Prof.dr.sc. Damir Markulak

ČE

LIČ

NI I

SP

RE

GN

UT

I MO

STO

VI

ČELIČNI I SPREGNUTI MOSTOVI

LEŽAJEVI I PRIJELAZNE NAPRAVE

ČE

LIČ

NI I

SP

RE

GN

UT

I MO

STO

VI Prof.dr.sc. Damir Markulak

ELEMENTI KONSTRUKCIJE PREKO KOJIH SE PRENOSEOPTEREĆENJA S ELEMENATA GORNJEG NA ELEMENTE DONJEGUSTROJASPREČAVAJU ILI OMOGUĆAVAJU ODREĐENE POMAKE IZAKRETANJE KONSTRUKCIJE I NJEZINIH DIJELOVA, SUKLADNOPROJEKTU

OPĆENITO

PODJELAPREMA (DOPUŠTENIM) POMACIMAPREMA GRADIVUPREMAVELIČINI SILAPREMA OBLIKU

FUNKCIONALNA PODJELA:NEPOMIČNI LEŽAJEVIPOMIČNI LEŽAJEVIDEFORMABILNI LEŽAJEVILEŽAJEVI SPECIJALNIH NAMJENA

PREMA NAČINU OMOGUĆAVANJA POMAKA:KLIZNI LEŽAJEVITOČKASTO ZAKRETNI LEŽAJEVILINIJSKI ZAKRETNI LEŽAJEVIDEFORMABILNI LEŽAJEVIDEFORMABILNO-KLIZNI LEŽAJEVI

PREMA GRADIVU:BETONSKIČELIČNIELASTOMERNI

L

A B

αβ

SAVIJANJE

POMACI GLAVA STUPOVA

PREDNAP., PUZANJE, SKUPLJANJE

TEMPERATURNE PROMJENE

e

e

u

o

ΔLT = αTT LΔLT

Δk(A)

Δk(B)kolnik: Δk(A) =αhležaj: Δk(A) =0 =

αeu - βeo ΔL(B)ΔL(B) ( + ) α β eu

h

ΔL(B)

ΔL(A)ΔL(B)ΔL(B)

PRIMJER POTREBNIH DILATIRANJA KONSTRUKCIJE ZBOG RAZLIČITIHUTJECAJA

U VISINI NIVELETE

U VISINI LEŽAJA

NA JEDNOM MOSTU PRIKLADNO JE UGRADITI SVE LEŽAJE ISTOG TIPALEŽAJE TREBA UGRADITI NA TVRDU PODLOGU, NPR. AB KVADERENEOVISNO O NAGIBU RASPONSKOG SKLOPA LEŽAJE TREBAPOSTAVITI VODORAVNOPOTREBNO JE OSIGURATI DOSTATAN PROSTOR UZ LEŽAJE ZBOGPRISTUPA I ZAMJENE

ODIZANJE SKLOPA MOSTA HIDRAULIČKIM PREŠAMA RADI ZAMJENE/UGRADNJE LEŽAJA

PROJEKTANTSKA NAČELA

RASPOREDOM LEŽAJA NASTOJATI POSTIĆI OPTIMALNUKONSTRUKTORSKU KONCEPCIJA I NJOJ PODREĐEN ODNOSUNUTARNJIH SILA I DEFORMACIJAVAŽNE OPASKE:• UMETANJE LEŽAJA NIJE JEDINA MOGUĆNOST ZA OMOGUĆAVANJE

POMAKA: GIPKI STUPOVI TO TAKOĐER MOGU OMOGUĆITI• I POKRETNI LEŽAJI ZBOG TRENJA PREUZIMAJU ODREĐENU

HORIZONTALNU SILU

RASPORED LEŽAJA U KONSTRUKCIJI

SUVREMENA ISKUSTVA GRAĐENJA A OSOBITO ODRŽAVANJA VELIKIH MASIVNIH MOSTOVA USMJERUJU PREMA RJEŠENJIMA BEZ NAROČITIH OSLONACA!ZGLOBNA VEZA - BETONSKI ZGLOBOVI

Betonski zglob pete luka Krčkog mosta

OSNOVNI TIPOVI LEŽAJA

UOBIČAJENO (GRAFIČKO) OZNAČIVANJE LEŽAJEVA

NEPOKRETNI LEŽAJ

TOČKA NAD NJIM NEPOKRETNA U SVIM SMJEROVIMA

MJESTO PREUZIMANJA HORIZONTALNIH SILA - KOČNE I VUČNESILE, REAKCIJE OD UTJECAJA VJETRA, SKUPLJANJA I PUZANJABETONA, TEMPERATURNIH PROMJENA

KOD KRAĆIH MOSTOVA: NAD UPORNJAKOM

KOD DUŽIH MOSTOVA: BLIŽE SREDINI MOSTA

RJEŠENJA S VIŠE NEPOKRETNIH LEŽAJA (npr. kod VITKIH STUPOVA)

RAZLIČITE IZVEDBE I MATERIJALI

POSTAVITI GA TAKO DA PRI TEMPERATURI +10oC I STANJU NAPREZANJA ZA OPTEREĆENJE (g+p/2) BUDE CENTRIČNO OPTEREĆEN:

PRORAČUNSKI RASPON „l” NIJE JEDNAK RAZM. OSI LEŽAJEVA „lm”

MIN. DIMENZIJE LEŽAJA UZ OSIGURANJE MAX. POMAKA NA SVAKU STRANU ZA v=vp/2+vT

lm=l+vg+(vp+-vp

-)/2

POKRETNI LEŽAJ

ZA MANJE MOSTOVE I HORIZONTALNE SILE „PLUTAJUĆI” LEŽAJEVIOD KOJIH SE SVAKI PRILAGOĐAVA ROTACIJSKIM I TRANSLATORNIMPOMACIMA TE OSIGURAVA PREUZIMANJE DIJELA HORIZONTALNESILE ELASTOMERNI LEŽAJEVIHORIZONTALNE SILE I POMACI PREUZIMAJU SE POSMIČNOMDEFORMACIJOM LEŽAJA

VEĆINA MOSTOVA ZAHTJEVA ODREĐENI NAČIN MEHANIČKOGPRIDRŽANJA MOSTA ZA PREUZIMANJE HORIZONTALNIH SILA TEOSIGURAVANJE PRAVILNOG ODVIJANJA TERMIČKIH ŠIRENJA ISKUPLJANJA

PRIMJER RASPOREDA LEŽAJEVA ZA KOSI MOST

ZA VEĆE MOSTOVE SU VRIJEDNOSTI POMAKA ZNAČAJNE MINIMIZACIJA SMJEŠTANJEM NEPOMIČNOG LEŽAJA U CENTAR MOSTA (SMANJIVANJE TERMIČKOG ŠIRENJA)

PAZITI DA POMACI NISU U POTPUNOSTI SPRIJEČENI

VITKI STUPOVI POMAŽU RASPODJELIOPTEREĆENJA IZMEĐU LEŽAJEVANA UPORNJACIMA

MOSTOVI U KRIVINI MOGU BITI VOĐENI:

• RADIJALNO IZ NEPOMIČNE TOČKE • TANGENCIJALNO NA RADIJUS ZAKRIVLJENOSTI

KRITIČNA JE GEOMETRIJSKA TOČNOST U ODREĐIVANJU SMJEROVA

BOLJE RJEŠENJE ZA MOSTOVE KONSTANTNE ZAKRIVLJENOSTI

LEŽAJI OD GUME I TEFLONA

PRIMJENA DATIRA IZ 30-tih GODINA PROŠLOG STOLJEĆATERMIN „NEOPREN” PO TVRTCI KOJA JE PRVA PATENTIRALALEŽAJE OD TVRDE SINTETIČKE GUME (ELASTOMERA)POMAKE OMOGUĆUJE SVOJOM VELIKOM DEFORMABILNOŠĆUIDEALAN ZA MANJE LEŽAJNE REAKCIJE I MALE POMAKE• DIM. 100x100 – 300x400 mm, ILI Φ 300mm• SILE 100-1800 kN

• PAZITI NA NEGATIVNE REAKCIJE (ODIZANJE!)

TIP 1:Armiranielastomerni ležaj

Ležaj je potpunoomotan gumom

TIP 2:Kao (1) ali s vulkaniziranimčeličnim sidrenim pločama

Može biti osiguran protivklizanja (npr. moždanicima)

TIP 5:Kao (2) ali s nazubljenimčeličnim sidrenim pločama

V2:Tip (1) ili (2) između dodatnih sidrenih ploča

Tip (1) nije sidren, dok je tip (2)sidren uz pomoć posmičnihpločica za čelične ploče zbogprevencije hor. klizanja. Slobodnodeformabilan u svim smjerovima

VE2:Tip V2 ležaja s jednosmjerno klizajućom pločom na vrhu

Klizanje u jednom smjeru adeformiranje u drugom. Dodatnaklizna ploča može blokirati radležaja u slučaju da se prekoračegranične def. elastomera.

OSNOVNE VRSTE ELASTOMERNIH LEŽAJEVA

+FUNKCIJA KLIZANJA

PRIMJER TABLICE PROIZVOĐAČA

DISPOZICIJSKE SHEME VARIJANTI IZVEDBE LEŽAJA

PRIMJERI UGRADBE

LEŽAJI U LONCUOGRANIČAVANJE BOČNIH DEFORMACIJA GUME SE OSIM ARMIRANJEM MOŽE POSTIĆI I SMJEŠTANJEM ELASTOMERA U POSUDU - LONAC

PONAŠANJE KAO HIDRAULIČKA PREŠA S ELASTOMEROM KAO PUNJENJEM OBLIK OBIČNO KRUŽNI ZBOG PREUZIMANJA PRITISKA ELASTOMERA

ZA REAKCIJE OD 1000-50000 kN, HORIZONTALNE OD 100-2500 kN, PROMJER D OD 600-1900 mm UZ VISINE OD 70-265 mm

ZA KUTOVE ϕ =10 prom.

NEPOKRETNI LONČASTI LEŽAJ

GORNJA LEŽAJNA PLOČA

DONJA LEŽAJNA PLOČA

STIŠLJIVA TRAKA

PRSTEN ZA BRTVLJENJE

GUMENI UMETAK(ELASTOMER)

SVESTRANO POKRETNI LEŽAJ U LONCU

JEDNOSMJERNO POKRETNI LEŽAJ U LONCU

GORNJA ČELIČNA PLOČA(pričvršć. za konstrukciju)

ČELIČNI PRSTEN

TEFLON 3-5mm

ČELIČNI UMETAK S UTOROM ZA PREUZIMANJE HOR. SILA OKOMITO NA DILATIRANJE

KALOTNI LEŽAJEVI

PRIMJENJUJE SE KAO TOČKASTO ZAKRETNI LEŽAJ

PRIMJENJUJE SE ZA NAJVEĆE REAKCIJE, IZRADA PO KATALOGU DO NOSIVOSTI OD 30000 kNJEDNOSTAVNIJE CENTRIRANJE U ODNOSU NA LEŽAJE U LONCU A KONCENTRIRANA LEŽAJNA REAKCIJA SE MOŽE PREDATI PRAKTIČNO U TOČCI (LEŽAJI U LONCU POVRŠINSKI RASPOREDITI REAKCIJU!)

NEPOKRETNI KALOTNI LEŽAJ( točkasto zakretni ležaj)

GORNJA LEŽAJNA PLOČA

DONJA LEŽAJNA PLOČA

SREDNJA PLOČA OBRAĐENA U KUGLASTU PLOHU

TEFLONSKA FOLIJE (PTFE)

VODON. BRTVA

BEZ KALOTE

S UMETNUTOM KALOTOM

POKRETNI KALOTNI LEŽAJ

KALOTNI LEŽAJ S VODILICOM KLIZANJA

ČELIČNI LEŽAJEVI

RANIJE NAJČEŠĆE U IZVEDBI OD LIJEVANOG ČELIKA, DANAS OD KVALITETNIJEG TOPLJENOG ČELIKA

ČESTO UMETCI OD SPECIJALNOG ČELIKA POVEĆANE ČVRSTOĆE KOJI DOSEŽU BRINELLOVU TVRDOĆU OD 600-650 kN/cm2 (za dopušteni Hertzov tlak na kontaktu od 200-250 kN/cm2)

KONTROLA HERTZ-ovog TLAKA NA RAZLIČITIM OBLICIMA KONTAKTNIH PLOHA DIJELOVA LEŽAJA

RAZLIČITE VARIJANTE IZVEDBE ČELIČNIH LEŽAJEVA

MOGUĆNOSTI USIDRENJA LEŽAJEVA

PRIJELAZNE NAPRAVE

PRVE PRIJELAZNE NAPRAVE ZA ČELIČNE ŽELJEZNIČKE MOSTOVEOSNOVNA ZADAĆA OSIGURATI SIGURAN PRIJELAZ PREKOMEĐUPROSTORA IZMEĐU MOSTA I UPORNJAKA (ILI DVA MOSTA)NA NAČIN DA SE NE OGRANIČAVAJU POMACI MOSTAMORAJU BITI ROBUSNE, IZAZIVATI ŠTO MANJE BUKE PRI PRELASKUVOZILA TE OTPORNE NA UTJECAJE VLAGE I AGRESIVNIH ČIMBENIKA

PRORAČUNATI IH NA MOGUĆA POMICANJA MOSTA (POMAKE IROTACIJE) USLIJED TEMPERATURE, SKUPLJANJA I PUZANJA BETONATE VANJSKIH UTJECAJA

POLOŽAJ NEPOMIČNOG LEŽAJA ZNAČAJNO UTJEČE NA TRAŽENEPRORAČUNSKE VELIČINEUTJECAJNE LINIJE ZA POJEDINI TIP POMAKA

KONSTRUKCIJA PRIJELAZNE NAPRAVE OVISI O VELIČINI POMAKAKOJI SE TREBA PREUZETI

PRIMJERI PRIJELAZNIH NAPRAVA ZA MALE POMAKE (<25mm)

PRIMJERI PRIJELAZNIH NAPRAVA ZA SREDNJE POMAKE (25-80mm)

70-tih GODINA PROŠLOG STOLJEĆA ZAPOČELA PRIMJENAVODONEPROPUSNIH PRIJELAZNIH NAPRAVA BAZIRANIH NAARMIRANIM ELASTOMERNIM SEGMENTIMA RAZLIČITIH OBLIKA

PRIMJERI PRIJELAZNIH NAPRAVA ZA VELIKE POMAKE (>80mm)

ČELIČNE NAZUBLJENE PLOČE KONSTRUIRANE DA PREUZIMAJU OPTEREĆENJE PROMETA I SVE POMAKE I ROTACIJE, NISU UČINKOVITE ZA ZADRŽAVANJE VODE TE ZAHTIJEVAJU POTKONSTRUKCIJU OD ELASTOMERA I SL. ISPOD

MODERNA MODULARNA RJEŠENJAPRINCIP

OSLONAC NA KONZOLI

POVEZIVANJE S ČELIČNIM KOLNICIMA

OSLONAC NA KONTINUIRANOM NOSAČUI

PRORAČUNSKI MODEL:

POSEBNI LEŽAJEVI ZA NAGURAVANJE KONSTRUKCIJE

TEHNIKA „NAGURAVANJA” (KONZOLNA GRADNJA) DANAS UOBIČAJENA ZA GRADNJU MOSTOVAKONSTRUKCIJA SE POSTUPNO NAGURAVA SA STRANE UPORNJAKA POMOĆU HIDRAULIČNIH PREŠA PREMA STUPOVIMA/PILONIMA KORIŠTENJE SPECIJALNIH, „PRIVREMENIH” LEŽAJEVA KOJI SVOJOMKONSTRUKCIJOM I KLIZNIM KONTAKTOM INOX-PTFE OSIGURAVAJU PROCES POTISKIVANJA S MINIMALNIM TRENJEM

NAKON NAGORAVANJA KONSTRUKCIJA SE PODIŽE TE SE VRŠI ZAMJENA PRIVREMENIH LEŽAJEVA STALNIM LEŽAJEVIMA

LEŽAJEVI SPECIJALNIH NAMJENAIMAJU ULOGU POBOLJŠAVANJA DINAMIČKIH KARAKTERISTIKA KONSTRUKCIJE, POSEBNO ZA SLUČAJ OPTEREĆENJE POTRESOM

VS – SEIZMIČKI IZOLATORIMHD – DAMPERI/PRIGUŠIVAČIMSTU,MSTL – „SHOCK” TRANSMITERIDS-F – SEIZMIČKE PRIJELAZNE NAPRAVE

OPĆI SUSTAV ASEIZMIČKE ZAŠTITE KONSTRUKCIJE MOSTA

„SHOCK” TRANSMITERI (MSTU) HIDRAULIČKE NAPRAVE KOJE KRUTO POVEZUJU KONSTRUKCIJSKE DIJELOVE U SLUČAJU IZNENADNE POJAVE BRZIH REALTIVNIH DEFORMACIJA ZBOG POTRESA, PROMETA, VJETRA I SL. TIJEKOM STANDARDNE UPORABE DAJU NEZAMJETNE REAKCIJE

MSTL TRANSMITERI

U USPOREDBI SA STANDARDNIM MSTU TRANSMITERIMA SU RACIONALNIJI I OSIGURAVAJU VEĆU RAZINU POUZDANOSTI

SILA KOJU TRANSMITERI MOGU PREUZETI MOŽE BITI TEORIJSKI NEOGRANIČENA ILI SE MOŽE TOČNO DEFINIRATI TADA POSTAJU MSTL

NEAKTIVNI MSTU AKTIVNI MSTU TIJEKOM POTRESA ILI DRUGE KRITIČNE SITUACIJE

PRIMJER UPORABE MSTU SUSTAVA

MHD - DAMPERI

ZA VRIJEME STANDARDNE UPORABE OMOGUĆAVAJU POMAKE BEZ ZNAČAJNIJEG OTPORA DOK ZA VRIJEME SNAŽNIJE DINAMIČKE POBUDE DISIPIRAJU ZNAČAJAN IZNOS UNEŠENE ENERGIJE I PRETVARAJU JU U TOPLINU

VS – SEIZMIČKI IZOLATORI

PRENOSE VERTIKALNO OPTEREĆENJE I OSIGURAVAJU ODVAJANJE KONSTRUKCIJE MOSTA OD POBUĐENOG TLA ZA VRIJEME POTRESAAUTOMATSKI SE PRILAGOĐAVAJU POMACIMA I ROTACIJAMA GORNJEG USTROJA MOSTA U ODNOSU NA DONJI USTROJSVOJSTVO „SAMOCENTRIRANJA” GORNJEG USTROJA RADI SPRJEČAVANJA PREKOMJERNIH DEFORMACIJA U JEDNOM SMJERUDVA OSNOVNA TIPA:

• V2S – DEFORMIRANJE U SVIM SMJEROVIMA• VE2S – BOČNO DEFORMIRANJE – UZDUŽNO KLIZANJE

V2S VE2S

ZA VEĆE REAKCIJE MOGU SE KORISTITI I SPECIJALNE KONSTRUKCIJE LEŽAJEVA U LONCU ILI KALOTNIH LEŽAJEVA

SEIZMIČKE PRIJELAZNE NAPRAVE

UZ STANDARDNE UPORABNE DEFORMACIJE MOGU PREUZIMATI I DEFORMACIJE PRI POTRESU, BEZ ILI SA OGRANIČENIM OŠTEĆENJEM

VAŽNA MOGUĆNOST PRELASKA MOSTA NAKON POTRESA