JU Srednja tehnika kola kolska 2013/2014

JU Srednja tehnika kola kolska 2013/2014.godinaGraevinski tehniar

Teanj

MATURSKI RAD

Predmet : MostoviTema : Historijski razvoj elinih mostova i podjela

Uenik : Mentor :

Hasan Bai Mirsada Hrvanovi

SADRAJ31.Uvod

52.Razvoj upotrebe elika

63.Podjela elinih mostova

94.Dijelovi elinog mosta

125.Izvedba

135.1Primjeri izvedenih mostova u svijetu

146.Pregledi,procjena i monitoring

146.1Strategija odravanja

146.2Osnovni razlozi oteenja

146.3Openito

177.Prednosti i nedostaci elinih mostova :

188.Zakljuak

189.Literatura

1. Uvod Mostovi su graevinski objekti na saobraajnicama i slue da premoste prepreke kao to su rijeni tokovi, kanali, jezera, doline, morski tjesnaci, saobraajni putovi, i dr., tako da prolaz ispod mosta bude slobodan. Svojim impozantnim dimenzijama, skladnim oblikom i vitkim linijama postaju prepoznatljiv dio krajolika. Visokim dosezima u podruju graditeljstva su nezamjenljiv dio graditeljske i kulturne batine.

Graenje mostova bilo je oduvijek, a i danas je, osobito podruje graditeljstva. Mostovi mogu biti vrlo smjele graevine koje pobuuju nezaboravan dojam prolaznika. Od pradavnih vremena, sudbina mostova ispreplie se sa

sudbinom ljudi. Mnogi znaajni dogaaji vezani su s mostovima, njihovom izgradnjom, postojanjem i ruenjem. Dogaaji oko mostova i oni sami mostovi inspirirali su poneke umjetnike, potakli legende i zanimljive prie obinih ljudi.

Razvoj graenja mostova nije tekao bez potekoa. Dogodile su se mnoge katastrofe mostovima i njihovim graditeljima. Na sreu, neke velike nezgode dovele su do vanih otkria koritenih u gradnji novih mostova. Profesija graenja mostova zahtjevno je i nemilosrdno zanimanje. Most ne gradi samo jedan ovjek, niti su u procesu graenja aktivni samo oni koji ga neposredno izrauju.

Povijesni razvoj graenja mostova usko je povezan sa mogunostima koritenja razliitih materijala za gradnju. Tako se u ranijoj povijesti mostogradnje izdvaja vrlo dugo razdoblje gradnje drvenih i kamenih mostova. Najstariji sauvani su kameni mostovi od kojih su mnogi jo i danas u upotrebi.

Uz drvo, kamen, beton, armirani beton i elik se ubraja u starije graevinske materijale i primjenjuje se vie od 120 godina. elik je materijal koji ima iroku primjenu, te ga se stalno poboljava nainom proizvodnje to je rezultiralo pojavom sve kvalitetnijih vrsta elika na tritu.

Do kraja 15. stoljea znalo se samo za kovano eljezo koje se dobivalo u malim

koliinama taljenjem direktno iz rude. Upotrebljavalo se najee za izradu alata, oruja, elemenata za spajanje i ukrasa.

Lijevano eljezo je prvi put upotrijebljeno kao graevinski materijal za luni most

raspona 30 m sagraen (1777 - 1779) preko rijeke Severn u Engleskoj [1] koji se jo i danas nalazi na spomenutoj lokaciji. Pojedini dijelovi su izliveni i meusobno spojeni spojnim elementima od kovanog eljeza. Primjena lijevanog eljeza je ograniena zbog relativno loih vlanih svojstava.

Poseban znaaj u metalurgiji ima pe koju je Henri Cort (1784) uveo za proizvodnju kovanog eljeza u veim koliinama. Dobra su svojstva kovanog eljeza to to ima dobra tlana i vlana svojstva.

Najvei znaaj za razvoj upotrebe elika za izgradnju mosnih konstrukcija imao je

engleski inenjer Henry Bessemer (1855) pronalaskom postupka koji je omoguio

dobivanje elika u velikim koliinama. Daljnji vaan korak u istom pravcu uinio je

Thomas (1899), koji je Bessemerov postupak prilagodio i za preradu sirovog eljeza dobivenog iz ruda sa poveanim sadrajem fosfora. Postupcima Bessemera i Thomasa, kojima treba dodati ne manje znaajan i Siemens-Martinov postupak za dobivanje velikih koliina elika, bili su ispunjeni svi uvjeti za najiru primjenu elika, posebno u gradnji mostova.[1]

Slika 1.1 Most preko rijeke Severn

Odabirom materijala bitno se utjee na tehnike karakteristike konstrukcije, kao i na trokove izrade i odravanja, odnosno na ukupnu cijenu izgradnje. Sve vea upotreba elika za izradu mosnih konstrukcija dolazi sa razvojem valjaonike proizvodnje profila i limova. Suvremena tendencija je sve vea upotreba limova radi lakeg spajanja, olakanja mase zavarene konstrukcije, kao i prelaska na povrinske sisteme konstrukcija.

2. Razvoj upotrebe elika U 230 godina to je proteklo od izgradnje prvoga metalnog mosta, Coalbrookdaleu Engleskoj 1779, metalni su mostovi preli golem razvojni put.

Sloeni,a nerijetko i teki sklopovi iz prvog razdoblja su mjesto ustupili pojednostavnjenim i nadasve lakim oblicima.

Nekoliko je imbenika omoguilo ovaj razvitak:

razvitak proizvodnje eljeza i preraevina liveno je eljezo postupno ustupilo mjesto eliku visoke vrstoe, razvitak postupaka spajanja dijelova zakovice su nestale, a njihovo su mjesto preuzeli vijci visoke vrstoe i zavarivanje,

razvitak postupaka izrade i sklapanja, pojava i razumna primjena armiranog betona spregnuta s elikom, usavravanje proraunskihpostupaka i osobito razvitak raunalnetehnike, bolje poznavanje sigurnosti sklopova osobito graninih stanja nosivosti i stabilnosti.

U zadnje vrijeme elini sklopovi osvajaju nova podruja primjene i utjeu na dokidanje granica graenja elinih mostova.3. Podjela elinih mostovaDanas se za gradnju elinih mostova najee upotrebljavaju : za visee (kabelske) elina ica (Rm 1400 - 1800 N/mm2) i

Re (1250 - 1400 N/mm2)

za konstrukciju (Rm 450 - 850 N/mm2) i Re (350 - 500 N/mm2)Obzirom na namjenu razlikuju se sljedee vrste mostova:

pjeaki

cestovni

eljezniki

akvadukti

plinovodni

naftovodni

toplovodni i dr. mostovi.Obzirom na konstrukcijsku izvedbu i mogunost pokretanja razlikuje se:

pokretni i (pokretanjem dijela mosta se oslobaa prolaz ispod mosta)

nepokretni mostovi.

Iako su nepokretni mostovi daleko zastupljeniji u odnosu na pokretne i o njima e se u svakom sluaju vie govoriti, ima situacija kada se grade i razliite varijante pokretnih mostova u zavarenoj izvedbi. Na slici 1.2 se daje shematski prikaz razliitih varijanti pokretnih mostova u zavarenoj izvedbi.

Obzirom na izvedbu u odnosu na zapreku koju se premouje i poloaj u tlocrtu razlikuje se:

okomiti i (koji prelaze zapreku okomito)

kosi mostovi (koji prelaze zapreku pod kutom)

Openito se mostovi sastoje od gornjeg i donjeg dijela tzv. stroja. Donji stroj slui da prenese vertikalno i horizontalno optereenje sa gornjeg stroja na tlo a sastoji se od:

temelja,

stupova i

upornjakaRazmjerno niska cijena elika kao gradiva i sve via cijena radne snage nagnale su inenjere na pojednostavnjivanje oblika sklopova u smjeru sve ee primjene spregnutih nosaa.

Pri tomu se najee koriste samo dva glavna elina nosaa presjeka I gdje god je to mogue.

Ova se primjena protee i na ukrutne sklopove ovjeenih mostova.

Naravno, u tlocrtno zakrivljenih mostova napregnutih torzijom i u mostova velika raspona moraju se koristiti sklopovi.

U metalnih se mostova koriste potpuno jednaki nosivi sklopovi

kao i u betonskih:

gredni,

okvirni,

luni,

ovjeeni i

visei.

Gredni se pak sklopovi dijele na:

slobodno poduprte grede slobodno poduprte grede u nizu

grede s prijepustima gerberove grede

protene grede Okvirni se sklopovi dijele na:

trozglobne,

dvozglobne,

dvozglobne okvire s kratkim bonim poljima,

upete okvire,

protene okvire

razupore.

Luni se dijele na:

trozglobne, dvozglobne,

upete,

vitke lukove s krutom gredom gore,

vitke lukove s krutom gredom dolje grede dvozglobne sa zategom i

lukove s kosim

Ovjeeni se sklopovi dijele s obzirom na raspored vjealjaka:

Sa zrakastim rasporedom vjealjaka,

S usporednim vjealjkama (harfasti raspored) i

S mahaljkastim (lepezastim) rasporedom vjealjaka.

Viseise sklopovi dijele po nainu sidrenja glavnog nosivog ueta:

Ue usidreno u temelj (sidreni blok) i

Ue usidreno u ukrutni sklop (samousidrenje).

Jo bi jedna podjela bila po vrsti ukrutnoga sklopa:

reetkasti, ugoeni (engl. streamlined) limeni.

4. Dijelovi elinog mostaDijelove elinoga mosta najbolje je prikazati na primjeru reetkastog eljeznikog mosta.

Pri tomu e se pojaviti i dijelovi kojih nema u drugih mostova,

a nedostajat e samo malo dijelova kojih ima drugdje.

Ponimo od uzdunog rasporeda mosta (slika 4.1).

Slika 4.1 : Uzduni presjek mosta

PN popreni nosa,

KS koni spreg

NIV niveleta

SUN sekundarni uzduni nosa

DVS donji vjetrovni spreg

DRK donji rub konstrukcije

Slijede dvije vodoravne projekcije mosta: tlocrt gornjega pojasa i

tlocrtni presjek iznad razine kolnika (slika 4.2).

Slika 4.2: Tlocrt gornjega pojasa i tlocrtni presjek iznad razine kolnikaPogledajmo jo sve i u poprenom presjeku (slika 4.3).

Pri tomu je nacrtan i elni okvir(portal) kako bi se jasnije vidio odnos prema eljeznikom slobodnom otvoru (gabaritu).

To znai da su mjesto tapova ispune glavnoga reetkastog nosaa prikazani stupci

elnogo kvira, ali je jasno da se i oni nalaze tu suosno sa stupcima.

Slino vrijedi i za tapove gornjeg vjetrovnoga veza.

Spreg za bone udarce i donji vjetrovni spreg predoeni su samo u batrljcima.

Slika 4.3: Popreni presjek eljeznikoga reetkastog mosta5. Izvedba Tri osnovna postupka izvedbe elinih mostova jesu:

sklapanje na stojeoj skeli,

postupno navlaenje i

postupno preputanje (slobodna konzolna gradnja).U prvom sluaju predgotovljeni se komadi dopremaju na mjesto ugradbe s pomou autodizalica ili plovnih dizalica i spajaju na mjestu zavarivanjem ili s pomou prednapetih vijaka.

Pri postupnom navlaenju predgotovljeni se komadi prvo okrupnjavaju na prikladnoj skeli, a zatim navlae pomou kolica svaljcima (slika 5.1)Postupak je prikladanza gredne mostove i nadlune sklopove lunih mostova.

Slika 5.1: Kolica s valjcima5.1 Primjeri izvedenih mostova u svijetuMost Akashi Kaikyo u Japanu.

6. Pregledi,procjena i monitoring

6.1 Strategija odravanja

Izgradnja mosta nije jedini cilj mostograditelja, iako se toj aktivnosti poklanja velika panja i smatra se da tu treba uloiti najvea financijska sredstva. Meutim, sve vie se dolazi do uvjerenja da panju treba usmjeriti na problem pouzdanosti mosta. U biti, pod tim pojmom misli se na sigurnost, trajnost i funkcionalnost. Ova tri vida pouzdanosti trebaju se razmatrati objedinjeno i uinila bi se velika pogreka ukoliko bi se analizirali odvojeno problemi sigurnosti, trajnosti i funkcionalnosti.6.2 Osnovni razlozi oteenja

Oteenja mostova mogu imati razliite uzroke i razliite utjecaje na razinu pouzdanosti. Neka velika oteenja mogu imati mali utjecaj napouzdanost, a obrnuto neka mala oteenja mogu znatno utjecati napouzdanost. Treba uoiti injenicu da postoje oteenja koja su vidljiva izvana i mogu se otkriti vizualnim pregledom. Nasuprot tome, neka oteenja mogu se otkriti samo odgovarajuom opremom za pregled.

6.3 Openito

Veliku panju treba obratiti na popravke i ojaanja, pa ak i u krajnjem sluaju na eventualnu zamjenu postojeih mostova, i to iz sljedeih razloga:

kod velikog broja mostova dosegnut je ivotni vijek u kojem su utvrena oteenja koja se progresivno poveavaju

od poetka 60-ih godina, zatita od stvaranja leda na kolnicima provodila se posipanjem soli, tako da se sada uoavaju gotovo dramatini uinci te zatite

poveao se broj vozila, naroito onih teih, zatim broj prolaza vozila,te broj prolaza specijalnih tereta koji se ve pribliavaju legalno doputenoj shemi optereenja u normiNajei uzroci degradacije elinih mostova, na temelju dosadanjegiskustva, su sljedei:

umor (slika 6.1.)

korozija (slika 6.2.)

zajedniki uinak umora i korozije

pojava pukotina (iz razliitih razloga)

pojava prevelikih progiba i iskrivljenja konstrukcijskih elemenata

razliita oteenja, posebno od udara vozila

UMOR

Umor predstavlja oteenje konstrukcijskog elementa ukonstrukciji postepenim irenjem pukotine, koje je uzrokovano uestalim ponavljanjem naprezanja.

Slika 6.1 : Definicija umaranja materijala

KOROZIJA

nenamjerno nagrizanje metalnih povrina kemijskim ili elektrokemijskim djelovanjem atmosfere, vode, hemikalija, itd.

Najpoznatija korozija je ranje (ili hranje) eljeza od kisika u zraku,vodene pare ili slabih rastopina soli. Problem korozije mora se rjeavati ve

pri projektiranju, pa sve do odravanja izvedene konstrukcije. elici koji se primjenjuju za izradu konstrukcija moraju se zatititi od korozije.

Uobiajeno je da se proizvodi valjanja (profili, ploe, itd.) odmah pri izlasku iz pogona zatite tankim slojem boje, koja titi elemente od

korozije za vrijeme izrade konstrukcije. Taj premaz zove se shop-primer. Zatitne boje koje se koriste brzo se sue (30 do 120 sekundi),

a nanose se u vrlo tankom sloju. Kada je konstrukcija na gradilitu montirana, nanose se slojevi temeljne i zavrne boje. Zbog razlike u napredovanju

korozije,vano je odrediti uvjete okoline u kojoj se nalazi elina konstrukcija. Tako,na primjer, u pustinjskoj klimi, gdje je zrak gotovo bez vlanosti

elik praktiki ne korodira. elik najvie korodira na podruju uz more i u industrijskim zonama.

Slika 6.2 : Primjer korozije na elinoj konstrukciji

7. Prednosti i nedostaci elinih mostova :

Glavne prednosti su : izvrstan omjer prostorne teine i vrstoe,

opa brzina izvedbe, to utjee na gospodarnost,

glavnina radova izvodi se u tvornici, to jami viu kakvou,

visoka tonost izmjera sklopa,

razmjerno visoka trajnost, mogunost naknadne zamjene dijelova,

mogunost prilagodbe sklopa za novu uporabu,

mogunost skladna oblikovanja sklopa, pri emu uloga pojedinih dijelova jasno dolazi do dolazi do izraaja,Treba spomenuti i nedostatke : razmjerno visoka cijena i

razmjerno visoki trokovi odravanja.

8. Zakljuakinjenica je mostovi kao graevinski objekti imaju znaajnu ulogu u naem svakodnevnom ivotu. Samo otkrie elika i poetak upotrebe istog za izgradnju mostova predstavljalo je prekretnicu u graevinarstvu pa tako i u ivotu ljudi. 9. Literatura[1]Milosavljevi, M. ; Radojkovi , M. ; Kuzmanovi, B.: Osnovi elinih konstrukcija. Graevinska knjiga, Beograd, 1986.[2]Buevac, Dragan; Stipani, Bratislav: elini mostovi. Graevinska knjiga, Beograd, 2002.[3] Androi, B.; Dujmovi, D.; Deba, I.:Metalne konstrukcije IInstitut graevinarstva Hrvatske,Zagreb 1994. godine[4] InternetPAGE 18