A cikk szerzője:

Dr. Horvát Ferenc ny. főiskolai tanár

Szálerősített műanyag- kompozit gyaloghidak

A szálerősített műanyag-kompozit anyagú hidak alkalmazása kb. két évtizedes múltra tekint vissza. Több előny között a kedvező szilárdság-tömeg arány, a kialakítható keresztmetszetek változatossága, a könnyű építhetőség, a korrózióállóság vasúti gyaloghidak építésénél jól hasznosítható. A cikk az oroszországi APATEK cégcsoport által gyártott, a gyaloghidak tartószerkezeti elemeinél használt SZPPSZ–240 és SZPPSZ–340 típusú anyagok fizikai-mechanikai tulajdonságaival foglalkozik. Röviden ismerteti a legfontosabb általános tervezési irányelveket is.

 

A palástnyomási szilárdság vizsgálata az EN 13706-2:2002 szabvány által meghatározott méretű próbatestekkel (11. ábra), speciális befogóeszközzel (12. ábra) történik. Gyakorlatilag megadott átmérőjű tüskével a kiszakítás jelenségét kell előidézni.

11. ábra. Vizsgálatra előkészített SZPPSZ–240 típusú próbatestek12. ábra. A vizsgálóberendezésbe befogott próbatest
A tönkremenetel a hosszirányban kimunkált próbatestek esetében úgy következett be, hogy a furatátmérő szélességének megfelelő sávot a terhelő tüske kiszakította. A keresztirányban kivágott próbatesteknél tönkremenetelkor a furat tengelyében történő átszakadás történt (13. ábra).

13. ábra. Tönkremenetel a) hosszirányban, b) keresztirányban kimunkált próbatest esetén
A 4×5 db próbatest vizsgálatával megállapított palástnyomási szilárdsági értékek:
SZPPSZ–240 anyag esetén:

  • hosszirányban átlag 413 MPa, szórás 20 MPa,
  • keresztirányban átlag 232 MPa, szórás 16,1 MPa,
  • SZPPSZ–340 anyag esetén:
  • hosszirányban átlag 435 MPa, szórás 19,5 MPa,
  • keresztirányban átlag 318 MPa, szórás 12,5 MPa.

A rétegek közötti tengelyirányú nyíró­szilárdság vizsgálata az MSZ EN ISO 14130:1999 szabvány alapján történik. Tönkremeneteli állapotot mutat be a 14. ábra.

14. ábra. Tönkremenetel a) oldal­nézetben, b) a véglapon
A 2×5 db próbatest vizsgálatával megállapított tengelyirányú palástnyomási szilárdsági értékek:

  • SZPPSZ–240 anyag esetén átlag 38 MPa, szórás 1,2 MPa,
  • SZPPSZ–340 anyag esetén átlag 33 MPa, szórás 1,5 MPa.

A teljes keresztmetszet hajlító vizsgálatát az EN 13706-2:2002 szabvány D fejezete alapján végeztük, SZPPSZ–240 anyagú, kalodákkal összefogott 2 db U–240 × 72 × 12-es gerendával. A terhelési elrendezést a 15. ábra mutatja.

15. ábra. Terhelési elrendezés
A statikus felterhelés sebessége 120 kN/ min volt. Lehajlásmérés a támaszköz felében (a teher keresztmetszetében), az alsó övön, mindkét tartón történt. A lehajlásértékeket számítással is ellenőriztük. Az egyenes vonalú szerkezeti elemek deformációjának meghatározásakor figyelembe kell venni a hajlítási, valamint a nyírási alakváltozásokat is. A tartó hossza mentén bármely „z” pontban az alábbi kifejezéssel határozható meg a tartó lehajlása:


Az f(z) függvények maximumai kéttámaszú tartó és tartóközépen álló koncentrált teher esetében a következők:


A függvénymaximumokat a lehajlási képletbe helyettesítve:


ahol
F = terhelőerő (N),
L = támaszköz, esetünkben 1200 mm,
Eb = hajlítási rugalmassági modulus, az APATEK cégcsoport közlése alapján 10 mm-nél vastagabb falú idomra 28 000 MPa,
I = a 2 × U szelvény inerciája vízszintes tengelyre, esetünkben 66 076 000 mm4,
Gb = hajlítási rugalmassági modulus, az APATEK cégcsoport közlése alapján 3000 MPa,
A = keresztmetszeti terület, a vizsgált szelvényekre együtt 4363 mm2.
A 3 db gerendapár hajlítása során mért értékeket a számított értékekkel a 16. áb­rán hasonlítottuk össze. A mérési eredmények egyforma teher alatti viselkedést bizonyítanak.

16. ábra. Az ikergerendák számított és terhelés alatt mért lehajlás- értékei
A gerendapárt fárasztó igénybevételnek is kitettük. A vizsgálati paraméterek az alábbiak voltak:
alsó erő: 5 kN,
felső erő: 80 kN,
frekvencia: 5 Hz,
ciklusok száma: 2 millió.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234Következő »
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2016 / 5. 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 | ©