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

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 (IV)

(continuare din numarul 201, aprilie 2023)

Asa cum am vazut, sistemul Langer are ca elemente principale componente arcul, grinda tirant (sau grinda de rigidizare) si tirantii de sustinere verticali. Pornind de la acesta si in incercarea de a gasi metode mai bune de reducere a momentelor incovoietoare in arce din incarcarea temporara, dr. tech. O.F. Nielsen, inginer proiectant sef la firma daneza CHRISTIANI & NIELSEN in perioada 1904–1932, a conceput un nou sistem – structuri in arc cu tiranti de sustinere inclinati – asa-numitele structuri NIELSEN. Tirantii de sustinere inclinati reduc substantial momentele incovoietoare in arc din actiunea incarcarilor mobile si prin aceasta permit sa se simplifice substantial sectiunea arcului, in timp ce creste stabilitatea acestuia in planul curburii, ceea ce are importanta la arce cu grosimi mici.

In continuare vom trece in revista o serie de constructii reprezentative pentru acest tip de alcatuire.

3. Poduri cu structuri Nielsen

Podurile cu grinzi Nielsen sunt, de asemenea, foarte raspandite in lume, mai ales in Japonia.

In grupa acestor structuri sunt demne de amintit lucrarile de poduri prezentate succint in cele ce urmeaza:

• Podul peste raul Lot in orasul Castelmoron (sudul Frantei), dat in exploatare in anul 1933, este o structura Nielsen din beton armat realizata de firma Christiani & Nielsen S.A.F. Paris.

Podul este cu arce triplu articulate, nesimetric, cu deschiderea de 143,35 m. Doua dintre cele trei articulatii ale arcelor sunt amplasate la nivelul grinzii de rigidizare, iar a treia este la culeea din dreapta podului (fig. 1.68) [130].

Fig. 1.68: Podul Castelmoron. Elevatie

Arcele au latimea constanta de 1,00 m si inaltimea variabila de la 1,20 m la cheie pana la 1,50 m la nivelul articulatiilor din dreptul grinzii de rigidizare si 2,20 m la nivelul superior al fundatiei. Platelajul din beton armat sustine o parte carosabila de 5,50 m latime si doua trotuare pietonale cu latimea de 1,00 m fiecare. Contravantuirea superioara este alcatuita din bare din beton armat cu sectiunea dreptunghiulara dispuse in sistem triunghiular (fig. 1.69). Platelajul este suspendat de arce cu tiranti de sustinere inclinati, din otel rotund cu diametrul de 85 mm, dispusi in sistem triunghiular (fig. 1.70).

Fig. 1.70: Podul Castelmoron. Vedere generala

• Podul rutier peste Lule Alv la Harads (Suedia), executat in anii 1957 – 1958, are doua tabliere cu grinzi Nielsen cu deschiderea de cca 107,00 m fiecare. Lungimea totala a podului este de 223,10 m (fig. 1.71). Podul are o latime totala de 10,74 m. Partea carosabila cuprinsa intre arce este de 6,00 m (fig. 1.72) [130]. Grinzile de rigidizare si arcele sunt alcatuite din otel, iar platelajul este din beton armat. Tablierul este prevazut la partea superioara cu contravantuiri in sistem romboidal (fig. 1.72 si 1.73).

Fig. 1.71: Podul Harads. Elevatie

• Podul Ohnoura (Japonia), construit in anul 1973, are o deschidere de 195,00 m si tiranti inclinati din sarme paralele (fig. 1.74) [52].

Arcele sunt inclinate spre interior si unite la cheie, ca si la podul peste stramtoarea Fehmarn dintre Danemarca si Germania. La acest pod, intreaga structura metalica asamblata pe mal a fost transportata pe o barja in amplasament si asezata pe reazeme prin coborarea nivelului apei la reflux.

• Podul rutier Zuikoji (Japonia), construit in anul 1972 in localitatea Fukushima, are un tablier tip Nielsen cu deschiderea de 147,20 m si tiranti inclinati in sistem romboidal (fig. 1.75) [131]. Arcele si grinzile de rigidizare ale tablierului sunt alcatuite din casete metalice cu latimea de 960 mm. Casetele sudate au inaltimea constanta de 1.800 mm, iar grinzile de rigidizare au inaltimea de 1.500 mm.

Platelajul este alcatuit din beton armat si reazema pe lonjeronii si antretoazele in forma de I (fig. 1.76). Tirantii de sustinere sunt alcatuiti din cable rasucite inchise cu diametrul de 60 mm si sunt inclinati in sistem romboidal.

Arcele sunt contravantuite la partea superioara cu bare casetate Vierendeel (fig. 1.77). Calea pe pod are o parte carosabila cu latimea de 7,00 m si doua trotuare de 1,50 m latime fiecare.

• Podul rutier Tomoegawa (Japonia), construit in anul 1974 in localitatea Saitama, are un tablier tip Nielsen cu deschiderea de 171,00 m si tiranti inclinati in sistem romboidal (fig. 1.78).

Calea pe pod are o parte carosabila de 6,50 m latime si un trotuar de 1,50 m latime (fig. 1.79).

Arcele si grinzile de rigidizare ale tablierului sunt alcatuite din casete metalice cu latimea de 950 mm si inaltimea de 1.600 mm. Platelajul este alcatuit din beton armat si reazema pe lonjeroni si antretoaze in forma de I. Tirantii de sustinere sunt alcatuiti din cable rasucite inchise cu diametrul de 54 mm. Arcele sunt contravantuite la partea superioara cu bare casetate Vierendeel (fig. 1.80).

• Podul rutier Toki (Japonia), construit in anul 1979 in localitatea Nagasaki, are un tablier cu arce si grinzi de rigidizare in forma de I, cu tiranti de sustinere rigizi inclinati in sistem triunghiular (fig. 1.81) [131].

Fig. 1.81: Podul Toki. Elevatie

Deschiderea tablierului este de 138,60 m. Calea pe pod are o parte carosabila cu latimea de 6,50 m. Platelajul caii este alcatuit din beton armat in conlucrare cu lonjeronii si antretoazele in forma de I. Distanta dintre grinzile principale este de 8,60 m, iar sageata arcelor este de 20,00 m (fig. 1.82). Arcele tablierului sunt contravantuite la partea superioara cu bare asezate in sistem combinat – romboidal si Vierendeel (fig. 1.83).

• Podul rutier Kagamigawa (Japonia), construit in anul 1981 in localitatea Kohchi, are un tablier cu deschiderea de 180,00 m (fig. 1.84) si cu o latime a caii de 29,00 m (3,59 m + 10,50 m + 1,00 m + 10,50 m + 3,50 m) (fig. 1.85).

Arcele podului sunt casetate, iar grinzile de rigidizare sunt cu inima plina in forma de I. Platelajul este prevazut cu contravantuiri tip Vierendeel, alcatuite din tevi metalice. Tirantii de sustinere inclinati in sistem romboidal sunt alcatuiti din cable rasucite inchise (fig. 1.86).

• Podul rutier Nada in orasul Kobe (Japonia), construit in anul 1983, are doua deschideri acoperite cu tabliere tip Nielsen de 190,00 m lungime si respectiv 180,00 m deschidere de calcul. Lungimea totala a podului este de 370,00 m (fig. 1.87) [131].

Arcele casetate ale tablierului sunt inclinate spre interior si contravantuite la partea superioara cu bare metalice tip Vierendeel (fig. 1.89). Tirantii de sustinere inclinati in sistem romboidal sunt alcatuiti din cable rasucite inchise. Tablierele metalice independente reazema pe pile metalice cu forma triunghiulara si console (fig. 1.89).

Fig. 1.89: Podul Nada. Vedere general

• Podul combinat de cale ferata si sosea peste stramtoarea Fehmarn (Germania – Danemarca) a fost dat in folosinta in anul 1963. Podul are o lungime totala de 963,40 m si se compune din 7 travei de viaduct cu deschiderea de 102,00 m si o travee principala cu tablier tip Nielsen peste senalul navigabil, avand deschiderea de 248,40 m (fig. 1.90) [109], [132].

Fig. 1.91: Podul Fehmarnsund. Vedere transversal

Podul Fehmarnsund arata inca o cale de asigurare a arcelor la vant si la flambaj: cele doua arce sunt inclinate spre interiorul caii si unite la cheie (fig. 1.91), astfel incat creste rigiditatea la torsiune a structurii. Arcele sunt zvelte, in ciuda deschiderii mari si a incarcarilor de exploatare cu pondere mare (dimensiunile casetei metalice a unui arc sunt 1,90 m x 3,30 m).

Inclinarea arcelor si imbinarea lor la cheie sporeste rigiditatea la torsiune a structurii si in acest fel mareste stabilitatea generala a acesteia. Tirantii inclinati reduc momentele incovoietoare din arce si tablier.

Podul Fehmarnsund reprezinta inca o lucrare remarcabila cu grinzi Nielsen, care evidentiaza posibilitatile de abordare a acestei structuri, avantajele tehnico-economice ce le confera si aspectul arhitectonic cu totul deosebit (fig. 1.92).

(va urma)

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

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 202 – mai 2023, pag. 62-65