80 List studenata Geodetskog fakulteta Sveuilita u Zagrebu

Hrvoje Biondi, ing.geod. Geokod d.o.o., 31000 Slavonski Brod, Matije Gupca 30, e-mail: hbiondic@gmail.com

1. UVOD

Gradnja svake graevine trai njezino kontroli-ranje. Mostovi kao graevine mogu se razlikovati meusobno po mnogim osobinama kao npr. du-ini, irini, namjeni itd., ali im je zajedniko to da se nad njima moraju provoditi ispitivanja. Pravil-nik o ispitivanju mostova pokusnim ili probnim optereenjem (HRN U.M1.046) je jedan od dije-lova zakonske regulative koji se mora ispotovati. U njemu je navedena svrha, vrste optereenja, postupci, te ocijene rezultata ispitivanja kon-strukcija. Konstrukcije mostova mogu biti armi-ranobetonske, prednapregnute betonske, eline, drvene, plastine i sl. Predstojei redci ovog teksta opisivati e postupak provoenja probnog opte-reenja na armiranobetonskim mostovima.

2. RUenjemOstOVa

Konani cilj gradnje mostova je spajanje. Mo-stovi spajaju naselja, sela, gradove, drave. To su sloene graevine u ijem nastajanju sudjeluju mnogi strunjaci iz razliitih strukovnih djelatno-sti. Meutim, mostovi se i rue. Ruenju mostova obino predstoji nekakva kataklizma, kao npr. po-plava, jaki vjetrovi ili udari vjetra, velike tempera-turne promjene, potres i slino. To je nenamjerno ruenje. Postoji, dakako, i namjerno ruenje. Most se namjerno rui kada se ustanovi njegova do-trajalost pa bi kao takav predstavljao opasnost u prometu ili ako drukija prometna rjeenja zahti-jevaju izgradnju novog objekta, a stari se ocjenju-je kao neupotrebljiv. U novijoj povijesti Republike Hrvatske imamo podosta primjera namjernog ruenja mostova i svi su uglavnom vezani za ra-zaranja u Domovinskom ratu, gdje se prometnica presjeca na mostu kao jednom od njenih najvi-talnijih dijelova. Primjeri takvog ruenja prikazani su na slikama 1 i 2.

Nadalje, do oteenja i ruenja mostova dolazi i

Kljune Rijeimost

optereenjepromet

Biondi H. (2011): Probno optereenje mostovaEkscentar, br. 14, pp. 80-83

SaetakMostovi su graevinski objekti koji su sastavni dio gotovo svake prometnice. Njihova oteenja esto rezultiraju kolapsom prometnog sustava, a osobito utjeu na sigurnost u prometu. Da bi se takvo to izbjeglo potrebno je prije putanja mostova u promet obaviti stanovite kontrole koje e unaprijed dati podatak postoji li mogunost od budue tete. Jedna od njih je tzv. probno opteree-nje o kojemu e u ovom radu biti vie rijei, s posebnim naglaskom na radove koje provode geodeti.

zbog prometnih nesrea, udarima plovnih i kopnenih vozila u stupove ispod nadvonjaka koje kao posljedicu imaju vee ili manje materijalne tete, a nekada i ljudske rtve.

Iz gore navedenoga moe se zakljuiti da postoji potreba o kontinui-ranog praenja pomaka i deformacija mosta kako bi se na vrijeme moglo reagirati u sluaju primijeenih nedostataka.

Probno oPtereenje

mostova

Slika 2. Most na rijeci Savi (Slavonski Brod)

Slika 1. Most na rijeci Savi (Slavonski Brod)

Znanost i struka

81List studenata Geodetskog fakulteta Sveuilita u Zagrebu

Biondi H. (2011): Probno optereenje mostovaEkscentar, br. 14, pp. 80-83

progiba, raspored mjernih mjesta i shemu ispitivanja. Nadalje, potrebno je napraviti uvid u dokumentaciju o kvaliteti materijala i naposljetku provesti makroskopski pregled mosta.

Razvojem raunalne tehnologije eksperimentalna su istraivanja i ispi-tivanja konstrukcija postala sloenija i kao takva daju sve iscrpnije rezulta-te iz kojih se primjenom razliitih softverskih rjeenja mogu do najsitnijih detalja protumaiti osobine neke konstrukcije. Kombiniranjem teorije i prakse dolazi se do sve sloenijih, ali i laganijih konstrukcija te se u primjeni koriste novi materijali.

Konstrukcija u uporabi mora zadovoljiti slijedee zahtjeve: Konstrukcija i svi njezini elementi moraju biti vrsti i stabilni da bi

mogli nositi predvieno optereenje. Pomaci pojedinih toaka konstrukcije ne smiju biti vei od pomaka

koji su doputeni uvjetima uporabe. Konstrukcija pod optereenjem ne smije biti dovedena u stanje

u kojemu nastaju pukotine i oteenja koja smanjuju predvieni nain eksploatacije ili skrauju vijek trajanja konstrukcije.

Statiko ispitivanje mosta prikazuje slika 3. Kamioni natovareni odree-nim teretom postupno optereuju i rastereuju most.

Ovom vrstom ispitivanja utvruju se reakcije konstrukcije na odreena statika optereenja koja su predviena projektom. Za poznate tipove kon-strukcija dozvoljava se eksploatacija do optereenja sloma. Kod armirano-betonskih konstrukcija, prije sloma obino se pojavljuju manje pukotine. Kod optereenja drvenih konstrukcija pojavljuju se zvuna upozorenja kao to je pucketanje drveta, ali kod elinih konstrukcija eksploatacija pone-kad nije dopustiva jer slom, osim gubitka vrstoe, moe biti uzrokovan i gubitkom stabilnosti poput izvijanja, izboivanja i sl., a bez prethodne ili vrlo teko uoljive najave, (Kapovi, 1994).

Pravilnikom za ispitivanje mostova probnim optereenjem daje se i ocjena rezultata.

Most e se smatrati ispravnom konstrukcijom ako su: Izmjereni progibi i pomaci manji ili jednaki teorijskim. Izmjereni trajni progibi nakon rastereenja manji od 15% maks.

mjerenih progiba na istom mjestu za eline i spregnute mostove, 20% mjerenih progiba za mostove prednapregnutog betona i 25% maks. mjerenih progiba za armiranobetonske mostove.

irina mjerenih pukotina kod armiranobetonskih mostova manja od dozvoljenih, sukladno tehnikim propisima.

Veliine izmjerenih progiba takve da ne utjeu na funkcionalnost ili estetski izgled konstrukcije.

U sluaju da gore navedeni uvjeti nisu zadovoljeni, a trajni progibi su pre-koraeni do 25%, potrebno je ponoviti probno optereenje, pri emu trajni progibi ne smiju prekoraiti: 7,5% mjerenih vrijednosti pod optereenjem za eline konstrukcije, 10% mjerenih vrijednosti za mostove od prednape-tog betona i 12,5% mjerenih vrijednosti za mostove od armiranog betona, (Kapovi, 1994).

4. OsnOVnageODetskamRea

Polazna osnova za sva geodetska mjerenja na svakom objektu, a tako i na mostu, ini osnovna geodetska mrea. Za geodetske poslove pri ispiti-vanju mosta probnim optereenjem vrlo je vano imati geodetsku mreu izvan zone radova (reper) i mreu toaka na samom objektu (mjerna mje-sta). Geodetske mree za ovakva mjerenja, uglavnom stoje samostalno i prilagoavaju se obliku i vrsti objekta na kojemu e se provoditi opaanja, a sama geometrija mree mora zadovoljiti ve prihvaene zahtjeve za to-nost. Stabilizaciji tih toaka treba posvetiti osobitu panju. Naime, svrha je mree da ostane nepromijenjena dulji vremenski period kako bi mjerenja na mostu bila neprekinuta. Stabilizaciju je najbolje izvesti u obliku beton-skog stupa u iji je vrh ubetoniran vijak s navojem za postavljanje instru-menta. Budui da su toke osnovne geodetske mree polazne pri odreiva-nju pomaka na mostu, vano je ispitati i njihovu stabilnost.

Toke na objektu koji se ispituje nazivaju se mjerna mjesta. Njihov se raz-

Slika 3. Statiko ispitivanje mosta

3. PRObnOiliPOkUsnOOPteReenjemOstOVa

Projektom su predviene tehnike osobine koje treba zadovoljiti gra-evina nakon gradnje. Ispitivanja materijala od kojih se gradi objekt su obavezna i moraju biti kontinuirana. Isto vai i za komponente od kojih se sastoji graevni materijal. To su zapravo pojedinana mjerenja koja kao takva nisu dovoljna za ocjenu kvalitete izraene graevine, ve je poslije zavrenih radova potrebno napraviti ispitivanje gotove konstrukcije pod odreenim optereenjem.

Sve su to postupci na osnovi kojih e se ustanoviti postoje li uvjeti na temelju kojih se moe rei da je izvedena konstrukcija tehniki ispravna, da je ponaanje konstrukcije pod optereenjem u skladu sa statikim prora-unom predvienog projektom, te da ne postoje funkcionalni nedostaci prilikom optereenja.

Probna optereenja se mogu svrstati u vie vrsta. Tako prema uesta-losti ispitivanja probna optereenja mogu biti redovita, odnosno prije pu-tanja mosta u eksploataciju i kontrolna. Podjela prema veliini tereta je na normalna probna optereenja, posebna optereenja i izuzetna optereenja. Ukoliko nisu postignuti svi zahtjevi iz projekta i postoje sumnje glede spo-jeva te ako konstrukcija nije zadovoljila ni nakon ponovljenog pokusnog optereenja, takva vrsta optereenja se nazivaju posebna probna opteree-nja. Izuzetna probna optereenja se provode samo u sluaju zahtjeva za ve-im optereenjem od projektnog, a rezultati vrijede jednokratno samo za to preoptereenje mosta kao npr. prijelaz specijalnih tereta. Po prirodi op-tereenja su statika i dinamika. I statiko i dinamiko probno optereenje je obavezno za cestovne mostove raspona 15 ili vie metara, za eljezni-ke mostove raspona 10 i vie metara te mostove s posebnim i izuzetnim probnim optereenjem neovisno o rasponu. Prema trajanju optereenja su: kratkotrajna i dugotrajna. Statika probna optereenja se provode na potpuno dovrenom mostu. Nuno je da se na mostu tijekom ispitivanja ne obavljaju nikakvi drugi radovi. Osim toga, prije ispitivanja potrebna je provjera izmjera elemenata i kvaliteta ugraenog materijala (starost beto-na glavne konstrukcije ne smije biti manja od 28 dana). Da bi se uope mo-glo poeti provoditi probno optereenje potrebno je prethodno napraviti: uvid u projektnu dokumentaciju, sastaviti program ispitivanja koji obuhva-a veliinu i raspored tereta po fazama, proraun oekivanih deformacija i

Znanost i struka

82 List studenata Geodetskog fakulteta Sveuilita u Zagrebu

mjetaj odreuje na osnovi plana u kojem sudjeluju projektant, geolog i ge-odet. Mostovi su nosive konstrukcije i stoga je iznimno vano imati saznanja o njihovim vertikalnim pomacima. Geometrijski nivelman kao geodetska metoda mjerenja vertikalnih pomaka, pokazala se nezamjenjivom. nain odreivanja vertikalnog pomaka neke toke na mostu prikazuje slika 4.

Vertikalni pomak toke T odreuje se prema formuli (Kapovi 1994):

Vertikalni pomak toke na mostu je razlika njene visine odreene u dvi-je razliite serije mjerenja. Serija 1 je tzv. nulto mjerenje, tj. kada most nije bio optereen nikakvim teretom, a serija 2 predstavlja mjerenje u vrijeme dok je most optereen teretom.

Iz slike je vidljivo da se odreivanje pomaka toke T provodi u odnosu na ''vrstu'' referentnu toku R, tj. reper. Ukoliko reper R zadrava istu visinu u svim serijama mjerenja, pomak toke T se moe izraunati vrlo jedno-stavno, ali ako je referentni reper nestabilan, a otprije se zna, da je prisustvo pogreaka neizbjeno, tada e prema (Kapovi 1994) biti:

Najmjerodavniji element u ocjenjivanju izdrljivosti, nosivosti i kvaliteti mosta je vertikalni pomak. Iz tog razloga treba uvijek izrazitu panju dati mjerenjima, odnosno treba znati koju tonost treba postii za kvalitetnu analizu podataka. Optimalna tonost mjerenja pomaka je u granicama:

Meutim, zadovoljavajue podatke za obra-du mogu se dobiti i u granicama:

Ako postoji mogunost za postizanje vee tonosti od ove, preporua ju se primjeniti.

5. mjeRenje(statikaisPitiVanja)

Za opis mjerenja posluit e primjer ispitiva-

nja armiranobetonskog mosta junog kolnika na autocesti Zagreb-Lipovac (stac. 461+472.42) kao redovito ispitivanje prije putanja u promet. Ispitiva-nje je obavljeno pri djelovanju normalnog probnog optereenja. U suradnji s projektantom potrebno je sainiti program za ispitivanje mosta. Program ispitivanja statikim optereenjem treba sadravati sve kombinacije optere-enja koje e izazvati najnepovoljnije utjecaje na pojedinim dijelovima kon-strukcije. Statiko optereenje se obino provodi kamionima napunjenih pijeskom ili ljunkom koji su izvagani, a teret se rasporeuje po osovinama sukladno prospektima proizvoaa (slika 5).

Most e se optereivati sukladno fazama i shemi optereenja koji se sa-stavljaju prije poetka mjerenja. Statiko optereenje (u ovom primjeru) sadri est faza:

1. faza - most neoptereen, oitanje nultog stanja na mostu,2. faza - nesimetrino optereenje mosta preko dvije trake (sjeverna i

srednja) du cijelog raspona (slika 6),3. faza - most neoptereen, mjerenje zaostalih pomaka,4. faza - nesimetrino optereenje mosta preko dvije trake(srednja i

juna) du cijelog raspona (slika 7),5. faza - simetrino optereena sredina raspona (slika 8),

Slika 4. Odreivanje visine toke na mostu

Slika 5. Osovinska optereenja kamiona Slika 6. Raspored optereenja za fazu 2

Slika 7. Raspored optereenja za fazu 4 Slika 8. Raspored optereenja za fazu 5 Slika 9. Skica rasporeda mjernih mjesta

Biondi H. (2011): Probno optereenje mostovaEkscentar, br. 14, pp. 80-83Znanost i struka

83List studenata Geodetskog fakulteta Sveuilita u Zagrebu

6. faza - most rastereen, mjerenje zaostalih progiba i deformacija.Ve je ranije reeno da je za geodetska mjerenja vano imati geodetsku

osnovu koju ini referentna toka (reper) izvan zone mjerenja i toke na sa-mom objektu, tj. mjerna mjesta. Mjerna mjesta definiraju poloaj na objek-tu na kojem e se mjeriti pomaci. Za stabilizaciju mjernih mjesta obino se koriste bolcne koje geodeti svakodnevno upotrebljavaju u svome radu. Ras-pored mjernih mjesta na objektu koji je predmet ispitivanja prikazuje slika 9.

Mjerenje pomaka geodetski se provodi u uzdunom smjeru nad leaje-vima i u svim etvrtinama raspona (5 mjesta), a u poprenom na linijama rubnjaka (2 linije). Ukupan broj mjernih toaka je 2 x 5 = 10.

Kako bi se postigla to bolja tonost potrebno je vie vremena za mje-renje i skuplja mjerna oprema. Geodetski instrumentarij i pribor koji e dati zadovoljavajuu tonost za ovakvu vrstu mosta je precizni nivelir Zeiss KONI 007 i polucentimetarske letve s invarnim trakama.

Prije mjerenja potrebno je sastaviti proraun oekivanih mjerenih ve-liina (tablica 2). Nakon mjerenja radi se obrada podataka i prikazuju se podaci (tablica 3). Dobiveni rezultati se na kraju usporeuju s raunskim rezultatima po fazama mjerenja (slika 10).

Kao zavrni korak u ispitivanju mostova probnim optereenjem je sa-stavljanje izvjea koje izdaje tijelo koje je ispitivanje i provelo. U izvjeu mora biti naznaena vrsta probnog optereenja. Izvjee moe biti pri-vremeno s osnovnim podacima o ispitivanju i zakljukom o podobnosti mosta za preuzimanje projektom predvienih optereenja i konano sa svim podacima o ispitivanju, usporednim teorijskim proraunima, anali-zom rezultata i zakljukom o podobnosti mosta za preuzimanje projektom predvienih optereenja. Privremeno izvjee vai do izrade konanog i to najdulje est mjeseci.

6. ZakljUak

Kroz povijest su ljudi gradili graevine ijoj se impozantnosti, ljepoti i dugotrajnosti divimo i danas. Naine, metode i proraune koje su graevi-nari tada koristili za izgradnju i kontrolu svojih djela moda nikada neemo saznati, a niti to jesu li uope i provodili kontrole te e sve ostati samo na pretpostavkama. Ali isto tako, kroz povijest smo bili i svjedoci mnogih katastrofa, pa se provoenje kontrola, same po sebi nameu kao nunost. Probno optereenje samo je jedan segment u cijelom nizu kontrola koje prolaze graevine dananjeg vremena, a osobito mostovi.

liteRatURa

Kapovi, Z. (1994): Analiza rezultata mjerenja pomaka mosta preko Pazinske jame, Geodetski list, 4, str. 361-368.

Jankovi, M. (1966): Inenjerska geodezija 1.dio, Sveuilina naklada Liber, Zagreb, str. 329-334.

Jankovi, M. (1981): Inenjerska geodezija 2.dio, Sveuilina naklada Liber, Zagreb, str. 163-173.

Beokovi, V. (1969): Geodezija u ininjerijskim radovima, Uprava ininjerije KoV JNA, str. 367-371.

Pravilnik o ispitivanju mostova pokusnim optereenjem (2005): norma HRN U.M1.046.

Arhiv muzeja Brodskog Posavlja, Slavonski Brod.

Slika 10. Usporedba mjerenih i raunskih rezultata

Br Oznaka kamiona Marka kamiona Ukupna teina (kN)

1 SB 818 CR MAN 19 362 449,00

2 SB 602 BU MAN 19 463 Silent 475,60

3 SB 545 BU MAN 19 463 Silent 450,80

4 SB 530 CG MAN TG410A 449,20

Ukupno 1824,60

Tablica 1. Podaci o koritenim kamionima

Mjerno mjestoFaze ispitivanja

2 4 5

2L -6,9655 -3,0231 -4,2807

3L -9,9252 -4,2703 -6,2827

4L -6,9563 -3,1641 -4,5637

2D -3,0472 -7,0202 -4,5169

3D -4,3052 -10,0171 -6,6324

4D -3,1888 -7,0266 -4,8061

Tablica 2. Proraun oekivanih vrijednosti mjerenih veliina (progibi u mm)

Mjerno mjesto

Pomaci (mm) Relativni pomaci (mm)

Faze ispitivanja Faze ispitivanja

2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 trajno (%)

1L -0,90 -0,40 -0,60 -0,80 -0,40

2L -5,20 -0,30 -3,10 -4,00 -0,40 -4,18 0,10 -2,35 -3,13 0,00 0,00

3L -6,60 -0,50 -4,10 -5,50 -0,40 -5,45 -0,10 -3,20 -4,55 0,00 0,00

4L -5,40 -0,50 -3,10 -4,40 -0,40 -4,13 -0,10 -2,05 -3,38 0,00 0,00

5L -1,40 -0,40 -1,20 -1,10 -0,40

1D -0,90 -0,70 -1,40 -1,20 -0,50

2D -3,70 -0,20 -6,00 -4,80 -0,30 -2,85 0,38 -4,58 -3,65 0,15 3,28

3D -4,90 -0,40 -8,20 -6,40 -0,50 -4,10 0,05 -6,75 -5,30 -0,10 1,48

4D -3,60 -0,60 -6,10 -5,20 -0,50 -2,85 -0,28 -4,63 -4,15 -0,15 3,24

5D -0,70 -0,20 -1,50 -1,00 -0,30

Tablica 3. Rezultati mjerenja pomaka E

Biondi H. (2011): Probno optereenje mostovaEkscentar, br. 14, pp. 80-83 Znanost i struka