Aeronautica	Comunicatii	Constructii	Electronica	Navigatie	Pompieri
	Tehnica mecanica

Constructii

Index » inginerie » Constructii
» Lucrari de arta

Lucrari de arta

 

La racordarile amplasate la capatul din amonte al tubului, aripile se executa oblic, pentru a asigura o mai buna colectare a apelor, in timp ce la racordarile din aval acestea se executa normal pe axa drumului.

Racordarile tip R₆ (fig. 7) se utilizeaza intotdeauna la capatul din amonte al tubului, indeplinind rolul lor de legatura prin intermediul camerei de cadere dintre sant si tub. Elementele lor constructive sunt: timpanul, camera de cadere (de priza) si pereul.

Fig. 7. Elemente constructive ale racordarilor de tip R6: 1 - timpan; 2 - camera de priza (cadere); 3 - pereu uscat

În situatia in care panta terenului depaseste panta admisa pentru tub, racordarea de tip R₅, din aval, se inlocuieste cu un zid de sprijin la piciorul caruia se executa un pereu, iar intre teren si fundatia tubului se executa o umplutura din piatra asezata cat mai compact (fig. 8).

Fig. 8. Podet tubular cu zid de sprijin

Dimensiunile elementelor constructive ale racordarilor difera in raport cu diametrul tubului, pozitia lor fata de tub si cu panta tubului, fiind redate in cataloagele de podete tubulare intocmite in baza normativelor in vigoare.

În practica forestiera se utilizeaza frecvent elemente de racordare prefabricate (timpane, camere de priza, elemente de fundatie).

Manevrarea tuburilor in vederea montarii podetului se face cu automacaraua, cu incarcatorul IFRON, dotat cu echipament de macara, sau cu dispozitive de mica mecanizare (trolii, palane etc.).

În mod obisnuit, succesiunea operatiilor la montarea unui podet tubular este urmatoarea:

incarcarea, transportul si descarcarea tuburilor prefabricate cat mai aproape de locul lor de punere in opera;

trasarea locului de montare pentru fiecare tub;

executia sapaturilor de amplasare a tuburilor; saparea fundatiei se face la cota indicata in proiect, astfel incat deasupra tubului sa se asigure o inaltime a umpluturii de minimum 0,50 m;

executarea fundatiei (din balast, din radier de beton sau numai dintr-un strat nivelator de beton, in functie de conditiile de lucru); patul de fundatie va fi astfel profilat incat sa imbrace cel putin 1/3 din circumferinta tubului, pentru a nu-i permite o rostogolire laterala, si sa realizeze o panta a tubului de minimum 1%, pentru a asigura scurgerea apelor;

lansarea tuburilor prefabricate;

asamblarea elementelor de tub, in vederea obtinerii lungimii necesare si etanseizarea rosturilor cu calti bituminati si mortar de ciment;

executarea camerelor de cadere si a timpanelor din beton simplu sau zidarie de piatra cu mortar de ciment;

executarea pintenilor din zidarie cu mortar sau beton, care impiedica infiltrarea apei pe sub tub;

executarea rambleului de deasupra tubului prin impingerea pamantului cu buldozerul si compactarea lui;

pereerea taluzului la intrarea si iesirea tubului din corpul terasamentului.

Executarea sapaturilor pentru amplasarea tubului se face cu buldozerul sau cu excavatorul cu lingura intoarsa (fig. 9); pentru executarea sapaturilor in stanca se folosesc explozivi, iar asezarea tubului se face pe o perna de balast de egalizare.

Fig. 9. Excavatorul lucrand la amenajarea amplasamentului podetelor

Lansarea tuburilor in fundatie se face cu ajutorul IFRON-ului (fig. 10), automacaralei (fig. 11) sau a unui excavator, in functie de greutatea elementelor prefabricate si de utilajul de care se dispune. În cazul transeelor fara pereti abrupti si a celor putin adanci lansarea tuburilor poate fi facuta prin rostogolire cu buldozerul.

Fig. Lansarea unui tub cu incarcatorul IFRON dotat cu echipament de macara

Fig.11. Lansarea unui tub cu automacaraua

Sub raport economic trebuie avut in vedere ca un rambleu inalt peste podetul tubular scumpeste costul lucrarilor. De aceea pentru ieftinirea lucrarilor de executie a podetelor tubulare, in cazul in care traseul drumului traverseaza vai lipsite de apa sau cu debit scazut, iar rambleul este mai inalt de 23 m, se prevede ca amplasarea podetelor tubulare sa se faca cat mai aproape de platforma drumului, reducandu-se astfel lungimea tubului.

În vederea realizarii acestui mod de amplasare a podetului tubular se sapa, intr-unul din versantii vaii traversate de drum, un canal de abatere a apelor. Saparea canalului se face pe viu, folosind mecanizarea, iar canalul este astfel condus incat sa aiba o panta de 4-5% pana la tub si 1-3% pe portiunea tubului. Canalul se realizeaza cat mai perpendicular pe directia traseului, sapatura executandu-se la o cota care sa asigure deasupra tubului umplutura minima impusa (0,5 m). In acest mod lungimea tubului se reduce la 5-6 m pentru o platforma de drum cu o singura banda de circulatie.

Pentru scurgerea apelor ce trec prin tub se amenajeaza, in aval un canal pereat, in trepte, care leaga iesirea din podet de vechea albie (fig. 12).

Fig.12. Amplasarea podetului tubular - plan de situatie

1 - platforma drumului; 2 - podetul tubular; 3 - canal pereat in trepte;

4 - canal de abatere; 5 - umplutura

Groapa ramasa intre rambleul drumului si versant se umple cu pamant pana la nivelul platformei, abia dupa realizarea canalului de abatere, dandu-i-se umpluturii o panta unica spre canalul de abatere, pentru scurgerea apelor din precipitatii.

În figurile 13 si 14 se prezinta schematic, in profil longitudinal si profil transversal, cele doua solutii de amplasare a tubului.

Fig. 13. Amplasarea podetului tubular - profil in lung

1 - amplasamentul initial al tubului in fundul vaii;

2 - noul amplasament al tubului; 3 - umplutura

Fig.14. Amplasarea podetului tubular - profil transversal

1 - rambleu de peste podet; 2 - tubul; 3 - timpanul; 4 - canalul de abatere;

5 - canalul pereat in trepte; 6 - amplasamentul initial al tubului in fundul vaii

▲Podete metalice

În prezent, in tara noastra, la drumurile forestiere, se urmareste ca pe langa tuburile din beton armat si precomprimat sa se extinda si podetele tubulare metalice.

Tuburile metalice pot fi din tabla metalica ondulata (fig.15) sau din teava neteda scoasa din uz (fig.16).

Fig. 15. Podet din tabla ondulata cu sectiune circulara

Fig.16. Podet din teava scoasa din uz

Podetele metalice din tabla undulata sunt alcatuite din tole de diferite dimensiuni si sectiuni care se asambleaza cu ajutorul unor buloane speciale.

Podetele metalice din tabla ondulata sunt structuri flexibile usoare ce se integreaza armonios cu mediul natural. Sunt folosite cu succes, in America, la constructia drumurilor de peste 100 de ani si au fost introduce in Europa dupa 1938.

Elementele componente ale unui astfel de podet sunt:

structura metalica poate fi un tub circular sau ovoidal ori o bolta ;

umplutura din materiale granulare care inglobeaza tubul ;

racordarile de la intrarea si iesirea apei din tub.

Structura metalica, la deschideri mici este de tipul tuburi de tip ÎMBUCATE (fig.17) fiind alcatuita din doua parti : una inferioara ce se aseaza pe stratul de fundare si alta superioara care se imbina, in partile laterale prin carlige speciale cu cea inferioara. Structura se termina prin elementele de capat de 7 ondule.

Fig.17. Structura metalica la deschideri mici (detaliu de imbinare)

La deschideri de peste 2m tubul se realizeaza din tole curbe de tabla ondulata care se imbina cu buloane de inalta rezistenta pentru a forma tubul sau bolta. Grosimea tablei si marimea ondulelor se aleg  pe baza unui calcul de rezistenta, dintre modulele tipizate puse la dispozitie de firmele producatoare. Tabla ca si buloanele sunt acoperite la cald cu un strat protector de aluminiu, de gudron epoxy sau material plastic, ceea ce le asigura o durabilitate garantata de 5060ani.

Umplutura din materiale granulare este inclusa in terasamentul drumului si are menirea sa asigure capacitatea portanta a podetului. Aceasta capacitate portanta rezulta din conlucrarea structurii din tabla ondulata cu materialul granular al umpluturii care se amplaseaza, pentru sprijinire, in zonele laterale ale tubului pentru a preveni deformarea acestuia datorita sarcinii geologice de deasupra si a solicitarilor din circulatie. Deosebit de importanta este compactarea puternica si realizata corect a umpluturii ; in acest scop umpluturile laterale se realizeaza alternant, de o parte si de alta a tubului si progresiv in straturi de circa 20 cm, avandu-se grija,ca in zona tubului compactarea sa se faca, de preferinta cu maiuri mecanice sau manual, evitandu-se folosirea cilindrilor compactori care ar putea deforma si deteriora tubul.

Este necesar ca materialul folosit sa aiba structura omogena (cu acelasi modul de deformatie), fara incluziuni de roci care ar putea provoca deformatii locale ale tubului si ar reduce capacitatea portanta a structurii.

Pentru amortizarea solicitarilor circulatiei si transmiterea uniforma a acestora asupra tubului, deasupra acestuia se executa o umplutura din materiale granulare de circa 1,52 m.

O problema importanta este aceea de a proteja tubul impotriva eforturilor la care este supus. În acest scop la extradosul tubului acesta se imbraca, pentru protectie, cu un strat de nisip de circa 20cm, care se aseaza intre tub si materialul de umplutura.

Racordarile de la intrarea si iesirea apei din tub se realizeaza prin amenajarea unor timpane din gabioane (fig.18),eventual din beton sau prin tesirea tubului corespunzator inclinarii taluzului.

Fig.18. Racordarea podetului tubular din tabla ondulata cu terasamentul

În cazul unor albii largi se pot folosi doua sau mai multe tuburi mai mici decat un singur tub de dimensiuni exagerate (fig.19). Pentru a evita deformarea tubului executia va respecta regulile mentionate in sensul ca terasamentele se ridica progresiv la ambele tuburi. Pentru asigurarea stabilitatii constructiei, intre peretii tuburilor se va lasa un spatiu de minimum 1m in care se introduce materialul granular al terasamentului.

Fig.19. Podet alcatuit dintr-un cuplu de doua tuburi

(distanta dintre tuburi minimum 1m)

Tuburile din teava scoase din uz constituie o solutie ce se adopta uneori pe considerente economice.

Pe langa cele de mai sus, se mai utilizeaza in prezent si solutii tehnice bazate pe folosirea tuburilor din materiale plastice (poliamida si polietilena), precum si din anvelope de cauciuc uzate.

Realizarea de podete tubulare din tabla ondulata sau teava scoasa din uz, din materiale plastice sau din anvelope de camion uzate reprezinta o cale importanta de a economisi resurse traditionale si in acelasi timp de a se preveni poluarea naturii.

▲Ca linie generala pentru a reduce viteza apei si efectul distructiv al acesteia asupra drumului se recomanda micsorarea distantei dintre podetele de descarcare a santurilor in raport cu panta drumului. În cazul pantelor longitudinale mari ale drumurilor este preferabil sa se adopte mai multe tuburi de diametre mici decat un tub cu diametru mare. Tuburile cu diametre mici prezinta riscul de a se infunda prin antrenarea resturilor vegetale, dezavantaj care poate fi preintampinat prin amenajarea unor dispozitive de filtrare (gratare) a apelor inainte de intrarea lor in tub.

3.3. Podete boltite

Podetele boltite (fig.20) au ca elemente principale de rezistenta boltile structuri ce sunt solicitate, cu precadere, la compresiune, fapt ce conduce la o buna utilizare a betonului si a pietrei de zidarie, materiale care au rezistenta la compresiune mult mai mare decat cea la intindere.

Fig. 20. Podet boltit :

1- bolta ; 2- extrados ; 3 - intrados ; 4 - nasterea boltii ; 5 - cheia boltii ; 6 - boltar ;

7 - resturi ; 8 - culee ; 9 - umplutura ; 10 - timpan ; 11 - sfert de con ; 12 - cale ;

13 - parapet.

Forma boltii (circulara, parabolica etc.) se alege astfel incat eforturile de intindere sa fie cat mai mici.

Podetele boltite sunt indicate in cazul vailor adanci, in forma de V, acolo unde podetele dalate nu au eficienta scontata.

Dezavantajul principal este acela ca dezvolta impingeri orizontale mari ce trebuie preluate de culei, ceea ce conduce la culei masive (voluminoase) care necesita terenuri bune de fundare. În schimb consumul de armatura este mult mai mic decat la cele dalate intrucat sunt solicitate predominant la compresiune. Ca urmare, durabilitatea lor este mai mare.

În ceea ce priveste materialul folosit la executie, se mentioneaza ca executia boltilor din zidarie necesita un consum ridicat de manopera, ceea ce le face mai putin utilizate. Boltile monolite din beton reclama un consum de manopera ridicat pentru cofraje, astfel incat solutia preferata este executia boltilor din elemente prefabricate din beton armat (fig.21).

Fig.21. Alcatuirea podetului boltit din elemente prefabricate :

1 - fundatie ; 2 - bolta ; 3 - nasterea boltii ; 4 - cheia boltii ; 5 - hidroizolatie ;

6 - sapa de protectie ; 7 - timpan.

3.4. Podete dalate

Podetele dalate (fig.22) sunt alcatuite din culee (picioarele extreme ale podetului), pile (picioare intermediare necesare in cazul podetelor de deschidere mare), elementele de racordare ale podetului cu terasamentul (ziduri intoarse, sferturi de con, aripi) si tablier (suprastructura podetului).

Fig.22. Podet dalat

Culeele, ca si pilele, sunt construite din fundatie si elevatie (fig.23). Elevatia la randul sau, cuprinde elevatia propriu-zisa, zidul de garda, cuzineti si zidurile intoarse (cand nu sunt constructii separate).

Fig.23 Elemente constructive ale podetelor dalate

Fundatia, la podetele de pe drumurile forestiere, se executa din beton ciclopian clasa BC 5 (B 75), latimea sa fiind, de regula, cu 0,..0,15 m mai mare decat latimea elevatiei; adancimea de fundare se va situa sub adancimea de inghet si sub nivelul afuierilor (1,21,5 m).

Elevatia se executa din zidarie cu mortar de ciment (eventual din beton, daca nu se dispune de materiale pietroase), iar cuzinetii, care sustin tablierul si transmit si repartizeaza zidariilor de dedesubt sarcinile primite de la suprastructura, se executa din beton clasa BC 20 (B 250).

Dimensiunile culeii sunt precizate in proiectul de executie. Înaltimea elevatiei variaza, in raport cu deschiderea podetului si conditiile de amplasare a acestuia, intre 0,51,5 m, iar latimea culeii este de 0,40.6 m la coronament si 0,60,8 m la nivelul rostului dintre fundatie si elevatie.

În partea superioara (la coronament) elevatia este prevazuta cu un zid de garda, care are menirea de a opri caderea pamantului din terasamente in fata culeii sau pe cuzineti. Portiunile dinspre taluzuri ale terasamentelor se sprijina in aripi sau se lasa sa cada liber de la inaltimea platformei, formand sferturi de con (fig. 24). Cand culeele nu sunt suficient de lungi spre a se racorda cu sferturile de con, ele se prelungesc prin niste ziduri laterale, numite ziduri intoarse. Atat aripile cat si zidurile intoarse se separa de corpul culeii prin rosturi sau se executa in consola (fig. 25). Colectarea si evacuarea apelor din spatele culeelor se fac cu ajutorul drenurilor.

Fig. 24. Sprijinirea terasamentelor din spatele culeelor:

a - culee cu sfert de con; b - ziduri intoarse, separate de culee printr-un rost;

c - aripa plina vazuta in elevatie

Fig.25 Ziduri intoarse:

a - in consola; b - independent

Zidurile intoarse pot face corp comun cu culeile, daca terenul nu prezinta pericolul unor tasari neuniforme, sau se pot executa separat de culei - insa din acelasi material ca si acestea.

Se recomanda ca zidurile intoarse din beton, cu inaltimea sub 2 m, sa se execute cu fruct interior, iar daca depasesc 2 m, atunci cu fruct in afara. Cele din zidarie de piatra, se executa cu fruct dublu - atat in interior cat si in exterior. Fundatia zidurilor intoarse are o adancime de 5060 cm, indiferent de adancimea de fundare a culeii. În spatele zidului se executa un dren.

În cazul racordarilor cu aripi nu sunt necesare ziduri intoarse.

Sferturile de con (fig.26) se executa din acelasi material (pamant) ca si terasamentele. Generatoarea conului are o inclinare variabila de la 1:1,5 in punctul de racordare cu terasamentul pana la 1:1 la contactul cu culeea.

Fig. 26. Racordare cu sfert de con

a - vedere in profil; b - vedere in plan

La executie, asezarea se face in straturi de 20 cm grosime, care se bat bine cu maiul.

Sferturile de con se pot consolida prin insamantare cu iarba, cu pereu uscat sau cu mortar de ciment, mai rar cu dale din beton; in unele situatii (spre exemplu o inaltime mare a terasamentelor) se protejeaza la baza cu anrocamente.

Aripile (fig.27) sunt necesare atunci cand amplasarea podetului pe teren impune conditii speciale, cum ar fi: inaltimi mari de terasament, oblicitate pronuntata, corectii de albii etc. Se executa din beton sau din zidarie cu mortar de ciment si au inaltimea variabila; la rostul cu culeea au inaltimea elevatiei, iar la capatul opus au 0,51 m.

Fig.27. Racordare cu aripi

a- vedere transversala; b - vedere in profil; c - vedere in plan

Unghiul sub care se amplaseaza in raport cu culeea (perpendicular sau oblic) depinde de conditiile locale, urmarindu-se asigurarea unei scurgeri a apei in conditii optime.

Uneori pentru dirijarea apei pe sub podet sau pentru asigurarea unei scurgeri normale, se amenajeaza, in amonte, camere de priza care se executa din beton sau zidarie de piatra cu mortar.

Tablierul (fig.28), care constituie suprastructura podetului dalat, este alcatuita din: dale sau chesoane, ca element de rezistenta, cale, borduri si parapeti.

Fig.28. Tabliere din elemente prefabricate

a - din dale; b - din chesoane

Elementul de rezistenta se executa din beton monolit sau din elemente prefabricate (dale sau chesoane). Dalele se folosesc la deschideri de pana la 2 m si se aseaza pe culei fara solidarizare transversala in camp. Chesoanele se utilizeaza pentru deschideri mai mari (peste 3 m) si se solidarizeaza in camp prin beton monolit BC 30 (B 400), turnat intre elementele prefabricate si pe reazeme, prin antretoaze de monolitizare BC 15 (B 200).

Tablierul din beton monolit se foloseste in cazul podetelor amplasate in curbe cu raze mici sau cand oblicitatea podetului este mare (a < 60⁰).

Calea se executa din beton de ciment clasa BC 22,5 (B 300), in grosime de 6 cm sau din macadam de 12 cm grosime.

Bordurile se executa din beton armat monolit, BC 15 (B300), fiind prevazute pe ambele parti ale podetului si pe toata lungimea acestuia.

Parapetii, alcatuiti din stalpi si lise prefabricate (eventual lise din lemn), se prevad la podetele cu inaltimi mai mari de 2,5 m.

Ca tehnica de lucru, sapaturile pentru fundarea culeelor se executa cu IFRON-ul, echipat cu lingura inversa sau cu excavatorul cu lingura intoarsa; de obicei este necesara si o interventie manuala pentru cca. 20% din volumul total de sapat. În cazul in care la realizarea sapaturii sunt necesare si derocari, atunci se folosesc si explozivi (cu forari sau fara forari).

Transportul elementelor prefabricate (dale, chesoane, grinzi) pentru executia tablierelor se face cu autocamioane, trailere si chiar cu remorci de tipul acelora folosite la autotrenuri forestiere.

Încarcarea, descarcarea si manipularea elementelor prefabricate se face cu IFRON-ul dotat cu furca, graifar ori macara sau cu automacaraua.

Tinand seama de capacitatile de ridicare, IFRON-ul poate fi folosit la manipularea dalelor pentru podetele cu deschideri de pana la 2 m, precum si a chesoanelor pentru podetele de 36 m deschidere. Chesoanele pentru lucrarile cu deschideri de 8 m, ca si grinzile in forma de T, pentru deschideri de 10, 12 ori 15 m se manevreaza cu automacaraua.

Pregatirea betonului si a mortarului necesare executiei se face cu betoniera, iar evacuarea apelor din fundatii se face cu motopompele.

Umpluturile din spatele culeelor se executa mecanizat cu IFRON-ul dotat cu lama de buldozer, cu un buldozer sau cu pamant adus de mijloacele de transport (autobasculante sau tractoare cu remorci basculante).

Montarea elementelor prefabricate ale tablierului se face cu IFRON-ul (fig. 29) sau cu automacaraua (fig.30), in functie de greutatea elementelor si dificultatea conditiilor de montare. Înaltimea de ridicare, in cazul incarcatorului, nu poate depasi 33,5 m.

Fig. 29. Montarea cu incarcatorul IFRON a unei grinzi prefabricate pe culeele podetului

Fig.30. Montarea cu automacaraua a unei grinzi prefabricate pe culeele podetului

3.5. Podete din grinzi

Sunt asemanatoare podetelor dalate, numai ca in locul dalelor din beton armat se utilizeaza grinzi (prefabricate), asezate foantiv (alaturate) si imbinate prin monolitizari longitudinale si antretoaze de capat.

În general se recomanda la podetele cu deschideri mai mari, acolo unde consumul de beton in dala este ridicat.

3.6. Podete din lemn (fig.31).

Fig.31. Alcatuirea podetelor din lemn:

a - sectiune longitudinala; b - sectiune transversala

Folosite pe scara larga, cu decenii in urma, au fost abandonate treptat datorita consumului mare de material lemnos si a durabilitatii lor reduse, lemnul neprotejat fiind supus degradarii (atacuri de ciuperci), favorizata de alternantele de uscare - umezire.

Progresele realizate in domeniul protejarii lemnului,ca si aparitia unor sortimente moderne de material lemnos (glulam), fac, ca, in prezent, folosirea podetelor din lemn sa fie reconsiderata, ceea ce ar putea conduce la o noua extindere a acestora. Un podet din grinzi din glulam (fig.32) costa cu circa 40% mai putin decat un podet de beton si asigura o durabilitate de 50 . 60 ani.

Mentionam ca, pe plan mondial, pe drumurile forestiere provizorii se executa podete demontabile din prefabricate din glulam, rezemate sumar pe terasamente si care se muta de la un santier de exploatare la altul.

a b c

Fig.32. Podet din glulam:

a - in executie; b - in executie; c - in faza finala.

4. Poduri

În general, in proiectarea drumurilor forestiere, podurile formeaza obiectul unor proiecte aparte. De aceea, in cele ce urmeaza se dau numai cateva elemente privind buna conducere a traseului in zona podurilor,cat si elemente cu privire la alegerea amplasamentului podului.

Studiul pentru fixarea traseului este subordonat amplasamentului podului in cazul raurilor mari sau a vailor adanci; in rest se face concomitent cu studiile de amplasare.

La alegerea amplasamentului podului se au in vedere urmatoarele:

- podul sa fie cat mai normal pe firul apei (90⁰⁾;

- se recomanda ca oblicitatea sa nu fie mai mica de 60⁰, in mod exceptional 45⁰;

- albia sa fie stabila;

- in cazul cand nu este posibil se intervine cu lucrari de corectie a albiei si de consolidare a malurilor;

- terenul de fundare, conform studiilor geotehnice, sa aiba portanta necesara stabilitatii constructiei;

- podul sa fie pe cat posibil in aliniament;

- accesul la pod sa fie lesnicios, cu vizibilitate buna, de preferinta prin curbe de racordare cu raze mai mari ca cele folosite la restul drumului;

- pentru gradul de asigurare la viituri si pentru pantele caii pe pod sunt valabile aceleasi prescriptii ca si pentru podete,precum si cele ce se mentioneaza in continuare.

5. Elemente de gabarit si de calcul

Pentru proiectarea lucrarilor de arta trebuie sa se stabileasca:

Ø     regimul de scurgere a raurilor;

Ø     gabaritul;

Ø     sectiunea de scurgere;

Ø     gradul de asigurare normat;

Ø     clasa de incarcare.

5.1. Regimul de scurgere

Regimul de scurgere al raurilor traversate de poduri sau podete poate fi determinat in urma culegerii urmatoarelor date de la teren:

Ø     natura geologica si granulometria patului albiei minore si majore;

Ø     tendinta generala sau locala de eroziune sau depunere in zona traversarii albiei;

Ø     debitul solid purtat de rau si in special la viituri (cantitatea si marimea aluviunilor);

Ø     marimea si natura flotantilor adusi de viituri (busteni,gheturi etc.);

Ø     nivelul maxim al apei in perioada curgerii gheturilor si date asupra posibilitatii de formare a zapezilor;

Ø     comportarea in timp a podurilor si podetelor, existente pe acelasi rau, in amonte sau aval de podul sau podetul proiectat;

Ø     necesitatea unor lucrari speciale de aparare a malurilor, dirijate sau regularizare a cursului de apa;

Ø     existenta plutaritului in anumite perioade;

Ø     lungimea probabila a podului sau podetului si amplasarea probabila a infrastructurilor; in cazul podetelor aceste elemente culese de pe teren, sunt determinante la definitivarea dispozitiei generale.

5.2. Gabaritul

Gabaritul se stabileste in functie de latimea drumului in aliniament, in curba sau zona de racordare, tinand seama de marimea supralargirilor. Dimensiunile gabaritelor sunt stabilite in general prin standarde (STAS 2924-91).

În ceea ce priveste podetele si podurile de pe drumurile forestiere, au fost cuprinse in normative urmatoarele prevederi specifice.

5.2.1.Gabaritul podetelor

Gabaritul podetelor se stabileste in functie de platforma drumului pentru podetele situate in aliniament si se determina astfel:

- pentru drumuri cu platforma P= 4m

B=3,7m + 2b,

in care B este latimea podetului in profil transversal;

P - latimea platformei drumului;

b - latimea bordurii.

- pentru cazul podetelor situate in curbe, gabaritul lor este egal cu cel din calea

curenta, la care se adauga supralargirea respectiva.

5.2.2.Gabaritul podurilor

Pentru poduri amplasate in aliniament cu o singura banda de circulatie si avand calea deasupra grinzilor, solutie adoptata in majoritatea cazurilor, gabaritul este asigurat prin prevederea unei parti carosabile de 3,70m si 2 trotuare de cate 0,75m sau 1,00m fiecare.

În cazul amplasarii in curba, se adauga la partea carosabila si supralargirea corespunzatoare, iar in cazul cand tablierul este drept se adauga si sageata pe care o formeaza muchia interioara a bordurii cu muchia interioara in plina curba a partii carosabile supralargite. Pentru o mai buna inscriere a vehiculului pe pod, tablierul se executa in aceasta situatie curb, bineinteles cu toate complicatiile constructive rezultate din aceasta.

Pentru podurile cu banda dubla de circulatie amplasate in aliniament, partea carosabila este de 6,00m sau 6,50m, corespunzatoare unei viteze de circulatie de 25 km/h si unei latimi a partii carosabile a drumului de 5,50m, respectiv 6,00m.

Pentru viteze de proiectare mai mari, latimea partii carosabile pentru banda dubla de circulatie ajunge pana la 7,80m. Pentru amplasari in plina curba se mentin prevederile de mai sus de la banda simpla.

5.3. Sectiunea de scurgere

Sectiunea de scurgere se stabileste pe baza de calcul hidraulic in functie de gradul de asigurare normat, care la randul lui este in functie de importanta drumului. Calculul hidraulic pentru poduri se reglementeaza prin normativ, urmand sa se ia in consideratie suplimentar asigurarile de calcul la viituri si sa se respecte urmatoarele inaltimi de libera trecere (h_tmin) :

- pentru poduri cu grinzi h_tmin = 1,00m (cu flotanti)

h_tmin = 0,75m (fara flotanti)

- pentru podete cu grinzi h_tmin = 0,75m (cu flotanti)

h_tmin = 0,50m (fara flotanti)

- pentru poduri boltite incastrate in culee h_tmin = 1,25m si cel putin 1/3 din

sageata boltii

- pentru poduri peste raurile pe care h_tmin = 1,50m pentru plutarit liber

se face plutarit liber h_tmin = 3,50m pentru plutarit cu

plute

În cazul podurilor din lemn pragul contrafiselor se va afla cu minimum 0,25m deasupra nivelului apelor extraordinare (N.A.E).

Pentru o prima dimensionare, lumina podetelor, in metri se poate considera egala cu lungimea (in amonte,in km) a paraului traversat,inmultit cu 0,81.

Calculul hidraulic se intocmeste conform Normativului PD 95/77 si PD 161/85, cu respectarea Ordinului nr.203/90 emis de M.A.P.P.M.

5.4. Gradul de asigurare normat

Gradul de asigurare normat este in functie de importanta drumului. În tabelul 1 se prezinta gradul de asigurare, in functie de durata de serviciu a podurilor si podetelor, respectiv pentru lucrari de arta definitive, semipermanente si provizorii.

Tabelul 1

Gradul de asigurare normat, functie de importanta drumului

*Se poate renunta la verificare cu acordul beneficiarului si cu mentionarea in documentatia pentru obtinerea acordului S.G.A.

Δh - inaltimea minima de libera scurgere sub pod (h_tmin) ; pentru rauri cu plutitori/pentru rauri fara plutitori ;

Nota : Δh din tabel este dat pentru debite Q mai mici de 1000m³.

5.5. Clasa de incarcare

În mod curent, la drumurile forestiere se aplica clasa a III-a de incarcare, convoi A10-S30.

Mijloacele de transport a masei lemnoase, la inceputul perioadei transportului forestier mecanizat (1955 - 1960) erau constituite in marea lor majoritate din autocamioane vechi de diverse tipuri, cu capacitati de 5 - 8 tone si remorci de 6 - 8 tone.

Odata cu progresele inregistrate in industria de autocamioane, au evoluat si mijloacele de transport a lemnului, trecandu-se treptat la autotrenuri forestiere de 10 - 12 tone si apoi de 16 tone. Pentru aceasta categorie de autovehicule, convoiul de calcul

A10 -S30, legiferat pentru drumurile forestiere era acoperitor, solicitarile date de acest convoi, fiind mai mari decat cele rezultate din convoaiele practicate.

Ca urmare, toate lucrarile de arta - poduri, podete - de pe drumurile forestiere executate pana in anii 1981 -1982 au fost dimensionate la convoiul de calcul A10 - S30, constituit dintr-un sir de autocamioane de 10 tone si un vehicul pe senile de 30 tone, luandu-se in considerare solicitarea cu valoarea cea mai mare. Din anul 1978 au fost introduse autotrenurile forestiere de 20 tone sarcina utila, iar din anul 2007 au fost introduse autotractoarele cu remorca de tip RENAULT KERAX 450 si VOLVO FH 12, cu sarcini utile pe convoi de 35 tone.

În continuare se prezinta caracteristicile catorva convoaie folosite in transportul forestier :

Ø     A10 - S30 (fig.33) ;

Ø     Autotren ATF 25 cu troliu (fig.34) ;

Ø     Autotren ATF 20 cu macara (fig.35) ;

Ø     Autotractor KERAX 450 (cu macara) si remorca FLOOR TRAILERS (fig.36).

Fig. 33. Convoi de calcul A10 - S30

Fig. 34. Convoi de calcul ATF 25 (cu troliu)

Nota:

cifrele din paranteza reprezinta sarcina maxima pe osie din greutatea proprie plus sarcina utila (sarcina reala in exploatare)

cifrele din afara parantezei reprezinta sarcina capabila pe osie a vehiculului

Fig. 35. Convoi de calcul ATF 20 (cu macara)

Nota:

cifrele din paranteza reprezinta sarcina maxima pe osie din greutatea proprie plus sarcina utila (sarcina reala in exploatare)

cifrele din afara parantezei reprezinta sarcina capabila pe osie a vehiculului

Fig.36. Convoi de calcul autotractor KERAX 450 (cu macara) si remorca FLOOR TRAILERS

Nota:

cifrele din paranteza reprezinta sarcina admisa de ordonanta 43/1997

6. Elemente privind dimensionarea hidraulica a podurilor si podetelor

Calculul si dimensionarea hidraulica a podurilor si podetelor ridica anumite probleme in ce priveste precizia si eficacitatea operatiilor. Evaluarea debitelor este marcata de o anumita imprecizie ce tine de insuficienta cunoastere a ploilor,ca fenomene naturale si, in special, a duratei si intensitatii lor. Nivelul si viteza apei intr-o albie depind, printre altele, si de rugozitatea patului acestora, parametru dificil de stabilit cu precizie, ceea ce conduce la un oarecare grad de aproximare. Data fiind aceasta situatie si tinand cont si de aspectele legate de productivitatea muncii in proiectare, in practica se recurge la folosirea de metode de calcul simplificate, insa doar in conditiile cunoasterii si delimitarii corecte a domeniului lor de valabilitate.

În cele ce urmeaza se prezinta metoda simplificata de dimensionare a podetelor deschise, cu nivel liber,de pe drumurile forestiere, propusa de INL, inclusiv limitele acesteia si imbunatatirea modului sau de aplicare.

Astfel, pentru dimensionarea podetelor sau podurilor deschise,metoda recomanda relatia simplificata:

, (1)

in care : Q este debitul cursului de apa determinat pentru gradul de asigurare normat (m³/sec);

- coeficientul de contractie al curentului de apa (0,9);

h - inaltimea lamei de apa determinata din conditia asigurarii inaltimii de libera

trecere sub podet si a garzii de siguranta fata de terasamente (m);

b - lungimea podetului (m);

v_a - viteza admisibila a apei stabilita in functie de natura patului albiei (m/sec).

Relatia 1 prezinta neajunsul ca viteza curentului de apa (v_a) si inaltimea lamei de apa sub podet (h) se determina fiecare dupa criterii distincte, respectiv viteza v_a in functie de natura patului albiei (marimea particulelor, coeziune etc.), iar inaltimea lamei de apa h in functie de inaltimea disponibila sub podet cand, de fapt, cele doua marimi sunt dependente functional, amandoua fiind legate de regimul hidraulic dupa care curge apa in zona podetului. Stabilirea celor 2 parametri (v_a si h) fara a se tine seama de legatura functionala dintre ei, conduce la rezultate eronate, infirmate de realitate. De aceea folosirea metodei este limitata de situatiile cand inaltimea apei in podet (h) nu difera semnificativ de inaltimea apei in aval de podet.

De asemenea trebuie avut in vedere ca podetele de pe drumurile forestiere intrucat sunt construite de regula pentru o banda de circulatie, ceeace face ca podetul sa functioneze, din punct de hidraulic,ca deversor cu prag larg. Sub acest aspect podetele pot functiona ca deversoare inecate in aval daca inaltimea apei in podet este mai mica de 0,8 din inaltimea din aval sau neinecate in caz contrar. În cazul drumurilor forestiere ele functioneaza de regula ca deversoare neinecate, avand in vedere panta relativ mare a cursului de apa.

Relatiile de calcul hidraulic, pentru sectiuni dreptunghiulare,conform Normativului PD 95/2002, pentru dimensionarea podetelor ca deversoare neinecate sunt:

; (2)

; (3)

; (4)

; (5)

in care: Q este debitul de calcul (m³/sec);

- coeficientul de contractie al curentului de apa (0,9);

h - inaltimea lamei de apa (m);

b - lumina podetului (m);

v - viteza curentului de apa in podet (m/sec);

g - acceleratia gravitationala (m/ sec²);

φ - coeficient de viteza (0,78 . 0,90);

H - sarcina hidraulica amonte podet (m);

H_o - inaltimea efectiva a apei amonte podet (m).

Pentru simplificarea calculelor de dimensionare s-a intocmit o nomograma cu scari longitudinale, redata in figura 37.

Fig.37. Nomograma pentru dimensionarea hidraulica a podetelor in regim de deversor cu prag lat neinecat (dupa Gh. Ignea)

Nomograma coreleaza parametrii de calcul din relatiile 2 . 5, respectiv debitul cursului de apa Q,lumina podetului b,inaltimea lamei de apa h si viteza apei v.

În nomograma, intr-o prima secventa se intra cu viteza v, stabilita in functie de natura patului albiei, ridicandu-se o ordonata pana la linia vitezelor. De aici se duce o linie orizontala pana la axa verticala (ordonata nomogramei), care reda inaltimea apei in podet. În cea de-a doua secventa se ridica de pe abscisa care marcheaza debitele o alta ordonata pana ce intersecteaza linia orizontala corespunzatoare inaltimii apei in podet (determinata pe axa nomogramei in secventa anterioara).La intersectia celor doua drepte se citeste,in baza dreptelor de corelatie ale deschiderilor, marimea deschiderii necesare.

Spre exemplu, pentru un debit Q= 20m³/sec si o viteza a apei v=3,50m/sec, adoptate in functie de natura patului albiei rezulta o inaltime a apei h =1,20m.

În secventa a doua, pornind de pe linia debitelor (Q=20m³/sec) si ridicand o ordonata pana la intersectia cu orizontala corespunzatoare inaltimii h=1,20m, se citeste pe dreptele de corelatie ale nomogramei lumina necesara a podetului (b=5m).

Nomograma mai permite, datorita dreptelor de corelatie existente in partea stanga, si determinarea sarcinii hidraulice H pentru 3 situatii semnificative si anume:

φ = 0,9, pentru podete cu sfert de con sau aripi;

φ = 0,85, pentru podete fara sfert de con sau aripi ;

φ = 0,78, pentru podete boltite cu nasteri inecate.

Determinarea se face in functie de inaltimea apei din podet (h).

În cazul exemplului considerat pentru h=1,20m se obtine sarcina hidraulica de 1,95m,citita pe abscisa comuna a vitezelor si sarcinii hidrodinamice (pentru φ = 0,78).

7 Întretinerea podetelor si podurilor pe durata exploatarii

Adoptarea unor poduri definitive din piatra, beton si beton armat simplifica mult operatiile de intretinere a elementelor de rezistenta ale lucrarii. Cu toate acestea, racordarile podetelor cu terasamentele, lucrarile hidrotehnice de amenajare in amonte si aval, necesita in continuare un control periodic din partea personalului de intretinere, pentru ca in permanenta sa existe siguranta deplina asupra dirijarii directe la podete a apelor din santuri, izvoare si paraie, fara pericolul umezirii corpului rambleului.

Buna functionare a podetelor trebuie sa inceapa chiar in perioada constructiei,pe parcursul careia proiectantul si constructorul trebuie sa verifice corecta amplasare si dimensionare a lor, precum si executarea in intregime a lucrarilor de aparare si dirijare, si in mod special a fundatiilor podetelor tubulare amplasate in panta.

În primii ani de exploatare a drumului, controlul unei bune functionari a lucrarilor trebuie facut la intervale scurte, existand mereu, pana la realizarea unor profile de echilibru ale taluzurilor la versant si ale santurilor, o actiune importanta de erodate a lor si de infundare a podetelor cu pamant, resturi vegetale si flotanti.

O atentie deosebita trebuie acordata si mentinerii in buna stare a caii pe pod, inclusiv sapele de protectie si a parapetilor, in scopul evitarii degradarii betonului din suprastructura si garantarii sigurantei circulatiei.

La paraiele mai puternice trebuie cercetate cu regularitate fundatiile culeelor si pilelor, dupa fiecare viitura, daca nu sunt afuiate. În cazul afuierilor, trebuie intervenit urgent cu lucrari de subzidire, blocaje de anrocamente sau executarea de praguri de fund in aval.