2014-02-15: Montaža centralnog desnog (nizvodnog) segmenta luka.

Završna operacija sastavljanja lukova lučnog mosta L = 177 m na desnoj obali.
Posle opsežnih priprema, a pre svega na analizi obradi preciznih 3D-geodetskih podataka i simulacija na 3D-modelu konstrukcije, određenja je konačna dužina centralnih segmenata koji treba da se umetnu u konstrukciju. Segmenti isporučeni iz fabrike imali su nešto veću dužinu da bi postojala mogućnost skraćivanja ne meru na licu mesta, prema do sada izvedenoj konstrukciji, temperaturi konstrukcije u toku montaže i zazorima potrebnim za pravilno zavarivanje.

Kratak komentar nekih detalja sa fotografija:

Poprečne prečke (slika 1) unutar preseka segmenta su privremeni elementi koji služe samo za održavanje pravilne poprečne geometrije preseka luka tokom montaže. Posle završenog zavarivanja montažnog nastavka uklanjaju se.

Kružni otvor (na svim slikama) na vertikalnom limu lučnog segmenta je prečnika 800 mm. Služi za ulaz/izlaz u/iz gredu/grede koja spaja lukove. Isti detalj je na svim vezama lukova i poprečnih greda. Ovim je omogućeno kretanje kroz unutrašnjost konstrukcije u svim delovima konstrukcije.

Na slici 1, na luku levo, vidljiva je kosa dijafragma koja nosi vešaljku. Proteže se celom visinom vertikalnog lima da bi silu iz vešaljke postepeno uvela u luk.
Druga uloga ove dijafragme je da je ona istovremeno i bitan deo sistema za ukrućivanje vertikalnih limova lukova.

Na gornjoj flanši lučnog segmenta, (ne vidi se na fotografijama), je otvor za signalno svetlo za sigurnost vazdušne plovidbe. Svetiljka će biti montirana na pomičnom poklopcu. Kad se menja svetiljka, (recimo jednom u dve godine), poklopac se otvara rotiranjem oko šarki na jednoj strani i svetiljka se zamenjuje pristupom iz unutrašnjosti luka.
Inače svaki otvor u bilo kom limu preseka bilo kog dela konstrukcije, izaziva koncentraciju (povećanje) naprezanja oko otvora. Ova povećanja napona mogu da budu u teoriji od 1,5 do 10 puta i zavise od širine lima u kom je otvor i i radijusa krivine otvora. U slučaju ovog mosta faktor koncentacije napona je 3 pa je zato projektovano i izvedeno lokalno ojačanje oko otvora na flanši luka.
Isti fenomen i ista mera ojačanja je primenjena i kod svih otvora za prolaz vešaljki kroz flanše lukova i zatega. Ova ojačanja se nalaze unutar konstrukcije i nisu vidljiva spolja.

Na svim fotografijama se vidi, bar delimično, divna panorama okoline sa visine 15. sprata.


Vezane teme o kojima će biti govora u nastavku: stablinost na izbočavanje i izvijanje, kablovi.

Objavljeno 19 oktobar 2015

Ovim se vraćamo na sam početak rada na mostu i to onaj „nevidljivi deo za publiku“ koja uglavnom misli da radovi počinju kad se konstrukcija pojavi na gradilištu.
„Ćelične ploče“ su table čeličnih limova. Sav čelik klase S355 nabavljen je u Železari Skoplje,koja je inače po opremljenosti i kvalitetu na svetskom nivou. (Uzgred rečeno od skopskog čelika su urađeni npr. Drumski most u Brankovoj ulici u Beogradu, Drumski most kod Ostružnice, Drumski most kod Sremske Rače). Konstrukcija sadrži i čelik klase S460 u vrlo maloj količini, a poreklo je iz Slovačke.

Čelik je proizveden prema Tehničkim specifikacijama (tehničkim uslovima) iz Tenderskih dokumenata na osnovu kojih je raspisan međunarodni konkurs za dobijanje posla izgradnje mosta. Tehničke specifikacije su i deo ugovora o izgradnji mosta.
Tehničkim specifikacijama je do poslednjeg detalja propisano koji su tehnički uslovi za materijale, radove, kontrole, tolerancije, načine i kriterijume prijema, rečju šta je to most u tehničkom smislu. To je vrlo obiman tehnički materijal, a samo deo za čeličnu konstrukciju je ispisan na 103 strane i poziva se na oko 250 osnovnih standarda EN (evropske norme) i ISO (međunarodne norme), odnosno na oko 2000 standarda ukupno!
Jedna od stavki i je čelik za konstrukciju. Mnogobrojnim zahtevima po EN i ISO, dodati su i zahtevi koji Nemačke savezne železnice (DB) propisuju za železničke mostove, što je niz novih izuzetno tehnički oštrih zahteva. Sve zajedno to je daleko obimnije i detaljnije nego kod drumskih mostova, a pogotovo neuporedivo u odnosu na čelične konstrukcije u zgradarstvu. Ovo praktično znači da železara mora da uradi mnogo više laboratorijskih ispitivanja fizičkih i hemijskih osobina čelika nego što je to standardno potrebno za masovne konstrukcije u zgradarstvu. Ovo se naravno odražava i na cenu pa je to objašnjenje zašto je jedan isti čelik znatno skuplji za most, a pogotovo železnički most.

Nabrojimo, samo po naslovima, glavne grupe uslova za čelik:
- Hemijski sastav: Količine legirajućih elemenata, (gvožđe (Fe) je glavni legirajući element čelika), i ograničenja za pojedine elemente: ugljenik (C), mangan (Mn), silicijum (Si), aluminijum (Al), fosfor (P), azot (N), hrom (Cr), nikl (Ni), molibden (Mo), niobijum (Ni), bakar Cu), titan (Ti) i vanadijum (V). Na osnovu hemijskog sastava izračunava se tzv. ekvivalent ugljenika (CEV) koji je posebno važan za zavarivanje čelika. Formula za CEV, CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15, je posebno važna za tehnologa zavarivanja.
- Fizičke osobine: granica razvlačenja, zatezna čvrstoća, izduženje pri lomu, udarna žilavost.
- Tehnološke osobine: zavarivost, podobnost za savijanje na hladno, podobnost na savijanje uzorka sa navarom, otpornost na terasasti lom, sposobnost za toplo cinkovanje, podobnost za mašinsku obradu.
- Stanje površine tabli.
- Dimenzije: po dužini/širini, debljini, tolerancije, ravnost, gustina (kg/m3).
- Kontrole – sadržaj i obim, uverenja o kvalitetu.
- Označavanje (videti fotografije): Svaki proizvod (tabla lima u ovom slučaju) mora da ima oznake čelika (grupe i podgrupe, npr. S355K2), šarže, dimenzija, kontrole (interne i eksterne), proizvođača (železare).

Prethodno nabrojano znači da je isporučeni čelik ispitan na hiljadama testova i da svaki test prati izveštaj.

Proizvođač konstrukcije rigorozno preuzima materijal i prateću dokumentaciju, sam ga takođe kontroliše. Prilikom pripreme proizvodnje određuje između ostalog, za svaki element, iz koje se table čelika iseca. Ovo naravno podrazumeva, uz ogroman broj crteža konstrukcije i ogromnu bazu podataka koja ih prati. U slučaju ustanovljenja bilo kakve greške u materijalu nekog od elemenata konstrukcije u toku izrade konstrukcije, moguće je naknadno pregledati sve elemente koji su izrađeni od određene i inkriminisane table. Ovo se izuzetno retko događa u praksi, (na ovom mostu se nije desilo), ali pokazuje složenost i rigoroznost tehnike rada na konstrukciji mosta.

U narednim osvrtima o ispitivanjima zavarenih šavova, takođe pomenutim u članku.

Objavljeno 19 oktobar 2015

Posle duge pauze od deset dana nastavljamo sa radom.
Danas – dve slike iz vazduha na gradilište i divnu panoramu Dunava i Novog Sada.

Slika 01: Pogled na konstrukciju većeg lučnog mosta (219 m), na levoj obali.
Vidljivi su koreni segmenti lukova. Ostali lučni segmenti čekaju spremni za dizanje.
Da se podsetimo:
- trenutna širina konstrukcije, između spoljašnjih ivica zatega, je 25 m, što je 5m više od širine starog mosta; (na kraju će biti 31,440 m!);
- ovaj lučni most, sa svojih 219m raspona i dva koloseka železnice, je najveći lučni most na svetu u disciplini lukova sa zategom, sa punim (sandučastim) lukovima i sa dva koloseka.

Nastavak montaže lukova se uskoro nastavlja. Pripreme su u punom jeku. Nažalost, ulazimo u period lošeg vremena, što će vredne mostograditelje usporiti u izvesnoj meri. Podsetimo se opet: reč je o ograničenjima dizanja tereta pri vetru, temperaturama i padavinama koje direktno utiču na izvođenje zavarivanja, (o ljudima da ne govorimo).

Slika 02: Pogled na levu obalu i skoro sastavljen lučni most od 177 jm raspona.
Sledi ubacivanje poslednjeg segmenta lukova i grede koja povezuje lukove.
Za laike jednostavna operacija, za profesionalce – ne!

Potrebno je najpre tačno izmeriti razmake susednih krajeva lukova sa tačnošću do 1 mm.Razmaci su, međutim, promenljvi u zavisnosti od temperature vazduha. Ako se segment koji se poslednji diže skrati, da bi sigurno ušao u raspoliživ prostor, povećava se veličina zavarenog šava koji treba da spoji konstrukciju. Ovo znači povećana skupljanjua šavova, odatle i povećanje unutrašnih napona u konstrukciji, pre nastupanja opterećenja). Naravno i duži rad, podložniji greškama.
Inače, tolerancija poklapanja naspramnih i sučeljenih limova segmenata je samo 2 mm!
Ovo je samo jedan od svakodnevnih primera koji pokazuju specifičnost rada na čeličnim konstrukcijama, potrebna je visokokvalifikovana radna snaga u celom nizu – od odgovornog projektanta do poslednjeg majstora.

Objavljeno 19 oktobar 2015

Rečeno je već da su dva čelična luka nad Dunavom bili urbanistički uslov.
Razdvojeni ili spojeni? To je već bila stvar projektanta.

O razdvajanju na stubu 3 (centralnom stubu) već je bilo razmišljano i usvojeno još u Idejnom projektu.
Razlozi su bili sledeći:
- Računalo se sa savremenom montažom, dovlačenjem celih lučnih mostova do svog konačnog mesta. (Klasična montaža kao pre 50 godina, na sred Dunava i tako dve-tri godine, nije dolazila u obzir ni jednog momenta.) Za ovakvu montažu, međutim, potreban je bar minimalan slobodan prostor na centralnom stubu, naročito za situaciju kad je jedan most već montiran, a stiže drugi kome je prvi ograničenje.
- Eventualni kontinuitet lukova nad srednjim stubom nema nikakvog efekta ako nije praćen dodatnim konstrukcijama u centralnoj zoni, (videti primer Vijadukta Ademar na slici 21). Kod lukova veličine i opterećenja kakav je na Novosadskom mostu ni takav kontiniutet nema značajnijeg efekta, a proizvodi ogromne teškoće u montaži.
- Ako je razdvajanje već neophodno, onda prelaznu konstrukciju između lukova tako konstruisati da bude po funkciji prelazna ploča i da, i inače minimalan zbir rotacija susednih lučnih mostova, praktično poništi.

O razlozima razdvajanja na stubovima 2 i 4 već je bilo reči.

Još jedna zanimljivost.
Lučni most 3-4 dug je 219,000 m, a osni razmak ležišta na stubovima je 219,150 m. Kako se onda montira kraći most na veći razmak oslonaca?
Mostovska konstrukcija posle dopremanja na konačnu lokaciju dobija ugib od sopstvene težine, u tom momentu samo čelične konstrukcije. Ugib sredine znači i istovremeno pomeranje pokretnog oslonca na stubu 4 i to upravo za 150 mm, čime most dolazi na svoje mesto.
Ista situacija je i sa mostom 2-3, raspona 177 m, samo se radi o 100 mm pomeranja pokretnog oslonca na stubu 2.


Kakva je praksa u svetu?

Pojedinačnih, posebnih lučnih mostova u nizu ima, na slici 21 su dva primera iz Japana i Austrije.

Kontinualnih lukova takođe ima. Postoje dva globalna rešenja kontinuiteta:
- kod lukova sa zategom i relativno manjih raspona: rešetkasta konstrukcija između lukova – primeri iz Francuske i Nemačke;
- kod lukova sa zategom i većim rasponima i opterećenjima: kontinuitet ogromnih rešetkastih lukova i (takođe ogromnih dimenzija) rešetkastih greda prilaznih polja; ovo je uobičajena praksa u Kini, (a samo tamo ima primera mostova sa HS-vozovima na velikim rasponima mostova); velika visina nivelete pruge izanad reke ili mora (50-60 m, zbog zahteva plovnog profila morskog saobraćaja) omogućava puni kontinitet rešetkastih lukova, i ispod nivelete mosta (što u Novom Sadu nije moguće).

Objavljeno 19 oktobar 2015

Pitanje o obliku vešaljki – vertikalne/dijagonalne:

Prema Idejnom projektu vešaljke su bile vertikalne.
Lukovi sa zategama i vertikalnim vešaljkama imaju prednost da je sve jednostavnije – i u projektu (konstruisanju, proračunu), i u izgradnji, pa su zato i usvojene u Idejnom projektu.

Zašto su, međutim, vešaljke prema Glavnom projektu dijagonalne, zašto je došlo do promene?
Razlog je u izmeni jednog od temeljnih standarda na osnovu kojih je most projektovan, a koja je stupila na snagu pre samog početka gradnje.

Izmena je bila sledeća:

Prema prethodnoj verziji standarda (na osnovu koje je urađen Idejni projekt) uglovi rotacije na osloncima (slika 05) su proračunavani za delovanja železničkog opterećenja i razlika temperature konstrukcije ponaosob – za svako opterećenje odgovarajući uglovi rotacije.

Prema novoj verziju istog standarda, ovaj uslov je bitno pooštren – uglovi rotacije od oba pomenuta opterećenja se sabiraju i zbir (a ne članovi zbira, kao prethodno) mora da bude manji od granične vrednosti.
Pošto su lukovi sa vertikalnim vešaljkama u Idejnom projektu bili na granici svojih deformacijskih mogućnosti, samo železnica je izazivala rotacije na osloncima skoro jednakim graničnim (dopuštenim), onda dodatak od oko 50% koji izaziva razlika temperature nije nikako mogao da bude savladan uprkos svim naporima projektanata. Jedino rešenje je bilo promena sistema – prelaz na dijagonalne vešaljke.
Sistemi sa dijagonalnim vešaljkama su mnogo krući, (to je praktično rešetkast sistem, što je u jednom komentaru neko od forumaša već lepo primetio). Ovo rešenje je, međutim, izazvalo probleme – tehničke (jer se most praktično projektovao od početka, a ne da se nastavi na Idejni projekt) i formalno pravne (zašto se Glavni projekt razlikuje od Idejnog).

Vratimo se tehnici. Sistemi sa dijagonalnim vešaljkama su, rekoh, mnogo krući, ali za uzvrat neuporedivo komplikovaniji u rešavanju rasporeda (ritam, nagibi), proračunu (i za fazu montaže kablova, i za sve računski ekstremne situacije u eksploataciji), konstruisanju (sve ankerne konstrukcije su pod prostornim uglovima i u zategama, i u lukovima). Rečju, bio je potreban visoko profesionalan i intenzivan rad celog projektantskog tima da se sve konstruiše, proračuna i predstavi na jasan način da bi izvođačka fabrika čeličnih konstrukcija nastavila posao bez problema. Izvođač je to i uradio na visokom intelektualnom i zanatskom nivou, (već je bilo ranije odgovarajućih slika).

Lučni mostovi sa dijagonalnom vešaljkama su ranije bili relativno retki, ali poslednjih godina sa razvojem železnica velikih brzina (High speed, brzine veće od 200 km/h) su mnogo brojniji i dobijaju na značaju baš zbog izuzetne krutosti.

Primedba: Ako tražite na Inernetu primere lučnih mostova sa dijagonalnim vešaljkama, termini su Network arch bridges (eng.) i Netzwerkbogenbrucken (nemački).

Zapažanje – most se sastoji od četiri proste grede.

Zapažanje je tačno.
Objašnjenje zašto je to baš tako je malo duže. Obzirom da se nastavljamo na temu od juče i tekstove i slike sam nastavio na jučerašnji prilog.

U tekstu o razlozima promene konfiguracije vešaljki i prelazu sa vertikalnih na dijagonalne pomenute su razne teškoće koje su odatle proistekle, drugim rečima – jedan problem je rešen, ali su se pojavili novi, izuzetno ozbiljni.

U Idejnom projektu su oba prilazna raspona mosta bila u kontinuitetu sa susednim lukom, tj. bile su dve mostovske konstrukcije: 1-2-3 i 3-4-5, (razdvajanje na srednjem stubu je postojalo).
Prelaskom na dijagonalne vešaljke trebalo je prvo dokazati da su sve vešaljke uvek i samo zategnute. Pokazalo se, međutim, da sa prvim krajnjim vešaljkama (videti sliku 20), pogotovo onim uz vezu sa malim rasponom (kod stubova 2 i 4), ima problema i da se uvek u nekoj od desetina hiljada kombinacija opterećenja nađe neka gde su ove vešaljke „pritisnute“. Eventualno moguće rešenje je bilo sa vrlo poleglim uglom tih vešaljki prema zatezi. Takvo rešenje je odbačeno jer je konstruktivno vrlo komplikovano, a estetiku mosta bi uništilo!
Najbolje za most se pokazalo razdvajanje na posebne konstrukcije, na mestima kontinuiteta kod stubova 2 i 4, što je bilo i konačno rešenje.

Nadalje je sledio izbor kablova za vešaljke, sada su kao dijagonalne duže od vertikalnih, povećava im se količina pa se morao tražiti optimalni minimum. Osim toga vrlo je bitno i koliko su zategnute vešaljke – zbog amplituda napona i zamora i naročito zbog aerodinamičkih efekata vetra na njih. Veća sila u kablu ima za posledicu višu frekvenciju oscilacija. Pri nekoj (višoj) vrednosti frekvencije kabl „beži“ iz kritične zone i postaje siguran bez obzira na stepen prigušenja oscilacija.
(Svaki kabl inače ima svoj prigušivač što je deo njegove konstrukcije. U slučajevima dužih kablova, što nije slučaj kod lučnih mostova ali kod mostova sa kosim kablovima jeste, ovaj rutinski prigušivač nije dovoljan i potrebni su dodatni. Ovo naravno veoma podiže cenu kablova, a odatle i mosta.)

Deo projektantskih analiza je bilo i da li povezivati kablove na mestu vizuelnog (a ne fizičkog) ukrštanja. Pokazalo se na osnovu izračunatih sila i oscilacija da to nije potrebno, čime je posao montaže kablova postao znatno jednostavniji.

Sledeće pitanje je bilo koliko razmaći kablove i kako konstruisati ankerne konstrukcije, a da odgovaraju svakom međunarodno kvalifikovanom isporučiocu kablova, (onih najpoznatijih u svetu ima šest). Ovo je bio posebno osetljiv posao jer izrada čelične konstrukcije nije smela da čeka, drugim rečima konstrukcija je morala da odgovara bilo kom od isporučilaca! (Ovo je uz mnoge druge slične okolnosti, razumljivo, imalo „blagotvorno“ dejstvo ne nerve projektanata!)

Usvojenim rešenjem dobijene su i neke prednosti u odnosu na prethodno rešenje iz Idejnog projekta: podužno simetrične konstrukcije, a i konstrukcije kao nezavisne su pogodnije za montažu.
Pri tom, zbog velike krutosti sve četiri konstrukcije, nema nikakvih problema sa famoznim uglovima rotacija na ležištima odakle je sve počelo. Sve četiri konstrukcije deluju i dalje estetski kontinualno blagodareći bočnim gredama prilaznih mostova koje su po preseku jednake zategama lučnih mostova (videti sliku 03).

Kablovi vešaljki su, sami za sebe, neverovatno bogata tehnička tema i o njima ćemo još dosta govoriti prateći gradnju mosta.

Otkuda toliko mnogo kombinacija opterećenja? Vrlo široka tema koja zaslužuje svoju posebnu seriju.

Objavljeno 19 oktobar 2015

Direktno poređenje dispozicija starog u novog mosta.

Zapaziti da su lukovi novog mosta na oko dva puta većoj visini iznad kolovoza u odnosu na stari.
Takođe, visina lukova manjeg od dva lučna mosta (177 m raspona, sada je skoro sastavljen) je veća od visine većeg luka starog mosta!

Najbitnija razlika starog i novog mosta je u osnovnom statičkom sistemu:

- Stari most: Sistemi pravih lukova i uklještenih u temeljne oporce.
Sile kojima most deluje na oporce, odnosno sile kojima se oporci odupiru mostu (na slici) su kose. Horizontalne komponente reakcija oslonaca su čak veće od vertikalnih. Zbog toga se ovakvi sistemi po pravilu primenjuju u uslovima gde ima prirodnih uslova za obuzdavanje horizontalnih sila, obično na kosim terenima i stenama. (Videti sliku 12).
Ako je teren sa temeljima ravan, kao što je ovde slučaj, onda mora da se osposobi da primi ogromne horizontalne sile i sve to da traje najmanje 100 godina (koliko se zahteva za životni vek mosta po savremenim EN). Ukoliko dođe do horizontalnog pomicanja oporaca, lukovi se “raskrečuju”, a most dolazi u životnu opsnost!
Nažalost, upravo to se desilo sa starim mostom, i to posle samo 4 godine eksploatacije, prilikom velike poplave 1965.

- Novi most: Sistemi lukova sa zategama.
Pri vertikalnim opterećenjima reakcije oslonaca su samo vertikalne, (nema horizontalnih).
“Raskrečavanje” lukova sprečavaju zatege koje su zbog toga zategnute, (odatle i naziv – zatege).
Tlo je od vertikalnih opterećenja opterećeno samo vertikalno. (Uobičajeno, tlo može da ponese mnogo veće sile vertikalno nego horizontalno).
Ovo su najvažniji razlozi zašto su ovakvi statički sistemi široko primenjeni u mostogradnji u sličnim okolnostima terena, u poslednjih 120 godina. Videti u nastavku sliku 13.

Preseci mostova na delu mosta sa većim lukovima.

 

Sledi serija slika poređenja raznih izgleda starog i novog mosta na slikama približno uporedivim.
Najpre – opšti izgled i pogled sa kolovoza. Može se naslutiti velika razlika u visini lukova.

 

 

 

Stari i novi most u pogledu sa obale i reke.

 

 

 

Još jedan pogled sa obale i sa kolovoza.

 

 

Poslednja slika – poređenje gradilišta mostova nekad (1960.) i sad (kraj 2013.).

Objavljeno 19 oktobar 2015

Posle dugih i komplikovanih projektantskih analiza svih mnogobrojnih faktora, (često i sa međusobno suprotnim efektima), došlo se do optimalnog i konačnog konstruktivnog rešenja mosta:
- četiri mostovske, međusobno nezavisne konstrukcije;
- dva lučna mosta kao čelični lučni mostovi sa zategama;
- dva prilazna mosta kao konstrukcije od tri grede gde je srednja spregnuta, (sprezanje čelika i betona);
- od starih fundamenata iskorišćena su dva: nekadašnji oporac kod stuba 2 sada u ulozi temeljne stope i stari keson na mestu centralnog stuba (stuba 3);

Ovde se može postaviti pitanje, zašto nije iskorišćen stari oporac kod stuba 4, na isti način kao kod stuba 2?
U najkraćem odgovor je sledeći, na osnovu odgovarajućih analiza iz Idejnog projekta:
Osloncem na pomenuti oporac povećao bi se raspon mosta 3-4 za 15 m, sa 219 m na 234 m. Posledice bi bile sledeće:
- deformacije mosta bi porasle 1,30 puta, odnosno došle bi u oblast koju puni luk ne bi mogao da savlada, (mogao bi rešetkasti, ali bi to bilo protivno urbanističkim očekivanjima);
- sile bi porasle 1,10 puta, što iziskuje jače preseke, odatle i veću masu čelika i kablova;
- finalna posledica je skuplji most, recimo za 3 miliona EUR, čime bi se ušlo u problem sa budžetom.

Projekat je morao da vodi računa o velikom broju ograničenja proisteklih iz zahteva normi i praktičnih okolnosti izrade i montaže konstrukcije, na primer:
- nakritičniji uslov projektovanja: zbir uglova rotacija na ležištima dva susedna lučna mosta na stubu 3; ove rotacije su jedan od vidova deformacije mosta; potrebno je dokazati da je zbir ektremnih rotacija koje potiču od železničkih saobraćajnih opterećenja i razlike temperature konstrukcije (gornja strana toplija od donje, ili obrnuto), manji od 5 mrad (mrad = mili radijan = nagib od 1mm/1m); ovo je ekstremno oštar tehnički uslov koji potiče iz bezbednosti železničkog saobraćaja; savijanjem mosta, naime, savijaju se i šine; savijanjem šina remeti se sigurnost vožnje, voz nailazi na “ispupčenje”; ovo je takođe ogromna novost i teškoća u projektovanju železničkih mostova u Srbiji;
- betonska ploča kolovozne konstrukcije mora da bude debela min 300 mm, (ovo je zahtev trajnosti konstrukcije); armatura ploče, podužna i poprečna, mora da bude u usko propisanim granicama po prečniku i razmacima; projektant dolazi u katastrofalnu situaciju ako ne ispuni ovaj uslov, (a provera može da se uradi tek na finalno projektovanom mostu) – koncepcija mosta ne valja i mora da se menja (sve od početka!), a rokovi za radove uveliko teku!
- konstrukcija mora biti tako projektovana da njeni delovi mogu da se transportuju na najjevtiniji i najbrži način, bez ograničenja saobraćaja;
- čelici konstrukcije moraju biti tako odabrani da odgovaraju ne samo uslovima nosivosti i zamora, nego i postupcima zavarivanja za koje izvođač ima tražene međunarodne sertifikate zavarivanja; nije potrebno naglašavati da je i cena čelika bitna – po osnovnim klasama i podklasama; pri tom čelik više mehaničke klase, recimo S460 u odnosu na čelik S355, uopšte ne znači da je povoljniji za konkretnu konstrukciju;
- kablovi vešaljki su izuzetno tehnološki složen proizvod, odatle i veoma skup; cilj je naći balans njihove primene, sa jedne strane da ih ima minimalno, a sa druge strane da su sve vešaljke uvek i pri svim kombinacijama svih opterećenja, (a ima ih oko 300.000!), stalno zategnute, (nikad “pritisnute”, odnosno opuštene).

 

Detaljnija ilustracija opisanih uglova rotacije mostovskih konstrukcija na ležištima.

 

Železničko-drumski most u Novom Sadu je most sa najvećim saobraćajnim opterećenjem u Srbiji!
Ako bismo razne poznate mostove u Srbiji opteretili opterećenjem po Evropskim normama (oznaka EN), (a osim Mosta na Adi nijedan nije projektovan na njih), dobili bismo ovu sliku.
Pančevački most bi mogao da za malo ima veće saobraćajno opterećenje, ali u vreme njegovog otvaranja (1962.) teška šema tzv. SW/2 još nije postojala.
Treba zapaziti takođe da su saobraćajna opterećenja ovog mosta više od dva puta veća od Žeželjevog mosta!

Stalna opterećenja mosta su takođe ogromna, (o tome je ranije već bilo reči). Sa svojih 223 kN/m (22,3 t/m) odgovaraju težini cele Gazele sa svim svojim stalnim teretima! Takođe je verovatno su bar dva puta veća od istih na Žeželjevom mostu.

Stalni tereti su težine tucaničkog zastora, asfalta kolovoza, raznih instalacija vodovoda, odvodnjavanja kolovoza, električnih i PTT-instalacija, opreme koloseka i druma, signalne opreme.

 

 

 

Još jedan od uslova upotrebljivosti koji propisuju norme EN: vertikalna ubrzanja konstrukcije mosta i još jedna velika novost u projektovanju – nikad primenjena u Srbiji.

Cilj ove provere je sledeći:
- da se osigura integritet tucaničkog zastora ispod šina, tj. da se zastor ne rastrese od velikog “drmusanja” prilikom prolaska vozova; ovo je zahtev sigurnosti saobraćaja;
- da se osigura udobnost putnika u vozu, (kao što duhovito reče jedan kolega – “da se kafa u šoljici na pultu ni ne zatrese”).

Provera se sprovodi proračunom ubrzanja konstrukcije mosta ispod koloseka, pri prolasku teške šeme teretnog voza ukupne mase 2160 t (što je propisano odgovarajućom EN). Proveravaju se ubrzanja svake tačke konstrukcije, pri svakoj brzini voza – 10 km/h, 20 km/h, ..., do maksimalnih 80 km/h za tu šemu.
Most je proveren na isti način i za propisanu šemu putničkog voza brzine 160 km/h i čak i za brzinu 1,2 puta veću – 192 km/h!
Svi rezultati su zadovoljili, čak i pri uslovu da voz ide direktno preko konstrukcije, kao da nema tucanika. Tucanik inače smanjuje ubrzanja za oko 30% tako da se očekuje da stvarna ubrzanja na gotovom mostu budu manja od onih proračunatih u Glavnom projektu.

 

 

 

Pogledajmo, najzad, finalne rezultate provere uslova upotrebljivosti opisane u slikama 02 i 04:
- kritični zbir rotacija dva susedna lučna mosta na stubu 3 = 3,7 mrad = 3,7 mm/m < 5 mrad;
- najveći ugib od voza – šema LM71 = 65 mm na mostu 3-4 sa 219 m raspona;
- uvrtanje šina << (mnogo manje) 1 mm < 3 mm.

Projektovani most je, dakle, izuzetno krut i zadovoljava sve uslove Evropskih normi i posebnih nemačkih zahteva za železničke mostove.

 

 

Iz prethodnih razmatranja verovatno je jasno da je novi most morao da bude potpuno različit od starog, čak i da nije bilo promene saobraćajnih zahteva na mostu (dva umesto jednog koloseka), i da nije bilo urbanističkog uslova (da most mora da bude čelični lučni).
Jednostavno, napredak i zahtevi tehnike u poslednjih 60 godina su takvi da ništa ne može da bude kao ranije – avioni, automobili, televizori, ..., pa ni mostovi.

Siže poređenja starog i novog mosta dat je slikom 09.

 

 

Objavljeno 19 oktobar 2015

Najpre lista tehničkih zahteva koje most mora da ispuni.
Crvenim slovima su označeni zahtevi koji su prvi put primenjeni na bilo kom mostu u Srbiji, a što proističe iz stavova prethodno pomenutih evropskih i nemačkih normi.
O najvećem delu ovih zahteva nauka pre 60 godina nije ni počela istraživanja a kamo li pretočila njihove rezultate u tehničke standarde.

Nekoliko primera:
- rotacije konstrukcije na osloncima (ležištima); videti kasnije komentar uz slike 04, 05 i 08;
- uvrtanje kolovoza: most tokom eksploatacije doživljava različita uvijanja (torzije) zbog promenljivih i nesimetričnih saobraćajnih opterećenja; ova uvijanja se prenose razumljivo i na šine, gde se razlišite tačke šina ispod železničkih vozila ne nalaze na istoj visini; to nadalje znači da pojedini točkovi mogu delić vremena da nemaju kontakt sa šinom, što je ugrožavanje bezbednosti saobraćaja; tehnički uslov je stoga ograničenje uvijanja, mereno na dužini od 3m i na naspramnim šinama;
- horizontalni ugibi mosta: most ima i horizontalne ugibe, (ne samo vertikalne), koji potiču od horizontalnih opterećenja – vetra, bočnih udara vozila (od klaćenja vozila); horizontalni ugib mosta izaziva i krivljenje šina u horizontali; kritična mesta su krajevi mosta gde se sustiču prave šine sa nasipa i savijene šine na mostu; ovo je takođe zahtev bezbednosti železničkog saobraćaja izražen kroz odgovarajuće ograničenje horizontalnog ugiba mosta;
- aerodinamička osetljivost grede: zatege i kolovozna konstrukcija su neka vrsta ploče u strujanju vazduha; potrebno je proveriti da li može da dođe do “lepršanja” ovakve ploče i kolika je kritična brzina vetra koja izaziva taj fenomen, (široko je poznat slučaj mosta Takoma 1940. gde se to desilo);
- aerodinamički efekti kod vešaljki: vešaljke su takođe u struji vazduha i pri izvesnim uslovima mogu da dođu u vrlo opasna stanja oscilacija koje se ne mogu zaustaviti; naročito je opasno kombinovano delovanje vetra i kiše; potrebno je, dakle, proveriti aerodinamičku stabilnost vešaljki u svim stanjima i pri svim opterećenjima; (o ovome ćemo kasnije detaljnije);
- provera zamora: potrebno je dokazati otpornost na zamor svih konstruktivnih delova i elemenata, ne samo čeličnih, već i betonskih (zamor betona i armature, što je velika novina u odnosu na našu dosadašnju praksu), kablova vešaljki i moždanika za sprezanje čelika i betona u kolovoznim konstrukcijama.

Prethodno rečenom moglo bi da se doda i nekoliko napomena o opterećenjima:
- saobraćajna opterećenja po aktuelnim normama EN su veća nego 1950-1960;
- most, odnosno centralni stub mosta, je proračunat i na udar broda, tj. horizontalnu silu od 15000 kN (1500 t), što nije bio zahtev 1950-1960;
- most je proračunat i na delovanje sedam mogućih zemljotresa (po podacima Republičkog seizmološkog zavoda) i dinamički – modalnom analizom (analizom tonova oscilacija konstrukcije); 1950-1960. konstrukcije nisu ni bile proračunavane na delovanje zemljotresa.

Objavljeno 19 oktobar 2015

Most se projektuje i izvodi prema sledećim osnovnim dokumentima:
- Projektnom zadatku; (tekst ima 10 strana);
- Tehničkim specifikacijama iz Tenderskih dokumenata; deo Tehničkih specifikacija koji se odnosi na konstrukciju mosta ima 103 strane;
- standardima (normama); u ovom slučaju to su evropske i nemačke norme; osnovni set normi potreban za izradu Glavnog projekta je oko 2500 strana originalnog teksta na engleskom i nemačkom jeziku!

Najvažniji zahtevi Projektnog zadatka dati su na slici 1.
Karakteristično je, (što kod nas nikad nije bio slučaj), da je cena mosta još u Idejnom projektu ograničena na 60 miliona EUR, (ovo je bio uslov EU kod davanja donacije za izgradnju mosta). Na osnovu Tenderskih dokumenata i Idejnog projekta raspisan je međunarodni konkurs za dobijanje posla izgradnje mosta, gde se očekivalo da ponude budu u ciljanoj i očekivanoj vrednosti izgradnje mosta, (što se i dogodilo).
Treba takođe zapaziti šta je sve ušlo u cenu izgradnje mosta.

Objavljeno 19 oktobar 2015

U toku je kratkotrajna božićna pauza u izgradnji Železničko-drumskog mosta u Novom Sadu.
Obzirom na, čini mi se, pozitivne reakcije publike Foruma na sve tehničke informacije u vezi sa mostom, odlučio sam da ovu pauzu iskoristim za kratku prezentaciju mosta „od početka“.
Cilj je, dakle:
- da se široka publika upozna sa tehničkom suštinom projekta i izgradnje mosta;
- da se sagleda uzrok razlika starog i novog mosta;
- da se, na osnovu prethodnog, olakša dalje praćenje radova na mostu.

Komentar će biti uprošćen u najvećoj meri da bi najšira publika mogla da ga prati. Reč bez slike u tehnici nije dovoljna, tako da će slike broj 01 do 18 uveliko pomoći nadalje.

Objavljeno 19 oktobar 2015