Structuri cu arce metalice si grinzi de rigidizare tip Langer sau Nielsen folosite pentru realizarea podurilor (III)

CAP. 1: ANALIZA CRITICA A STRUCTURILOR CU ARCE SI GRINZI DE RIGIDIZARE TIP LANGER SI NIELSEN PENTRU PODURI RUTIERE, CU EXEMPLIFICARI DE LUCRARI REMARCABILE REALIZATE IN TARA SI PESTE HOTARE (III)

(continuare din numarul 200, martie 2023)

Continuam si in acest numar prezentarea unor poduri si pasarele deosebite cu structuri tip Langer construite cu precadere in a doua jumatate a secolului trecut in lume – indiferent ca vorbim despre Germania, Japonia, SUA sau Olanda, proiectantii au fost unanimi in a aprecia avantajele acestui sistem constructiv pentru suprastructurile cu deschideri mijlocii si mari si nu au ezitat sa-l utilizeze in asocieri adesea foarte creative.

Tot in Germania s-au executat si o serie de pasarele cu grinzi Langer deosebit de interesante. Din aceasta grupa, o lucrare demna de amintit este Pasarela si podul de conducte peste raul Main langa Frankfurt. Tablierul este alcatuit dintr-un arc metalic casetat, bifurcat catre nasteri (fig. 1.41) si grinda de rigidizare cu placa ortotropa (fig. 1.42). Tirantii din otel rotund ϕ 50 mm sunt inclinati in sens transversal podului (fig. 1.43) [120].

Pasarela pe strada-alee in Wanne – Eickel, peste canalul Rhein – Herne este primul pod cu structura Langer cu arc pe mijlocul caii. Tablierul metalic cu arc semicasetat si tiranti rigizi are o deschidere de 62,00 m (fig. 1.44) si o latime de cale de 3,52 m (fig. 1.45). Calea pietonala este impartita in doua benzi de cate 1,60 m latime fiecare (fig. 1.44 si 1.45) [43].

Lucrarea a fost executata in anul 1952, iar proiectul si incercarile acesteia au stat la baza proiectarii unui pod hobanat la Düsseldorf, cu deschiderea de 250,00 m si cu hobanele pe mijlocul caii.

Alte poduri remarcabile cu structuri Langer construite in lume care merita a fi amintite sunt:

• Podul rutier „ Tenno” peste raul Old Kitakami, pe soseaua secundara Hachinoe – Sendai, intre localitatile Kawakita–machi si Kawaminami–machi (Japonia), construit intre 1956 – 1959. Lungimea totala a podului este de 367,70 m, iar deschiderea tablierului cu grinzi Langer este de 112,00 m. Tablierul este contravantuit la partea superioara in sistem romboidal (fig. 1.48). Acest pod este citat in literatura de specialitate ca exemplu reprezentativ de solutie economica [127].

• Podul rutier nr. 2 dintre insulele Amakusa si Kyushu (Japonia) cu deschiderea de 156,00 m, avand grinda de rigidizare cu zabrele si arcele contravantuite la partea superioara (fig. 1.49) [128]

• Podul rutier nr. 5 dintre insulele Amakusa si Kyushu (Japonia) cu deschiderea de 119,00 m, avand arce din doua tevi cu diametrul de 1,80 m

Aceste doua poduri executate intre anii 1962 – 1966 fac parte dintr-un grup de cinci poduri, care leaga cele doua insule sus amintite.

• Podul de conducte peste raul Fuji la Fujikawa Cho, orasul Fuji (Japonia), construit intre anii 1969 – 1970, este cel mai lung pod de conducte din lume cu structuri Langer. Podul are 10 tabliere cu deschiderea de 102,00 m fiecare (fig. 1.50 – 1.52). Grinzile de rigidizare sunt alcatuite chiar din conductele prin care trece apa de alimentare. Tablierele sunt contravantuite la partea superioara (fig. 1.53) [126].
  

• Podul rutier Izumi – Ohtsu langa Osaka (Japonia), construit in anul 1976, are arcul pe mijlocul caii si este realizat cu tiranti rigizi (fig. 1.54, 1.55).

Deschiderea tablierului este de 172,75 m. Intreaga structura asamblata pe mal a fost montata in deschidere cu ajutorul unei macarale plutitoare de mare capacitate.

• Podul rutier „Narita” peste Nekona (Japonia), proiectat si construit in anul 1981, are o lungime totala de 178, 00 m si un tablier tip Langer cu deschiderea de 98,50 m (fig. 1.56) [78].

Desi traseul caii pe pod este in curba cu raza de 1.200 m si este oblic la 35° fata de cursul de apa pe care il traverseaza, arcul este amplasat pe mijlocul caii, iar tirantii de sustinere sunt rigizi (fig. 1.57 si 1.58). 

• Podurile rutiere peste canalul Twenthe (Olanda), construite in prima jumatate a secolului XX, au tablierele cu grinzi Langer din beton armat cu deschiderea de 67,00 m, laţimea caii de 8,00 m şi sageata arcului de 13,00 m. Unul dintre poduri are contravantuiri superioare romboidale, iar celalalt este contravantuit cu bare in sistem Vierendeel (fig. 1.59, 1.60), [52].

• Podul rutier Fuji – Ohashi (Japonia), construit intre anii 1985 – 1986, a inlocuit un pod mai vechi datand din anii 1952 – 1953, care avea o parte carosabila de numai 5,90 m, fara trotuare, iar in timp suferise deteriorari importante. Noul pod are un tablier metalic tip Langer cu deschiderea de 175,00 m si latimea caii de 12,00 m.

• Podul rutier peste fluviul Ohio intre Newport (Kentucky) si Cincinnati (Ohio) in SUA, intrat in functiune in anul 1976, are doua tabliere metalice tip Langer juxtapuse avand deschiderea de 231,65 m si sageata arcelor de 45,72 m (fig. 1.61, 1.62). Fiecare tablier sustine cate o cale, avand partea carosabila cu latimea de 10,973 m si trotuare de 3,048 m si respectiv 1,600 m latime (fig. 1.62). Tablierele sunt prevazute cu contravantuiri superioare dispuse triunghiular. Platelajul podului din beton armat reazema pe lonjeronii in forma de I asezati deasupra antretoazelor si este divizat in cinci tronsoane separate prin rosturi de dilatatie practicate si in lonjeroni. Antretoazele sunt suspendate de arc cu tiranti verticali din cabluri avand diametrul variabil de la 70 mm la 76 mm [3].

• Noul pod de cale ferata dintre Düsseldorf si Neuss (Germania) este un exemplu reprezentativ de fructificare creativa a structurilor tip Langer.

Tablierul principal, alcatuit dintr-o grinda cu zabrele continua pe doua deschideri de 135,50 m si respectiv 250,00 m, este rigidizat in deschiderea mare cu doua arce inclinate spre cheie si unite la partea superioara prin bare tip Vierendeel (fig. 1.63 si 1.64).

Grinda cu zabrele continua pe cele doua deschideri are o alcatuire triunghiulara din bare casetate imbinate prin sudura. Tirantii de sustinere sunt asezati in planuri verticale transversale amplasate in dreptul nodurilor superioare ale grinzii cu zabrele, dar sunt inclinati in sens transversal podului, facand legatura dintre arce si grinda de rigidizare cu zabrele.

Montajul grinzii de rigidizare cu zabrele s-a realizat prin asa-numitul procedeu „Taktschiebe – verfahren” (Procedeu de glisare in trepte), folosind doua prese hidraulice cu actionare electro-mecanica ce au asigurata o forta de impingere de 300 tf si o deplasare de 10 metri/ora (fig. 1.65). Pentru montaj s-a utilizat si o pila ajutatoare existenta de la un pod mai vechi.

Montajul arcelor s-a realizat, de asemenea, printr-un nou procedeu, utilizand reazeme speciale ridicatoare prin intermediul unor prese speciale amplasate in mijlocul caii.

Elementele uzinate ale arcelor au fost asamblate in amplasament pe jumatati de arc asezate pe reazeme provizorii, aproximativ la inaltimea talpilor superioare ale grinzii cu zabrele, unde s-au introdus si niste articulatii provizorii de montaj. Pentru asamblarea tronsoanelor uzinate s-au utilizat macarale Portal.

Dupa asamblarea jumatatilor de arc s-a facut ridicarea succesiva a acestora in pozitia finala, cu ajutorul reazemelor ridicatoare mentionate. Apoi, s-a efectuat imbinarea arcelor, mai intai in zonele articulatiilor provizorii si apoi la cheie. A urmat montajul tirantilor de sustinere, fara efort in bare, intr-o ordine precis stabilita (fig. 1.66).

In scopul acesta, podul a fost descarcat treptat pe pila ajutatoare si in final eliberata rezemarea provizorie pe aceasta pila, corespunzator montajului progresiv al tirantilor.

Podul a fost dat in exploatare in anul 1988. In final a rezultat o lucrare de pod remarcabila (fig. 1.67) cu un nou tip de structura denumita „grinda cu zabrele continua, rigida la torsiune, consolidata cu arce in deschiderea principala” sau, pe scurt, „arce Düsseldorf”, la care au fost utilizate atat alcatuiri noi, creative, cat si noi tehnologii de montaj cu totul aparte.

La baza alcatuirii acestei structuri spectaculoase si interesante au stat insa principiile de alcatuire a grinzilor Langer, care prevad elemente comune in ambele situatii: rigidizarea grinzilor prin suspendare cu tiranti verticali de arce asezate deasupra.

Asa cum se poate constata, seculara grinda Langer constituie o sursa importanta de inspiratie si creare a noi structuri eficiente si spectaculoase in acelasi timp.

(va urma)

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

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 201 – aprilie 2023, pag. 60-63