INGINERIA APELOR SI ISTORIA PODURILOR referat





UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA

FACULTATEA DE MECANICA


















INGINERIA APELOR

SI ISTORIA PODURILOR





























Podurile dacilor

Podul lui Traian



Podul lui Traian a fost primul pod construit pe Dunare de Jos, la est de Portile de Fier, in apropiere de orasul Drobeta Turnu-Severin. Scopul constructiei a fost de a facilita transportul trupelor si proviziilor necesare trupelor care luptau in Dacia.

Dunarea are o latime de 800 de metri in locul unde a fost construit po dul, insa podul se prelungea si pe cele doua maluri, atingand 1135 de metri. Avea o latime de 15 metri si o inaltime de 19 metri deasupra apei. La fiecare capat, podul era aparat de un castru roman, iar travesarea se putea face doar trecand prin acele castre.

Constructorul, Apolodor din Damasc a folosit arce din lemn fixate pe douazeci de stalpi aflati la o distanta de 52 de metri si construiti cu si caramizi, mortar si ciment de pozzolana. Totusi, modul in care a fost construit intr-un timp atat de scurt (130-105), ramane un mister si se crede ca a fost deviat cursul Dunarii in timpul constructiei.

O placa memoriala care comemoreaza victoria lui Traian asupra dacilor se gaseste astazi pe malul sarbesc al Dunarii, indreptata spre Romania.[1]












Podul din Drobeta





Podul din Drobeta

Podul a fost distrus de Aurelian, dupa ce Imperiul Roman si-a retras trupele din Dacia. Abia dupa mai mult de o mie de ani a fost construit un pod mai lung ca acesta.

Cei douazeci de stalpi inca se mai vedeau in anul1856, cand nivelul Dunarii era foarte scazut. In 1906, Comisia Internationala a Dunarii a decis sa distruga doi stalpi care stanjeneau navigatia. In1932, erau 16 stalpi ramasi sub apa, dar in 1982 doar 12 au mai fost gasiti de arheologi, probabil restul de patru fiind luati de apa intre timp. Insa, chiar si astazi se pot vedea primul si ultimul stalp pe malurile Dunarii.[1]
















 Anghel Saligny, 
o pagina din istoria constructiilor




Opera sa inginereasca


Anghel Saligny a fost un remarcabil inginer constructor, premergator mondial al stiintei constructiilor metalice si de beton armat, realizator de multiple inventii si solutii unice in proiectarea si construirea podurilor si a constructiilor industriale, pentru fundatia cheiurilor portuare si a docurilor, precum si a silozurilor de grau prin folosirea prefabricatelor de beton, toate in premiera mondiala. A proiectat liniile ferate Adjud-Targu Ocna realizand primele poduri combinate - sosea si cale ferata din tara noastra . A proiectat si construit numeroase poduri metalice, inlocuindu-le pe cele necorespunzatoare, executate de firme straine, asa cum ar fi podul peste Siret , la Cosmesti, de 430 m lungime. Pe baza unor inventii proprii, Anghel Saligny a construit, in premiera mondiala, silozurile din beton armat, de la Braila(1888) si Galati(1889), la numai doua decenii dupa ce francezul Joseph Monier obtinuse, in 1867 primul brevet pentru elemente de constructii (grinzi, placi, stalpi) din beton armat, acest material putin studiat in acele timpuri. Silozurile proiectate si executate, sub directa indrumare a lui Anghel Saligny, puteau cuprinde peste 25.000 tone cereale (aveau 30 m x 120 m la baza si peste 18 m inaltime). Peretii celulelor hexagonale ale silozurilor au fost realizati, tot in premiera mondiala, din piese fabricate la sol, sub forma de placi. Prefabricarea placilor la sol, colturile de rigidizare si de jonctiune, sudura barelor metalice si mecanizarea la montaj constituie alte prioritati pe plan mondial. In perioada 1884-1901 ca sef al Serviciului de docuri, si din 1877 ca sef al Serviciului lucrari noi din Directia Generala a Cailor Ferate, solutioneaza problema inlocuirii podurilor de lemn cu poduri metalice, cu console fara culee, pe linia ferataFiliasi-Targu Jiu(1886). Lucrarea sa cea mai importanta este proiectarea in 1888 si constructia intre 1890 - 1895 a podului peste Dunare de la

Cernavoda, care era, la acea vreme, cel mai lung din Europa si printre cele mai importante poduri metalice cu deschidere mare din lume. Proiectul elaborat de Saligny aducea doua mari inovatii in constructia de poduri: sistemul nou de grinzi cu console pentru suprastructura podului si folosirea otelului moale in locul fierului pudlat ca material de constructie pentru tabliere de poduri. Intre anii 1889 si 1909 a condus lucrarile de amenajare ale portului Constanta, introducand pentru prima oara in Romania pilotii si radierele din beton armat in constructiile portuare si proiectand silozurile de cereale si statia de petrol. Printre celelalte lucrari ale sale se numara linia de cale ferata Targu jiu-Filiasi, tunelul de cale ferata dinValea Mostistei, portul Ramadan (Giurgiu), etc






































Poduri



Complexul de poduri de la Cernavoda





Podul lui Saligny de la Cernavoda








Podul lui Saligny de la Cernavoda


Asa cum o dovedeste insasi implinirea unui secol (1895-1995) de functionare neintrerupta, sistemul de poduri de la Cernavoda este o adevarata opera de arta inginererasca, cea mai grandioasa de acest fel din Europa continentala la ora construirii sale si inca multa vreme dupa aceea.

Sistemul cuprinde doua poduri principale, cu deschideri intre 140 si 190 metri si cu o inaltime libera de 30 de metri, precum si o serie de alte lucrari. Dintre numeroasele solutii absolut originale care au fost aplicate cu succes la realizarea podului de la Cernavoda, vom aminti aici numai una: folosirea, in premiera mondiala la astfel de lucrari, a otelului moale - fapt ce a contribuit la durabilitatea acestei lucrari, dovedita timp de 100 de ani.

Complexul originar de poduri de la Cernavoda se compunea dintr-un pod peste bratul Borcea (unul dintre bratele Dunarii), unul peste Dunare si un viaduct peste balta Iezerului, desfiintat in1869, in urma desecarii acestei balti, si inlocuit cu un terasament de rambleu. Podul de la Cernavoda a fost, la acea vreme, cel mai lung pod din Europa si unul dintre principalele poduri metalice cu deschidere mare din lume avand o deschidere de 4.088 m intre malul stang si cel drept al vaii Dunarii.

Podul dela Cernavoda, dublat astazi de un sistem de poduri combinate, construit, evident, tot de ingineri romani, ramane cel mai important simbol al ingineriei romanesti din perioada de inceput, examenul sau de maturitate, trecut cu stralucirea data de implinirea secolului de existenta si functionare non-stop. [2]

































Geometria constructiei podurilor

Cele patru tipuri de poduri si cateva combinatii


[3]


A.Podul cu soclu este, de fapt, o pereche de grinzi care sprijina o punte care umple golul dintre doua picioare. O asemenea grinda trebuie sa suporte comprimare in partea sa superioara si tensiuni in partea inferioara. Atunci cand trece peste suporti ,alte forte intra in joc.

B. Un pod arcuit poate fi proiectat in asa fel incat nici o parte a sa nu fie supusa la tensiuni. Betonul este potrivit pentru designul arcuit al podului. Cand betonul armat este folosit, arcuri elegante si uneori destul de ieftine pot fi proiectate

C. Un pod suspendat consta intr-o punte suspendata cu cabluri care balanseaza intre turnuri inalte. Cablurile facute din fire de otel elastic pot suporta o greutate imensa.turnurile sunt supuse compresiei si puntea, adeseori constand intr-un soclu subtire, este sustinuta din loc in loc.

D. Un pod cu grinda in consola este in general sprijinit de doua culee, fiecare sprijinita la capete. Spre deosebire culeele sprijinite la amvele capete, grinda in consola trebuie sa reziste tensiunii din jumatatea sa superioara si compresiei in jumatatea inferioara.

Un al cincilea tip a aparut in scena in 1952, primele poduri sustinute de cabluri fiind construite in Germania si Suedia. Mai exixta de altfel multe alte tipuri mixte de poduri. [3]


CATEVA EXEMPLE DE PODURI

[3]


Poduri cu soclu simplu sau cu culee



[4]

Poduri arcuite




















Poduri cu grinda in consola












Varietati


     




      




Cele 7 poduri din Konigsberg




Problema Konigsberg si inceputul teoriei Reteleida



In 1736 Euler a raspuns la o intrebare : daca este posibil sa faci o plimbare prin orasul Konigsberg asfel incat fiecare pod din oras va fi traversat o singura data , iar cel care se plimba va ajunge la sfarsitul plimbarii in punctual de unde a plecat.Orasul era aproape de gura ase varsare a raului Pregel, are 7 rauri,si o insula. Euler reduce problema la trasarea graficului asociat astfel incat fiecare linie a graficului este trasata o singura data, si trasarea se termina in punctual de unde a inceput. [5]

















Podul GOLDEN GATE



Una dintre cele mai usor de recunoscut structuri din lume, podul Golden Gate a fost si cel mai lung pod suspendat timp de 27 de ani dupa ce a fost finalizat, in anul 1937, cu o lungime de 2737m. Acest pod ancorat cu suspensie are doua grinde in consola pozitionate la 1 280 metri distanta intre ele si se afla la 227m deasupra apei.

In mare masura, meritele pentru aceasta constructie vizionara ii sunt atribuite lui Joseph Strauss, inginerul-sef al proiectului. Un rol urias in succesul acestei structuri au jucat insa si inginerul Charles Ellis, si proiectantul Leon Moissieff. Avand la dispozitie doar un subler si o masina de calculat, cei doi au reusit sa rezolve problemele de compresie si tensiune cu care se confrunta proiectul.

Suspendat intre doua turnuri elegante, podul este sustinut de doua cabluri principale, fiecare cu greutatea de 11.000 tone, alcatuite din peste 25.000 fire separate. In afara de rolul de sustinere a soselei suspendate, aceste cabluri transfera si compresia catre turnuri si catre ancorele podului, aflate la cele doua extremitati ale constructiei.

Podul Golden Gate a fost un succes instantaneu. In 1971 isi amortizase deja costul de 75 milioane $, numai prin taxele percepute de la vizitatorii care se indreptau catre sud, catre San Francisco. In ultimele sapte decenii, a rezistat unui numar foarte mare de cutremure, intre care si devastatorul cutremur de 7,1 grade din 1989. De fapt, podul a fost inchis doar de trei ori in intreaga sa istorie, din cauza vanturilor deosebit de puternice.[6]

Gardeners

Gradinarii mentin fantasticele gradini care impodobesc podul. [7]

Thebridge[7]

Podul Golden Gate Bridge privit dinspre San Francisco

Worker[7]


Cableworker[7]

Vopsitor pe cablul principal al podului.

Homepageimage[7] 50th[7]


Turnurile -decorul artistic al podului Pietoni pe podul Golden Gate in timpul

celei de-a 50 a aniversare, Mai 28,1987






Podul Golden Gate[6]












POZE ISTORICE ALE PODULUI GOLDEN GATE

Strauss Tower

Inginerul sef Joseph B Strauss Ridicarea turnului sudic

Cablework Footbridge [8]

Bridgespan

Asamblarea soselei pe bucati

Walk Bikesonbridge

Ziua inaugurarii, Mai 28, 1937

Carsonbridge[8]

Podul din Golful Oakland


Primul pod Oakland Bay s-a deschis pentru trafic in 1936, asigurand un coridor de trecere intre San Francisco si Oakland, in California. Este unul dintre cele mai aglomerate viaducte din lume, cu un trafic mediu de 3,2 masini la fiecare secunda - ceea ce inseamna 280.000 vehicule pe zi.

Dupa cutremurul Loma Prieta din 1989 insa, o parte din acest pod s-a prabusit. Categoric, sosise momentul ca podul sa fie inlocuit.

Din pacate, planificarea unui proiect de asemenea dimensiuni necesita mult timp, iar lucrarile efective de constructie au inceput abia in ianuarie 2002. Initial, s-a estimat ca proiectul va dura cinci ani, insa dupa ce au aparut o serie de probleme, mai multi experti au sugerat ca e posibil ca proiectul sa fie finalizat abia dupa zece ani.

Cu un cost estimativ de 2,8 miliarde $, noul Bay Bridge - cunoscut si sub numele de East Span - va incorpora doua tehnologii: un mecanism de suspendare cu ancora proprie si un design al estacadelor sustinute de 28 platforme de beton. Ca si in cazul primului pod de aici, vor exista cinci benzi de circulatie rutiera pentru fiecare sens.

Un proiect care necesita lucrari de constructie pe linia unei falii este in mod evident un demers foarte riscant, insa East Span include mai multe caracteristici tehnologice care ridica la maximum gradul de siguranta in conditiile producerii de seisme. Un sistem de balamale al caror rol este sa absoarba socurile a fost incorporat in puntea efectiva a podului, pentru a-l face 'imun' la cutremure.

Noul pod este proiectat sa reziste unui cutremur cu magnitudinea de 8,5 grade. Pentru orice eventualitate, East Span a fost proiectat astfel incat sa redevina functional in 48 de ore dupa producerea unui cutremur.[4]


Golful Oakland[4]


 Podul de pe Raul Cooper



Podul va conecta aglomeratul oras-port Charleston cu Mount Pleasant, in Carolina de Sud, fiind cel mai lung pod sustinut cu cabluri din America. Se intinde pe o lungime de 490 metri, peste o ruta cu trafic naval aglomerat, deci trebuie sa fie construit din materiale extrem de solide. Cea mai mare amenintare la adresa surpravietuirii acestui pod ramane insa natura.

Aceasta structura este plasata intr-unul dintre locurile cu cea mai ridicata activitate seismica de pe Coasta de Est. De asemenea, este frecvent amenintata de uragane cu vanturi de 300 km/h. Inginerii s-au confruntat cu o provocare uriasa, mai ales in conditiile in care bugetul a fost relativ redus: numai 531 milioane $.

Structura principala va fi compusa din opt benzi de trafic rutier, late de cate patru metri, separate de o bariera centrala. Puntea efectiva a podului este suspendata la 54 metri deasupra nivelului marii, cu 128 cabluri individuale agatate in paralel de turnurile de sustinere, in forma de diamant.

Podurile cu cabluri sunt alcatuite dintr-unul sau mai multi piloni plasati in mijlocul podului, ca punct de sprijin pentru cablurile care sustin patul soselei. In acest caz, fiecare cablu este capabil sa sustina 500 tone. Pentru a proteja cablurile impotriva conditiilor meteo schimbatoare si a umiditatii ridicate, acestea sunt inchise in tuburi de polimeri de inalta densitate.

Bariere de piatra de forma unor insulite au fost construite in jurul turnurilor de sustinere, pentru a impiedica navele sa intre in coliziune cu podul. Intre turnuri exista portiuni alcatuite din balamale de plastic, care sa permita un grad de flexibilitate a structurii suficient de mare pentru a face fata unui cutremur cu magnitudinea de 8,0 grade. In plus, a fost pus la punct un sistem de amortizare, care permite podului sa reziste unor vanturi foarte puternice, de talia uraganelor din aceasta zona.

Podul peste Raul Cooper este proiectat astfel incat sa fie perfect operational pentru urmatorii 100 ani. [4]




Podul Millau



Podul Millau se intinde pe o lungime de aproape 2,5 km, legand malurile Raului Tarn din sudul Frantei. Proiectat de arhitectul Lord Norman Foster, acesta va fi cel mai inalt pod din lume. Cele sase benzi de circulatie vor fi suspendate cu cabluri la 343 m inaltime, deci cu 19 m mai sus decat se inalta Turnului Eiffel din Paris.

Sustinut de doua puncte de ancorare, de o parte si de alta, si de sapte piloni de sustinere, podul strabate valea Raului Tarn. In total, proiectul a consumat 19.000 de armaturi de otel pentru beton, 5.000 tone de armaturi de otel pentru cabluri si 85.000 metri cubi de beton - suficient pentru a umple Albert Hall, din Londra.

In timpul lucrarilor de constructie, a fost necesara instalarea a sapte piloni temporari intre pilonii permanenti de otel, pentru a 'lansa' podul peste abis, de la un pilon permanent la urmatorul. Fiecare dintre aceste sapte sectiuni are o lungime de 350 metri.

Pentru a compensa efectele de dilatare si contractare, fiecare coloana se desface in doua coloane mai subtiri si mai flexibile. In acest fel se creeaza efectiv un suport in forma literei A deasupra nivelului puntii, care ingusteaza silueta podului si reduce impactul acesteia asupra peisajului inconjurator.

Proiectat sa reziste la cele mai puternice miscari seismice si la cele mai extreme fenomene meteorologice, podul Millau are o garantie de 120 de ani. Pentru a-i proteja pe soferi impotriva vanturilor puternice, structura a fost echipata cu ecrane protectoare si bariere de inalta rezistenta. [4]


Podul Millau[4]


VIADUCTUL CANTON


Viaductul Canton are o lungime de 615m , 70m inaltime deasupra raului Canton, 38m deschidere si este construit la o curbura de 1°. Viaductul s-a deschis pe 28 iulie 1835 si a functionat continuu de atunci.

Viaductul canton este unul din cele mai vechi doua care au supravietuit. Podul a fost listat in Registrul National al Locurilor istorice in 1984 si desemnat Borna a Istoriei Ingineriei Civile de Societatea Americana a Ingineriei Civile in1999.

Podul a implinit 170 ani pe 28 iulie 2005.

Viaductul Canton este o structura unica datorita peretilor continui paraleli, deschiderii interioare cu 21 de camere. [9]


[9]





Barajele din Venetia


La 1900, Piata San Marco din Venetia se inunda de aproximativ 10 ori pe an. Acum, apele o acopera de 100 de ori pe an. Fenomenul de incalzire globala determina cresterea nivelului marilor din intreaga lume. Pana in 2050, expertii in protectia mediului considera ca acest oras ar putea avea aceeasi soarta ca si Atlantida.

In septembrie 2003 au inceput lucrarile care urmeaza sa impiedice cei 45 km de canale care strabat orasul sa ii distruga complet arhitectura.

In prima faza a proiectului, echipamente speciale de dragat au inceput sa indeparteze 3,8 milioane metri cubi de pamant de pe fundul lagunei, chiar la gura celor trei puncte de intrare.

Acest pamant este inlocuit acum cu 9 milioane de tone de piatra si beton, care vor asigura o temelie solida, in care sa fie fixate cele 79 de baraje-porti confectionate din otel. Fiecare baraj-poarta este mai mare decat un teren de fotbal si cantareste peste 300 tone.

Cand nu sunt folosite, aceste porti vor sta intinse pe fundul lagunei. Cand zona va fi amenintata de o maree inalta, valve hidraulice se vor deschide prin simpla apasare a unui intrerupator, deplasand astfel portile in pozitie verticala.

Cu un cost total de 3 miliarde $, nu este vorba de un proiect foarte ieftin. Totusi, aceasta cifra ramane sub costul total estimat al pagubelor produse de cele mai grave inundatii care s-au abatut asupra Venetiei, in anul 1966.[4]



Barajele din Venetia[4]



TUNELURI

Tunel pe sub Canalul Manecii


Un tunel care sa lege Marea Britanie si Franta a fost un vis al inginerilor de mult, inca de la inceputul secolului XIX. Prima incercare de a excava un tunel a inceput in 1880, insa proiectul a fost abandonat rapid, iar lucrarile au ramas in acest stadiu timp de o suta de ani.

In 1988 au fost semnate tratate internationale, s-au incheiat mai multe acorduri si lucrarile de excavatie au reinceput.

Channel Tunnel acopera distanta intre Kent si Normandia, adica 50 km, dintre care 39 km trec la 40 metri pe sub fundul Canalului Manecii. Astfel, tunelul devine cea mai lunga linie de metrou subacvatic din lume.

La vremea respectiva, acest tunel a fost cel mai ambitios si mai scump proiect din lume. A costat 9 miliarde de lire sterline, suficient pentru a plati de 700 de ori lucrarile de constructie pentru podul Golden Gate.

Transmanche Link, firma de inginerie care a realizat acest proiect, a utilizat o tehnologie special creata pentru forajele petrolifere pe fundul marii, la mare adancime, pentru a afla mai intai ce anume se ascunde sub acest nivel. Astfel, lucrarile de excavatie au fost ghidate departe de zonele cu lut moale de pe fundul Canalului Manecii, asigurand tunelului o fundatie rezistenta, in patul stancos, solid, aflat la o mai mare adancime. Lucrarile au inceput de ambele parti ale Canalului, pentru a se intalni la mijloc. De fapt, tunelul este alcatuit din trei pasaje diferite: tunelurile cu diametrul de 7,6 metri pe unde circula trenurile si un tunel central, cu diametrul de 5 metri, pentru servicii si acces in situatii de urgenta. [4]

Tunel pe sub Canalul Manecii[4]


Tuneluri din Islanda



La 50 de ani dupa ce a aparut pentru prima data ideea ca inspaimantatoarea forta a raurilor glaciare ale Islandei ar putea fi folosita pentru producerea de energie, aceasta viziune este pe cale sa fie transpusa in realitate. La aproximativ 200 km nord-est de capitala tarii, Reykjavik, inginerii lucreaza din greu pentru a sapa 72 km de tuneluri adanc, in munte.

Trei masini speciale de foraj au fost trimise din Statele Unite in aceasta zona indepartata, la 150 km de Cercul Polar. Una dintre ele tocmai fusese utilizata pentru finalizarea unei noi linii de metrou in New York.

Produse de compania americana de echipamente Robbins, aceste uriase masini de foraj au un diametru de 7 metri si cantaresc peste 80 tone. Fiecare sapa in medie 25 metri pe zi, consumand 3 mega watts de energie electrica. Alte segmente ale tunelurilor vor fi excavate cu ajutorul materialelor explozibile si al altor echipamente de mare forta.

Scopul tunelului este sa canalizeze apa care sa ajunga in rezervoarele construite simultan, pe fundul vaii. Aici, apa care coboara in cascada va pune in miscare sase turbine, fiecare cu un randament estimat la 115 mega watts. Avand o capacitate totala de 690 mega watts, aceasta va fi cea mai mare hidrocentrala din Europa. Se estimeaza ca proiectul va fi finalizat in 2009.[4]


Tuneluri in Islanda[4]






Concluzie





Ingineria apelor este unul dintre cele mei vaste domenii ale constructiilor,In aceasta categorie de constructii includem atat canalele si podurile, dar si alte constructii mai putin cunoscute, cum ar fi: tunelurile pe sub albiile raurilor, tuneluri pe sub mari si oceane, amenajari portuare sau de canale, cum ar fi Canalul Manecii sau Canalul Panama, etc. Mai nou in cadrul acestui domeniu putem include si constructia de insule artificiale, adevarate orase in mijlocul apelor sau prelungirea uscatului in ape, prin diferite proiecte ingineresti.

Totusi, chiar si in era marilor inovatii si a tehnologiei, constructia de poduri ramane cel mai exploatata categorie a ingineriei apelor.

In prezent se construiesc cele mai mari si moderne poduri si complexe de poduri, cu ajutorul tehnologiei moderne, dar multe din constructiile vechi inca mai rezinta si deservesc omenirea si asta gratie marilor constructori care au realizat lucrari de calitate, chiar daca nu au avut la dispozitie tehnologia din prezent.






























Biliografie




1. www.referate.ro

2. www.wikipedia.org/wiki

3. www.google.com

4. https://www.faculty.fairfield.edu/jmac/rs/bridges.htm

5. Encyclopedia Britannica Chicago: editia 1959, Vol. IV pp 123-137
Random House Encyclopedia New York: editia1977 pp 1756-1759
Brown, David Bridges New York: Macmillan Reed International Books; 1993
Eves, Howard An Introduction ot the History of Mathematics: New York: Holt; 1964 6.www.discovery.ro

7. www.goldengatebridge.org

Fotografii din arhivele podului Goden Gate, San Francisco, CA

https://members cox.net/cv1/











Copyright © Contact | Trimite referat