CM (O&4 -1- Belka prefabrykowana teowa Przedmiotem zgloszenia wzoru uzytkowego jest belka prefabrykowana teowa, prze¬ znaczona do stosowania w drogowych obiektach mostowych o konstrukcji belkowej, projektowanych na obciazenie ruchome ki. A wg PN-85/S-10030 oraz na obciazenie po¬ jazdem specjalnym klasy 150 wg STANAG 2021.Mosty drogowe z belek prefabrykowanych sa budowane w Polsce od polowy lat piecdziesiatych. Z blisko 20 typów prefabrykatów jedynie konstrukcje zespolone zawiera¬ jace strunobetonowe elementy prefabrykowane i wykonywane na miejscu elementy z betonu zbrojonego, okazaly sie dostatecznie trwale Obecnie stosowane sa w Polsce struno¬ betonowe belki prefabrykowanych typu Kujan i WBS. Belki Kujan (pos. I) stosowane sa powszechnie, przesla z nich budowane maja wszystkie zalety plyt monolitycznych sprezo¬ nych. Zastosowanie belek WBS (pos. II) ogranicza ich znaczna wysokosc, dodatkowo konieczne jest wykonanie deskowania plyty. W krajowej ofercie brakuje rozwiazan lacza¬ cych zalety przesel plytowych i belkowych, podobnych do czeskich czy francuskich przesel zespolonych gestozebrowych z belek strunobetonowych, utwierdzonych w po- przecznicach podporowych, bez poprzecznie przeslowych. Belki prefabrykowane teowe beda stosowane wylacznie w konstrukcjach zespolonych typu beton prefabrykowany - beton na mokro. Ten typ konstrukcji sprawdza sie w Polsce najlepiej. Zaleca sie przyjmo¬ wac wysokosc poprzecznicy podporowej zblizonej do wysokosci konstrukcyjnej przesla.Przesla ciagle budowane z uzyciem belek prefabrykowanych wyrózniaja sie racjonalnym rozmieszczeniem materialu. W efekcie zastosowania belek teowych do budowy przesel otrzymujemy zdecydowanie nizsze wartosci sil wewnetrznych i reakcji w rejonie podpar¬ cia niz dla analogicznych przesel plytowych. Mozliwe sa równiez uklady ramowe o wezlach sztywnych lub przegubowych. Znane z opisów ochronnych wzorów uzytkowych nr 53056 i 53279 oraz nr 60637 prefabrykowane belki mostowe nie sa obecnie powszech¬ nie stosowane w Polsce. Najblizsza ksztaltem do belki prefabrykowanej teowej jest belka mostowa trapezowa opisana wg wzoru nr 60637. Jest to jednak belka krepa, posiadajaca przekrój pelnego trapezu poszerzajacego sie ku górze z niewielkimi krótkimi wspornikami.-2- Belka prefabrykowana teowa jest belka smukla o zwezajacym sie ku górze srodniku oraz z wyraznie wyksztaltowana szerokim wspornikiem (pólka górna). Belka mostowa trapezo- wata, w odróznieniu od belki prefabrykowanej teowej wykonanej w technologii strunobetonowej, jest prefabrykatem kablobetonowym posiadajacym odpowiednia roz¬ mieszczone zakrzywione na dlugosci otwory na kable sprezajace. Natomiast inne belki znane ze stanu techniki - np. wg wzoru uzytkowego nr 53279 jest bardziej rozwinieciem belek „Kujan" do wykonywania ustrojów plytowych; a wg wzoru uzytkowego nr 53056 do wykonywania ustrojów korytkowych.Istota wzoru uzytkowego jest belka prefabrykowana teowa, która w przekroju po¬ przecznym na calej dlugosci belki ma ksztalt duzej litery T. Srodnik belki zweza sie ku górze i przechodzi w obustronne wsporniki ksztaltujace górna pólke belki. W dolnej czesci srodnika umieszczone sa podluzne ciegna sprezajace, dzieki którym belka uzyskuje wy¬ magane parametry wytrzymalosciowe. Czesc tych ciegien w koncowych odcinkach belki moze byc pozbawiona przyczepnosci, poprzez umieszczenie ich w oslonkach. W górnej czesci srodnika (na wysokosci styku ze wspornikami pólki górnej) umieszczone sa dodat¬ kowe podluzne ciegna sprezajace w celu zminimalizowania niekorzystnych naprezen rozciagajacych w górnych wlóknach belki. Belki uklada sie obok siebie w przesle stykajac je wspornikami górnej pólki, z której wystaja elementy zbrojenia do zespolenia belek z zelbetowa plyta monolityczna wykonywana na miejscu budowy. Czola belek uksztaltowa¬ no tak, by zespolenie z zelbetowa poprzecznica podporowa wykonywana na miejscu bylo jak najlepsze: wypuszczono struny i zbrojenie miekkie, w zasiegu zespolenia z poprzeczni¬ ca obcieto wsporniki górnych pólek i wypuszczono dodatkowe strzemiona, podcieto w tym miejscu srodnik oraz przewidziano mozliwosc specjalnego przygotowania betonowych powierzchni bocznych.Zasadniczym celem zaprojektowanego systemu konstrukcyjnego byla prosta reali¬ zacja róznorodnych trwalych mostów, w dowolnym ukladzie statycznym, dlatego zaprojektowano mozliwosc wykonania trzech wersji czola belek dostosowujac je do ukla¬ dów ciaglych, ramowych i swobodnie podpartych. Praktycznie dowolny sposób oparcia lub polaczenia przesel z podporami pozwala na zastosowanie najdogodniejszego ukladu statycznego. Mozliwe sa równiez uklady ramowe o wezlach sztywnych lub przegubowych.Ponadto niezmienny ksztalt przekroju poprzecznego umozliwia wykonanie prefabrykatu dowolnej dlugosci dochodzacej do 27 m. Dodatkowo mozliwosc przyjmowania wysokosci poprzecznicy podporowej zblizonej do wysokosci konstrukcyjnej przesla umozliwia bu¬ dowe przesel ciaglych o dlugosciach dochodzacych do 30 m, smuklych o wysokich walorach estetycznych. Budowa tak dlugich przesel nie tylko daje oszczednosci z powodu zmniejszenie ilosci podpór, co jest szczególnie istotne w przypadku budowy przejsc nad przeszkodami wodnymi czy nad liniami kolejowymi, ale daje takze mozliwosc wykony--3- wania obiektów przy utrzymaniu ruchu samochodowego pod obiektem. Zaleta, belek pre¬ fabrykowanych teowych jest ksztalt budowy przekroju poprzecznego, w którym wyksztaltowany w górnej czesci srodnika wspornik (jako górna pólka belki) umozliwia swoja budowa proste formowanie zespolonej z nia plyty pomostowej bez koniecznosci stosowania dodatkowego deskowania, co takze zmniejsza koszty budowy obiektów. Prze¬ sla ciagle budowane z uzyciem belek prefabrykowanych teowych wyrózniaja sie racjonalnym rozmieszczeniem materialu, ponadto w przerwach miedzy belkami jest moz¬ liwosc umieszczania kolektora odwodnienia obiektu, podwieszenia linii elektrycznych, itp. co dodatkowo wplywa na estetyke wznoszonych obiektów.Przedmiot wzoru uzytkowego jest uwidoczniony na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia przekrój belki prefabrykowanej teowej, fig.2 - widok z boku belki, fig.3 - widok z góry belki, fig.4 - widok zakonczenia belki, fig.5 - widok czola belki, fig.6 - przekrój poprzeczny obiektu mostowego z wykorzystaniem belek, fig.7 - widok z boku obiektu mostowego z wykorzystaniem belek.Belka prefabrykowana teowa w przekroju poprzecznym na calej dlugosci belki (1) ma ksztalt duzej litery T. Srodnik belki (2) zweza sie ku górze i przechodzi w obustronne wsporniki ksztaltujace górna pólke belki (3). W dolnej czesci srodnika (2) umieszczone sa podluzne ciegna sprezajace (4), dzieki którym belka (1) uzyskuje odpowiednie parametry wytrzymalosciowe. Dodatkowo czesc tych ciegien w koncowych odcinkach belki moze byc pozbawiona przyczepnosci. W górnej czesci srodnika (2) umieszczone sa dodatkowe podluzne ciegna sprezajace (6) w celu zminimalizowania niekorzystnych naprezen rozcia¬ gajacych w górnych wlóknach belek (1). Belki uklada sie obok siebie w przesle stykajac je wspornikami górnej pólki (3), z której wystaja elementy zbrojenia (5) do zespolenia belek z zelbetowa plyta monolityczna wykonywana na miejscu budowy. Do zaladunku i rozla¬ dunku oraz montazu przewidziane sa uchwyty montazowe (7). Ponadto w celu lepszego zespolenia belek (1) z poprzecznicami podporowymi wykonywanymi na miejscu budowy kazda z belek posiada charakterystyczne zakonczenie. Czola belki maja wypuszczone ciegna sprezajace (4) (6) i zbrojenie miekkie (8), natomiast w zasiegu zespolenia z po- przecznica posiadaja odpowiednio wyksztaltowane klinowe podciecie (9) dolnej czesci srodnika (2) a sam srodnik (2) na bokach posiada specjalnie przygotowana chropowata powierzchnie (10). Wsporniki górnych pólek (3) sa obciete na szerokosc spodu srodnika (2) i posiadaja dodatkowe wystajace na zewnatrz strzemiona (11).Pierwsza realizacja na bazie belek prefabrykowanych teowych byla budowa wiaduk¬ tu drogowego w Skierniewicach uwidoczniona na rysunkach, z których fig. 7 pokazuje widok z boku wiaduktu, natomiast fig. 6 przekrój poprzeczny. Ustrój nosny o stalej nie¬ wielkiej grubosci stanowi linie komunikacyjna wpisana w skarpy nasypu. Osie podpór sa równolegle do ukladu peronowego i torowego. Obiekt (uwidoczniony na fig. 7) jest 18-t-4- przeslowy o calkowitej dlugosci L = 330,27 m, podzielony jest na 6 trzyprzeslowych segmentów. Kazdy z nich jest ramownica, w której ustrój niosacy polaczono sztywnymi wezlami z podporami. Skrajne podpory ramownicy sa podporami rozdzielczymi. Rozpie¬ tosc przesel mierzone wzdluz osi jezdni wynosza: Lt=15,16+19,36+19,35+19,38+19,38+19,38+19,38+19,36+18,27+14,47+21,8+13,59 +18,27+19,36+19,38+ 19,36+19,38+15,64=330,27m.Ustrój niosacy (uwidoczniony na fig. 6) wykonany zostal z belek prefabrykowanych teowych o wysokosci 90 cm zespolonych z zelbetowa plyta grubosci 24 cm. Wykonano 192 sztuki belek prefabrykowanych teowych na torze naciagowym w firmie „Gralbet" w Gralewie oraz Mosty-Lódz w Lodzi. W przekroju poprzecznym dano 12 belek (1) w roz¬ stawie 0,90 m. Belki byly ustawione na podporach montazowych, nastepnie wykonana byla zelbetowa plyta wraz z oczepami podpór. W pierwszej kolejnosci betonowane sa strefy przeslowe, nastepnie strefy podporowe. W efekcie ustrój jest polaczony monolitycz¬ nie z podporami. Belki maja srodnik minimalnej grubosci 20 cm poszerzajacy sie ku dolowi do 40,5 cm, górna pólka ma szerokosc 89 cm i grubosc od 8 do 15 cm. Belki sa sprezone linami L 15,5 (7<|)5,5 mm). Poziom sprezenia: sprezenie ograniczone wg PN- 91/S-10042. Ilosc lin zalezna jest od rozpietosci belek. Z górnych pólek belek wyprowa¬ dzono strzemiona zespalajace je z zelbetowa plyta pomostu. Konce belek przystosowano do polaczenia z oczepami podpór, pelniacymi jednoczesnie funkcje poprzecznie podporo¬ wych. Górna powierzchnie plyty wykonano w spadkach poprzecznych 2% i 2,5%.Calkowita szerokosc plyty wraz z belkami gzymsowymi wynosi B=l 1,17+2x0,3=11,77 m.Spód ustroju niosacego wiaduktu zostal wyniesiony min 6,50 m ponad glówke szyny, oraz min 4,50 m nad jezdnie ulic pod wiaduktem. Belki wykonane z betonu B45, plyta pomostu z betonu B35. Specjalnie dla tego przedsiewziecia zostaly opracowane przez Pracownie Badan Prototypów w Kielcach Instytutu Badawczego Dróg i Mostów w Warszawie indy¬ widualne programy sprezania belek. Uruchomienie prefabrykacji na torach naciagowych firmy „Mosty - Lódz" S.A. w Lodzi oraz „Gralbetu" w Gralewie wykonywane bylo w scislej wspólpracy i pod nadzorem IBDiM. Pierwsze belki prefabrykowane teowe zostaly poddane badaniu na stanowisku badawczym IBDiM w Kielcach w celu potwierdzenia zalozen projektowych i dokonaniu ewentualnych korekt w opracowaniu projektowym.Ze wzgledu na znaczna dlugosc calkowita wiaduktu w tym samym czasie rozbierano przesla starego wiaduktu nad torami kolejowymi, na podporach poczatkowych wykonywa¬ no pale, a na innych podporach budowano lawy fundamentowe i filary, montowano podpory tymczasowe, a na nich juz montowano belki. Uzycie belek prefabrykowanych teowych do budowy tego wiaduktu nie tylko pozwolilo ograniczyc do minimum wylacze¬ nia poszczególnych torów kolejowych i tylko czesciowe zamykanie peronów, ale takzeprzyspieszylo wykonanie prac budowlanych na tak skomplikowanym i dlugim obiekcie do 15 miesiecy.Zwienczeniem calosci programu badawczego zwiazanego z wdrozeniem produkcji belki prefabrykowanej teowej bylo przeprowadzone próbne obciazenie wiaduktu w Skier¬ niewicach, które odbylo sie w pazdzierniku 2002 r. Wyniki próbnego obciazenia potwierdzily zalozenia projektowe, co pozwolilo dopuscic wiadukt do ruchu drogowego na klase obciazenia A wg PN-85/S-10030 oraz pojazd specjalny klasy 150 wg STANAG 2021.Przedsiebiorstwo Robót Mostowych „MOSTY- LÓDZ S.A. 94-112 Lódz, ul Bratyslawska 52 tel (42) 686-32-92 fax (42) 686-49-13 REGON 470615826 M O S T Y /l/O Wfl &.J.V-CF PREZES Z^jlZAOlJ mor mz ¦lowne.-/1/132.60 J3/Z PL