010-djelovanje-potresa-na-mostove-II
010-djelovanje-potresa-na-mostove-II
010-djelovanje-potresa-na-mostove-II
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.