A cikk szerzője:

Dr. Horvát Ferenc ny. főiskolai tanár

Dr. Koch Edina egyetemi docens
Széchenyi István Egyetem

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Híd és vasúti folyópálya közötti átmeneti szakaszok kialakítása

A szerzők a MÁV Zrt. által finanszírozott kutatási munka keretében komplex módon vizsgálták az eltérő alátámasztási merevségű szakaszok csatlakozásánál fellépő al- és felépítményi maradó alakváltozások problémáját. Nagyszámú végeselemes futtatás eredményeire alapozva határozták meg az átmeneti szakasz geotechnikai, illetve pályaszerkezeti okból szükséges hosszát. Megoldásokat javasolnak helyszíni feltételekhez alkalmazkodó vasúti al- és felépítményi kialakításokra.

Látható, hogy a különböző kisebb méretű műtárgyak és az ezekhez tartozó eltérő sebességet jelölő trendvonalak lineárisak, egymáshoz képest körülbelül párhuzamosan helyezkednek el. Az összes számítási eredményre vonatkozóan megállapítható, hogy a várható süllyedéskülönbség:

A kifejezésben a „süllyedéskülönbség_teljes” a csak a dinamikus teher hatására a folyópálya és a kerethíd között kialakuló süllyedéskülönbséget, míg a „folyópályatöbblet” a csak a teher hatására a folyópályában bekövetkező azonnali összenyomódást jelenti.
Az átmeneti szakasz szükséges hosszának megállapításához minden modell esetében leolvastuk, hogy hol kezd el megváltozni a mozgáskép, a háttöltés előtt mennyivel kezd el csökkenni, illetve az előterhelt iszap, helyenként a puha agyag és iszap esetében pedig hol kezd el nőni a süllyedés értéke. Ezek alapján minden esetben berajzoltunk egy trendvonalat (ld. a 3. ábrán a szürke színnel rajzolt ferde eredményvonalat), melyet az átmeneti szakasz végének tekintettünk.

5. ábra. A geotechnikailag szükséges átmeneti szakasz hossza
Az 5. ábra az első teheráthaladáskor keletkező süllyedéstöbblethez tartozó süllyedéskülönbségek és az átmeneti szakasz hossza közötti kapcsolatot mutatja. Látható, hogy a különböző méretű műtárgyakkal és sebességekkel végzett számítások trendvonalai közel párhuzamosan futnak, és csak néhány métert különböznek az összes eredményre fektetett vonaltól.
Az összes számítási eredményre legjobban logaritmikus trendvonal volt illeszthető. A számos befolyásoló tényezőre tekintettel a közelítésként elfogadható következő összefüggés használatát ajánljuk:


A kifejezésben a „süllyedéskülönbség” a csak a vonatteher hatására a folyópálya és a kerethíd között kialakuló süllyedéskülönbséget, míg a „többlet” a csak a vonatteher hatására a folyópályában bekövetkező süllyedést jelenti.
Az átmeneti szakasz javasolt hosszait az első teheráthaladáskor bekövetkező többletsüllyedés függvényében a 2. táblázatban foglaltuk össze.

Hidak

Hidaknál a különböző merevségű, dina­mi­kai viselkedésű szerkezeti részek kölcsönhatása nagyon bonyolult, és ez a köl­csönhatás a talaj időfüggő viselkedése miatt az időben is változik. Ráadásul egy hídfőt többféle sorrendben lehet építeni, s emiatt még a kölcsönhatások jellege, iránya is változhat.
Egy „átlagosnak tekinthető” vasúti hídra is elvégeztük a komplex modellezést. A modell legfontosabb paraméterei a következők voltak:

  • az altalaj puha agyag,
  • az altalaj vastagsága 25 m,
  • a töltés magassága 3,5; 5,3; 7,2 m,
  • a töltés anyaga jó minőségű szemcsés anyag,
  • a háttöltés jó minőségű szemcsés anyagból készült, a felmenőfal mögötti 10 m hosszú zónában épült, 1:1,5 rézsűhaj­lással,
  • a hídszerkezet szabad nyílása 18 m,
  • a hídfők alapozása 18 db CFA cölöp,
  • a hídfők, szárnyfalak betonból készültek,
  • a felszerkezet típusa tartóbetétes,
  • vonatteher: LM71 szerinti koncentrált terhek,
  • vonatsebesség 120, illetve 250 km/h.

A futtatások eredményeit nem részletezzük, azokról a Sínek Világa 2018/2. számában dr. Koch Edinától „Vasúti híd és pályacsatlakozás modellezése Plaxis3D szoftverrel” címmel olvasható cikk. A modellezési eredmények alapján megállapítottuk, hogy a hídhoz csatlakozó átmeneti zóna viselkedése nem tér el a kis méretű műtárgyakhoz csatlakozó átmeneti zóna viselkedésétől, így hidak építése során is a 2. táblázatban összefoglalt átmeneti hosszakat célszerű alkalmazni.

Az átmeneti szakasz kialakítása a kiegészítő rétegben és a fel­építményben   

Meghatározó követelmények
 
A szükséges geotechnikai be­avat­ko­zá­s(ok) ellenére a hídon és a csatlakozó szakaszokon a vágány alátámasztásának merevsége még olyan mértékben térhet el egymástól, hogy szükséges a kiegészítő réteg és a felépítmény méretezett megtervezése. A cél a járműteher alatti sínlehajlásértékek változásának folyamatossá tétele vagy a lépcsős változás adott határérték alá szorítása. A méretezési módszereinkkel a rugalmas sínlehajlást – az alátámasztó rétegszerkezet jellemzőinek ismeretében – számítani tudjuk. Ezért a két pályaszerkezet jármű okozta rugalmas sínlehajlási értékének a különbségére megadott határérték alapján eldönthető az átmeneti szakasz szükségessége.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123456Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Vertical Elasticity of Ballastless Track. Draft. UIC project 1/03/U/283. version 2005-08-02.
  • [2] L. J. M. Houben: Structural design of pavements. Part IV Design of Concrete Pavements. CT 4860. (2009)
  • [3] Új műszaki megoldás kidolgozása a hézagnélküli vágány hidakon történő átvezetésére, amely a jelenlegi előírások szerint szükségesnek tartott síndilatációs szerkezet alkalmazásának szükségességét a hídhossz függvényében csökkenti, és a hídfő mögötti gyenge háttöltés miatti vágánygeometriai romlást mérsékli. Zárójelentés. Munkaszám: 95-3106-18. Készítette: Széchenyi István Egyetem, Győr, 2012. 11. 30.
  • [4] MSZ EN 1991-2:2006 Eurocode 1: A tartószerkezetet érő hatások. 2. rész: Hidak forgalmi terhei.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2018 / Különszámában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©