13.07.2015 Views

010-djelovanje-potresa-na-mostove-II

010-djelovanje-potresa-na-mostove-II

010-djelovanje-potresa-na-mostove-II

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.1 UvodDrugim riječima, pri razmjerno čestim slabijim potresima mostmora ostati u uporabi, a istodobno mora biti dostatnosiguran kako bi izdržao moguće žestoke potrese.Američko Vijeće za primijenjene tehnologije (Applied TechnologiesCouncil) ovako određuje razine uporabivosti i oštećenosti:1. Razine uporabivosti:• uporabivost odmah: potpu<strong>na</strong> dostupnost neometanuprometu odmah <strong>na</strong>kon <strong>potresa</strong>,• ograniče<strong>na</strong> uporabivost: ograniče<strong>na</strong> dostupnost (npr.smanjen broj prometnih trakova; promet lakšim vozilima).2. Razine oštećenosti:• manja oštećenja: zapravo elastično po<strong>na</strong>šanje,• popravljiva oštećenja: oštećenja što se mogu popravitibez bojazni od gubljenja uporabivosti,


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.1 UvodU običnih se mostova podrazumijeva uporabivost pri manjimpotresima.Dakle nužno je samo dokazati neelastičnu izobličljivost uzočuvanje prihvatljive nosivosti iliti duktilnost sklopa.Nadzira<strong>na</strong> pojava mjestâ neelastič<strong>na</strong> po<strong>na</strong>šanja u sklopu iziskujesljedeće korake:1. Odabrati poželjan mehanizam pri kojem se rasiplje što višeenergije i utvrditi položaje plastičnih zglobova. U mostova seodabiru mjesta plastičnih zglobova u stupovima.Na slici 5.1 predoče<strong>na</strong> su moguća mjesta pojave plastičnihzglobova u uvriježenih stupišta mostova, pri čemu je <strong>na</strong> slici5.1a prikazan poprečni, a <strong>na</strong> slici 5.1b uzdužni smjer.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.1 UvodSlika 5.1a: Moguća mjesta pojave plastičnih zglobova u stupištima (poprečni smjer)


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.1 UvodSlika 5.1b: Moguća mjesta pojave plastičnih zglobova u stupištima (uzdužni smjer)


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.1 Uvod2. dimenzionirati sklop <strong>na</strong> proračunsko opterećenje ikonstruirati plastični zglob tako da bude duktilan;3. proraču<strong>na</strong>ti i detaljirati sklop tako da se izbjegnu nepoželjnioblici sloma, poput posmičnoga sloma ili sloma spoja stupa iRS-a. Pri tomu je cilj proraču<strong>na</strong> određivanje graničnogaplastičnog momenta izraču<strong>na</strong><strong>na</strong> <strong>na</strong> osnovi stvarnih izmjerapresjeka, ali i uzimanjem u obzir “viška” čvrstoće gradiva (tj.stvarnih odnosa σ/ε).


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.1 Vlastitosti po<strong>na</strong>šanja stupaStrogo uzev, o elastičnom ili plastičnom po<strong>na</strong>šanju može segovoriti samo u slučaju idealnih elastoplastičnih gradiva.U praksi se stvarno po<strong>na</strong>šanje AB sklopovnih dijelova<strong>na</strong>domješta idealiziranim dvopravčanim (bilinearnim)odnosom, kako je predočeno<strong>na</strong> slici 5.2.Pri tomu valja odredititri mehaničke veličine:• krutost,• nosivost i• izobličenje.Slika 5.2: Pojednostavnje<strong>na</strong> shema po<strong>na</strong>šanja stupa


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.1 Vlastitosti po<strong>na</strong>šanja stupaDjelotvor<strong>na</strong> se krutost (raspucala presjeka), što odgovarapočetku popuštanja uzdužne armature, raču<strong>na</strong> iz izraza:K e = S y1 /δ 1 (5.1)gdje su S y1 i δ 1 sila i izobličenje što odgovaraju početkupopuštanja uzdužne armature.Kako se vidi sa slike 5.2, mjerodavne su dvije nosivosti:• pri početku popuštanja uzdužne armature, S y1 i• <strong>na</strong>ziv<strong>na</strong> <strong>na</strong>jveća nosivost, S if .U suvremenomu projektiranju mostova <strong>na</strong> potres izobličenje jepodjed<strong>na</strong>ko važno kao i nosivost, jer je izravno povezano soštećenjem sklopa ili njegova dijela.Z<strong>na</strong>kovito je pet graničnih izobličenja.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.1 Vlastitosti po<strong>na</strong>šanja stupa• početak raspucavanja,• početak popuštanja skrajnje vlačne armature,• odlamanje zaštitnoga sloja beto<strong>na</strong>,• drobljenje beto<strong>na</strong> pri tlaku i• kidanje armature.Početak raspucavanja zanimljiv je samo kao granica elastičnogpo<strong>na</strong>šanja.Početak popuštanja vlačne armature oz<strong>na</strong>čuje bitnu promjenukrutosti i možemo ga uzeti kao granicu elastične krutosti upojednostavnjenoj dvopravčanoj predočbi po<strong>na</strong>šanja sklopa,kako je o<strong>na</strong> izraže<strong>na</strong> u jedn. (5.1).


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.1 Vlastitosti po<strong>na</strong>šanja stupaIz jedn. (5.1) i slike 5.2 može se dobiti izobličenje pri popuštanjuδ y = (S if /S y1 )δ 1 (5.2)gdje su S y1 i δ 1 sila i izobličenje što odgovaraju početkupopuštanja uzdužne armature, a S if idealizira<strong>na</strong> nosivost prisavijanju u slučaju elastoplastičnog po<strong>na</strong>šanja.Pri tomu se faktor duktilnosti, μ, određuje kao pokazateljneelastičnog izobličenja <strong>na</strong>kon popuštanja:μ = δ/δ y (5.3)gdje su δ promatrano izobličenje, a δ y izobličenje pripopuštanju.Kao granica dvopravčanoga po<strong>na</strong>šanja uzima se fizikalni događajpridružen z<strong>na</strong>tnu <strong>na</strong>rušavanju nosivosti.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.1 Vlastitosti po<strong>na</strong>šanja stupaTako se za nesapete (neovijene) stupove početakodlamanja zaštitnoga sloja beto<strong>na</strong> uzima kao slom.Kidanjem ili poprečne ili uzdužne armature i drobljenjemsapetog beto<strong>na</strong> obično započinje potpuni slomsklopovnoga dijela (elementa).


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.2 Opažanja pri pokusimaNa slici 5.3a predočen je odnos bočne sile i pomaka cikličkiopterećivanog sapetogastupa (pu<strong>na</strong> histerez<strong>na</strong>petlja).Ovojnica (anvelopa)histereznih petljâmože se, ostajući <strong>na</strong>strani sigurnosti, približno uzeti kaodvopravčan dijagram,pri čemu je V ifsila <strong>na</strong> granici popuštanja.Slika 5.3a: Po<strong>na</strong>šanje dobro sapeta stupa pri pokusu


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.2 Opažanja pri pokusimaKrutost je određe<strong>na</strong> s obzirom <strong>na</strong> početak popuštanja uzdužnearmature.Ko<strong>na</strong>čan slom stupa uzrokovan je kidanjem uzdužne armature ukritičnim presjecima blizu krajeva stupa.Duktilno po<strong>na</strong>šanje pedočeno <strong>na</strong> slici 5.3a postignuto jezahvaljujući tomu što je stup projektiran tako daprevladavaju izobličenja izazva<strong>na</strong> savijanjem, dok su drugi<strong>na</strong>čini izobličenja bili spriječeni.Nasuprot tomu, <strong>na</strong> slici 5.3b predočen je primjer neduktil<strong>na</strong>po<strong>na</strong>šanja, koje se mora svakako izbjeći pri proračunu <strong>na</strong>potres<strong>na</strong> djelovanja.Naime, stup je pretrpio krhki slom, prije dosegnuća popuštanja.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.2 Opažanja pri pokusimaGubitak prianjanja ovojne armature može također dovesti dobrzoga slabljenjanosivosti stupa.Naravno, moguć je imeđuslučaj, tj. po<strong>na</strong>šanješto se <strong>na</strong>laziizmeđu dviju netompokazanih krajnosti.Naime, tu je stupdoduše pretrpioslom zbog posmikaSlika 5.3b: Po<strong>na</strong>šanje stupa što je pretrpio krhki slom pri sili većoj od onepri popuštanju, ali nije uspio dosegnuti potrebnu duktilnost.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.2 Po<strong>na</strong>šanje stupa pod bočnim opterećenjem5.2.2 Opažanja pri pokusimaNe treba ni <strong>na</strong>glašavati da je i ovaj oblik sloma stupa nepoželjan(slika 5.3c), pa o tomutreba voditi raču<strong>na</strong>pri projektiranju.Slika 5.3c: Po<strong>na</strong>šanje stupa ograničene duktilnosti


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.1 Potresno opterećenjeObični mostovi malih do srednjih raspo<strong>na</strong> mogu seproraču<strong>na</strong>vati <strong>na</strong> jed<strong>na</strong>kovrijedno statičko bočnoopterećenje:F eq = ma g (5.4)gdje je m masa, a a g proračunsko vršno ubrzanje zavisno odrazdoblja titranja sklopa.Ovo vršno ubrzanje tla raču<strong>na</strong> se kao elastični spektar odziva<strong>na</strong> ubrzanje uz 5 %-tno prigušenje, izraženo kao ARS, što jeomjer vršnog ubrzanja tla i ubrzanja zemljine teže:F eq = mg(ARS) = W(ARS) (5.5)gdje je W udio stalnog opterećenja što ga prenosi stup.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.1 Potresno opterećenjeMeđutim, z<strong>na</strong>jući da se usklopova što se po<strong>na</strong>šajuneelastično potres<strong>na</strong> silasmanjuje, elastično se opterećenjeobično smanjujestanovitim faktorom zavisnimod razdoblja titranja:F d = W(ARS)/Z (5.6)Na slici 5.4 predočen je izborfaktora Z u zavisnostiod razdoblja titranja i odduktilnosti sklopa.Slika 5.4: Koeficijent smanjenja potresne sile


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.2 Proračun uzdužne armatureKada se z<strong>na</strong> boč<strong>na</strong> sila, lako se izraču<strong>na</strong> pripadni momentsavijanja po pravilima građevne statike.Nakon toga slijedi provjera <strong>na</strong>jjače <strong>na</strong>pregnutoga presjeka popostupku uvriježenu pri proračunu AB sklopova (slika 5.5).Slika 5.5: Proračun graničnog momenta savijanja AB presjeka


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.3 Proračun poprečne armatureDuktilnost stupa zajamčuje se dobrim detaljiranjem poprečnearmature što služi za sapinjanje beto<strong>na</strong>.O<strong>na</strong> se može proraču<strong>na</strong>ti postupno (višekratnim pokušajima),tako da se zadovolji zahtijeva<strong>na</strong> razi<strong>na</strong> duktilnosti.Slika 5.6: Idealizirane raspodjelbe zakrivljenosti.a) <strong>na</strong> početku popuštanja armature; b) pri slomuBočni pomak može se dobitiintegriranjem zakrivljenostii kuta zaokreta dužstupa.U tu je svrhu nužno pretpostavitiraspodjelbu zakrivljenostiduž stupa (slika5.6).


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.3 Proračun poprečne armatureNaravno, predočene su raspodjelbe idealizirane, ali dosta dobroodražavaju stvarno po<strong>na</strong>šanje.Na slici valja uočiti dvije geometrijske veličine:• h e je djelotvor<strong>na</strong> visi<strong>na</strong> stupa, tj. čista visi<strong>na</strong> poveća<strong>na</strong> zapotez duž kojega je uzduž<strong>na</strong> armatura premašila granicupopuštanja:h e = h + 0,022f y· Ø (5.7)• L p je dulji<strong>na</strong> plastičnoga zgloba:L p = 0,08h + 0,022f y· Ø (5.8)Pošto se izraču<strong>na</strong> bočni pomak, provjerava se (<strong>na</strong> osnovi omjeranjegove vrijednosti i pomaka <strong>na</strong> početku popuštanjauzdužne armature) je li stup duktilan.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.3 Proračun poprečne armatureAko je taj uvjet ispunjen pristupa se proračunu poprečnearmature.Spomenuto američko Vijeće za primijenjene tehnologijepreporučuje da se za poprečnu armaturu unutar plastičnogazgloba odredi <strong>na</strong>jmanji prostorni udio zavojite armature poizrazu:f ' ⎡ce1,25P⎤eρs= 0,16 ⎢0,5 + ⎥+ 0,13( ρl−0,01 ) ( 5.9)fyc ⎢⎣fce ' Ag⎥⎦gdje su:- f ce ’ tlač<strong>na</strong> čvrstoća beto<strong>na</strong> u plastičnomu zglobu (= 1,3f c );- f ye vlač<strong>na</strong> čvrstoća čelika (= 1,1f y );- P e uzduž<strong>na</strong> sila;


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.3 Dimenzioniranje stupova <strong>na</strong> savijanje5.3.3 Proračun poprečne armature- A g plošti<strong>na</strong> poprečnoga presjeka stupa;- ρ l udio uzdužne armature u presjeku.Izvan plastičnoga zgloba dostat<strong>na</strong> je upola manja količi<strong>na</strong>poprečne armature.I<strong>na</strong>če dulji<strong>na</strong> plastičnoga zgloba mora biti veća od ovih dvijuveliči<strong>na</strong>:- visine presjeka stupa u promatranomu smjeru,- duljine poteza stupa <strong>na</strong> kojem je moment savijanja veći od80 % momenta u mjerodavnomu presjeku.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.4 Provjera <strong>na</strong> <strong>djelovanje</strong> poprečne sileDjelovanje poprečne sile provjerava se po mehanizmupredočenu <strong>na</strong> slici 5.7.Slika 5.7: Mehanizam prenošenja bočne sileu zavojito armira<strong>na</strong> stupa


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.4 Provjera <strong>na</strong> <strong>djelovanje</strong> poprečne sileU odnosu <strong>na</strong> uvriježene provjere djelovanja poprečne sile ovase razlikuje utoliko što se u nju ugrađuju <strong>na</strong>lazi pokusnihistraživanja što ih je izveo novozelandski učenjak N. Priestley.To se u prvom redu odnosi <strong>na</strong> izbor kuta pod kojim se otvaraslom<strong>na</strong> pukoti<strong>na</strong> (= 30°, slika 5.7).U anglosaskomu stručnom štivu obično se otpornost <strong>na</strong>mjerodavnu bočnu silu raščlanjuje <strong>na</strong> udio beto<strong>na</strong> (V c <strong>na</strong> slici5.7) i armature (A sp f s <strong>na</strong> slici 5.7), a ovdje se još dodaje tzv.<strong>djelovanje</strong> luka (V a <strong>na</strong> slici 5.7), što odražava povećanjeotpornosti <strong>na</strong> bočnu silu zahvaljujući djelovanju tlačneuzdužne sile.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.5 Spoj stupa i rasponskoga sklopaSpoj stupa i rasponskoga sklopa ključni je dio odgovoran zaočuvanje cjelovitosti ukupnog nosivoga sklopa mosta prijačem potresu.Zato ga treba pomnjivo projektirati kako bi se zajamčio potpunprijenos bočnih sila i pripadnih mome<strong>na</strong>ta savijanja.Zbog njihove važnosti i složenosti, a osobito zbog poteškoćašto se javljaju pri popravku ako budu oštećeni, spojevi seproraču<strong>na</strong>vaju uz veće faktore sigurnosti nego samistupovi ili rasponski sklop.I opet se preporuke za određivanje geometrijskih odnosa, tepotrebne dodatne armature u spoju temelje <strong>na</strong> <strong>na</strong>lazimapokusâ spomenutog N. Priestleya.Na slici 5.8 predočeni su geometrijski odnosi spoja stupa ipoprečnog nosača kao dijela rasponskoga sklopa.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.5 Spoj stupa i rasponskoga sklopaSlika 5.8: Djelotvor<strong>na</strong> širi<strong>na</strong> spoja stupa i <strong>na</strong>glavniceDodatni stremenovi ploštine poprečnoga presjeka jed<strong>na</strong>kešestini presjeka uzdužne armature moraju se ugraditi unutarpojasa duljine 0,5D ili 0,5h c počev od obrisa stupa, a <strong>na</strong> širinine većoj od 2D.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.6 Spoj stupa i temeljne stopeSpoj stupa i temeljne stope još je složeniji od spoja stupa irasponskoga sklopa.Sve do s<strong>na</strong>žnoga <strong>potresa</strong> u San Fer<strong>na</strong>ndu u Kaliforniji, 1971.ovomu se spoju nije pridavala primjere<strong>na</strong> pozornost.Odonda su provede<strong>na</strong> broj<strong>na</strong> istraživanja, teorijska i pokus<strong>na</strong>, a<strong>na</strong>jbogatija korisnim <strong>na</strong>lazima, jer su uzorci bili gotovo<strong>na</strong>ravne veličine, izveo je Priestlyjev suradnik Y. Xiao 1998.On je u prvom redu uveo pojam sudjelujuće širine stope, tj.širine što djelotvorno sudjeluje u prenošenju bočne sile, apredložio je i pregledan mehanizam za određivanje silamjerodavnih za dimenzioniranje spoja stup – temelj<strong>na</strong>stopa.Taj je mehanizam predočen <strong>na</strong> slici 5.9.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.6 Spoj stupa i temeljne stopeSlika 5.9: Mehanizam prenošenja sila<strong>na</strong> spoju stupa i temeljne stopeValja uočiti tri glavne pukotine:• u radnoj reški izmeđustupa i stope,• okomitu pukotinu u produžetkutlačnog licastupa i• kosu pukotinu u sredinistope.Također valja uočiti da se u kosoj pukotini pojavljuju ivodorav<strong>na</strong> i okomita posmič<strong>na</strong> sila.Odgovarajući tlačno-vlačni mehanizam (strut-and-tie model) zaodređivanje potrebne armature predočen je <strong>na</strong> slici 5.10.


5 Proračun AB mostova <strong>na</strong> potres5.6 Spoj stupa i temeljne stopeSlika 5.10: Mehanizam prenošenja sila u temeljnoj stopi; shema za proračun armature


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.1 UvodGolema oštećenja i broj<strong>na</strong> rušenja mostova što ih je izazvaopotres kod Kobea u Japanu 1995. (Hyogo-ken Nanbu)potaknuo je inženjere diljem svijeta da se mnogo ozbiljnijepozabave osposobljavanjem postojećih i budućih mostovada izdrže opterećenja izazva<strong>na</strong> žestokim potresima.U zemljama gdje se razmjerno često javljaju takvi potresi, poputJapa<strong>na</strong>, Kalifornije i Novog Zelanda (slučajno su to vrlobogate zemlje) z<strong>na</strong>tno su porasli izdatci <strong>na</strong> z<strong>na</strong>nstve<strong>na</strong>istraživanja (<strong>na</strong>vlastito laboratorijska) u tom smjeru.Naravno, istraživanjâ manjeg opsega ima i u manje bogatimzemljama, poput sredozemnih, pa i u Hrvatskoj.Usporedno s istraživanjima teku i prilagodbe mjerodavnihnormâ, te smjernica za projektiranje i popravke oštećenihmostova.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.1 UvodU toj prilagodbi ima i lutanja, pa i pravih zastranjivanja ipretjerivanja, što se vidi po još vrijedećim europskimnormama za proračun potresnih djelovanja.Naime, otkako su te norme brzopleto prihvaćene u Hrvatskojvrtoglavo je porasla potrošnja armature za donji ustrojmostova, pa je nedavno skupi<strong>na</strong> <strong>na</strong>jkompetentnijih inženjerauputila predstavku mjerodavnomu ministarstvu da teodredbe promijeni.Međutim, bez obzira <strong>na</strong> te norme ima dosta velik broj mostovau Hrvatskoj <strong>na</strong> kojima su nužni zahvati kako bi se oniosposobili da mogu preuzeti opterećenja izazva<strong>na</strong> jakimpotresima ne trpeći z<strong>na</strong>tnija oštećenja.U sljedećem izlaganja samo će se <strong>na</strong>čelno <strong>na</strong>z<strong>na</strong>čiti <strong>na</strong>jnužnijemjere radi ostvarivanja toga cilja.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.2 Utvrđivanje reda prvenstvaU Hrvatskoj je u zadnjih 20-ak godi<strong>na</strong> dosta učinjeno <strong>na</strong>uspostavljanju sustava gospodarenja mostovima (bridgema<strong>na</strong>gement system).S druge strane, dotjerani su zemljovidi s prikazom potresnihpodručja u kojima su <strong>na</strong>vedeni podatci o mjerodavnimpotresnim ubrzanjima.Zahvaljujući tomu dostupni su <strong>na</strong>jnužniji podatci o <strong>na</strong>jvažnijimmostovima, kao i to u kojoj mjeri pojedini most nezadovoljava suvremene zahtjeve <strong>na</strong> otpornost protiv<strong>potresa</strong>.Mjerodavne državne ustanove za gospodarenje mostovima (uprvom redu Hrvatske autoceste, HAC, i Hrvatske ceste,HC) morale bi <strong>na</strong> osnovi ovih podataka sastaviti popisvažnijih mostova u ugroženim područjima.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.2 Utvrđivanje reda prvenstvaZa svaki most treba sastaviti popis <strong>na</strong>jnužnijih mjera što ih trebapoduzeti kako bi se most osposobio za preuzimanje jačihpotresnih opterećenja, te približni troškovnik radova.Sljedeći je korak utvrđivanje reda prvenstva izvedbe radova <strong>na</strong>pojedinim mostovima vodeći raču<strong>na</strong>, s jedne strane, o mjerineprilagođenosti mosta (tj. u kolikoj mjeri most nezadovoljava suvremene zahtjeve <strong>na</strong> otpornost protiv <strong>na</strong>jjačihočekivanih <strong>potresa</strong> u području gdje stoji), a s druge strane ovažnosti mosta u prometnom sustavu.Naravno, za svaki pojedini most treba izraditi izvedbeni projektprilagodbe suvremenim zahtjevima <strong>na</strong> otpornost protiv<strong>potresa</strong> te odgovarajućih pojačavanja dijelova nosivogasklopa.Podrazumijevaju se i mjere za (možebitno) održavanje prometa.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.3 Načela projektiranjaProjektiranjem prilagodbe mosta <strong>na</strong> suvremene zahtjevepotresnog inženjerstva postižemo željeno po<strong>na</strong>šanjenosivoga sklopa mosta pri potresu.Upravo se <strong>na</strong> ovom polju <strong>na</strong>jizrazitije očituje inženjerskoumijeće u kojemu prevladava domišljatost <strong>na</strong>d teškimradom.Pri tomu valja odabrati put kojim se izbjegavaju nepouzdani inepotrebni proračuni ili izvedbeni postupci.Ako se ovaj dio posla obavi kako valja, izvedba teče beznepotrebnih poteškoća, a njih je z<strong>na</strong>tno manje i upreostalom vijeku trajanja mosta (manji je opseg mjerauzdržavanja).Navest ćemo nekoliko primjera što pojašnjuju izrečeno.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.3 Načela projektiranjaPetlje u autocestovnim čvorištima <strong>na</strong>jčešće imaju <strong>na</strong>jmanjejedan stup u razdjelnomu traku autoceste s jakimprometom.Odaberemo li postupak prilagodbe mosta u kojem se izbjegavapojačavanje toga stupa prištedjet ćemo prometnepoteškoće pri izvedbi – zato je bolje pojačavati drugestupove.U većine mostova preko dvaju ili triju polja glavni<strong>na</strong> se potresnesile može predati <strong>na</strong> upornjak i <strong>na</strong>sip, pa se tako mogusmanjiti ili potpuno izbjeći radovi <strong>na</strong> pojačavanju stupova.Sile preraspodijeljene <strong>na</strong> upornjak mogu se prenijeti u temeljnotlo s pomoću <strong>na</strong>k<strong>na</strong>dno izvedenih pilota, <strong>na</strong>ravno, uzpojačavanje temeljne stope.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.3 Načela projektiranjaU slučaju stupištâ s većim brojem stupova može se z<strong>na</strong>tnosmanjiti opseg radova <strong>na</strong> pojačavanju temeljnih stopa ako sepredvidi zglobni priključak stupova <strong>na</strong> stopu.Broj<strong>na</strong> ispitivanja temeljnih stopa/<strong>na</strong>glavnica pokazala su dapostoji z<strong>na</strong>t<strong>na</strong> zaliha njihove bočne otpornosti što ju pružapasivni otpor tla – i to se može iskoristiti.Iskustvo je pokazalo da s protežnim rasponskim sklopovima ima<strong>na</strong>jmanje poteškoća u uzdržavanju.S druge strane, zglobovi i ležajevi da<strong>na</strong>s pripadaju u one dijelovemosta što zadaju <strong>na</strong>jviše poteškoća.Zato treba tražiti <strong>na</strong>či<strong>na</strong> da se prigodom prilagodbe neprotežniskopovi pretvore u protežne – time će se spriječiti njihovorazdvajanje i rušenje pri žestoku potresu.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.3 Načela projektiranjaViše je puta <strong>na</strong>glašeno kako je duktilnost dijelova donjeg ustrojaključ<strong>na</strong> za prihvatljivo po<strong>na</strong>šanje mosta pri potresu.Pri tomu valja imati <strong>na</strong> umu kako će takav most neminovnopretrpjeti stanovitu štetu.Taj<strong>na</strong> je dobra protupotresnoga projektiranja u uravnoteženuodabiru prihvatljive razine oštećenja s obzirom <strong>na</strong> troškoveizbjegavanja ili ograničavanja oštećenja.Međutim, moramo voditi raču<strong>na</strong> i o tomu da će se stupovipo<strong>na</strong>šati duktilno ako smo predvidjeli mjere s pomoću kojihće cijeli most moći ostvariti odgovarajuće pomake.Iskustvo je pokazalo da su, kada provjeravamo protupotresnuotpornost, u velike većine mostova mjerila ostvarivostipomaka važnija od onih što određuju nosivost.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbePrilagodba mosta <strong>na</strong> poželjno po<strong>na</strong>šanje pri potresu postiže seovim sustavnim zahvatima:• djelomičnom ili potpunom promjenom raspodjelbe krutosti,• promjenom razine primanja potresne energije i• promjenom vlastitostî masa.Oni se ostvaruju primjenom pojedinih sklopovnih mjera odkojih se <strong>na</strong>jčešće primjenjuju:• sprječavala razdvajanja,• košuljice za sapinjanje,• dodatne vezne grede,• prei<strong>na</strong>ke spoja stupa i rasponskoga sklopa i• prei<strong>na</strong>ke temeljne stope/<strong>na</strong>glavnice.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.1 Sprječavala razdvajanjaPrigodom spomenutog <strong>potresa</strong> u San Fer<strong>na</strong>ndu rasponski susklopovi pojedinih mostova popadali s preuskih <strong>na</strong>glavnica, au velika broja njih razdvojile su se prijelazne <strong>na</strong>prave.Kako bi se to spriječilo, ležajni supoprečni nosači susjednih poljapovezani vanjskim <strong>na</strong>tegama, sprječavalimarazdvajanja (hinge joint restrainer),provučenima kroz provrteu tim nosačima (slika 6.1).Naravno, <strong>na</strong> slici je prikazano stanjeza vrijeme izvedbe – nedostajuzaštit<strong>na</strong> cijev i sidro (1 <strong>na</strong>tege).Slika 6.1: Sprječavalo razdvajanja zglobova


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.2 Košuljice za sapinjanjeOd proljeća 1987. izvedeno je <strong>na</strong>Sveučilištu u San Diegu više od 80nizova pokusa <strong>na</strong> uzorcima stupovamostova radi utvrđivanja učinkadodavanja poprečne armature zasapinjanje beto<strong>na</strong>.Na slici 6.2 prikazan je primjer takvearmature.Mostovi prilagođeni <strong>na</strong> ovaj <strong>na</strong>činizvanredno su se dobro držali ukasnijim dvama jakim potresima utom području.Slika 6.2: Armatura za sapinjanje beto<strong>na</strong>


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.2 Košuljice za sapinjanjePrimjer ovako pojača<strong>na</strong> stupa prikazan je <strong>na</strong> slici 6.3.Valja reći da su <strong>na</strong> pojedinim mostovima primijenjene i čeličnekošuljice (slika 6.4).Slika 6.3 Slika 6.4


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>6.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.3 Dodatne vezne gredeDodatne vezne grede rabe se za ukrućivanje stupištâ s višestupova i smanjivanje duljine izvijanja pojedinih stupova.Primjenom ovoga postupka uz, primjerice, košuljice za sapinjanjemogu se prilagoditistari neduktilnibetonski stupovii tako izbjeći skupii mukotrpni radovi<strong>na</strong> zamjeni tihstupova.Na slici 6.5 predočenje primjer takveSlika 6.5primjene <strong>na</strong> mostu u Santa Monici (SAD).


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>Slika 6.66.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.4 Prei<strong>na</strong>ke spoja stupa i rasponskoga sklopaIzvanredan primjer pojačavanjadvokatnoga stupišnogokvira predočen je shematski<strong>na</strong> slici 6.6.Ovdje vanjske rubne gredeimaju ulogu sličnu onoj dodatnevezne grede u predhodnojtočki.Postupak pojačavanja razrađenje <strong>na</strong> osnovi sustavnihlaboratorijskih istraživanja provedenih <strong>na</strong> sveučilištima uBerkeleyu i San Diegu.


6 Osposobljavanje mostova protiv <strong>potresa</strong>Slika 6.76.4 Najčešće mjere za postizanje prilagodbe6.4.5 Prei<strong>na</strong>ke spoja stupa i temeljne stopeNajjednostavniji <strong>na</strong>čin pojačavanjatemeljne stope (iakone i <strong>na</strong>jjeftiniji) jest dodavanjeobodnog okviratemelje<strong>na</strong> <strong>na</strong> pilotima i“kape” (slika 6.7).Pri tomu valja zajamčitidobro sprezanje starog inovog beto<strong>na</strong>, te valjanosidrenje armature pilota u obodni okvir, kako bi pilot mogaopreuzeti i vlačnu silu.Pokusi <strong>na</strong> krupnim uzorcima pokazali su da bi se ovakopojačane stope mogle dobro držati pri jačem potresu.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!