A cikk szerzője:

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Nagy sebességre alkalmas előfeszített vasbeton keresztalj (1. rész) – Igénybevételek számítása

Az előfeszített vasbeton aljak tervezésével foglalkozó szakirodalmat hazánkban utoljára 1965-ben adtak ki. A Műszaki Könyvkiadó Vasúti betonaljak [1] című könyve foglalta össze az adott kor technológiai és szabályozási szintjén fellelhető ismereteket. A technika fejlődése, a szabályozási háttér megváltozása, valamint a nagyobb sebességű vasúti pályák hazai létesítése megkövetelte a betonaljak fejlődését. Ez azonban a szakirodalomban nem volt érzékelhető. Jelen tanulmányban a témával kapcsolatos hazai szakirodalomban tapasztalható hiányt szeretném pótolni.


Megjegyzés: Az AxisVM által kínált lehetőség a Zimmermann-féle számítással egyenértékű, a két módszer által számítható eredmények között csekély különbség tapasztalható. A modellezést részletesen mutatom be a cikk második részében.
5. lépés: A vágány hibáiból (például: vaksüppedés) származó többletterhelést figyelembe vevő tényező értékének (γr) meghatározása. Ennek tipikus értéke 1,35, amelyet számításaim során alkalmazok.
6. lépés: A sínszékterhelés tervezési értékének meghatározása az 1. képlet alapján.

Az általam bemutatott példa alapján a sínszékterhelés tervezési értéke:

7. lépés: A sínszék alatti megkövetelt pozitív repesztőnyomaték tervezési értékének számítása a 2. képlet alapján történik.

A 2. képletben γi veszi figyelembe az alj hossza mentén bekövetkező alátámasztási hibák miatti dinamikus többlet-igénybevételeket. Tipikus értéke 1,60.
A λ erőkar számítása az alj geometriai méretei alapján szá­mít­ható a 3. képlet segítségével.

Az Lp segédmennyiség a keresztalj hossza és a síntengelyek távolsága alapján határozható meg a 4. képlet szerint.

A képletben:
L: a keresztalj hossza [m], esetünkben 2,600 m;
t: a síntengelyek távolsága [m], normálnyomtávolság esetén 1,500 m.
Behelyettesítve a 4. képletbe Lp segédmennyiség az alábbi értékű:

A tehereloszlási szélesség felének értéke (e) az 5. képlet alapján határozható meg:
A képletben:
s: a síntalp szélessége [m], 60E1 sínszál esetén 0,150 m;
d: a keresztalj vastagsága a sínszék alatt [m], esetünkben 0,180 m. (Trapéz keresztmetszet esetén a biztonság javára tett közelítést jelent.)
Behelyettesítve az 5. képletbe az e segédmennyiség az alábbi értékű:

A segédmennyiségek ismeretében hatékony az erőkar nagysága:

A sínszék alatti pozitív repesztőnyomaték megkövetelt értéke:

8. lépés: A sínszék alatti megkövetelt negatív repesztőnyomaték tervezési értékének számítása a 6. képlet alapján történik.

A sínszék alatti negatív repesztőnyomaték megkövetelt értéke:

9. lépés: Az aljközépen megkövetelt negatív repesztőnyomaték tervezési értékének számítása a 7. képlet alapján történik. Ez az empirikus összefüggés a keresztmetszetek (sínszék alatti és aljközépi) inercianyomatékai alapján számítja a megkövetelt nyomatéki értéket.

A bemutatott példában alkalmazott keresztmetszetek alapján meghatározott inerciaarány értéke:
A képletben:
Ic: az alj közepén értelmezett keresztmetszet inercianyomatéka [cm4];
Ir: a sínszék alatt értelmezett keresztmetszet inercianyomatéka [cm4].

2. ábra. A kereszt­metszetre jellemző para­mé­terek az inercia­nyomaték számításához

A betonalj trapéz keresztmetszetű, amelyet bármely keresztmetszetben a 2. ábrán látható paraméterekkel lehet jellemezni.
 Az egyes keresztmetszetekben a vízszintes súlyponti tengelyre vett inercianyomaték trapéz alak esetén a 8. képlet segítségével határozható meg.
Az Ic/Ir érték felhasználása alapján az aljközépen megkövetelt negatív repesztőnyomaték tervezési értéke:

10. lépés: Az aljközépen megkövetelt pozitív repesztőnyomaték tervezési értékének számítása a 9. képlet alapján történik.
A sínszék alatti pozitív repesztőnyomaték megkövetelt értéke:
11. lépés: A keresztmetszetek esetén megkövetelt törőnyomaték a 10. és 11. képletek alapján történik.
A törőnyomaték statikus vizsgálattal (és méretezéssel) kerül igazolásra, így a k2 értékére 2,5 értéket alkalmazok.
A sínszék alatt megkövetelt pozitív törőnyomaték értéke:
Az aljközépen megkövetelt pozitív repesztőnyomaték értéke:

Mdc+ = –0,7 × (–10,71) = + 7,50 kNm (11.)

A törőnyomatékok értéke:

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345678Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Vasúti betonaljak. Budapest: Műszaki Könyvkiadó; 1965.
  • [2] Beluzsár János. LW-60, a nagy sebességű vasúti pályák beton­­alja. Vasbetonépítés 1999;4.
  • [3] Roland Fischer. Feszített betonaljak az ÖBB hálózatán. Innorail Magazin 2015;1. http://innorail.hu/feszitett-beton­aljak-az-obb-halozatan/
  • [4] Dr. Kormos Gyula, Dr. Lógó János, Dr. Pintyőke Gábor. Beton­aljak új modellezése. Innorail Magazin 2015;1. http://innorail.hu/betonaljak-uj-modellezese/
  • [5] UIC 713: Design of monoblock concrete sleepers. UIC, 2004.
  • [6] MSZ EN 1991-2: 2006 Eurocode 1. A tartószerkezeteket érő hatások. 2. rész: Hidak forgalmi terhei. Budapest: MSZT; 2006.
  • [7] Stephan Freudenstein, Konstantin Geisler, Tristan Mölter, Michael Mißler, Crhistian Stolz. BetonKalender – Ballastless Track. Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag; 2018.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2021 / 6. 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 | ©