A cikk szerzője:

Vasúti híd és pályacsatlakozás modellezése Plaxis3D szoftverrel

A cikkben a szerző bemutatja azokat az újabb kutatási eredményeit, melyek a hídfőszerkezetek, beleértve az alapozásukat is, a csatlakozótöltések és a köztük kialakítandó átmeneti szakaszok fejlesztésére irányulnak. E komplex, az építési folyamat által is befolyásolt rendszer viselkedését a legkorszerűbb térbeli, végeselemes, nemlineáris anyagmodellel dolgozó szoftverrel modellezte, s már figyelembe vette a vonatterhelés dinamikáját is. Kiemelt figyelmet fordított a töltésmagasság és a vonatsebesség szerepének feltárására.

A csatlakozásra vonatkozóan nyert modellezési eredmények 

A vizsgálódás fő célja a híd és az átmenettel csatlakozó töltésszakasz elemzése volt. Olyan kérdésekre kerestem a választ, hogy a csatlakozásnál kialakuló süllyedéskülönbség nagyságát mennyiben befolyásolja

  • a hídhoz csatlakozó töltés magassága;
  • milyen szerepe van az áthaladó szerelvény sebességének.

A 9. ábra a feliratban megadott esetre vonatkozóan a vonatterhelés hatására bekövetkező függőleges elmozdulásokat az idő függvényeként ábrázolja célszerűen megválasztott pontokban (A folyópálya, aljak felfekvési síkja; C folyópálya, térszín; D folyópálya, –3,0 m az altalajban; E háttöltés, aljak felfekvési síkja; F háttöltés, térszín; G híd közepe, aljak felfekvési síkja). A Plaxis programban a dinamikus idő fogalma az áthaladási idővel egyezik meg. Az ábra alapján a következőket állapíthatjuk meg:

  • a legnagyobb süllyedés a folyópályán, az aljak felfekvési síkján mutatkozik A);
  • a háttöltés tetején bekövetkező süllyedések kisebbek E);
  • a hídon bekövetkező süllyedés (lehajlás) ennél is kisebb G);
  • a süllyedések a mélységgel jól látható mértékben csökkennek (A-C-D, illetve E-F).

Megjegyzem, hogy más töltésmagasságokra és sebességekre is a 9. ábrán láthatókhoz hasonló tendenciákat kaptam.
A 10. ábra hosszmetszetben mutatja a töltésmagasság és a sebesség változásából kiadódó 6 különböző esetre az összes süllyedést, amennyi az építés kezdetétől a vonat áthaladásának pillanatáig keletkezett. Az ábrán az látható, hogy a vonatteher áthaladásakor az összes süllyedés

9. ábra. A vonatteher hatására bekövetkező függőleges többletmozgások különböző pontokban (5,3 m töltésmagasság, 120 km/h)

10. ábra. Függőleges teljes süllyedés alakulása különböző modellekből

  • a folyópályán a legnagyobb, s a töltésmagassággal természetszerűen növekszik;
  • a háttöltés zónájában sokkal kisebb, mint a folyópályán;
  • a hídfőktől kb. 25 m-re kezd csökkenni, a töltésmagasságtól és a sebességtől csaknem függetlenül;
  • a nagyobb sebesség hatására valamivel kisebb, de a különbség gyakorlatilag elhanyagolható;
  • a tartószerkezeten mindegyik esetben – érthető módon – azonosan csekély.

A 11. ábra ugyanarra a 6 esetre mutatja hosszmetszetben a teher áthaladásakor bekövetkező többletsüllyedéseket. Az előbbieken túl a következőket vehetjük észre:

  • a folyópályán a nagyobb sebesség kisebb többletsüllyedéseket okoz;
  • a folyópályán a többletsüllyedések sebességek miatti különbsége alacsony töltés esetén a legnagyobb;
  • a többletsüllyedések változásának jellege a folyópálya és a háttöltés határán megváltozik;
  • a háttöltésen sajátos hullámzások jelentkeztek; 
  • a háttöltés zónájában a nagyobb sebesség nagyobb többletsüllyedéseket indukál; 
  • a háttöltés zónájában a többletsüllyedés kevésbé függ a sebességtől és a töltés­magasságtól;
  • a hídon lévő vágány vonatteher alatti többletlehajlása a 3 mm-t sem éri el.
A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Horvát F., Németh Gy.: Pálya és híd kölcsönhatásából keletkező erőhatások meghatározása, modellezése, ezek következményeinek hatása a méretezési előírásainkra. Zárójelentés. Munkaszám: 92-3106-32. Készítette: Széchenyi István Egyetem, Győr, 2010. 11. 20.
  • [2] Szepesházi R.: Hídalépítmények ter­ve­zésének fejlesztése. 50. Hídmérnöki Konferencia, Siófok, 2009, pp. 429–470.
  • [3] Szép J.: Talaj és szerkezet kölcsönhatásának figyelembevétele hídszerkezetek modellezésénél. Sínek Világa, 2014/1.
  • [4] 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.
  • [5] Hudacsek P., Koch E., Szilvágyi Zs., Wolf Á.: Kis nyílású műtárgyak csatlakozó szakaszainak vizsgálata dinamikus teherre. Sínek Világa, 2017/2, pp. 32–36.
  • [6] 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.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2018 / 2. 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 | ©