Reabilitarea constructiilor utilitare pentru calea ferata

Datorita pozitiei sale geografice, Romania este traversata de trei din cele zece coridoare de transport europene (coridorul IV Helsinki ramura IV C, coridorul VII Dunarea si coridorul IX Helsinki, foto 1).

Ca urmare a importantei covarsitoare a acestor rute pentru Europa, in tara noastra a inceput un vast program de reabilitare si modernizare a intregii infrastructuri de transport. Unul dintre obiectivele principale este cel de reabilitare si modernizare a statiilor de cale ferata pentru a le aduce la standardele europene si a fi functionale pentru calea ferata de viteze mari, respectand normele UIC 413 si 140-0 „Eurogari“.

In aceasta situatie sunt si statiile aflate pe linia Bucuresti-Constanta pe tronsonul Bucuresti-Fundulea, si anume: Bucuresti-Baneasa, Pantelimon, Pasarea, Branesti.

Lucrarile de reabilitare se refera la cladiri, copertine, peroane, tunele pietonale si pasarele, panouri fonoabsorbante, instalatii electrice, sanitare, termotehnologice.

Lucrari proiectate

In ceea ce priveste peroanele, ele se diferentiaza dupa inaltimea adoptata si dupa conditiile specifice fiecarui amplasament.

Dupa inaltime distingem:

a. – peroane inalte – care au platforma la cota +1,12 fata de NSS si se aplica numai la Gara Oficiala Baneasa – in prelungirea peronului existent. Structura se realizeaza din ziduri de sprijin din beton armat monolit Bc 15, umplutura din pamant bine compactat, straturi de distributie din 12 cm balast si 8 cm piatra sparta, strat suport pardoseala dintr-o placa de beton simplu Bc 7,5 cu armatura de siguranta din plasa f6 la 25 m. Pardoseala se reali­zeaza din placi de gresie de exterior, dublu arsa si antiderapanta, placi care au dimensiunea 30 x 30 cm si sunt fixate in mortar de ciment M100 (fig.1).

b. – peroane joase – care au platforma situata la +0,38 ╕ +0,40 fata de NSS. Dupa modul de amplasare, se diferentiaza in peroane intermediare si peroane la linia I. Dupa situatia din fiecare statie se disting: (i) peroane complet noi; (ii) reparatii de peroane existente la linia I.

Peroanele complet noi sunt delimitate de ziduri ZP1. La linia 1, peronul are zidul ZP1 numai pe fata dinspre linii, pe latura opusa reali­zandu-se fundatii continue din beton simplu C 6/7,5 (Bc 7,5), turnat monolit, pe care se pozeaza in mortar de ciment borduri prefabricate cu sectiunea de 25 x 25 cm si lungimea de 1 m. Peste zidurile de sprijin se monteaza placi prefabricate DP1 – care ies in consola 55 cm. Elementele prefabricate sunt realizate din beton armat. In sectiunea curenta se regasesc urmatoarele straturi: straturi de distributie alcatuite din balast, strat suport pardoseala din beton simplu Bc 7,5 cu strat de uzura din asfalt de 3 cm grosime.

O alta lucrare este copertina din statia Bucuresti-Baneasa care va fi amplasata la peronul intermediar dintre liniile cailor ferate proiectate 3 si 5.

Caracteristica lucrarii: constructie noua. Structura este cu alcatuire mixta: stalpi din beton armat si coper­tina metalica. Categoria de importanta C. Clasa de importanta  conform Normativului P100 este III. Gradul de rezistenta la foc conform Normativului P118 este V cu riscul de incendiu mic.

Copertina are urmatoarele caracteristici: (i) lungimea este de 400 m, egala cu cea a peronului nou proiectat; (ii) latimea este constanta de 6 m, avand o rezolvare a structurii invelitorii in doua pante de cate 3 m fiecare (proiectia in plan); (iii) inaltimea maxima la care ajunge, in dreptul gabaritului trenului este de 5,20 m considerata fata de NSS nou proiectat (cota peronului este cu 40 cm mai sus fata de NSS); (iv) invelitoarea este realizata din tabla cutata; jghea­buri, burlane si profile de etansare din tabla zincata si plastifiata. Se va acorda o mare atentie realizarii sistemului de colectare si evacuare a apelor. Apele pluviale de pe aco­perisul copertinei vor fi colectate la jgheaburi dimensionate in functie de cantitati estimative si apoi, prin burlane, la camine subterane. Aceste jgheaburi se afla pe axul stalpilor de sustinere la baza celor doua pante ale acoperisului.

Prin sistem constructiv, structura copertinei  (fig. 2) are urmatoarea alcatuire: (i) stalpi prefabricati preturnati, aflati la 12,00 m interax, din beton armat C18/22.5 (Bc 22,5) si otel-beton OB 37 si PC 52; sectiunea stalpului are dimensiunile 35 x 40 cm (stalpii suprainaltati care sustin si linia de contact , dispusi la 48,00 m interax, sunt prevazuti cu o singura consola), (ii) grinzi metalice de sustinere a copertinei; grinzi purtatoare denumite GPU1+GPU2 si pane din otel marca OL52; (iii) fundatii izolate sub stalpi – fundatia este realizata dintr-un bloc de beton simplu si cuzinet din beton armat C 8/10 (Bc 10).

Analiza prin calcul a structurii proiectate: Amplasarea, dimensiunile si configuratia structurii au condus la realizarea unui model structural tip consola. Pentru incarcarile permanente, variabile si speciale s-au considerat valori in conformitate cu caracteristicile ampla­samentului: (i) zona vant C conform STAS 10101/20; (ii) zona zapada C conform STAS 10101/21; (iii) zona intensitate seismica C conform P100, Ks = 0.2, Tc = 1,5s.

La elaborarea solutiilor, s-au avut in vedere urmatoarele aspecte: realizarea unei structuri usoare; intretinerea usoara; obtinerea unei imagini arhitecturale moderne; reali­zarea unei structuri modulate ce scade costul investitiei si contribuie la o usoara punere in opera a elementelor care se vor asambla.

Pasarelele metalice din statiile Pantelimon si Branesti vor fi amplasate pentru traversarea liniilor de cale ferata de mare viteza. Sunt constructii noi, structura metalica spatiala, categoria de importanta deosebita B, clasa de importanta II, rezistenta la foc.

a. In statia CF Pantelimon, pasarela se va amplasa la km 16 + 283,20, pentru accesul la peronul nou dintre liniile 3 si 4 proiectate. Latimea peronului intermediar este de 5,65 m, rezultand un gabarit al scarii de acces la pasarela de 1,80 m, cu o pozitionare axata si doua culoare de trecere pe langa piciorul pasarelei de 1,95 m. Distanta de la marginea peronului liniei 1 si piciorul pasarelei este de 2,50 m.

b. In statia CF Branesti pasarela se va amplasa la km 29 + 790,00, pentru traversarea calatorilor peste liniile de cale ferata de la peronul liniei I la peronul intermediar nou dintre liniile 4 si 5 proiectate. Latimea peronului intermediar este de 6,87 m si au rezultat doua culoare de trecere pe langa piciorul pasarelei de 2,5 m, pentru un gabarit al scarii de 1,80 m, si o pozitionare axata in lungul peronului. Distanta de la marginea peronului liniei 1 si piciorul pasarelei este de 2,50 m.

Cele doua pasarele vor avea o rezolvare structurala asemanatoare si o realizare a finisajelor si inchide­rilor identice.

Caracteristicile principale ale constructiei si dotarilor

Pasarela are o lungime de 21,20 m incluzand structura spatiala pe care se sprijina si traverseaza 3 linii curente. In vederea executarii nestan­jenite a lucrarilor, s-a adoptat o solutie cu o singura deschidere de 17,50 m si asigurarea gabaritului de electrificare pe verticala de 7.300 mm (raportat la NSS).

Scarile pasarelei sunt alcatuite din 3 rampe cu cate 14 trepte de 16,5 x 30 cm fiecare si doua podete intermediare de 1,40 m latime. Gabaritul interior al scarii este de 1,50 m si se intinde pe o lungime de 13,80 m pana la structura spatiala de rezemare (piciorul pasarelei). Lungimea totala a rampei scarii, inclu­zand piciorul de sustinere al pasarelei si al scarii este de 19,87 m.

Gabaritul pasarelei pe podul de traversare este de 2,25 m si a fost calculat pentru un flux de 1.400 pers./h (conform STAS 1844).

La exterior, inchiderea pasarelei se va realiza cu profile usoare de tamplarie din aluminiu, montate pe structura de rezistenta. In aceste rame vor fi montate panouri de plexi­glas de 12 mm grosime, speciale pentru exterior. Panourile de plexiglas vor fi transparente atat la peretii laterali verticali ai inchiderii, cat si in planul acoperisului, fiind un material care este rezistent la impact, la intemperii si agenti chimici. Inchiderea pasarelei se va realiza sub forma unui cub rotit cu un unghi de aproximativ 350 fata de structura de rezistenta, avand o structura independenta. Acelasi unghi il face si scara de acces cu nivelul peronului, astfel realizandu-se panta de scurgere a apei si zapezii de pe acoperisul pasarelei. Apele pluviale de pe acoperisul scarii de acces vor fi colectate la jgheaburi dimensionate in functie de cantitati estimative si apoi prin burlane la conducte subte­rane de colectare. Tamplaria exterioara din aluminiu va fi acoperita galvanic in culoare albastru marin. Pasarela va avea accesul liber, nefiind prevazute usi la nivelul peronului.

Structura pasarelei pietonale este o carcasa metalica spatiala alcatuita din doua ferme metalice (grinda cu zabrele) cu interaxul de 2,25 m si inaltimea de 2,60 m, avand contravantuiri la partea superioara, antretoaze si platforma de circulatie la cea inferioara, fig. 3.

Traveea pietonala este realizata dintr-o platforma orizontala din tabla cutata autoportanta, ce reazema pe o retea de antretoaze dispuse la 1.200 mm interax. Se va turna un strat de beton clasa C20-25 (Bc25) de grosime 10 cm, slab armata cu o plasa cu ochiuri de 10×10 cm. Tabla cutata prezinta lateral striatii pentru marirea aderentei.

Pentru scarile de acces s-a adoptat solutia alcatuirii lor dintr-o structura tubulara spatiala tip FIRENDEL, cu latimea de 1,65 m si inaltimea de 2,97 m, treptele si podestele reali­zate din tabla groasa, structura scarii urmand a fi fixata de montantii grinzii purtatoare.

Asamblarea suprastructurii se va realiza total sau partial la sol, urmand sa fie montata cu una sau doua macarale feroviare in intervalul de inchidere a circulatiei aprobate. In cazul defalcarii in doua tronsoane, se va realiza un reazem intermediar provizoriu.

Infrastructura pasarelei este formata din doua pile metalice cu o structura spatiala alcatuita din stalpi, rigle si platforma superioara pe care se reazema tablierul, respectiv scarile de acces.

Fundarea este directa prin blocuri de beton simplu si armat. Conform studiilor geotehnice, in ambele situatii fundarea este intr-un strat de argila prafoasa plastic vartoasa.

Amplasarea, dimensiunile si configuratia structurii au condus la realizarea unui model structural alcatuit din elemente dublu articulate. Pentru incarcarile permanente, variabile si speciale, s-au considerat valori in conformitate cu caracteristicile amplasamentului: zona vant C conform STAS 10101/20; zona zapada C conform STAS 10101/21; zona intensitate seismica C conform P100, Ks = 0,2, Tc = 1,5 s).

La elaborarea solutiilor pentru tablierul metalic, cat si pentru scarile de acces, s-au avut in vedere urmatoarele aspecte: realizarea unei structuri usoare; intretinerea usoara a suprastructurii pietonale; obtinerea unei imagini arhitecturale moderne; realizarea unei structuri modulate ce scade costul investitiei si contribuie la o usoara punere in opera a elementelor care se vor asambla.

Un tunel pietonal se va amplasa in statia Baneasa, km 6+831. El face legatura intre peronul de la linia I si peronul nou intermediar, amplasat intre liniile de cale ferata proiectate 3 si 4.

Dimensiunile tunelului: latimea libera interioara este de 4,0 m; inaltimea libera interioara: 2,70 m; lungime: 28,55 m; numar de scari: 3. Lucrare noua. Structura de beton armat monolit – la tunel si structura metalica – la acoperisul scarii. Categoria de importanta – C. Clasa de importanta conform P100, III. Gradul de rezistenta la foc conform P118 la tunel grad I rezistent la foc, la acoperire scara 1 gradul V rezistent la foc.

Descrierea solutiei de rezistenta

Structura de rezistenta a tunelului pietonal este un cadru inchis din beton armat, fig. 4. Tunelul trece pe sub trei linii de cale ferata, dintre care liniile 2 si 3 sunt linii curente de mare viteza. Pentru calculul tunelului s-au considerat solicitarile date de impingerea pamantului si din convoiul de cale ferata tip P10. Ambele scari ale tunelului sunt acoperite cu copertine impotriva apelor pluviale.

Conform studiului geotehnic (foraje executate in zona amplasamentului), fundarea se face in stratul de argila prafoasa plastic vartoasa, cu o presiune conventionala de calcul p. conv. = 250 kPa. Cota de fundare variaza intre – 5,10 m si – 5,38 m, datorita pantei longitudinale a tunelului de 1%. Cota ±0,00 = (88,30) este cota nivelului superior al sinei caii ferate. Panza de apa freatica nu a aparut in sondaje pana la 8,0 m.

Betonul armat din tunel si scari este de clasa C12/15 cu grad de permeabilitate P410, realizat cu ciment Portland I – 32,5, raport apa- ciment = 0,60, consistenta T3 si agregate intre 0 ± 31 mm. Armarea tunelului s-a prevazut cu PC 52 si OB 37, iar la scari numai cu OB 37. Atat tunelul, cat si scarile sunt hidroizolate cu folii din mase plastice tip PVC Hidroizolatia consta dintr-un material geotextil, o folie din PVC translucid de 2 mm grosime si o folie din PVC neagra de 1,5 mm grosime. Atat fundatia pentru tunel, cat si pentru scari este din beton simplu clasa C 6/7,5 realizat cu ciment Portland compozit II A – 32,5, raport apa-ciment = 0,75 consistenta T3 si agregate intre 0 ± 31 mm.

Intrucat circulatia trenurilor pe aceste linii de cale ferata nu poate fi intrerupta pe perioada executiei, s-a prevazut introducerea a trei poduri provizorii G15, care impun restric­tio­narea vitezei de circulatie la 30 km/h. Fundatiile podurilor provizorii G15 se executa cu ajutorul unor podete U5.

Toate aceste lucrari impreuna cu multe alte amenajari au inceput sa fie executate din 2006.

Bibliografie

C. Bucur, D. Zdrenghea, I. Moise – Modernisation of a railway tunnel for high speed. Case study –  Romania – IABSE Symposium 2003, Structures for High Speed Railway Transportation, ANT155/pe CD, Proceedings pp. 186-187, ISBN 3-85748-109-9/Belgia, august 27-29, 2003, Antwerp, Belgia.

G. Dragomir – European transport corridors. Romanian railway substructure modernising projects for Corridor IV – Helsinki – Revista Cailor Ferate Romane, nr. 1-2/2000, pp 3-7.

V. Fierbinteanu, A. Ardelea, C. Bucur, A. Rus – Verificarea structurii unui acoperis de tip paraboloizi  hiperbolici, Revista Cailor Ferate, Anul 86 nr.5-6 / 1999 pp:52-57 ISSN 1220-868X.

A. Rus, C. Balan, H. Kober, C. Bucur – Structures with high seismic risk – Case Study Passenger  Building, Romania – Durability and maintenance of concrete structures, International Symposium – Proceedings pp. 139-246, Ed. Secon HDGH – oct. 2004 Croatia.

Reglementari tehnice in vigoare.

Proiect ISPCF Reabilitarea liniei de cale ferata Bucuresti-Constanta. Tronson Baneasa – Fundulea.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 32 – noiembrie 2007

Autori:
dr. ing. Aurel ARDELEA,
drd. ing. Anca RUS – ISPCT
prof. dr. ing. Carmen BUCUR – UTCB