Podurile rutiere peste canalele navigabile – o cotitura radicala in conceptia acestor tipuri de lucrari (III)

(Continuare din nr. 185, octombrie 2021)

Continuarea construirii canalului Dunare – Marea Neagra cu ramura de nord, sub denumirea Canalul Poarta Alba – Midia, Navodari, in lungime de 32,2 km, a necesitat realizarea a inca trei poduri rutiere peste canal, si anume:

• Podul peste canalul Poarta Alba – Midia, Navodari la Poarta Alba, pe DN 22C;
• Podul peste canalul Poarta Alba – Midia, Navodari la Ovidiu, pe DN 2A;
• Podul peste canalul Poarta Alba – Midia, Navodari la Navodari, pe drumul local 86.

Podul de sosea peste canalul Poarta Alba de la Poarta Alba pe DN 22C Cernavoda – Constanta

Descrierea lucrarii

Podul de sosea peste canalul Poarta Alba – Midia, Navodari este amplasat pe DN 22C la intrarea in localitatea Poarta Alba dinspre Cernavoda, in zona intersectiei dintre ramura de nord si cea de sud a canalului Dunare – Marea Neagra, la o distanta de cca 200 de metri de aceasta intersectie. Latimea senalului navigabil in aceasta zona este de 70 de metri, iar malurile acestuia sunt prevazute cu taluzuri cu panta de 1: 3,5.

Pentru podul rutier peste acest canal s-a impus o deschidere teoretica de calcul de 110 m. Solutia adoptata pentru suprastructura podului principal peste canal este aceea de tablier tip Langer, cu arce metalice si grinzi de rigidizare legate intre ele cu tiranti verticali, similara cu cea de la podul din Medgidia, dar cu o deschidere mai mica cu 20 de metri. Grinzile de rigidizare, antretoazele si longeronii din metal conlucreaza cu dala carosabila din beton armat precomprimat, sporind eficienta economica a structurii. Lungimea totala a tablierului principal de suprastructura este de 111 m.

Podul rutier peste canalul Poarta Alba – Midia, Navodari la Poarta Alba este compus din trei parti, si anume: podul principal peste canal, care acopera senalul navigabil; viaductul de acces de pe malul stang; viaductul de acces de pe malul drept. Lungimea totala a podului este de 171,35 m, masurata intre fetele interioare ale zidurilor de garda de la culeele de capat (fig. 29).

Podul principal peste canal consta din suprastructura tip Langer cu lungimea de 111,00 m, si infrastructura pe care reazema tablierul independent cu arce, grinzi de rigidizare si tiranti verticali. Suprastructura podului principal se compune din structura de rezistenta sub forma de tablier tip Langer si din calea pe pod. Structura de rezistenta este alcatuita din arce metalice, grinzi de rigidizare si antretoaze in conlucrare cu dala carosabila din beton armat precomprimat si din tiranti metalici verticali. Arcele tablierului au o curbura in forma de parabola in sens longitudinal cu sageata teoretica de 16,370 m (fig. 30), iar in sectiune transversala au o forma dreptunghiulara cu latimea de 1.800 mm si inaltimea constanta de 1.015 mm (fig. 31).

Tirantii de legatura dintre arce si grinzile de rigidizare sunt confectionati din bare rotunde de otel cu diametrul de 120 mm si sunt prinsi de arce cu buloane SIRP si cu bolt cu diametrul de 160 mm la imbinarea cu grinzile de rigidizare.

Calea pe pod este prevazuta cu o parte carosabila avand latimea de 14,00 m (pentru patru benzi de circulatie) si doua trotuare laterale cu latimea de cate 3,90 m fiecare (fig. 30).

Infrastructura podului principal este compusa din cele doua pile de pe malurile canalului, pe care reazema atat suprastructura independenta a tablierului tip Langer, cat si suprastructurile adiacente ale viaductelor de acces.

Elevatiile pilelor principale ale podului sunt alcatuite din beton armat si au o sectiune dreptunghiulara triplu casetata in plan orizontal.

Fundatiile acestor pile sunt alcatuite din cate 10 piloti forati cu diametrul de 1,50 m fiecare, legati la capetele superioare cu radiere din beton armat cu grosimea de 3,00 m.

Viaductul de acces de pe malul stang are o singura deschidere cu lungimea de 30,00 m.

Suprastructura viaductului este compusa din structura de rezistenta constituita din grinzi prefabricate precomprimate tronsonate cu inaltimea de 1,80 m, antretoaze si fasii de dala carosabila din beton armat, care asigura monolitizarea elementelor intr-un tot unitar.

Infrastructura acestui viaduct este compusa dintr-o pila de viaduct din beton armat si din culeea „inecata” cu ziduri intoarse din beton armat si tablier sub forma de dala carosabila care reazema pe culeea inecata si pe pila de viaduct (fig. 29).

Viaductul de acces de pe malul drept are o alcatuire absolut similara cu cea a viaductului de pe malul stang, vazuta in oglinda.

Tehnologii de executie

Toate fundatiile infrastructurii podului de la Poarta Alba au fost indirecte, fiind realizate din piloti forati de diametru mare, legati la capetele lor superioare cu radiere din beton armat cu grosimea de 3,00 m la pilele podului si de 2,00 m la pilele si culeele viaductului, pe care au rezemat elevatiile elementelor de infrastructura.

Radierele din beton armat ale fundatiilor s-au executat in incinte excavate in general fara sprijiniri.

Elevatiile cu fruct invers ale pilelor de viaduct au fost executate tot in conformitate cu o tehnologie noua, cu ajutorul unor cofraje cataratoare rabatabile, proiectate special intr-o solutie inovatoare. Folosirea acestor cofraje a asigurat o calitate deosebita a lucrarilor si sporirea substantiala a productivitatii muncii.

Armarea elevatiilor pilelor s-a prevazut a se realiza cu carcase sudate montate cu macarale corespunzatoare.

Montarea grinzilor prefabricate avand greutati de 70 tf si lungimi de pana la 30 m s-a facut cu ajutorul macaralelor de mare capacitate corespunzatoare.

Tehnologii speciale cu caracter inovator au fost aplicate la asamblarea si montarea tablierului metalic tip Langer. Astfel, tablierul a fost proiectat sub forma de subansambluri transportabile pe calea ferata. In vederea asamblarii si montarii acestui tablier a fost conceputa o platforma speciala de asamblare pe malul drept, in zona axului longitudinal al podului. Platforma a fost prevazuta cu blocuri de beton fundate corespunzator pentru sustinerea subansamblurilor de grinzi principale si ale turnurilor metalice provizorii in sectiunile de imbinare a arcelor metalice, cu cai de rulare echivalente cu cele de cale ferata, cu carucioare de rulare cu capacitatea de 200 tf, cu troliu electric de 20 tf pentru tragerea tablierului si sisteme de cabluri formand palane cu multiplicarea fortei de tragere a troliului de trei ori.

Imbinarile de santier s-au executat prin sudare la elementele mai importante (arce, grinzi de rigidizare, antretoaze casetate de capat, console de ridicare a tablierului in vederea schimbarii aparatelor de reazem) si cu suruburi de inalta rezistenta (SIRP) la celelalte elemente (antretoaze intermediare, longeronii principali si secundari, tirantii verticali la imbinarea cu arcele).

Conectorii pentru realizarea conlucrarii dintre elementele metalice si platelajul din beton armat precomprimat s-au sudat automat cu ajutorul unui dispozitiv special de sudat bolturi.

Pentru montarea tablierului metalic pe aparatele de reazem au fost efectuate urmatoarele operatiuni:

• asamblarea tablierului metalic pe platforma special amenajata de pe malul drept;
• lansarea tablierului metalic peste canal;
• ridicarea tablierului metalic prin metoda sub-betonarii;
• asezarea tablierului pe aparatele de reazem.

Asamblarea tablierului metalic pentru realizarea structurii spatiale Langer s-a facut cu ajutorul macaralelor cu capacitati corespunzatoare. Atat arcele cat si grinzile de rigidizare au fost compuse din cate 5 subansambluri. Joantele de imbinare prin sudare dintre subansamblurile grinzilor de rigidizare s-au pozitionat aproximativ in aceleasi sectiuni cu cele ale arcelor, astfel incat blocurile din beton pe care rezemau subansamblurile grinzilor de rigidizare sa serveasca si pentru rezemarea turnurilor provizorii de sustinere a subansamblurilor de arce, inlusiv a greutatii acestora.

Dupa realizarea tuturor imbinarilor subansamblurilor tablierului metalic s-au facut pregatirile in vederea lansarii acestuia peste albia canalului, in conformitate cu schema de lansare (fig. 33).

In acest sens, s-au realizat bazinele provizorii cu apa in zonele radierelor pilelor principale ale podului, s-a eliberat tablierul de toti suportii necesari asamblarii, s-au adaugat consolele provizorii ajutatoare de lansare cu lungimea de 10,00 m, s-a asezat tablierul pe cele patru carucioare de lansare cu capacitatea de 200 tf, s-a amenajat gabara plutitoare in vederea lansarii tablierului metalic peste albia canalului, s-a realizat sistemul de tractiune a tablierului cu troliu electric avand capacitatea de 20 tf si s-a facut anfilarea cablurilor necesare, formand un palan de multiplicare a fortei de tragere de trei ori (fig. 34).

Schema lansarii tablierului metalic peste albia canalului este prezentata in figura 35.

Pentru lansarea tablierului avand o masa totala de cca 800 de tone (inclusiv cofrajele si armaturile pentru turnarea platelajului din beton armat precomprimat) peste oglinda apei cu latimea de cca 90 de metri, s-a folosit de aceasta data o gabara plutitoare cu capacitatea de 500 tdw. Gabara plutitoare s-a amenajat similar cu platforma plutitoare alcatuita din pontoane KS3 necesara pentru lansarea tablierului metalic peste canalul Dunare – Marea Neagra de la Medgidia (fig. 36).

Lansarea peste albia canalului Poarta Alba – Midia, Navodari s-a efectuat pe directia axei longitudinale a podului la nivelul superior al radierelor elementelor de infrastructura, exceptand culeea dinspre Cernavoda de pe malul stang, unde a fost executata in prealabil si elevatia, care a servit la ancorarea troliului electric de tragere a tablierului in timpul lansarii (fig. 37).

Durata lansarii tablierului metalic tip Langer al podului de la Poarta Alba peste albia canalului a fost de cca o ora si jumatate. In timpul operatiei de lansare peste canal, trenul de persoane care trecea peste podul de cale ferata deja executat a oprit vreme de cca 5-10 minute, pentru ca pasagerii din tren sa admire spectacolul unic ce tocmai se desfasura in fata lor (fig. 38).

Dupa lansarea tablierului metalic peste canal si punerea in siguranta prin asezare pe reazeme provizorii, a urmat operatia de ridicare a acestuia prin metoda sub-betonarii simultane in trepte de un metru din inaltimea elevatiilor pilelor principale (fig. 39).

Calajele de urmarire si de rezemare provizorie a tablierului in decursul operatiei de ridicare erau alcatuite din boltari din beton armat de forma paralelipipedica, cu lungimea de 80 cm si sectiunea patrata cu latura de 20 cm, pentru a putea fi manipulate manual de catre doi muncitori. Ridicarea tablierului s-a realizat cu 4 vinciuri hidraulice cu capacitatea de 300 tf fiecare, pozitionate sub consolele de ridicare pe calaje similare cu cele de urmarire a ridicarii asezate in zonele aparatelor de reazeme definitive (fig. 40).

Cand s-a ajuns la cota definitiva de ridicare, in zonele aparatelor de reazem s-a turnat betonul de cuzinet in care s-au incastrat ancorele placilor de rezemare ale aparatelor de reazem definitive, iar cu ajutorul vinciurilor hidraulice cu capacitatea de 300 tf s-a asezat definitiv tablierul pe aparatele de reazem.

A urmat executia etapizata a platelajului din beton armat precomprimat in conformitate cu o tehnologie de betonare si precomprimare speciala, care a condus la obtinerea unor avantaje tehnico-economice notabile. In final s-au executat elementele caii pe pod si s-a facut testarea „in situ” a podului principal cu convoaiele de calcul (fig. 41).

Aspectele podului dupa punerea in functiune sunt prezentate in figurile 42 si 43.

Construirea viaductelor de acces nu a pus probleme deosebite, toate procesele de executie fiind obisnuite, ca la lucrarile similare de poduri: piloti forati de diametru mare pentru fundatii realizati cu instalatiile consacrate in acest sens; radiere din beton armat turnate in cofraje asezate in sapaturi deschise pe maluri si in incinte de palplanse in contact cu apa din canal, elevatii de culee din beton armat turnat in cofraje clasice; elevatii de pile din beton armat turnat cu ajutorul cofrajelor cataratoare. La pilele podului s-a aplicat turnarea betonului in tronsoane succesive cu inaltimea de un metru, concomitent cu ridicarea tablierului la nivelul proiectat, prin asa-numita procedura de ridicare a tablierului podului „metoda subzidirii”, sau, mai corect, „metoda sub-betonarii”.

(Va urma) 

Autor:
ing. Victor POPA – Membru titular ASTR, Presedinte CNCisC

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 186 – noiembrie 2021, pag. 58