A cikk szerzője:

Dr. Koch Edina egyetemi docens
Széchenyi István Egyetem

Hídépítés ütemezésének geotechnikai hatás­vizsgálata

A cikkben a szerző bemutatja a 3D végeselemes modellezéssel végzett újabb kutatásainak az eredményeit, amelyek a hídfőszerkezetek, beleértve az alapozásukat is, a csatlakozó töltés és a köztük kialakítandó átmeneti szakasz fejlesztésére irányulnak. E komplex, az építési folyamat által is befolyásolt rendszer viselkedését a legkorszerűbb térbeli, végeselemes, nemlineáris anyagmodellel dolgozó szoftverrel modellezte, s figyelembe vette a vonatterhelés dinamikáját is. Kiemelt figyelmet fordított az építésütemezés szerepének feltárására.


A hídfő mögött meglehetősen gyorsan növekednek a süllyedések, 3,5 m-en általában 60 mm-rel, amitől két változat különbségei térnek el, érthető okból és módon.
A 4. ábrán érzékelhető, hogy a folyó­pálya ~22 cm süllyedéséből ~2,0 cm a töltés saját összenyomódása, és ~1 cm a homokos talajrétegé. A háttöltés saját összenyomódása 1 cm-en belül van.
A hídfő és a felszerkezet a számítások szerint szinte „mozdulatlan”, a süllyedé­sük 13–16 mm (a talajjavítás esetén kevesebb), ami nagyjából megfelel a cölöp­alapozású hídfők mozgásmérési eredményeinek.

5. ábra. A teljes elmozdulások a töltésépítés végén a 7. építésütemezési változatban (gyors töltésépítés)

A konszolidációval kapcsolatos eredmények

Az idő talán egyetlen szerkezet esetében sem játszik olyan jelentős szerepet, mint a hídfőében. A mai erőltetett ütemű építés-kivitelezés körülményei között gyakran nincs idő a teljes konszolidáció kivárására, illetve a projektszervezők nagyon pontos prognózisokat kívánnak, amit nehéz, szinte lehetetlen produkálni. A konszolidáció téves megítélése egyrészt a hídfő és a háttöltés közti lépcsőképződés, másrészt a cölöpöket terhelő negatív köpenysúrlódás tekintetében okozhat gondokat.
A hét építésütemezési változatra kiadódott konszolidációs görbéket a 6. ábra mutatja, melyen az áttekinthetőség végett csak a folyópályán a hídfőtől 20 m-re, illetve a háttöltésben közvetlenül a hídfő mögött, a terepszinten felvett pontokra megállapított görbéket mutatom be.

6. ábra. A konszolidáció alakulása az építésütemezés függvényében a folyópályán (folytonos vonalak) és a hídfő közelében (szaggatott vonalak)

A következő megállapítások tehetők:

  • a „teljes” konszolidáció az 1., 2. és 4. változatokban kb. 330 nap alatt zajlik le, a tartószerkezet beépítésének sorrendje ezt értelemszerűen nem befolyásolja;
  • az építés alatti süllyedés e három változat esetében az első töltéslépcső után ~3 cm, a második után ~4 cm, a konszolidá­ciós süllyedés nagysága 6–7 cm, illetve 10 cm;
  • kb. két hónappal rövidebb az építési idő a 3. változatnál (előbb megépül a folyópálya töltése), de 2 cm-rel több a konszolidációs össz-süllyedés;
  • függőleges drénezéssel (6. változat) a konszolidációs idő kb. harmadára csökken, a töltés egy lépcsőben, az előbbiekkel azonos össz-süllyedéssel felépíthető;
  • a várakozásoknak megfelelően az előzetes talajjavításkor (5. változat) az azonnali süllyedés az előbbiekéhez hasonló, de konszolidációs süllyedés alig lesz, s a töltés egy lépcsőben megépíthető;
  • a 7. változat görbéjén jól érzékelhető az előbb említett, nagymértékű építés közbeni süllyedés (a töltéskorona süllyedése pedig, amint azt az 5. ábra mutatja, még ~8 cm-rel nagyobb), aztán a konszolidációs süllyedés is tetemes, de valamivel rövidebb ideig tart a többi, az altalajt nem javító változatokénál;
  • a háttöltésre vonatkozó görbék időbeliségét a csekély, ~2 cm konszolidációs össz-süllyedés okán (melyeknél persze a vágányé valamivel nagyobb) bővebben nem érdemes elemezni.

A 6. ábrán az is látható, hogy a 7–10. építési fázisok (vasúti felépítmény) a konszolidáció lezajlása után további 3–5 mm többletsüllyedést indukálnak. Nem tüntettem fel az ábrán a vonatteher hatására bekövetkező többletsüllyedést, mely jellemzően 6–9 mm körül van, de erről majd még külön lesz szó.

7. ábra. A süllyedés és a süllyedési sebesség időbeli alakulása a hídfőtől 20 m-re
A 7. ábra a folyópálya ugyanazon szelvényében a terepszinten és a töltéskoronán lévő pontok süllyedésének és süllyedési sebességük időbeli változását mutatja. (A terepszint és a koronaszint süllyedési sebessége a számítások szerint alig különbözött, ezért csak egy görbét ábrázoltam.) A görbék az 1. építésütemezési változatra, annak két módosítására, valamint a 7. változatra vonatkoznak. A legutóbbi abban az összefüggésrendszerben, melyet az ábrával megmutatni kívánok, tekinthető az 1. változat egy harmadik módosításának. Megjegyzem, hogy a görbéken nem jelenítettem meg a vonatteher hatását, ami további ~0,5 cm süllyedést okoz.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234567Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Dr. Horvát F., dr. Koch E., dr. Major Z.: Híd és vasúti folyópálya közötti átmeneti szakaszok kialakítása. Sínek Világa, 2018/4–5, 89–97. o.
  • [2] Paixão, A. et al.: Research on rail­way transition zones. Case studies in a Portuguese line. INSERTZ, International Seminar on Rail Track Substructures and Transition Zones, Lisbon, Portugal, 2014.
  • [3] Szepesházi R.: Hídalépítmények tervezésének fejlesztése. 50. Hídmérnöki Konferencia, Siófok, 2009, 429–470. o.
  • [4] Brinkgreve R. B. J., Vermeer P. A.: Plaxis-Finite element code for soil and rock analyses, Plaxis 3D. Manuals, Delft University of Technology, Plaxis bv, The Netherlands, 2010.
  • [5] Hudacsek P., dr. Koch E., Szilvágyi Zs., Wolf Á.: Kis nyílású műtárgyak csatlakozó szakaszainak vizsgálata. Sínek Világa, 2017/2, 12–18. o.
  • [6] Dr. Koch E.: Vasúti híd és pályacsatlakozás modellezése Plaxis 3D szoftverrel. Sínek Világa, 2018/2, 7–12. o.
  • [7] H.1. Vasúti Hídszabályzat, H.1.6. Utasítás, Vasúti hidak és egyéb műtárgyak geotechnikai tervezése, MÁV, 2018.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2019 / 3. számában.
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 | ©