Amenajarea zonei verzi si de agrement Parcul Tineretului – Padurea Clujenilor

Recentul proiect de infiintare si dezvoltare a zonei de agrement Parcul Tineretului – Padurea Clujenilor (situat in Cluj-Napoca, pe o suprafata de 213.004 mp) include si realizarea unei pasarele pietonale peste o ravena care sa lege traseele pietonale din interiorul parcului. Pe langa utilitatea sa din punct de vedere tehnic, pasarela are si o pronuntata valenta estetica, dat fiind ca le ofera pietonilor o exceptionala vedere panoramica, urmand a facilita observarea si explorarea eco-sistemului nou creat.

In urma studiilor geotehnice a fost identificat stratul de pamant optim pentru incastrarea infrastructurii realizate pe piloti forati.

Solutia tehnica adoptata la pasarela este de arc cu tirant, o structura in care compresiunea arcului este echilibrata de o forta de tractiune care se dezvolta in tirant, fara a genera impingeri laterale la capetele arcelor, asemenea grinzilor simplu rezemate. Eliminand fortele orizontale de la nivelul culeelor, rezulta niste infrastructuri mai putin masive, preluand doar eforturi axiale.

Fortele preluate de tablier sunt transmise arcelor prin intermediul tirantilor.

Pentru alegerea materialului s-a avut in vedere prevederile SR EN 1993-1-10: Eurocod 3. In consecinta, se vor utiliza oteluri cu continut scazut de carbon, conform normelor EN 10025-1…6.

Dimensionarea structurii s-a facut analizand mai multe cazuri de incarcare, combinand actiunea aglomerarilor de oameni cu actiunea vantului si greutatea proprie. Pasarela are o deschidere de 30 m si sageata la cheie de 5 m, dispusa la 4 m intre nasteri, fiind realizata sub forma de arc de cerc, inclinata usor la 10 grade inspre interior fata de verticala. Arcul este realizat din teava patrata RHS 320×16 mm, otel S355 M/ML iar grinzile tirant sunt alcatuite din profile laminate HEA 300, S355, au o contrasageata la mijlocul deschiderii de 30 cm, ajutand la scurgerea apelor de pe cale, totodata avand si rol estetic. Sunt solidarizate prin intermediul antretoazelor IPE 200, S355 si a contravantuirilor inferioare din corniere cu aripi egale L60x8, S275.

Fiecare grinda tirant este impartita in 3 ansambluri, doua de capat si unul central. Acestea se vor monta pe santier prind imbinare cu placi de capat, utilizand suruburi nepretensionate din grupa 10.9, cu diametru de 20 mm.

Antretoazele elemente structurale sunt alcatuite din profile laminate IPE 200, otel S355M/ML.

Tirantii PFEIFER sunt realizati din cablu de otel d = 30 mm si sunt ancorati de talpa, respectiv de arc prin intermediul unor placute metalice.

Contravantuirile in X sunt din teava rotunda CHS 139.7×5 mm, S275, avand nasterile legate (sudate) de grinzile tirant HEA 300, prin intermediul unei placi pentru sporirea latimii grinzii tirant. Imbinarea cu arcele se va face cu suruburi nepretensionate din grupa 10.9, cu diametru de 16 mm.

Calea pe pasarela va fi formata din 4 ansambluri alcatuite din placi metalice, cu striatii la partea superioara pentru sporirea aderentei si cu rigidizari, la partea inferioara, din corniere cu aripi egale L60x8, S275. Ansamblurile se monteaza pe santier prin prinderea cu suruburi nepretensionate din grupa 8.8, cu diametru de 12 mm.

Varianta optima de fundare este cea cu fundatii indirecte prin executia a 2 culei fundate pe 3 piloti fiecare, cu diametrul 60 cm, beton C25/30, L = 11 m. Lumina intre fetele zidurilor de garda este de 30,321 m. Distanta necesara va fi respectata pentru a mentine dimensiunea rosturilor de dilatatie stabilite in proiect de 5 cm si pentru fixarea suprastructurii pe aparatele de reazem fara a genera in aceasta eforturi suplimentare.

Armarea pilotilor se face cu carcase de armatura formate din bare longitudinale, freta, inele de rigidizare si patine.

Barele longitudinale vor avea diametrul de 20 mm, vor fi in numar de 8 in sectiunea pilotului si se sudeaza pe inelele de rigidizare dispuse in lungul carcasei.

Armarea transversala se executa cu freta avand diametrul de 10 mm. Pasul fretei va fi de 20 cm. Fixarea barelor longitudinale pe inele si a fretei pe bare se poate face prin puncte de sudura.

Pentru centrarea carcasei de armatura in gaura de foraj, pe barele longitudinale ale carcasei, la exterior, se monteaza distantieri sub forma unei patine din otel-beton, cate 3 bucati in sectiune, puse la distanta de 2 m.

Pilotii se vor solidariza printr-un radier de beton armat de 80 cm inaltime, dimensiuni in plan de 5×3,3 m, beton C25/30; pilotii se vor incastra in radier 10 cm si, pentru evitarea strapungerii betonului din radier, barele longitudinale din piloti se vor evaza, conform planselor din detaliile de armare.

Aparatele de reazem alese sunt din neopren: pe o culee aparate din neopren fixe, pe cealalta culee aparate mobile. Dimensiunile in plan ale aparatelor de reazem sunt 300 mm x 150 mm; aparatele mobile au inaltimea de 41 mm, cele fixe 19 mm.

Date de baza

Parametrii geotehnici utilizati in calcul in vederea realizarii pasarelei pietonale s-au adoptat avand la baza studiile geotehnice puse la dispozitie de catre SC CAPE GEOTEHNICA SRL si sunt redate in fig. 1 – 2.

Varianta optima de fundare este cea cu fundatii indirecte prin executia a 2 culei fundate pe 3 piloti fiecare, cu diametrul 60 cm, beton C25/30, L = 11 m. Lumina intre fetele zidurilor de garda este de 30,321 m, iar distanta necesara trebuie riguros respectata pentru a mentine dimensiunea rosturilor de dilatatie stabilite in proiect (5 cm) si pentru fixarea suprastructurii pe aparatele de reazem fara generarea de eforturi suplimentare (fig. 3 – 5).

Schema statica echivalenta este prezentata in figura 6.

Evaluarea incarcarilor

Conform SR EN 1991-2/2006, pentru calcularea pasarelelor si trotuarelor podurilor din localitati se considera o incarcare uniform distribuita de 5.000 N/m2 (5 kN/mp) reprezentand aglomerari de oameni si o incarcare din vehicule de serviciu de Q_sv1= 80 kN si Q_sv2 = 40 kN dispuse la 3 m interax in sens longitudinal, iar in sens transversal la 1,30 m. Coeficientii partiali de siguranta folositi pentru pasarele sunt γ_G = 1,35 pentru greutati proprii si γ_Qi = 1,5 pentru actiuni variabile conform EC 1. Pentru actiuni din vant s-au folosit ψ₀ = 0,3; ψ₁ = 0,2; ψ₀₂ = 0,0. Deformatia maxima admisa pentru pasarela s-a luat δ_max = L/600. Pentru predimensionarea elementelor si calculul sagetii maxime admise s-au realizat niste scheme de incarcare din aglomerari de oameni, greutate proprie, vant si vehicul.

Evaluarea incarcarilor s-a facut printr-un program de calcul automat si in urma unor combinatii de incarcari. Modurile de dispunere a acestora sunt prezentate in figurile 7 – 9.

Calculul solicitarilor

In urma rularii in program a cazurilor de incarcare rezulta valorile prezentate in figurile 10 – 15.

Dimensionarea elementelor

In urma evaluarii momentelor, a fortei axiale din tiranti, a deformatiei maxime admisibile, pasarela pietonala se va compune din urmatoarele elemente:

• doua arce alcatuite din teava patrata RHS 320×16 mm, otel S355 M/ML, inclinate 10 grade;
• contravantuiri in X din teava rotunda CHS 139.7×5 mm;
• tiranti Pfeifer – elemente structurale cu diametrul de 30 mm, otel S355;
• grinzile tirant din profile laminate HEA 300, otel S355;
• antretoaze IPE 200, otel S355;
• contravanturi inferioare din corniere cu aripi egale L60x8, otel S275;
• montarea ansamblelor se va face cu suruburi grupa 10.9, cu diametru de 20 mm;
• calea pe pasarela din placi metalice cu rigidizari la partea inferioara din corniere cu aripi egale L60x8, otel S275;
• fundatii indirecte prin executia a 2 culei fundate pe 3 piloti fiecare, cu diametrul 60 cm, beton C25/30, L = 11 m;
• barele longitudinale vor avea diametrul de 20 mm, vor fi in numar de 8 in sectiunea pilotului;
• armarea transversala se executa cu freta avand diametrul de 10 mm;
• pilotii se vor solidariza printr-un radier de beton armat de 80 cm inaltime, dimensiuni in plan de 5×3,3 m, beton C25/30.

CONCLUZII

In urma realizarii calculelor cu ajutorul programului de calcul structural putem trage urmatoarele concluzii:

• Conform diagramelor de deformatie realizate din program se poate observa faptul ca deformatia pasarelei este cea mai mare in cazul C1 de incarcare, care are o sageata δ_maxC1 = 42,29 mm fata de celelalte doua cazuri, C2 respectiv C3, care au δ_maxC2 = 21,88 mm si δ_maxC3 = 35,87 mm, ducand la concluzia ca incarcarea din greutate proprie si aglomerari de oameni pe jumatatea pasarelei este mult mai defavorabila ca incarcarea din greutate proprie si aglomerari de oameni pe intreaga structura, respectiv cea din vehicul de serviciu.
• Conform diagramelor de moment incovoietor rezultate din program, rezulta ca M_maxC3 = 45,8 kNm/m este momentul maxim pozitiv aferent cazului de incarcare C3 iar momentul maxim negativ M_maxC2 = -33,1 kNm/m este momentul maxim negativ aferent cazului de incarcare C2.

BIBLIOGRAFIE

1. MOGA, Petru, GUTIU, I. Stefan, MOGA, Catalin, DANCIU, D. Alexandra, SUCIU, Mircea, Pasarele pietonale metalice Vol. 2, Manual de proiectare;
2. BONDARIUC, V., BANCILA, R., BOLDUS, D., Poduri metalice, Vol. 1 – 2, Universitatea Tehnica Timisoara, 1997;
3. JANTEA, C., VARLAM, F., Poduri metalice. Actiuni si calcul. Casa Editoriala „Demiung”, Iasi, 1996;
4. SR EN 1993-1-1/2006 Eurocod 3, Proiectarea structurilor de otel, Partea 1-5: Elemente din placi plane solicitate in planul lor;
5. SR EN 1993-2/2007. Eurocod 3, Proiectarea structurilor de otel, Partea 2: Poduri de otel;
6. EUROCODE 3, Exemplu de calcul. Tempus Phare Project 01198, 1997.

Autori:
prof. dr. ing. Gavril Kollo – Universitatea Tehnica Cluj-Napoca, Facultatea de Constructii, Departamentul de Cai Ferate, Drumuri si Poduri
ing. Gligan Ardelean
ing. Cristian Antal 

Citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 170 – iunie 2020, pag. 22