Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »Talaj és szerkezet kölcsönhatásának figyelembevétele hídszerkezetek modellezésénél
Az ilyen típusú hidak számítását komplexen csak a talaj és a szerkezet kölcsönhatásának figyelembevételével lehet elvégezni. A modellezésre alapvetően két lehetőségünk van: vagy olyan programot választunk (Ansys, Abaqus, Sofistik,) amellyel mind a felszerkezet, mind az altalaj korszerű anyagmodellekkel vizsgálható, vagy a hagyományos, gyakran használt végeselemes programokban (AxisVM, FEM-Design) a rugómodellt pontosítjuk.
Az előbbi lehetőséget inkább a kutatás területén, esetleg nagyobb hidak esetén, a szerkezetek viselkedésének megismerésére alkalmazzuk, a napi tervezési feladatok során az utóbbi lehetőség használata látszik célszerűnek.
Az alábbiakban röviden ismertetem, hogy bizonyos megfontolásokkal az AxisVM (vagy hasonló) programokban a rugómodell milyen módon javítható, lehetővé téve a valósághűbb vizsgálatot.
Geotechnikai megközelítés, Eurocode
A talaj és szerkezet kölcsönhatásának, a talaj viselkedésének modellezésére valójában a korszerű, valódi térbeli véges elemeket és fejlett reális talajmodelleket használó geotechnikai számítógépes programok adnak lehetőséget (Plaxis 3D, Midas GTS). E programok használata, főleg a beadandó talajjellemezők megfelelő értelmezése okán, elsősorban geotechnikus körben terjedt el. A számított eredmények értelmezéséhez, komplex modellek készítéséhez elengedhetetlenül szükséges a tartószerkezeti és a geotechnikus tervezők közötti érdemi együttműködés.
Az Eurocode-ok hazai alkalmazási kötelezettsége is megkívánja az eddigieknél szorosabb együttműködést a szerkezettervezők, hidászok és a geotechnikusok között. Az EC7 szerint a talajadottságok bemutatására a „talajvizsgálati jelentés” hivatott, amelynek azonban nem feladata az alapozási mód kialakítására vonatkozó javaslattétel [7, 8, 10]. A geotechnikai tervezés ettől elhatárolva, a „geotechnikai tervben” és annak szöveges részében, a „geotechnikai tervezési beszámolóban” jelenik meg.
Az EC7 három geotechnikai kategóriát értelmez, egy adott „projekt” besorolásához az alábbiakat kell figyelembe venni:
- a tartószerkezet méreteit, bonyolultságát,
- a talajadottságokat,
- a környezeti körülményeket a kölcsönhatások szempontjából.
A kategóriába sorolás meghatározza azt is, hogy szükséges-e külön geotechnikai terv készítése, és az milyen tervezői jogosultsággal készíthető. A hídszerkezet tervezése a GC2 geotechnikai kategóriába esik, amely geotechnikus tervező bevonását javasolja, és közvetve felhívja a figyelmet a talaj és szerkezet kölcsönhatás figyelembevételének jelentőségére.
Vasúti hidak, Eurocode
A nagysebességű vasutak megjelenésével előtérbe került, és egyre nagyobb figyelmet kap a vasúti híd és az átvezetett pályaszerkezet kölcsönhatásának problematikája, valamint annak modellezési kérdései [5].
Ebben a cikkben arra szeretném felhívni a figyelmet, hogy a megnövekedett sebesség következtében a vasúti hídszerkezetre vonatkozóan is új tervezési kritériumok meghatározása vált szükségessé.
A nagysebességű vasúti pályák esetén a síndilatációs szerkezetek elhagyása kívánatos. A vágány homogenitása révén biztosítható az utazási komfort, a síndilatációs szerkezet ára megtakarítható, és a fenntartására fordítandó költségek is elmaradnak [5].
A vasúti pálya hídon való átvezetésénél – a hídszerkezet hőmozgásának következtében – a sínszálakban (többlet)feszültség keletkezik. A sínszálakban keletkező feszültségek a hídszerkezet megfelelő megválasztásával a szabványban megengedett értékek alatt tarthatók. A hézagnélküli vágányok esetén a fékező- és indítóerő egy része a sínszálakon keresztül a hídhoz csatlakozó töltésekre adódik át [5]. Meg kell jegyezni, hogy a fékezőerő értéke az Eurocode szabványban – a korábbi előírásokhoz képest – számottevően megnőtt, így a fékezőerőből az altalajra jutó hatások vizsgálatának jelentősége is nagyobb.
A síndilatációs szerkezet nélküli hídon lévő vágány megengedhető dilatáló hosszúsága (LTP) egyebek között függ az alépítményre jellemző K merevségtől (1. ábra). A grafikon azt mutatja, hogy a megengedhető dilatációs hosszúság (LTP) nagyságát a pályalemez felső élének hosszirányú δ eltolódásának függvényében a különböző alépítményi merevségek (K2, K5, K20) milyen mértékben befolyásolják.
Irodalomjegyzék
- [1] Midas GTS felhasználói kézikönyv.
- [2] AxisVM felhasználói kézikönyv.
- [3] Economic and Durable Design of Composite Bridges with Integral Abutments, Design Guide. 2010. Research Fund for Coal and Steel, RFCS RFS-P2-08065 INTAB+
- [4] Pál G., Öszvérszerkezetű hidak tervezési tapasztalatai, Acélszerkezetek 2011/1.
- [5] Dr. Németh György, dr. Horvát F., Pálya és híd kölcsönhatásából keletkező erőhatások meghatározása, modellezése, ezek következményeinek hatása a méretezési előírásainkra. Kutatási zárójelentés. Széchenyi István Egyetem, Győr, 2010.
- [6] Szép, J., Murinkó, G., Szepesházi, R., Hídalépítmények modellezése, Geotechnika 2009 konferencia, Ráckeve, 2009.
- [7] MSZ EN 1997-1:2006 Eurocode 7: Geotechnikai tervezés. 1. rész: Általános szabályok. Magyar Szabványügyi Testület, Budapest, 2006.
- [8] MSZ EN 1997-2:2008 Eurocode 7: Geotechnikai tervezés. 2. rész: Geotechnikai vizsgálatok. Magyar Szabványügyi Testület, Budapest, 2008.
- [9] Smoltczyk, U. ed.: Geotechnical Engineering Handbook. Ernst & Sohn, Berlin, 2003.
- [10] Szepesházi, R., Hídalapozások fejlesztése. 50. Hídmérnöki Konferencia kiadványa. Közlekedési Koordinációs Központ. Siófok, 2009.
- [11] Szép, J., Hídfők modellezése. ÉPKO 2011 XV. Nemzetközi Építéstudományi Konferencia, Csíksomlyó, 2011.
- [12] Szép, J., Cölöpalapozások keresztirányú merevsége. 15. Tavaszi szél konferencia 2012.
- [13] R. Ray, P. Scharle, R. Szepesházi, Numerical modeling in the geotechnical design practice From Research to Design in European practice, Bratislava, Slovak Republic, on June 2–4. 2010.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.