133
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO Matej Štingl INTEGRALNI MOSTOVI IN ANALIZA OKVIRNEGA ARMIRANOBETONSKEGA MOSTU Diplomsko delo Maribor, april 2016

INTEGRALNI MOSTOVI IN ANALIZA OKVIRNEGA ... - core.ac.uk · Številni mostovi, viadukti, nadvozi, podvozi, prepusti in druge inženirske konstrukcije so sestavni del avtocest, magistralnih,

  • Upload
    others

  • View
    39

  • Download
    7

Embed Size (px)

Citation preview

  • UNIVERZA V MARIBORU

    FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO

    Matej Štingl

    INTEGRALNI MOSTOVI IN ANALIZA

    OKVIRNEGA ARMIRANOBETONSKEGA

    MOSTU

    Diplomsko delo

    Maribor, april 2016

  • Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa

    INTEGRALNI MOSTOVI IN ANALIZA OKVIRNEGA

    ARMIRANOBETONSKEGA MOSTU

    Študent: Matej ŠTINGL

    Študijski program: visokošolski, gradbeništvo

    Smer/modul: operativno – konstrukcijska

    Mentor: doc. dr. Milan Kuhta, univ. dipl. inž. grad.

    Somentor: Dušan Rožič, univ. dipl. inž. grad.

    Maribor, april 2016

  • I

  • II

    ZAHVALA

    Zahvaljujem se mentorju, doc. dr. Milanu Kuhti,

    za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega

    dela. Prav tako se zahvaljujem somentorju,

    Dušanu Rožiču, iz podjetja Ponting d.o.o.

    Posebna zahvala velja staršem, ki so mi

    omogočili študij, in ženi ter hčerki, ki sta mi stali

    ob strani pri nastajanju tega diplomskega dela.

  • III

    INTEGRALNI MOSTOVI IN ANALIZA OKVIRNEGA

    ARMIRANOBETONSKEGA MOSTU

    Ključne besede:1 mostovi, integralni mostovi, armirani beton, Tower

    UDK: 624.21.012.45(043.2)

    Povzetek

    Diplomsko delo obravnava armiranobetonske integralne mostove, za katere se je

    izkazalo, da so najprimernejša rešitev za izvedbo krajših mostov z vidika trajnosti in

    vzdrževanja.

    V nalogi so opisani konstrukcijski sistemi integralnih mostov, njihovi elementi in

    smernice pri projektiranju.

    Naredili smo analizo okvirnega mostu čez potok Hotunjščica pri Polzeli. V programu

    Tower 3D smo izrisali prostorski model konstrukcije mostu in na njem določili notranje

    sile. Izračunana je potrebna armatura plošče in opornikov, izdelane so armaturne risbe

    ter izvleček armature.

  • IV

    INTEGRAL BRIDGES AND ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE

    FRAME BRIDGE

    Key words: bridges, integral bridges, reinforced concrete, Tower 3D

    UDK: 624.21.012.45(043.2)

    Abstract

    The graduation thesis deals with reinforced concrete integral bridges, which have proved

    to be the most appropriate solution for implementation of shorter bridges from the point

    of view of durability and maintenance.

    In the thesis, construction systems of integral bridges, their elements, and guidelines for

    the design are described.

    We have performed analysis of the framed bridge over the stream Hotunjščica near

    Polzela. In the Tower 3D program, we have drawn a spatial model of the bridge

    construction, and determined internal forces of the bridge. We have calculated a

    necessary reinforcement of the main bridge girder and pillars, and produced

    reinforcement plans and reinforcement extract.

  • V

    VSEBINA

    1 UVOD ...................................................................................................................... 1

    1.1 Splošno o področju diplomskega dela ............................................................... 1

    1.2 Namen in cilji diplomskega dela ....................................................................... 1

    1.3 Struktura diplomskega dela .............................................................................. 2

    2 SPLOŠNO O MOSTOVIH .................................................................................... 3

    2.1 Splošni pojmi in terminologija .......................................................................... 3

    2.2 Delitev mostov ................................................................................................... 12

    2.2.1 Delitev mostov po namenu ............................................................................. 13

    2.2.2 Delitev mostov glede na vrsto ovire ............................................................... 14

    2.2.3 Delitev mostov glede na statični sistem .......................................................... 14

    2.2.4 Delitev mostov po položaju voziščne konstrukcije glede na glavne nosilce

    prekladne konstrukcije ................................................................................................. 15

    2.2.5 Delitev mostov po položaju osi mostu glede na osi podpor ........................... 16

    2.2.6 Delitev mostov po obliki osi prometnice na mostu......................................... 16

    2.2.7 Delitev mostov po možnosti premikanja prekladne konstrukcije glede na

    podpore ........................................................................................................................ 16

    2.2.8 Delitev mostov glede na uporabno dobo ........................................................ 17

    2.2.9 Delitev mostov po materialih, iz katerih so zgrajeni ...................................... 18

    2.2.10 Delitev po postopkih gradnje prekladne konstrukcije .................................... 18

    2.2.11 Delitev mostov po dolžini ............................................................................... 18

    3 INTEGRALNI MOSTOVI .................................................................................. 19

    3.1 Splošno ............................................................................................................... 19

    3.2 Prednosti integralnih mostov ........................................................................... 20

    3.3 Statični sistemi integralnih mostov ................................................................. 20

    3.3.1 Splošno ............................................................................................................ 20

    3.3.2 Način podpiranja prekladne konstrukcije s podporami................................... 21

    3.3.3 Okvirni sistemi ................................................................................................ 22

    3.4 Projektiranje in konstruiranje integralnih mostov ....................................... 24

    3.4.1 Okvir za prepuste razponov 2,0–5,0 (8,0) m................................................... 24

    3.4.2 Okvir za razpone mostov 8,0–25,0 m ............................................................. 25

    3.4.3 Okvirna konstrukcija s tremi neenakimi razponi, dolžine do 80,0 (90,0) m... 26

    3.4.4 Prehodne plošče na integralnem mostu ........................................................... 26

    3.4.5 Krilni zidovi krajnih in obrežnih podpor ........................................................ 33

    3.4.6 Hodniki, robni venci in robniki na cestnih mostovih ...................................... 36

    4 MATERIALI ZA NOSILNE KONSTRUKCIJE ARMIRANOBETONSKIH MOSTOV ...................................................................................................................... 40

    4.1 Beton .................................................................................................................. 40

  • VI

    4.2 Visokovredni beton (HPC – High Performance Concrete) .......................... 42

    4.3 Jeklo za armiranje ............................................................................................ 42

    5 MOST ČEZ POTOK HOTUNJŠČICA PRI POLZELI ................................... 43

    5.1 Tehnično poročilo ............................................................................................. 43

    5.1.1 Splošno ............................................................................................................ 43

    5.1.2 Karakteristični prečni profil mostu ................................................................. 43

    5.1.3 Dispozicija okvirja novega mostu ................................................................... 44

    5.1.4 Plošča .............................................................................................................. 46

    5.1.5 Oporniki in temeljenje .................................................................................... 46

    5.1.6 Krila ................................................................................................................ 46

    5.1.7 Vozišče ............................................................................................................ 46

    5.1.8 Hidroizolacija .................................................................................................. 47

    5.1.9 Odvodnjavanje ................................................................................................ 47

    5.1.10 Hodniki in robni venci .................................................................................... 47

    5.1.11 Zaščitna ograja mostu ..................................................................................... 47

    5.1.12 Prehodne plošče .............................................................................................. 48

    5.1.13 Zasipni klini .................................................................................................... 49

    5.1.14 Izvleček iz geomehanskega poročila.............................................................. 49

    5.1.15 Mehanske lastnosti uporabljenih materialov................................................... 50

    6 STATIČNA ANALIZA OKVIRJA MOSTU ..................................................... 52

    6.1 Analiza vplivov .................................................................................................. 52

    6.1.1 Lastna teža konstrukcije .................................................................................. 52

    6.1.2 Preostala stalna obtežba .................................................................................. 52

    6.1.3 Mirni zemeljski pritisk .................................................................................... 53

    6.1.4 Prometna obremenitev .................................................................................... 54

    6.1.5 Zavorne in pospeševalne sile .......................................................................... 55

    6.1.6 Obremenitev na stene opornika in kril zaradi prometne obremenitve ............ 56

    6.1.7 Obtežne kombinacije ...................................................................................... 57

    6.2 Model za analizo ............................................................................................... 58

    6.2.1 Opis modela .................................................................................................... 58

    6.2.2 Opis računskega modela ................................................................................. 58

    6.3 Modeliranje temeljnih tal – podpor ................................................................ 60

    6.4 Obtežni primeri ................................................................................................ 61

    6.4.1 Lastna in preostala stalna obtežba ................................................................... 61

    6.4.2 Obtežbe zaradi prometa .................................................................................. 63

    6.5 Kombinacija obtežb .......................................................................................... 66

    6.6 Rezultati notranjih sil po mejnem stanju nosilnosti ...................................... 66

    6.6.1 Plošča in oporniki ........................................................................................... 66

  • VII

    6.6.2 Krila ................................................................................................................ 74

    6.6.3 Piloti ................................................................................................................ 77

    6.6.4 Maksimalne tlačne napetosti po mejnem stanju nosilnosti ............................. 78

    7 DIMENZIONIRANJE ARMATURE ................................................................. 81

    7.1 Materialne karakteristike ................................................................................ 81

    7.1.1 Beton ............................................................................................................... 81

    7.1.2 Jeklo ................................................................................................................ 82

    7.2 Določitev krovnega sloja betona ...................................................................... 82

    7.3 Plošča ................................................................................................................. 83

    7.3.1 Določitev statične višine ................................................................................. 83

    7.3.2 Določitev armature v plošči ............................................................................ 83

    7.3.3 Kontrola strižne nosilnosti prereza plošče ...................................................... 87

    7.4 Oporniki ............................................................................................................ 89

    7.4.1 Določitev armature v opornikih ...................................................................... 89

    8 MEJNO STANJE UPORABNOSTI ................................................................... 94

    8.1 Kontrola delovnih napetosti betona in jekla .................................................. 94

    8.2 Kontrola širine razpok ..................................................................................... 96

    8.3 Kontrola povesov .............................................................................................. 98

    9 DETAJLIRANJE ARMATURE ....................................................................... 102

    9.1 Sidrne dolžine armaturnih palic opornikov in spodnje cone plošče .......... 102

    9.1.1 Sidrne dolžine posameznih armaturnih palic ................................................ 102

    9.1.2 Projektne sidrne dolžine armaturnih palic opornikov in spodnje cone

    plošče 103

    9.2 Sidrne dolžine armaturnih palic v zgornji coni plošče ................................ 104

    9.2.1 Sidrne dolžine posameznih armaturnih palic ................................................ 104

    9.2.2 Projektne sidrne dolžine armaturnih palic v zgornji coni plošče .................. 105

    9.3 Preklopne dolžine armaturnih palic ............................................................. 106

    9.3.1 Preklopne dolžine posameznih armaturnih palic .......................................... 106

    10 ZAKLJUČEK ..................................................................................................... 108

    11 VIRI IN LITERATURA .................................................................................... 109

    11.1 Kazalo slik ....................................................................................................... 111

    11.2 Kazalo tabel ..................................................................................................... 114

    12 PRILOGE ............................................................................................................ 115

  • VIII

    UPORABLJENI SIMBOLI

    Velike tiskane črke

    Ac – ploščina prečnega prereza

    Ap – površina prekladne konstrukcije

    As – površina armature

    Ash,min – minimalna horizontalna armatura

    Asv,max – maksimalna vertikalna armatura

    Asv,min – minimalna vertikalna armatura

    B – širina prereza plošče

    C – modul reakcije tal

    CRd,c – reducirana natezna trdnost betona

    Dmax – maksimalno zrno agregata

    Ec – modul elastičnosti betona

    Ec,eff – efektivni modul elastičnosti

    Es – modul elastičnosti armaturnega jekla

    Fs – koeficient varnosti strižnega kota

    G – strižni modul

    Gk,i – lastna in stalna teža

    Gkj,sup – karakteristična vrednost neugodnih stalnih vplivov

    Ic – vztrajnostni moment betonskega prereza

    II – vztrajnostni moment nerazpokanega prereza

    III – vztrajnostni moment razpokanega prereza

    L – dolžina mostu

  • IX

    Leff – računski razpon konstrukcije

    Mcr – upogibni moment, pri katerem se pojavi prva razpoka

    Mx+ – pozitivni upogibni moment v x smeri

    My+ – pozitivni upogibni moment v y smeri

    My- – negativni upogibni moment v y smeri

    Ned – pripadajoča tlačna osna napetost v prerezu

    Q1k – karakteristična osna obtežba na pasu

    RH – relativna vlažnost okolice

    SR,max – maksimalna razdalja med razpokami

    VN,max – maksimalna prečna sila v polju plošče

    VRd,c – mejna prečna sila, ki jo prenese betonski del prereza

    W – odpornosti moment prereza

    X – razred izpostavljenosti betona

    Male tiskane črke

    apotr – oddaljenost armature od roba betonskega prereza

    bw – širina prečnega prereza v območju natezne cone

    c – zaščitni sloj betona

    cmin,b – najmanjša debelina krovnega sloja glede na sprijemnost

    cmin,dur – najmanjša debelina krovnega sloja glede na pogoje okolja

    fbd – sprijemna napetost

    fcd – dizajnirana tlačna trdnost beton

    fck – karakteristična tlačna trdnost betona po 28. dneh

  • X

    fctd – projektna natezna trdnost betona

    fyk .. – karakteristična meja elastičnosti

    fy,d – dizajnirana meja elastičnosti

    k – togost podpor

    k0 – koeficient mirnega zemeljskega pritiska

    k1 – koeficient pogojev sidranja

    k2 – koeficient, ki upošteva vpliv razporeditve deformacij

    kt – faktor, odvisen od trajanja obtežbe

    l0 – preklopne dolžine palic

    lb, req – sidrna dolžina palic

    n1 – število pasov

    q1k – karakteristična porazdeljena obtežba na pasu

    u – obseg dela, ki je izpostavljen sušenju

    w – širina cestišča

    w1 – širina namišljenega pasu

    x – lega nevtralne osi

    z – ročica notranje dvojice

    Grške črke

    α1 – koeficient, ki upošteva vpliv oblike krivljenja palic

    α2 – koeficient, ki upošteva vpliv najmanjšega krovnega sloja betona

    α3 – koeficient, ki upošteva vpliv objekta s prečno armaturo

    α4 – koeficient, ki upošteva vpliv ene ali več privarjenih palic

  • XI

    α5 – koeficient, ki upošteva učinek tlačnih napetosti prečno na ravnino cepitve

    αcc – koeficient ki upošteva učinke obtežbe in nanosa obtežbe

    αct – koeficient, ki upošteva učinke trajanja

    γc – delni varnostni faktor betona

    γc – delni varnostni faktor betona

    γs – varnostni faktor jekla

    γz – specifična teža zemljine

    εcm – srednja deformacija betona med razpokami

    εsm – srednja deformacija armature

    η1 – koeficient za dobre pogoje sidranja

    η2 – koeficient, odvisen od premera palic

    η1 – koeficient za slabše pogoje sidranja

    η2 – koeficient, odvisen od premera palic

    νfin – končni poves

    νinst – trenutni poves nerazpokanega prereza

    ρl – delež ustrezno zasidrane vzdolžne armature

    σcp – napetost zaradi tlačne osne sile

    σmax- – maksimalne tlačne napetosti v plošči pri karakteristični kombinaciji

    σs – napetost v armaturi

    σsd – projektna napetost v palici na mestu, od katerega se meri dolžina sidranja

    Φ – premer armaturne palice

    φ – strižni kot

    φm – mobilizirani strižni kot

  • XII

    UPORABLJENE KRATICE

    3D – prikaz v treh dimenzijah

    AB – armiran beton

    AC – asphalt concrete (asfaltbeton)

    BRK – obtežba zaviranja in pospeševanja

    EN – euronorm

    LM 1 – load model 1 (obtežna shema pri prometni obtežbi)

    SIST – slovenski standard

    TS – tandem system (tandemski sistem prometne obtežbe)

    TSC – tehnične specifikacije za javne ceste

    UDL – ploskovna vertikalna prometna obtežba

  • Stran 1 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    1 UVOD

    1.1 Splošno o področju diplomskega dela

    V širšem pomenu besede je most inženirski objekt, ki nam služi za varno prečkanje prometa

    ali različnih inštalacij čez naravne ali umetne ovire. Mostovi pa morajo kot vsi drugi

    gradbeni objekti izpolnjevati kriterije varnosti, nosilnosti in zanesljivosti.

    Oblika in izvedba mostu sta odvisni od njegove razpetine, višine, vrste temeljnih tal ter

    obremenitve, ki jo mora most prenašati v pričakovani življenjski dobi.

    Številni mostovi, viadukti, nadvozi, podvozi, prepusti in druge inženirske konstrukcije so

    sestavni del avtocest, magistralnih, regionalnih ter lokalnih cest, ki pa morajo biti zasnovani,

    izdelani in vzdrževani tako, da dosežejo uporabno dobo 100 let. [1]

    1.2 Namen in cilji diplomskega dela

    Namen in cilj diplomskega dela je napraviti statično analizo integralnega mostu čez potok

    Hotunjščica pri Polzeli, svetlega razpona 7.0 m. Model za določitev notranjih sil je izdelan

    v programu Tower 3D (demo verzija), konstrukcija pa je skladno s standardom Evrokod

    preverjena po mejnem stanju nosilnosti in uporabnosti.

    V teoretičnem delu naloge so predstavljeni mostovi z integralno konstrukcijo, njihovi detajli

    in smernice pri projektiranju.

    Potrebne podatke za analizo in načrte konstrukcije smo pridobili od podjetja Ginex

    International Gradbeni inženiring d.o.o., ki je projektant mostu čez potok Hotunjščica pri

    Polzeli.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 2

    1.3 Struktura diplomskega dela

    V prvem delu diplomskega dela je narejena splošna delitev mostov glede na različne

    kriterije, v nadaljevanju pa smo se omejili na opis integralnih okvirnih mostov. Predstavili

    smo elemente in izvedbene detajle takšnih mostov ter opisali smernice pri projektiranju.

    V jedru naloge je predstavljen objekt manjšega armiranobetonskega okvirnega mostu,

    razpetine 7,0 m, čez potok Hutunjščica pri Polzeli, predstavljeni so elementi mostu in

    karakteristike uporabljenih materialov pri gradnji.

    Napravili smo statično analizo mostu, notranje sile smo izračunali s pomočjo programa za

    analizo konstrukcij po metodi končnih elementov Tower 3D. Vplive in obtežbe na

    konstrukcijo smo določili po veljavnih standardih Evrokod.

    Konstrukcija mostu je preverjena po mejnem stanju nosilnosti in uporabnosti.

    V zaključnem delu je narejen izračun potrebne armature v plošči in opornikih, izdelana sta

    armaturni načrt ter izvleček armature.

  • Stran 3 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    2 SPLOŠNO O MOSTOVIH

    Mostovi so posebno in specifično področje tehnike ter graditeljstva. Njihovo načrtovanje in

    gradnja temeljita na celovitem poznavanju vseh tehničnih disciplin, na katerih je zasnovano

    gradbeništvo, pa tudi na izkušnjah, pridobljenih pri projektiranju ter realizaciji objektov.

    Izbor gradiva nosilne konstrukcije statičnega sistema in drugih mostnih elementov je rezultat

    poznavanja bistva premoščanja, tehnologije, hitrosti gradnje in razmerja med ceno dela ter

    materiala.

    Most kot gradbena konstrukcija mora biti zanesljiv, varen in stabilen v vseh gradbenih fazah

    ter v celotni dobi svojega trajanja, poleg tega pa s svojim videzom ne sme motiti naravne

    skladnosti okolja in zgrajenih objektov.

    Danes v svetu obratuje več kot dva milijona mostov, od katerih jih je več kot 80 % zgrajenih

    iz betona. [1]

    2.1 Splošni pojmi in terminologija

    Za boljše razumevanje izrazoslovja v mostogradnji bomo v tem poglavju definirali nekaj

    splošnih pojmov, terminov in nazivov delov mostov, povzeto po [1].

    Objekt

    Je inženirska konstrukcija, podprta s temeljnimi tlemi in predstavlja fizično, funkcionalno

    ter tehnično-tehnološko celoto.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 4

    Tehnična dokumentacija

    Je celota projektov, ki se izdelujejo zaradi definiranja zasnove objekta, zanesljivosti in

    načina gradnje.

    Gradnja objekta

    Gradnja objektov so opravila, ki obsegajo prehodna dela, izdelavo in kontrolo tehnične

    dokumentacije, pripravljalna dela, gradnjo objekta ter strokovni nadzor med gradnjo.

    Gradnja

    Gradnja je izvajanje gradbenih in gradbeno-obrtniških del.

    Objekti na cestah

    Objekti na cestah so mostovi, viadukti, nadvozi, podvozi, mostovi za pešce, prehodi za

    pešce, prepusti, pokriti vkopi, galerije, predori in podporni ter oporni zidovi.

    Mostovi v širšem pomenu

    Mostovi v širšem pomenu so vsi objekti (mostovi, viadukti, nadvozi, podvozi), ki služijo

    varnemu vodenju cest čez naravne in umetne ovire.

    Mostovi v ožjem pomenu

    Mostovi v ožjem pomenu so objekti, odprtine ≥ 5,0 m, ki služijo prehodu cest in železniških

    prog čez vodne ovire, kot so potoki, reke, kanali, jezera ter morski zalivi.

    Premični mostovi

    Premični mostovi so inženirske jeklene konstrukcije, ki se dvigujejo ali odpirajo za prehod

    ladij pod mostovi nad plovnimi potmi, ki nimajo zadostnega gabarita.

  • Stran 5 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Viadukti

    Viadukti so daljši mostovi za prehod cest in železniških prog čez naravne, pretežno suhe

    ovire ter doline. Razlikujemo dolinske viadukte, ki premoščajo doline, in pobočne viadukte,

    ki potekajo vzporedno s pobočjem doline.

    Akvadukti

    Akvadukti so objekti za vodenje vodnih tokov ali cevovodov čez ovire.

    Visoke ulice

    Visoke ulice so viadukti za izvenivojski promet v urbanih prostorih.

    Nadvozi

    Nadvozi so objekti, ki izvenivojsko vodijo ceste in železniške proge čez avtoceste ali

    železniške proge.

    Podvozi

    Podvozi so objekti, ki omogočajo izvenivojski prehod cest pod avtocestami ali železniškimi

    progami.

    Mostovi za pešce

    Mostovi za pešce so objekti, ki izvenivojsko in varno vodijo pešce ter kolesarje čez reke,

    ceste, železnice, široke ulice in trge.

    Nadhodi – pasarele

    Nadhodi oz. pasarele so objekti, ki izvenivojsko in varno vodijo pešce ter kolesarje čez ulice,

    trge, ceste in železniške proge.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 6

    Podhodi

    Podhodi so objekti, ki izvenivojsko in varno vodijo pešce ter kolesarje pod glavnimi

    prometnicami.

    Prepusti

    Prepusti so manjši objekti, odprtine 1,0 m, ki prepuščajo vodo ali cevovode pod cestami ali

    železnicami.

    Pokriti vkopi

    Pokriti vkopi so objekti v globokih usekih, ki omogočajo ohranjanje naravnega reliefa,

    varujejo avtocestno telo in zagotavljajo prehod živali.

    Galerije

    Galerije so inženirske konstrukcije, ki varujejo cestno telo in promet pred zasipanjem z

    materialom ali snegom z naravnih pobočij ali umetnih zasekov.

    Ekodukti

    Ekodukti so objekti nad avtocestami, ki omogočajo varen prehod živali in ne ovirajo

    njihovega naravnega gibanja in migracije.

    Nosilna konstrukcija

    Nosilna konstrukcija je skupen naziv za podporno in prekladno konstrukcijo mostov.

    Krajne – obrežne podpore

    Krajne – obrežne podpore (oporniki) podpirajo prekladno konstrukcijo na koncih objekta in

    zagotavljajo prehod z objekta na cestno telo.

  • Stran 7 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Krilni zidovi

    Krilni zidovi so del konstrukcije krajnih – obrežnih podpor – in služijo bočni omejitvi

    cestnega telesa na prehodu z mostu na cestno telo.

    Prekladna konstrukcija

    Prekladna konstrukcija neposredno prevzema prometno obtežbo in statične ter dinamične

    vplive prenaša v podporno konstrukcijo mostu. Prekladna konstrukcija je lahko iz različnih

    materialov, različnih statičnih sistemov in različnih prečnih prerezov.

    Ležišča in členki mostov

    Ležišča in členki so konstruktivni elementi, ki sodelujejo pri prenosu vertikalnih ter

    horizontalnih sil in deformacij s prekladne na podporno konstrukcijo mostov.

    Dilatacije mostov

    Dilatacije mostov so splošni naziv za naprave, ki omogočajo delovanje objekta in prevzem

    deformacij. Običajno se vgrajujejo na krajnih podporah prekladne konstrukcije.

    Prehodne plošče

    Prehodne plošče se naslanjajo na nadzidek krajne podpore in zagotavljajo zvezen prehod s

    cestnega telesa na most.

    Ograje

    Ograje na mostovih služijo zaščiti pešcev in vozil na objektu ter pod njim. Obstaja več tipov

    ograj glede na namen, konstrukcijo in material.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 8

    Hidroizolacija

    Hidroizolacija na mostovih je splošni naziv za izolacijo prekladne konstrukcije pred

    škodljivim delovanjem vlage, meteorne vode in soli proti zmrzovanju, s katero se posipa

    vozišče.

    Asfaltno vozišče

    Asfaltno vozišče na mostovih je skupni naziv za sloje litega asfalta in asfaltbetona na vozni

    površini mostu.

    Izlivniki

    Izlivniki so elementi, ki služijo zbiranju in odvajanju vode z vozne površine mostu.

    Robni venci

    Robni venci so armiranobetonski bočni elementi na voziščni plošči oziroma hodnikih mostu.

    Hodniki

    Hodniki so prometne površine za pooblaščeno osebje in pešce.

    Inštalacijski prostor

    Inštalacijski prostor na mostovih je prostor, v katerega so vgrajene cevi, ali rezerviran

    prostor, opremljen z obesami, na katere se pritrdijo inštalacijske cevi.

    Revizijski jašek

    Revizijski jašek je jekleni element z vodotesnim pokrovom, ki služi za pregledovanje

    inštalacij na površini hodnikov za pešce.

  • Stran 9 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Komunalne komore

    Komunalne komore za krajnimi podporami so armiranobetonske zaprte konstrukcije,

    namenjene kontrolirani razmestitvi inštalacij, ki se iz cestnega telesa vodijo vzdolž mostne

    osi.

    Skupna dolžina mostu

    Skupna dolžina mostu je razdalja med osema ležišč na krajnih podporah ali osema krajnih

    podpor pri okvirnih konstrukcijah brez ležišč.

    Skupna širina mostu

    Skupna širina mostu je razdalja med zunanjima robovoma zunanjih vencev.

    Skupna površina mostu

    Skupna površina mostu je zmnožek med skupno dolžino in skupno širino mostu ter služi kot

    kazalnih velikosti mostu.

    Statični razponi

    Statični razponi mostov so razdalje med osmi sosednjih podpor.

    Niveleta

    Niveleta mostu je identična niveleti cestne trase na mostu.

    Os ceste

    Os ceste je identična osi cestne trase, vendar pa ni nujno identična z osjo prekladne

    konstrukcije.

    Konstruktivna višina

    Konstruktivna višina je višina prekladne konstrukcije, ki je lahko premenljiva ali konstantna.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 10

    Varnostna višina pod mostom

    Varnostna višina pod mostom je višinska razlika med najnižjo točko spodnje površine

    prekladne konstrukcije in merodajnim nivojem visoke vode.

    Višina mostu

    Višina mostu je višina, merjena od primerjalne ravnine terene do nivelete objekta.

    Svetla višina

    Svetla višina je prosta višina od terena do spodnjega roba prekladne konstrukcije.

    Skupna višina krajnih podpor

    Skupna višina krajnih podpor je višina, merjena od dna temelja do nivelete objekta.

    Skupna višina vmesnih podpor

    Skupna višina vmesnih podpor je višina, merjena od dna temelja do nivelete objekta.

    Glavna konstrukcija mostu

    Glavna konstrukcija mostu premošča aktivno korito širokih rek.

    Inundacijske konstrukcije

    Inundacijske konstrukcije premoščajo inundacijske odprtine med aktivnim koritom in

    obrambnimi nasipi.

    Gredni sistemi mostov

    Gredni sistemi mostov so sistemi, pri katerih je prekladna konstrukcija s pomočjo ležišč

    ločena od podpor.

  • Stran 11 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Okvirni sistemi

    Okvirni sistemi mostov so sistemi, pri katerih je prekladna konstrukcija togo ali s členki

    povezana s podporami.

    Viseči sistemi

    Viseči sistemi mostov so tisti, pri katerih nosilna konstrukcija sestoji iz paraboličnih kablov,

    ki prek pilonov in vešalk nosijo ojačilni nosilec, ta pa neposredno prevzame prometno

    obtežbo.

    Mostovi s poševnimi zategami

    Mostovi s poševnimi zategami so sistemi, pri katerih je gredna prekladna konstrukcija s

    pomočjo poševnih kablov – zateg – obešena na pilone.

    Ločni mostovi

    Ločni mostovi so objekti, pri katerih ima osnovni nosilni element obliko zakrivljenega

    nosilca – loka ali oboka.

    Investicijsko vzdrževanje

    Investicijsko vzdrževanje je izvajanje gradbeno-obrtniških oziroma drugih del, odvisno od

    vrste objekta, s ciljem izboljšanja stanja in pogojem rabe mostu.

    Tekoče vzdrževanje

    Tekoče (redno) vzdrževanje objekta je izvajanje del zaradi preprečevanja poškodb, ki

    nastajajo pri rabi objekta, ali pa zaradi odpravljanja poškodb.

    Adaptacija mostu

    Adaptacija mostu obsega dela, s katerimi se spreminja organizacija prostora na objektu ter

    zamenjujejo oprema in inštalacije.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 12

    Sanacija mostu

    Sanacija mostu obsega sanacijo poškodovanih delov nosilne konstrukcije in popravila ali

    zamenjavo mostne opreme.

    Rekonstrukcija mostu

    Rekonstrukcija mostu zajema obsežno rekonstrukcijo in zamenjavo nosilnih elementov ter

    opreme mostu s ciljem prilagajanja novemu namenu, povečanja nosilnosti in odpravljanja

    poškodb, nastalih pri eksploataciji mostu.

    Obnova mostu

    Obnova mostu je odstranitev kompletnega mostu ali dotrajane prekladne konstrukcije in

    izgradnja novega mostu ali nove prekladne konstrukcije.

    Odstranitev mostu

    Odstranitev mostu je sklop del, s katerimi se objekt odstrani, poruši ali razstavi, potem pa se

    vzpostavi prvotno stanje pred izgradnjo mostu.

    2.2 Delitev mostov

    Mostovi se lahko delijo glede na:

    namen,

    vrsto ovire, ki se premošča,

    statični sistem nosilne konstrukcije,

    položaj vozišča glede na glavne nosilce prekladne konstrukcije,

    položaj osi prometnice na mostu,

    možnost premikanja prekladne konstrukcije glede na podpore,

    uporabno dobo mostu,

    material,

    postopke gradnje prekladne konstrukcije,

  • Stran 13 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    dolžino. [1]

    2.2.1 Delitev mostov po namenu

    Mostovi se glede na namen delijo na:

    cestne mostove za lokalne, regionalne, magistralne ceste, avtoceste in hitre

    večpasovne ceste,

    mestne mostove,

    železniške mostove (eno- ali dvotirni),

    mostove za pešce (v mestih, naravi, parkih, industriji),

    industrijske mostove (za transport tekočih trdnih medijev, mostna dvigala),

    kombinirane mostove (cesta-železnica-pešci, ulica-tramvaj-pešci-inštalacije),

    mostove za izvennivojski dostop do objektov in industrijske transportne mostove

    (trakovi),

    vojaške montažno-demontažne mostove. [1]

    Slika 2-1: Most za pešce Splavarska brv v Celju [21]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 14

    2.2.2 Delitev mostov glede na vrsto ovire

    Glede na vrsto ovire ločimo:

    mostove čez vodotoke, reke in kanale,

    mostove čez naravna in umetna jezera ter morske ožine,

    viadukte čez suhe ovire, globoke doline (dolinski viadukti) in vzdolž strmih pobočij

    (pobočni viadukti),

    viadukte »visoke ulice« v mestih,

    nadvoze in podvoze,

    nadhode ter podhode. [1]

    Slika 2-2: Viadukt Črni Kal [22]

    2.2.3 Delitev mostov glede na statični sistem

    Glede na statični namen ločimo:

    gredne mostove statičnega sistema grede na dveh podporah s prepusti ali brez njih,

    gredne mostove statičnega sistema kontinuirane grede,

    okvirni sistemi mostov z enim ali več polji (integralni mostovi),

  • Stran 15 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    ločne mostove statičnega sistema loka na treh členkih,

    ločne mostove statičnega sistema na dveh členkih,

    ločne mostove statičnega sistema vpetega loka,

    ločne mostove statičnega sistema z gredo ojačenega loka,

    ločne mostove sistema loka na dveh členkih z zatego,

    mostove sistema poševnega podpiranja,

    viseče mostove,

    mostove s poševnimi zategami,

    mostove s kombiniranimi statičnimi sistemi. [1]

    Slika 2-3: Most s poševnimi zategami v Beogradu [23]

    2.2.4 Delitev mostov po položaju voziščne konstrukcije glede na glavne nosilce prekladne konstrukcije

    Glede na glavne nosilce prekladne konstrukcije ločimo:

    mostove z voziščem na gornjem pasu glavnih nosilcev,

    mostove z voziščem na spodnjem pasu glavnih nosilcev,

    mostove z delno spuščenim voziščem. [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 16

    2.2.5 Delitev mostov po položaju osi mostu glede na osi podpor

    Glede na položaj osi mostu glede na osi podpor ločimo:

    pravokotne mostove, pri katerih os mostu in os podpor oklepata kot 90°,

    poševne mostove, pri katerih os mostu in os podpor oklepata kot, različen od 90°. [1]

    2.2.6 Delitev mostov po obliki osi prometnice na mostu

    Ločimo:

    mostove v premi, kadar je os prometnice na mostu v premi,

    mostove v krivini, kadar je os prometnice na mostu v krivini.

    Pri mostovih v krivini so lahko glavni nosilci v premi, lahko sledijo krivini prometnice ali

    pa so poligonalne oblike. [1]

    2.2.7 Delitev mostov po možnosti premikanja prekladne konstrukcije glede na podpore

    Ločimo:

    mostove, pri katerih se prekladna konstrukcija glede na podpore ne more premikati

    (nepremični – fiksni mostovi),

    mostove, pri katerih se prekladna konstrukcija gleda na podpore lahko premika

    (premični mostovi).

    Večina premičnih mostov je na plovnih morskih ali rečnih poteh in kanalih z omejenim

    profilom pod mostom, zato je dviganje prekladne konstrukcije neizogibno zaradi prehoda

    plovil. [1]

  • Stran 17 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 2-4: Kombinacija visečega in dvižnega mostu v Londonu [24]

    2.2.8 Delitev mostov glede na uporabno dobo

    Glede na uporabno dobo ločimo:

    provizorične mostove,

    začasne mostove,

    polstalne mostove,

    stalne mostove.

    Med začasne mostove spadajo: razni sistemi vojaških mostov, pontonski mostovi, »visoke

    ulice« (mostovi v mestih preko trgov in čez ulice ter vzdolž njih), mostovi v sklopu gradbišč

    in drugi. [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 18

    2.2.9 Delitev mostov po materialih, iz katerih so zgrajeni

    Glede na material ločimo:

    lesene mostove,

    kamnite mostove,

    opečne mostove,

    jeklene mostove,

    betonske mostove (betonski, armiranobetonski in prednapeti armiranobetonski),

    sovprežne mostove. [1]

    2.2.10 Delitev po postopkih gradnje prekladne konstrukcije

    Glede na postopke gradnje ločimo:

    mostove, zgrajene »in situ« na nepomičnem odru,

    mostove, zgrajene »in situ« s pomočjo pomičnega odra,

    mostove, zgrajene z narivanjem izdelane PK iz delavnice, locirane izza krajne

    podpore na mostne stebre,

    mostove, zgrajene v kombinaciji montažnih elementov in elementov, grajenih »in

    situ« (polmontažni mostovi),

    mostove, zgrajene iz prefabriciranih nosilcev (montažni mostovi). [1]

    2.2.11 Delitev mostov po dolžini

    Po dolžini ločimo naslednje mostove:

    prepusti odprtine do 5,0 m,

    manjši mostovi: dolžina do 35,0 (50,0) m,

    srednji mostovi: dolžina do 150,0 m,

    večji mostovi: dolžina do 300,0 m,

    veliki mostovi: dolžina več kot 300,0 m. [1]

  • Stran 19 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    3 INTEGRALNI MOSTOVI

    3.1 Splošno

    Integralni mostovi so sodoben naziv za betonske in sovprežne mostove okvirnih konstrukcij

    brez dilatacij ter ležišč. Integralni most dobimo, če zgornjo horizontalno nosilno

    konstrukcijo togo povežemo s spodnjo, nosilno konstrukcijo.

    Gradnja integralnih mostov je monolitna ali montažna, dimenzije nosilnih konstrukcijskih

    elementov pa so robustnejše. Poškodbe takšnih mostov pa so manjše, ker so odpravljeni

    glavni viri poškodb, tj. področja nepovezanosti, dilatacije in območja ležišč, zato so stroški

    vzdrževanja manjši. [1] [3]

    Slika 3-1: Okvirna armiranobetonska konstrukcija mostu čez potok Bistrico [25]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 20

    3.2 Prednosti integralnih mostov

    Prednosti integralnih mostov so:

    nižji stroški gradnje,

    nižji stroški vzdrževanja in sanacij,

    preprostejša in hitra gradnja,

    trajno in od vzdrževanja neodvisno preprečevanje neposrednega dostopa soli do

    konstrukcijskih elementov pod voziščem,

    zmanjšanje nevarnosti neenakomernih posedanj in nagibanja vmesnih podpor,

    prevzemanje negativnih reakcij iz prekladne konstrukcije,

    krajša krajna razpona omogočata izvedbo večjega centralnega razpona pri

    trirazponskih konstrukcijah,

    večje rezerve v nosilnosti zaradi možnih prerazporeditev vplivov v mejnem stanju

    nosilnosti. [1]

    3.3 Statični sistemi integralnih mostov

    3.3.1 Splošno

    Osnovni značilnosti integralnih mostov sta povezanost prekladne konstrukcije s podporami

    in prenos obtežb s prekladne konstrukcije direktno na podpore. Okvirni sistemi mostov

    nastanejo, če je prekladna konstrukcija togo ali prek členkov povezana s podporami v enotno

    nosilno konstrukcijo z različnimi prečnimi prerezi. [1]

  • Stran 21 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 3-2: Razvoj statičnih sistemov grednih mostov [1]

    3.3.2 Način podpiranja prekladne konstrukcije s podporami

    Način podpiranja in povezanost prekladne konstrukcije s krajnimi ter z vmesnimi podporami

    sta odvisna od več dejavnikov. Najpomembnejši izmed njih so:

    statični sistem mostu,

    skupna dolžina mostu in velikost razponov,

    višina podpor,

    kakovost in globina nosilnih tal ter način temeljenja,

    material prekladne konstrukcije in podpor.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 22

    Togo povezavo prekladne konstrukcije s podporami lahko uporabimo pri krajnih ali vmesnih

    podporah. Uporablja se pri okvirnih sistemih mostov, če je celotni sistem iz istega materiala.

    Toga povezava prevzame upogibne in torzijske momente ter vertikalne in horizontalne sile

    v odvisnosti od razmerja med togostjo prekladne konstrukcije in podpor ter jih preko podpor

    prenese v temelj oziroma temeljna tla. [1]

    3.3.3 Okvirni sistemi

    Okvirni sistem z enim razponom je racionalnejši od grednega, ker pritiske temeljnih tal

    prevzema celotni okvir. Ležišča in dilatacije niso potrebni. Konec grede se vpne v krajno

    podporo, tako da se del upogibnega momenta (Mo) razporedi prek negativnega vpetostnega

    momenta, zaradi česar je lahko konstruktivna višina v polju manjša. S togimi stebri okvirja

    se lahko moment v polju bistveno zmanjša, kot je prikazano na sliki 3-3. [1] [3]

    Slika 3-3: Primerjava diagrama momentov togih podpor in podpor s členki v peti

    Mostovi okvirnega sistema z enim razponom s členki ali brez njih so racionalni za razpone

    od 5,0 do 50 m, tako v armiranem kot prednapetem betonu. Okvirni sistemi z vezmi in s

    poševnimi podporami omogočajo večje razpone ter možnost uporabe monolitne ali

    polmontažne gradnje. Primerni so za nadvoze in mostove v armiranem ali prednapetem

    betonu.

    Slika 3-4: Dvočlenkast ali elastično vpet okvir s poševnimi podporami in vezmi [1]

  • Stran 23 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Previsi z vezmi in s poševnimi podporami zmanjšujejo momente v polju, zaradi česar se

    lahko uporabi manjša konstruktivna višina prereza prekladne konstrukcije. Slabi strani tega

    sistema sta težavna kontrola stanja in vzdrževanje poševnih vezi, ki so v tem primeru zasute

    v nasipu.

    Slika 3-5: Vpet okvir s poševnimi podporami [1]

    Pri objektih z več polji se lahko med podporami in prekladno konstrukcijo uporabi toga

    povezava, povezava s členki ali pa z ležišči, kar je odvisno od dolžine mostu, velikosti

    razponov in odmika od simetrijske osi sistema. [1]

    Slika 3-6: Okvirne kontinuirne konstrukcije [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 24

    3.4 Projektiranje in konstruiranje integralnih mostov

    Pri snovanju integralnih mostov niso zaželena geometrijska nesorazmerja, saj bi lahko ta

    privedla do koncentracij napetosti in posledično razpok. Integralni okvirni mostovi tudi niso

    priporočljivi za poševne konstrukcije, kadar je kot križanja manjši od 60°, in za okvirne

    konstrukcije večje dolžine z nizkimi togimi podporami.

    Pri tem je zelo pomembna interakcija most – temeljna tla, zato je pri določanju realnih

    geomehanskih parametrov potrebno sodelovanje med projektantom objekta in

    geomehanikom. Potrebna je uporaba čim realnejšega modeliranja togosti temeljnih tal, pri

    čemer se z računskim modelom zajamejo dejanske obtežbe. Če se za togost temeljnih tal

    uporabi nizka vrednost, bodo podcenjene vsiljene statične količine, ki nastanejo kot

    posledica temperaturnih sprememb in prednapenjanja. Zaradi tega se pri integralnih

    mostovih izvajajo ločeni računi nastopajočih vsiljenih statičnih količin, pri čemer se

    upoštevajo zgornje in spodnje meje karakteristik tal.

    Integralni mostovi v krivinah ugodneje reagirajo na vplive zaradi temperaturnih sprememb

    in krčenja betona v primerjavi z mostovi v premi, zato se lahko uporabljajo za daljše

    mostove. [1] [3]

    3.4.1 Okvir za prepuste razponov 2,0–5,0 (8,0) m

    Zaprt ali odprt armiranobetonski okvir, razponov 2,0–5,0 (8,0) m in višine 2,0–4,0 m, se

    uporablja za prepuste ter manjše mostove za vodo in za podvoze za prehod ljudi ter vozil

    pod drugo prometnico. Zaprta konstrukcija je racionalna zlasti na slabo nosilnih temeljnih

    tleh, na dobro nosilnih tleh pa uporabimo odprt sistem s temeljenjem na pasovnih temeljih.

    [1]

  • Stran 25 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 3-7: Zaprta armiranobetonska konstrukcija [1]

    3.4.2 Okvir za razpone mostov 8,0–25,0 m

    Odprta okvirna armiranobetonska konstrukcija je racionalna in tudi preprosta za gradnjo,

    kadar se uporabi za mostove, razponov 8,0–25,0 m, temeljene neposredno ali na globoko

    uvrtanih kolih. Za razpone do 15,0 m je prekladna konstrukcija ravna brez vut. Za večje

    razpone pa se priporočajo vute ali spremenljiva debelina s paraboličnim intradosom. [1]

    Debelina prečke na sredini: Debelina prečke na mestu vpetja:

    d ≤ l/20 d1 = (1,5 do 1,8)d

    Slika 3-8: Okvirna armiranobetonska konstrukcija za manjši enorazponski most [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 26

    3.4.3 Okvirna konstrukcija s tremi neenakimi razponi, dolžine do 80,0 (90,0) m

    Okvirna integralna konstrukcija s tremi neenakimi razponi skupne dolžine do 80,0 (90,0) m

    je preprosta in ekonomična za monolitno gradnjo betonskega mostu. Skozi centralno večjo

    odprtino teče reka ali kanal, manjši stranski odprtini pa služita za prehod lokalnih cest.

    Temeljenje na uvrtanih kolih je preprosto, ker je izven korita in povečuje elastičnost okvirne

    konstrukcije večje dolžine. Opuščanje monolitne povezave med krajno podporo in prekladno

    konstrukcijo je smiselno takrat, kadar se vsiljene statične količine, ki nastanejo zaradi

    mobiliziranega zemeljskega pritiska iz zelo togega temeljenja, le stežka obvladujejo ter

    kontrolirajo. Če se s prekladno konstrukcijo monolitno povežejo samo vmesne podpore,

    govorimo o kvaziintegralnem mostu. [1]

    Slika 3-9: Shema kontinuirne okvirne konstrukcije armiranobetonskega mostu [1]

    3.4.4 Prehodne plošče na integralnem mostu

    Konstrukcije premostitvenih objektov pri krajnih podporah so nedeformabilne, brez

    posedanja ali z malim posedanjem. Nasprotno je cestno telo bolj deformabilno, posledično

    so posedki večji in dolgotrajnejši, čemur sledi posedanje nasipa za krajno podporo.

    Za prehod z integralnega mostu na cestno telo je zato treba skonstruirati specifične rešitve v

    odvisnosti od dolžine mostu in od drugih okoliščin, kot so npr. kategorija ceste, položaj

    gornje površine premostitvenega objekta glede na niveleto ter višina nasipa.

    Tehnične specifikacije za javne ceste nam podajajo smernice oz. priporočila za izbiro rešitve

    prehoda z vozišča premostitvenega objekta na vozišče ceste z ali brez prehodne plošče. [1]

  • Stran 27 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Tabela 1: Kriteriji za izbiro rešitve prehoda z vozišča premostitvenega objekta na vozišče

    ceste s prehodno ploščo ali brez nje [16]

    Pri premostitvenih objektih so na cestah nižje kategorije in pri kratkih objektih na avtocestah

    ter magistralnih cestah možne rešitve tudi brez prehodne plošče. [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 28

    Slika 3-10: Prikaz rešitev brez prehodnih plošč [16]

    Kot vidimo v detajlu na sliki 3-10, lahko namesto klasične armiranobetonske prehodne

    plošče na mostu razpona do 10,0 m uporabimo tudi druge rešitve, kot je na primer cementna

    stabilizacija posteljice in tamponskega nasipa.

    Za prehod s konstrukcije objekta dolžine do 35,0 m na cestno telo brez prehodne plošče so

    potrebne dodatne rešitve. Nasip iz kamnitih materialov se ojačuje z geomrežami

    (modificirani armirani zasip). Za mreže se uporabljajo polimerni materiali z majhno

    razteznostjo.

  • Stran 29 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Na objektih cest nižje kategorije, kjer niso predvidene prehodne plošče, je treba zgraditi

    armiranobetonske podporne grede, prereza 800/100, na širini objekta – nasipa. Na vrhu

    kontakta med podporno gredo in konstrukcijo se izvede stik širine 2,0 cm, ki se napolni s

    trajno elastičnim asfaltnim kitom. [16]

    Slika 3-11: Rešitev prehoda z integralnega mostu, dolžine 35,0 m, na nasip ceste brez

    prehodne plošče [16]

    Pri mostovih, dolžine 70,0 (80,0) m, s prehodno ploščo na prehodu s konstrukcije na nasip

    so potrebne dodatne rešitve na nasipu in v območju podpiranja prehodne plošče. Nasip se

    ojačuje z geomrežami. Med nasipom in krajno podporo integralne konstrukcije se vgradi sloj

    polistirena (stiropora), debeline 10,0–30,0 cm, ki omogoča deformacije konstrukcije.

    Geomreže zmanjšujejo pritiske nasipa na krajne podpore, stiropor pa omogoča deformacije.

    Možne posedke tal za krajno podporo nevtralizira prehodna plošča, ki na konstrukcijo nalega

    čez neoprenska ležišča in ne preprečuje manjših deformacij integralne konstrukcije. [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 30

    Slika 3-12: Rešitev prehoda z integralnega mostu, dolžine do 70,0 oz. 80,0 m, na cesto s

    prehodno ploščo [16]

    TSC 07.109 nam v primeru, ko je prehodno ploščo treba narediti, podaja tabele za določitev

    dolžin in geometrije prehodnih plošč, prav tako pa nam podaja sheme armiranja prehodnih

    plošč, debeline 25,0 cm, tako da dodaten statični izračun ni potreben.

    Prehodne plošče se betonirajo na zbiti gramozni podlagi na sloj pustega betona, debeline

    10,0 cm, ki sledi nagibu prehodne plošče 10 % glede na niveleto ceste. Zaščitni sloj betona

    je 5,0 cm.

    Prehodne plošče se linijsko naslanjajo na nosilno konstrukcijo mostu. Rešitev detajla

    naslanjanja pa je odvisna od tega, ali je krajna podpora togo vezana na prekladno

    konstrukcijo, kot je to v primeru okvirne integralne konstrukcije. [16]

  • Stran 31 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Tabela 2: Tabela za določitev dolžin in geometrije prehodnih plošč [16]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 32

    Tabela 3: Shema armiranja prehodnih plošč, debeline 25 cm, različnih dimenzij [16]

  • Stran 33 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    3.4.5 Krilni zidovi krajnih in obrežnih podpor

    Krilni zidovi so sestavni del krajnih in obrežnih podpor mostov. Dolžina, položaj in

    konstrukcija zidov so odvisni od konstrukcije podpor, konfiguracije terena ter geometrije

    prometnice. Krilni zidovi bočno zapirajo cestno telo in omogočajo kontroliran ter pravilen

    prehod ceste na most. [1]

    Krilne zidove delimo po položaju glede na cesto, in sicer na:

    krajne podpore s paralelnimi krili,

    krajne podpore s poševnimi krili,

    krajne podpore s pravokotnimi krili,

    ter glede na konstrukcijsko zasnovo, pri čemer ločimo:

    samostojne krilne zidove,

    konzolne krilne zidove,

    kombinirane konzolne in samostojne krilne zidove.

    3.4.5.1 Paralelni krilni zidovi

    Paralelni krilni zidovi dajejo najprijetnejši videz objekta, zato se priporočajo pri krajnih

    podporah, s katerimi se lahko doseže dobro oblikovan objekt. Paralelni krili dobro utrjujeta

    nasipni klin med seboj, zato se posedanje nasipa zmanjša.

    Vgrajevanje in komprimiranje med krilnima zidovoma povzroča pritiske na krila, kar je treba

    upoštevati pri statični analizi. [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 34

    Slika 3-13: Paralelni krilni zidovi [1]

    3.4.5.2 Poševni krilni zidovi

    Poševni krilni zidovi omogočajo boljše vključevanje objekta v okoliški teren glede na os

    objekta in se lahko izvedejo pod poljubnim kotom. Kot poševnosti α je od 30° do 90°.

    Poševna krila omogočajo lažji dostop na objekt v primerjavi s paralelnimi krili.

    Slika 3-14: Poševni krilni zid: a.) v vertikalnem položaju in b.) pod naklonom [1]

    3.4.5.3 Samostojni krilni zidovi

    Samostojni krilni zidovi se konstruirajo v primerih, kadar so ob objektu projektirani

    podporni zidovi. V takšnih primerih imajo zidovi enako obliko in konstrukcijo kot podporni

    zidovi.

  • Stran 35 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    3.4.5.4 Konzolni krilni zidovi

    Konzolne krilne zidove pogojuje konfiguracija terena. Kadar so nosilna temeljna tla nizko

    pod obstoječim terenom, mora biti tudi višina krajne podpore tolikšna, da se lahko izvedejo

    konzolna krila. Pod krilom niso potrebni armiranobetonski temelji. Konstrukcija konzolnih

    kril je smiselna do dolžine 6,0 m. [1]

    Slika 3-15: Geometrijski parametri konzolnih krilnih zidov [15]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 36

    3.4.5.5 Kombinirani konzolni in samostojni krilni zidovi

    Kombinirani konzolni in samostojni krilni zidovi se izvajajo, kadar teren zahteva krila, daljša

    od 6,0 m. Prvi del krilnega zidu je togo povezan s krajno podporo kot konzolno krilo, v

    nadaljevanju pa je krilni zid samostojna konstrukcija.

    Krilni zid se mora končati minimalno 1,0 m za točko, v kateri se vrh nasipnega stožca

    priključi na niveleto ceste.

    Minimalna debelina krilnih zidov je 40,0 cm, če so konzolna krila dolga do 4,0 m, oziroma

    50,0 cm za večje dolžine. Če konfiguracija terena pogojuje daljše krilne zidove, je treba med

    njimi predvideti dilatacijo. [1] [15]

    3.4.6 Hodniki, robni venci in robniki na cestnih mostovih

    3.4.6.1 Splošno

    Hodniki in robni venci tvorijo skupaj z nosilno konstrukcijo mostu funkcionalno, prometno,

    konstruktivno ter oblikovno enoto. Potreba in pričakovana intenziteta peščev ter kolesarjev

    ali hodnik za vzdrževalno osebje določata potrebno širino hodnikov. Navadno se gradijo »in

    situ« s pomočjo konzolnega odra na že zgrajeni in izolirani konzoli prekladne konstrukcije.

    Beton robnika je homogen in vodoneprepusten razreda C 30/37, z metličeno hodno površino.

    V prečnem prerezu cestnega mostu predstavlja robni venec robni zaključek, ki zagotavlja

    mehansko varnost prometa. To pomeni, da bo kolo, ki zgreši vozišče, ulovljeno in usmerjeno

    nazaj na vozišče. [1] [3] [14]

  • Stran 37 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    3.4.6.2 Detajli izvedbe hodnikov in robnih vencev

    Slika 3-16: Robni venec ob zunanjem robu s pomožnim hodnikom [14]

    Slika 3-17: Robni venec ob zunanjem robu brez pomožnega hodnika na AC za objekte,

    dolžine do 20 m in višine do 5.0 m [14]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 38

    Slika 3-18: Robni venec ob zunanjem robu brez hodnika na lokalnih, regionalnih in

    magistralnih cestah, kjer je hitrost vozil omejena na 50 km/h [14]

    Slika 3-19: Robni venec ob zunanjem robu na nekategoriziranih lokalnih, regionalnih in

    magistralnih cestah [14]

  • Stran 39 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 3-20: Robni venec ob zunanjem robu na nekategoriziranih cestah [14]

    3.4.6.3 Detajli izvedbe robnika

    Slika 3-21: Detajl izvedbe robnika [14]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 40

    4 MATERIALI ZA NOSILNE KONSTRUKCIJE

    ARMIRANOBETONSKIH MOSTOV

    V postopku projektiranja mostov se je treba odločiti tudi o izboru materiala in definiranju

    lastnosti izbranih materialov. Na izbor primernih materialov najbolj vplivajo:

    nosilni statični sistem,

    velikost razponov mostu,

    oprema in sposobnost izvajalcev,

    razmerje med ceno materiala ter dela na določenem kraju in v določenem času.

    Nosilne konstrukcije sodobnih cestnih mostov se projektirajo in gradijo iz betona,

    konstrukcijskega jekla ter betona s sovprežnim prerezom. Mostne podpore se vedno gradijo

    iz armiranega betona, ne glede na izbrani material prekladne konstrukcije.

    Prekladne konstrukcije so lahko armiranobetonske ali prednapete armiranobetonske s kabli

    iz visokovrednega jekla.

    Za mostove in viadukte velikih razponov je zaželeno ter smiselno, da se dimenzije prečnih

    prerezov in s tem lastne teže prekladne konstrukcije čim bolj zmanjšajo. To je mogoče doseči

    s sovpreganjem jekla in betona ali z uporabo visokovrednih betonov. [1] [3]

    4.1 Beton

    Mehanske in deformacijske karakteristike izbranega betona morajo ustrezati normi EN

    1992-1-1. Nosilna konstrukcija, zgrajena iz betona, mora izpolnjevati tri osnovne kriterije,

    in sicer nosilnost, uporabnost in trajnost.

    Glede na trajnost znaša najnižja vrednost tlačne trdnosti betona za mostne podpore C 20/25,

    za armiranobetonske prekladne konstrukcije pa C 25/30. Trajnost je odvisna od intenzitete

  • Stran 41 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    škodljivih kemičnih in fizikalnih vplivov okolja ter od odpornosti konstrukcije proti tem

    vplivom, ki narašča s tlačno trdnostjo in z gostoto betona.

    Pri projektiranju mostov moramo v skladu s standardi definirati razred izpostavljenosti, ki

    je označen s črko X. Razred izpostavljenosti označuje stopnjo izpostavljenosti betonske

    konstrukcije škodljivim okoljskim vplivom. [1]

    Tabela 4: Razred izpostavljenosti v odvisnosti od okoljskih razmer po EN 206-1 [1]

    Pri trajnosti betonskih konstrukcij je zelo pomembna tudi primerna debelina zaščitnega sloja

    betona. Za mostove je treba projektirati zaščitni sloj betona za zaščito armature ali kablov

    skladno s tabelo 5.

    Tabela 5: Debeline zaščitnega sloja betona [1]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 42

    4.2 Visokovredni beton (HPC – High Performance Concrete)

    Visokovredni beton ima poleg visoke trdnosti še znatno večjo trajnost in boljšo obstojnost v

    agresivnih okoljih od navadnega betona visoke trdnosti. V praksi se beton razvršča v tri

    kategorije:

    normalni konstrukcijski beton nominalne vrednosti med 20 in 60 MPa,

    beton visoke trdnosti s karakterističnimi trdnostmi med 60 in 100 MPa,

    beton zelo zelo visoke trdnosti s karakterističnimi trdnostmi med 100 in 250 MPa.

    Osnovne sestave visokovrednih betonov so enake kot pri betonih normalne trdnosti. Da v

    betonu dosežemo višje trdnosti, se del cementa nadomesti z mineralnimi dodatki

    (mikrosilika, elektrofiltrski pepel). Z uporabo mineralnih dodatkov se kalcijev hidroksid pri

    pucolanski reakciji pretvori v kalcijev silikat hidrat, ki povečuje trdnost. [1]

    4.3 Jeklo za armiranje

    Jeklo za armiranje je navedeno v evropskih normah EN 10080 in EN 10080 2-4. Pod obtežbo

    se jeklo deformira. Čim večjo deformacijo je material sposoben prenesti brez krhkega loma,

    tem večja je njegova duktilnost. Duktilnost je sposobnost materiala, da vzdrži plastično

    deformacijo brez loma. Betonska jekla se razvrščajo v tri razrede duktilnosti A, B in C,

    dobavljiva pa so v obliki palic ter kolutov za neposredno uporabo in proizvodnjo armaturnih

    mrež ali pa v obliki tovarniško proizvedenih zvarjenih armaturnih mrež. Norme EN 10080-

    2-4 razlikujejo tri vrste površinskega videza jekla, in sicer gladko, profilirano in rebrasto

    jeklo. [1]

    Tabela 6: Karakteristike jekla za armiranje [1]

  • Stran 43 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    5 MOST ČEZ POTOK HOTUNJŠČICA PRI POLZELI

    5.1 Tehnično poročilo

    5.1.1 Splošno

    Nov objekt je zasnovan kot okvirna armiranobetonska konstrukcija, temeljena na uvrtanih

    kolih. Svetla razpetina med oporniki znaša 7,0 m.

    5.1.2 Karakteristični prečni profil mostu

    Elementi prečnega profila mostu si sledijo:

    levi rob 0,15 m

    JVO 0,5 m

    varnostni pas 0,5 m

    robni pas 0,25 m

    vozni pas 3,30 m ∙ 2

    robni pas 0,25m

    varnostni pas 0,5 m

    JVO 0,5m

    desni rob 0,15 m

    SKUPAJ 9,40 m

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 44

    Slika 5-1: Karakteristični prečni profil mostu čez Hotunjščico [4]

    5.1.3 Dispozicija okvirja novega mostu

    Slika 5-2: Prerez okvirja po levem robu [4]

  • Stran 45 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 5-3: Prerez okvirja po desnem robu [4]

    Slika 5-4: Pogled na opornik iz smeri proti Velenju [4]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 46

    Slika 5-5: Pogled na opornik iz smeri proti Polzeli [4]

    5.1.4 Plošča

    Plošča je iz armiranega betona, debeline 50 cm, in je togo vpeta v stene opornika. Izvedena

    je iz betona C30/37, PV-I, XF2, XD1, Dmax = 32 mm, in armirana z jeklom za armiranje

    B500 B. [4]

    5.1.5 Oporniki in temeljenje

    Opornika sta steni, debeline 50 cm. Temeljeni sta globoko na po dveh uvrtanih kolih,

    premera 80 cm. Za izvedbo opornikov in uvrtanih kolov se uporabita beton C30/37, PV-I,

    XF2, XD1, Dmax = 32 mm, ter armatura iz jekla B500 B. [4]

    5.1.6 Krila

    Konzolna krila so vzporedna in vpeta v krajna opornika. Krila so dolžine 5,0 m in debeline

    40 cm. Krila so narejena iz betona C30/37, PV-I, XF2, XD1, Dmax = 32 mm, in armirana z

    jeklom B500 B. [4]

    5.1.7 Vozišče

    Obrabno-zaporna plast je iz asfalta AC 11 surf B 70/100 A3, debeline 4,0 cm, zaščitna plast

    pa je AC 8 surf PmB 45/80-50 A3 Z4, debeline 3,0 cm. [4]

  • Stran 47 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    5.1.8 Hidroizolacija

    Hidroizolacija na voziščni plošči sestoji iz predhodnega bitumenskega premaza, posipa s

    kremenčevim peskom, z epoksidnim premazom, bitumensko lepilno maso ter z

    bitumenskimi izolacijskimi trakovi s stekleno tkanino. Na koncu objekta se izvede zaključek

    iz hidroizolacije. [4]

    5.1.9 Odvodnjavanje

    Objekt nima svojega odvodnjavanja. Voda, ki pade na objekt, je speljana ob robniku in se

    vodi naprej po trasi ceste. [4]

    5.1.10 Hodniki in robni venci

    Hodniki in robni venci so izdelani iz aeriranega betona, C30/37, PV-II, XF4, XD3, Dmax

    = 32 mm, odpornega proti zmrzovanju in taljenju ob prisotnosti soli za odtajevanje. Površina

    je metličena. [4]

    5.1.11 Zaščitna ograja mostu

    Na objektu je predvidena jeklena varnostna ograja tipa H1W5. Ograja je korozijsko zaščitena

    s postopkom vročega cinkanja. [4]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 48

    Slika 5-6: Jeklena varnostna ograja tipa H1W5 [28]

    5.1.12 Prehodne plošče

    Prehodne plošče so projektirane v skladu z [16]. Plošče so izdelane iz dveh delov in ločene

    s členkom. [4]

    Slika 5-7: Detajl prehodne plošče [4]

  • Stran 49 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    5.1.13 Zasipni klini

    Zasip za opornikoma se izvede s prepustnim kamnolomskim materialom. Komprimacija se

    izvaja v slojih po 30 cm, pri čemer je zahtevana zbitost 98 % po Proctorju za nevezljive in

    95 % za vezljive zemljine (zbita glina v območju temeljev). [4]

    5.1.14 Izvleček iz geomehanskega poročila

    5.1.14.1 Inženirsko-geološke razmere na ožjem območju mostu

    Objekt je lociran v dokaj ozki dolini potoka Hotunjščica. V dnu doline so na hribinsko

    podlago, ki jo po geološki karti gradijo skladoviti in masivni triasni apnenci s prehodi v

    dolomit, odloženi kvartarni rečni nanosi proda, grušča ter gline, med gruščnatimi sloji pa se

    pojavljajo leče melja in peska. [4]

    5.1.14.2 Pogoji temeljenja objekta

    Objekt je temeljen na dveh krajnih opornikih. Glede na sestavo tal je bilo izbrano temeljenje

    opornikov na uvrtanih pilotih Benotto, premera 80 cm. Priključna nasipa bosta na obeh

    opornikih višine približno 3,5 m.

    Za uvrtane armiranobetonske kole, tipa Benotto, ki morajo biti vpeti v hribinsko podlago

    minimalno 2D, je nosilnost za posamezni premer pilota podana v spodnji tabeli.

    Pri izračunu nosilnosti pilota komponenta trenja po plašču ni bila upoštevana. Pilot nosi

    samo na nogi. [4]

    Tabela 7: Nosilnost pilotov glede na premer pilota [4]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 50

    5.1.14.3 Posedki objekta

    Opornika mostu bosta preko pilotov temeljena v nepodajno hribinsko podlago raščenega

    apnenca, zato bodo posedki objekta zanemarljivi. [4]

    5.1.14.4 Modul reakcije tal

    Pri dimenzioniranju pilotov se za posamezne plasti upoštevajo moduli reakcije tal, ki so

    podani v tabeli.

    Tabela 8: Moduli reakcije tal [4]

    5.1.15 Mehanske lastnosti uporabljenih materialov

    5.1.15.1 Beton

    Hodniki in robni venci: C30/37, PV-II, XF4, XD3, Dmax=32 mm, armirani beton

    Zgornja konstrukcija: C30/37, PV-I, XF2, XD1, Dmax=32 mm, armirani beton

    Oporniki in krila: C30/37, PV-I, XF2, XD1, Dmax=32 mm, armirani beton

    Prehodne plošče in piloti: C30/37, PV-I, XF2, XD1, Dmax=32 mm, armirani beton

    Podložni beton: C12/15, XC0, Dmax=16 mm, nearmirani beton

    Beton za tlakovanje jarka: C20/25, XCo, Dmax=16 mm, nearmirani beton

  • Stran 51 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 5-8: Mehanske lastnosti betona C30/37 [4]

    5.1.15.2 Jeklo

    Jeklo za armiranje: rebrasta armatura S500 B (srednje duktilno jeklo)

    Slika 5-9: Mehanske lastnosti jekla S 500B [4]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 52

    6 STATIČNA ANALIZA OKVIRJA MOSTU

    Izvedli smo statično analizo novega mostu čez Hotunjščico po mejnem stanju nosilnosti in

    mejnem stanju uporabnosti. Izračun notranjih sil je napravljen na 3D-modelu v demo verziji

    programa Radimpex Tower 7 3D.

    Kot vpliv na konstrukcijo smo upoštevali lastno in stalno težo mostu, zemeljske pritiske ter

    spremenljive vplive vertikalnih in horizontalnih prometnih obtežb.

    Ker veter in potres v tem primeru nista merodajni količini za dimenzioniranje konstrukcije,

    smo izračun in vpliv teh v diplomski nalogi izpustili.

    6.1 Analiza vplivov

    6.1.1 Lastna teža konstrukcije

    Lastno težo konstrukcije upošteva program sam.

    6.1.2 Preostala stalna obtežba

    Asfalt

    0,07 m ∙ 22 kN/m3 ....................................................................... 1,54 kN/m2

    Hidroizolacija

    0,01 m ∙ 22 kN/m3 ...................................................................... 0,22 kN/m2

    Vpliv desnega hodnika

    0,15 ∙ 25 kN/m3 .......................................................................... 3,75 kN/m2

  • Stran 53 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Vpliv levega hodnika

    0,15 ∙ 25 kN/m3 .......................................................................... 3,75 kN/m2

    Vpliv desnega robnega venca + ograja

    0,18 m2 ∙ 25 + 1 kN/m1 ..............................................................5,50 kN/m1

    Vpliv levega robnega venca + ograja

    0,18 m2 ∙ 25 + 1 kN/m1 ............................................................... 5,50 kN/m1

    6.1.3 Mirni zemeljski pritisk

    Fφ=1,00 .............................................. varnost za strižni kot

    φ=33° .................................................. strižni kot

    φm=33° ............................................... mobilizirani strižni kot

    γz=19 kN/m3 ....................................... specifična teža zemljine

    Izračun koeficienta mirnega zemeljskega pritiska k0:

    k0 = 1 – sin(φm) (6.1)

    k0 = 1 – sin(33°) = 0,46

    Izračunane obremenitve zemeljskega pritiska na steno opornika:

    p(z) = k0 ∙ γz ∙ z, (6.2)

    pri tem so:

    k0 ......................................................... koeficient mirnega zemeljskega pritiska

    γz .......................................................... specifična teža zemljine

    z .......................................................... globina

    Tabela 9: Velikost obremenitve zemeljskega pritiska po globini

    Levo Desno

    z [m] 0,00 3.05 2.70

    p(z) [kN/m2] 0,00 26.66 23.60

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 54

    6.1.4 Prometna obremenitev

    Prometna obtežba se določi po shemi LM1 v skladu s SIST EN 1991-2, ki zajema

    enakomerno ploskovno obtežbo (UDL) in koncentrirano obtežbo dvoosnih vozil (TS).

    Slika 6-1: Računska shema obtežnega primera 1 (LM1) po EN 1991-2 [4]

    Tabela 10: Vrednosti obtežbe za posamezne pasove po shemi LM 1

    Koncentrirana obtežba Porazdeljena obtežba

    Lega Osna obtežba Qik [kN] qik (ali qrk) [kN/m2]

    Pas 1 300 9

    Pas 2 200 2,5

    Preostali del (qrk) 0 2,5

  • Stran 55 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Izračun širine in števila namišljenih pasov cestišča za w ≥ 6 m:

    n1 = int(w/3) = ((7,2)/3) = 2 (6.3)

    wp = w – 3 ∙ n1 = 1.2 m, (6.4)

    pri tem so:

    w = 2 ∙ 3.30 + 2 ∙ 0,25 m = 7,2........... širina cestišča

    n1 ..................................................................................... število pasov

    wp ......................................................... širina preostalega dela

    Slika 6-2: Dejanske porazdelitve prometnih pasov po shemi LM1 [4]

    6.1.5 Zavorne in pospeševalne sile

    Karakteristična vrednost zavornih in pospeševalnih sil se določi za prometno obtežbo na

    voznem pasu 1. Pri tem se upoštevata tako pozitivna kot negativna vrednost. Sila se porazdeli

    po celotni površini cestišča.

    Zavorne in pospeševalne sile izračunamo po enačbi:

    Qlk = 0,6 ∙ αQ1 ∙ (2 ∙ Qlk) + 0,1 ∙ αq1 ∙ q1k ∙ w1 ∙ L (6.5)

    Qlk = 0,6 ∙ 1,0 ∙ (2 ∙ 300) + 0,1 ∙ 1,0 ∙ 9 ∙ 3 ∙ 8 = 381,6 kN

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 56

    Obtežba na m2 površine:

    qik = Olk / Ap = 381,6 / 70 = 5,45 kN/m2 (6.6)

    Potrebno upoštevati pogoj:

    180 ∙ αQ1 [kN] ≤ Qlk ≤ 900 [kN] (6.7)

    180 kN ≤ 381,6 kN ≤ 900 [kN],

    pri tem so:

    w1=3,00 m ....................................... ... širina namišljenega pasu

    Q1k=300 kN ..................................... ... karakteristična osna obtežba na pasu 1

    q1k=9 kN .......................................... ... karakter. porazdeljena obtežba na pasu 1

    L=8,0 m ............................................ . dolžina mostu

    Ap=70 m2 ......................................... ... površina prekladne konstrukcije

    6.1.6 Obremenitev na stene opornika in kril zaradi prometne obremenitve

    Za izračun obtežbe na opornik zaradi vpliva prometne obtežbe smo uporabili prometno

    shemo LM1, pri čemer je upoštevana poenostavitev z nadomestno površinsko obtežbo osnih

    obremenitev na površju tal, na območju 3 X 5 m za TS1.

    m

    kN18,86

    m

    kN41,000,46qkq

    m

    kN41,00

    53

    30020,89

    L*B

    Q2αqq

    2ZG0Ed,ZG

    2

    1kQ11k

    ZG

    (6.8)

    22SP0Ed,SP

    2,,

    1kQ11k

    SP

    m

    kN11,30

    m

    kN24,570,46qkq

    m

    kN24,57

    6,74,6

    30020,89

    LB

    Q2αqq

    (6.9)

  • Stran 57 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-3: Prikaz raznosa prometne obtežbe

    6.1.7 Obtežne kombinacije

    Notranje sile smo izračunali po kombinaciji obtežb za mejno stanje nosilnosti in mejno stanje

    uporabnosti.

    6.1.7.1 Kombinacija obtežb po mejnem stanju nosilnosti

    a.) STALNO IN ZAČASNO PROJEKTNO STANJE

    ∑ γG,j ∙ Gk,j + γp ∙ Pk + γQ,1 + ∑ γQ,i ∙ ψ0,i ∙ Qk,1 (6.10)

    6.1.7.2 Kombinaciji po mejnem stanju uporabnosti

    a.) KARAKTERISTIČNA OBTEŽNA KOMBINACIJA (6.11)

    ∑ Gk,j + Pk + ∑ ψ0,i ∙ Qk,j

    b.) NAVIDEZNO STALNO PROJEKTNO STANJE

    ∑ Gk,j + Pk + ∑ ψ2,i ∙ Qk,j (6.12)

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 58

    Tabela 11: Varnostni in kombinacijski faktorji posameznih obtežb

    Obtežba Simbol γunfav γfav ψ0 ψ1 ψ2

    Lastna teža in stalna obtežba G 1,35 1,00 1,00 1,00 1,00

    Hor. zemeljski pritisk Q 1,50 0,00 1,00 1,00 1,00

    Promet UDL UDL 1,35 0,00 0,40 0,40 0,00

    Promet TS TS 1,35 0,00 0,75 0,75 0,00

    Zaviranje/pospeševanje BRK 1,50 0,00 0,00 0,00 0,00

    6.2 Model za analizo

    6.2.1 Opis modela

    Analiza konstrukcije je izdelana s programom Tower. Model je zasnovan kot prostorska

    konstrukcija, modelirana s ploskovnimi elementi. V analizi so upoštevani naslednji elementi

    konstrukcije: piloti, opornika, prekladna konstrukcija in krila.

    Pri modeliranju podpor pilotov smo upoštevali module reakcije tal za vertikalno in

    horizontalno smer, kot so navedeni v geomehanskem poročilu.

    6.2.2 Opis računskega modela

    Za računski razpon konstrukcije smo upoštevali:

    Leff = L1 + t/2 + t/2 = 7,5 + 0,5/2 + 0,5/2 = 7,5 m (6.13)

    Slika 6-4: Računski model v projekciji s prikazom mreže končnih elementov

  • Stran 59 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-5: Prikaz elementov konstrukcije

    Slika 6-6: Pogled na opornik 1

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 60

    Slika 6-7: Pogled na opornik 2

    Slika 6-8: Tloris plošče

    Slika 6-9: Pogled na krila

    6.3 Modeliranje temeljnih tal – podpor

    Temeljna tla smo opisali kot Winklerjev polprostor. Pilote smo linijsko podprli v vzdolžni

    smeri, pri tem pa smo upoštevali izračunane togosti podpor k, ki smo jih izračunali za vsak

    sloj zemljine posebej, po enačbah:

    k = C B ....... ................................ . če podamo linijsko podporo,

    k = C B L ........ ....................... če podamo točkovno podporo,

  • Stran 61 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    pri tem pa je:

    B ........................................................ širina – premer pilota

    L ......................................................... razmik med posameznimi podporami

    C .................................................................................... modul reakcije tal posamezne zemljine

    V programu Tower pa smo podali podporo kot linijsko in obkljukali, da ta predstavlja

    podporo tal, pri tem pa smo podali še širino oz. premer pilota. (Slika 1-10)

    Slika 6-10: Modeliranje togosti linijske podpore v sloju gline in grušča

    6.4 Obtežni primeri

    6.4.1 Lastna in preostala stalna obtežba

    Lastno težo konstrukcije upošteva program sam, in sicer na osnovi geometrijskih podatkov.

    Za preostalo stalno obtežbo smo upoštevali:

    linijsko obtežbo zaradi robnega venca in ograje,

    obtežbo hodnika,

    obtežbo zaradi delovanja mirnega zemeljskega pritiska,

    obtežbo hidroizolacije in voziščne konstrukcije.

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 62

    Slika 6-11: Lastna in stalna obtežba [kN/m2]

    Slika 6-12: Obtežba mirnega zemeljskega pritiska [kN/m2]

  • Stran 63 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    6.4.2 Obtežbe zaradi prometa

    Slika 6-13: TS-kombinacija 1 [kN]

    Slika 6-14: TS-kombinacija 2 [kN]

    Slika 6-15: TS-kombinacija 3 [kN]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 64

    Slika 6-16: TS-kombinacija 4 [kN]

    Slika 6-17: TS-kombinacija 5 [kN]

    Slika 6-18: UDL-kombinacija 1 [kN]

  • Stran 65 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-19: UDL-kombinacija 2 [kN/m2]

    Slika 6-20: Zaviranje in pospeševanje vozil, kombinacija 1 [kN/m2]

    Slika 6-21: Zaviranje in pospeševanje vozil, kombinacija 2 [kN/m2]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 66

    Slika 6-22: Obtežba zalednega prometa [kN/m2]

    6.5 Kombinacija obtežb

    Kombinacije obtežb smo smiselno oblikovali s pomočjo generatorja obtežnih kombinacij v

    programu, skupno pa je bilo generirano 77 obtežnih primerov.

    6.6 Rezultati notranjih sil po mejnem stanju nosilnosti

    6.6.1 Plošča in oporniki

  • Stran 67 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-23: Ovojnice pozitivnih momentov v plošči My+ [kNm/m]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 68

    Slika 6-24: Ovojnice negativnih momentov v plošči My- [kNm/m]

    Slika 6-25: Ovojnice pozitivnih momentov v plošči Mx+ [kNm/m]

  • Stran 69 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-26: Ovojnice negativnih momentov v plošči Mx- [kNm/m]

    Slika 6-27: Ovojnice nateznih sil v plošči v vzdolžni smeri Y [kN]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 70

    Slika 6-28: Ovojnice nateznih sil v plošči v prečni smeri X [kN]

  • Stran 71 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-29: Ovojnice negativnih momentov v oporniku na zasipani strani, My- [kNm/m]

    Slika 6-30: Ovojnice pozitivnih momentov v oporniku na nezasipani strani, My+[kNm/m]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 72

    Slika 6-31: Ovojnice pozitivnih momentov v oporniku na nezasipani strani, Mx+ [kNm/m]

  • Stran 73 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-32: Ovojnice negativnih momentov v oporniku na zasipani strani, Mx-[kNm/m]

    Slika 6-33: Ovojnice nateznih sil v oporniku vzdolžno v smeri Y [kN]

    Slika 6-34: Ovojnice nateznih osnih sil prečno v smeri X [kN]

  • Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu Stran 74

    6.6.2 Krila

    Slika 6-35: Ovojnice pozitivnih momentov v krilu na zasipani strani, My+ [kNm/m]

  • Stran 75 Integralni mostovi in analiza okvirnega armiranobetonskega mostu

    Slika 6-36: Ovojnice negativnih momentov v krilu na nezasipani strani My- [kNm/m]

    Slika 6-37: Ovojnice negativnih momentov v krilu na nezasipani strani, Mx- [kNm/m]

  • Integralni mostovi in analiza ok