IZVEDBIv 2.4 RAZREDBA PO BROJU LJUDSKIH ŽRTAVA

Most Lokacija Zemlja Godina Mrtvih OzlijeđenihQuebec Quebec Kanada 1907 75 11

Kutai Kartanegara Tenggarong Indonezija 2011 53 40

Can Tho Can Tho Vijetnam 2007 36−60 > 100

West Gate Melbourne Australija 1970 35 −

Tuo River Fenghuang Kina 2007 34 30


TIJEKOM UPOTREBEv 2.4 RAZREDBA PO BROJU LJUDSKIH ŽRTAVA

Most Lokacija Zemlja Uzrok Godina Mrtvih Ozlijeđenih

Liziyidagou Sichuan Kina bujica 1981 275 10

Angers Angers Francuska rezonancija 1850 226 nepoznato

Ulyanovsk Ulyanovsk Rusija udar broda 1983 177 −

Tangiwai Tangiwai Novi Zeland bujica lave 1953 151 −

Makahali Baitadi Nepal nepoznat 1974 140 −

HyattRegencyWalkway

Kansas City SADdetalj ovješenja promijenjen u

izvedbi 1981 114 > 200

Veligonda Indija poplava 2005 114 −

Harrow & Wealdstone

Wealdstone Engleska sudar vlakova 1952 112 340

Eden Eden SAD podlokavanje 1904 111 nepoznato

Eschede Eschede Njemačka udar vlaka 1998 101 105

Ashtabula Asthabula SAD neodržavanje 1876 92 64

St.Johns Lewisham Engleska sudar vlakova 1957 90 173


TIJEKOM UPOTREBEv 2.4 RAZREDBA PO BROJU LJUDSKIH ŽRTAVA

Most Lokacija Zemlja Uzrok Godina Mrtvih Ozlijeđenih

Granville Sydney Australija udar vlaka 1977 83 210

Yarmouth Yarmouth Engleska preopterećenje 1845 79 −

Tay Dundee Škotska vjetar 1879 75 −

Münchenstein Münchenstein Švicarska nestabilnost 1891 71 171

Gvineja nepoznat 2007 65 −

Hintze Ribeiro Porto Portugal podlokavanje 2001 59 −

Kadalundi Kadalundi Indija nepoznat 2001 57 −

Bayou Canot Mobile SAD udar broda 1993 47 103

Silver Point Pleasant SAD neodržavanje 1967 46 9

Cypress Street Oakland SAD potres 1989 42 −

SunshineSkyway

St.Petersburg SAD udar broda 1980 35 1

Tuo River Fenghuang Kina izvedba 2007 34 22

Seongsu Seoul Južna Koreja

izvedba − loši zavari

1994 32 17


LJUDSKE POGREŠKEPOSTOTAK

(212 poznatih havarija)

Nedovoljno znanje 36 %Nejasno razgraničenje kompetencija 1 %Pouzdavanje u druge 9 %Odabir loše kvalitete zbog smanjenja troškova 1 %Podcjenjivanje djelovanja 16 %Zaborav, zabuna 13 %Ignorancija, nebriga, nemar 14 %Objektivno nepoznate proračunske situacije 7 %Ostalo 3 %Ukupno 100 %

IZVOR:Matousek, M.; Schneider, J.: Untersuchungen zur Struktur des Sicherheitsproblems bei Bauwerken, Bericht nr. 59, Institut für Baustatik undKonstruktion, ETH Zürich, 1976.

v 2.5 STATISTIČKI PODACIPOGREŠKE PRI PROJEKTIRANJU


HAVARIJE 1813. − 2004.§ Izvor: Imhof, D. 2004. Risk assessment of existing bridge structures. PhD ThesisØ Ukupni uzorak: 347Ø Potpuno rušenje = Collapse → nemoguća upotreba Ø Djelomično rušenje = No collapse → gubitak funkcije (npr. pukotine od zamora) −

zatvaranje mosta, popravci ili ojačanja

v 2.5 STATISTIČKI PODACI

Uzrok potpunog rušenja PostotakOgraničeno znanje 10%Ljudske pogreške 10%

Prirodne opasnosti 29%Nesreće 18%

Preopterećenje 10%Pogreške pri projektiranju 21%

Korozija 2%

26


HAVARIJE METALNIH MOSTOVA§ Izvor: Imam BM, Chryssanthopoulos MK. (2010). A review of metallic bridge failure

statistics. IABMAS’10.Ø Ukupni uzorak: 164 Ø Potpuno rušenje: 87


Uzrok potpunog rušenja PostotakOgraničeno znanje 22%Ljudske pogreške 13%

Prirodne opasnosti 21%Nesreće 14%

Preopterećenje 5%Pogreške pri projektiranju 22%

Korozija 3%





Uzrok potpunog rušenja

RazdobljePrije 1900 1990-1940 1941-1990 1991-2004

Ograničeno znanje 10 (22%) 5 (36%) 4 (13%) 0 (0%)

Ljudske pogreške 2 (11%) 1 (7%) 4 (13%) 2 (10%)

Prirodne opasnosti 1 (5%) 3 (21%) 8 (26%) 6 (30%)

Nesreće 1 (5%) 1 (7%) 6 (19%) 4 (20%)

Pogreške u projektiranju 4 (21%) 4 (29%) 7 (23%) 5 (25%)





Uzrok potpunog rušenja U izvedbi Tijekom uporabeOgraničeno znanje 5 (26%) 14 (74%)Ljudske pogreške 8 (73%) 3 (27%)

Prirodne opasnosti 0 (0%) 18 (100%)Nesreće 0 (0%) 12 (100%)

Pogreške pri projektiranju 14 (70%) 6 (30%)



statistics. IABMAS’10.Ø Ukupni uzorak: 164 Ø Djelomično rušenje: 73


Uzrok djelomičnog rušenja PostotakZamor 67%Udar 10%

Lom 5%Korozija 4%Nepoznat 12%

Ostalo 3%



statistics. IABMAS’10.Ø Ukupni uzorak: 164 Ø Djelomično rušenje: 73


Uzrok pukotina zbog zamora PostotakDeformacije van ravnine 29%

Krutost spoja/sekundarna naprezanja 27%

Loša kvaliteta materijala/vara 20%Izrezi 6%

Korozija 4%Ostalo 14%


Uzroci rušenja Djelomični slom Potpuni slom Broj mostova Postotak

Hidraulični slom − ukupno 21 27 48 52,17%

Hidraulični − 2 2 2,17%

Poplava 8 18 26 28,26%

Podlokavanje 12 7 19 20,65%

Led 1 − 1 1,09%

Sudari: ukupno 17 1 18 19,57%

Sudari 14 1 15 16,30%

Cestovna vozila 3 − 3 3,26%

Preopterećenje 3 8 11 11,96%

Dotrajavanje − ukupno 4 2 6 6,52%

Dotrajavanje − 1 1 1,09%

Dotrajavanje čelika 2 1 3 3,26%

Dotrajavanje betona 2 − 2 2,17%

Požar 3 − 3 3,26%

Izvedba 1 1 2 2,17%

Zamor čelika 1 − 1 1,09%

Ležajevi − 1 1 1,09%

Tlo 1 − 1 1,09%

Ostalo 1 − 1 1,09%

UKUPNO 52 40 92 100,00%


27

3. PREVENCIJA

§ Identificirati opasnosti (hazarde) koji uzrokuju havarije

§ Reducirati ili potpuno ukloniti sve faktore koji mogu uzrokovati nepredviđene incidente s pomoću učinkovitog planiranja i projektiranja

§ Pogreška pri planiranju teško se može ispraviti

§ Generatori opasnosti su općenito:Ø ljudska ograničenjaØ pogreške u donošenju odlukaØ krive proračunske pretpostavkeØ pritisak za izvršenje obveza ili nerealni rokoviØ preambiciozne pobudeØ penali izvođaču ako ne završi posao na vrijemeØ slaba komunikacijaØ Iscrpljenost i stres na posluØ nedostatno znanje za učinkovito izvršavanje zadatka

3. PREVENCIJA

§ Pri projektiranju od osnovne važnosti je osiguranje robusnosti

§ HRN EN 1990 → Definicija robusnosti: sposobnost nosivog sustava da neće biti oštećen događanjima kao što su eksplozija, udar i posljedice ljudskih pogrešaka do mjere koja je nesrazmjerna izvornom uzroku odnosno sposobnost da se odupre oštećenju ali zadrži svoju osnovnu važnu funkciju

§ Robusnost nužno ne eliminira ili umanjuje poznate rizike, a njena osnovna vrijednost je da umanjuje rizike od nepoznatih uzroka i omogući ograničenje dosega lokalnog sloma za neutvrđena izvanredna djelovanja

§ Robusnost je izravno povezana sa zalihom nosivosti:

Ø konstrukcijska zaliha nosivosti − statički neodređeni konstrukcijski sustavi smogućom preraspodjelom naprezanja

Ø zaliha nosivosti putova sila – višestruki (tri ili više) putovi prijenosa sila

Ø unutarnja zaliha nosivosti - element mosta sadrži tri ili više dijelova koji sumehanički spojeni pa slom jednog dijela ne uzrokuje slom cijelog elementa

3. PREVENCIJA

§ Djelovanja pri izvedbi usvojiti u skladu s HRN EN 1991-1-6

§ Odlučni elementi pri izvedbi uključuju:Ø neprikladni projekt oplate ili njeno prerano uklanjanjeØ neprikladne spregove za stabilizacijuØ neispravni redoslijed ugradnje betonaØ neispravni redoslijed montažeØ manjkave zavare pri čeličnim spojevima

§ Izbjegavati pomanjkanje kontrole kvalitete pri ispitivanju materijala i nerealno kratke rokove izvedbe

§ Najveći broj havarija zbog podlokavanja može se izbjeći upotrebom modernih protumjera pri temeljima za sprečavanje erozije

§ Treba upotrijebiti učinkovite postupke monitoringa, kao npr. podvodne preglede iugradnju senzora za stalno praćenje pomaka mostova podložnih podlokavanju

§ Uobičajene protumjere su ugradnja kamenog nabačaja, gabionskih košara, betonskih blokova i žmurja, ali i regulacija vodotoka za smanjenje brzine protoka pri poplavama

3. PREVENCIJA

§ Havarije zbog slučajnih udara brodova, vlakova i cestovnih vozila mogu se izbjećiako se napravi prikladni proračun utemeljen na odredbama HRN EN 1991-1-7 i HRNEN 1991-1-7/NA

§ Slom zbog zamora je najkritičniji jer se pukotine zbog zamora javljaju bezupozorenja, a detalji su najčešće nedostupni za pregled

§ Izbjegavati upotrebu krhkog čelika s visokim postotkom ugljika, loše detalje idinamička opterećenja koja uzrokuju velike deformacije i promjene naprezanja iposebno paziti na otpornost spojeva

§ Kada su vizualno utvrđene pukotine > 80% vijeka povezanog sa zamorom je većiscrpljeno i treba inicirati prikladne sanacijske mjere

§ EUROKODOVI OBUHVAĆAJU SVE NAVEDENO I AKO SE ISPRAVNO UPOTRIJEBE IUZ PRIKLADNO ODRŽAVANJE DO HAVARIJA MOSTOVA NE BI TREBALO DOĆI

3. PREVENCIJA

§ Za sigurnost ljudi odlučni su učinkoviti sustavi pregleda i sanacija

§ Razmotriti da stariji mostovi nisu proračunani za sadašnje proračunske kriterije

§ Posebnu pažnju posvetiti prepoznavanju i identifikaciji elemenata podložnih lomu, vlačnih čeličnih elemenata, čiji slom može uzrokovati djelomično ili potpuno rušenje mosta

§ Pri ocjenjivanju mosta prepoznati i identificirati spojeve i detalje, elemente bez zalihe nosivosti i elemente i spojeve s detaljima osjetljivim na zamor

§ Gdje postoje znatne nesigurnosti u svezi provedbe pouzdanih pregleda kritičnih detalja i procjeni akumuliranog oštećenja preporuča se provedba preventivnih sanacijskih mjera

4. ZAKLJUČAK

§ Neophodan dijagnostički pristup u projektiranju da bi se izbjegli štetni učinci zboghavarija

§ Monitoring stanja mostova → redovni pregledi, detaljni pregledi, posebni pregledi ipodvodni pregledi

§ Posljedice havarija mostova treba ocijeniti s obzirom na:Ø ranjivostØ važnostØ mogućnost hitne evakuacijeØ važnost za regionalnu infrastrukturnu mrežu i ekonomiju

§ Most je pouzdan koliko i njegov najslabiji dio – veću pažnju posvetiti projektiranju iodržavanju elemenata sklonih nedostacima

§ PRIRODA NE OPRAŠTA NIKAKVE POGREŠKE U PLANIRANJU, PROJEKTIRANJU IIZVEDBI !!

28

5. LITERATURA

Åkesson, B. 2008. Understanding Bridge Collapses. London: Taylor & Francis.ASCE. 1995. Shepherd R. & Frost, J.D. (eds.), Failures in Civil Engineering: Structural, Foundation and Geoenvironmental Case Studies. American Society of Civil Engineers.Collings, D. 2008. Lessons from historical bridge failures. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Civil Engineering 161 No. CE6. UK: Institution of Civil Engineers.Dellate, N.J. 2009. Beyond Failure – Forensic Case Studies For Civil Engineers. American Society of Civil Engineers.Feld, J. & Carper, K.L. 1997. Construction Failure - Second Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.Herzog, M.A.M. 1998. Schadensfälle im Stahlbau und ihre Ursachen. Düsseldorf: Werner Verlag.Herzog, M.A.M. 2000. Schadensfälle im Stahlbeton- und Spannbetonbau. Düsseldorf: Werner Verlag.Khan, M.A. 2010. Bridge and Highway Structure Rehabilitation and Repair. New York: McGraw-Hill Companies, Inc.Noon, R.K. 2009. Scientific method: Applications in Failure Investigations and Forensic Science. CRC Press.Scheer, J. 2010. Failed Bridges – Case Studies, Causes and Consequences. Berlin: Ernst & Sohn.

ZAHVALJUJEM NA

POZORNOSTI!

ZAHVALJUJEMNA

POZORNOSTI

Alumni večeri

Documents

Ž Alumni ve eri - grad.hr...PREDNAPETI BETONSKI MOSTOVI Most Stockstadtpreko rijeke Majne, Njema čka ØRasponi5*48+78+42,15 m ØPomoćni pilon za premoštenje glavnog raspona zbog