Snímka 1

Prepis

1 STN EN ZAŤAŽENIE KONŠTRUKCIÍ ČASŤ 2: ZAŤAŽENIA MOSTOV DOPRAVOU (ŽELEZNIČNÉ MOSTY) Prednášajúci: Ing. Richard Hlinka, PhD. Tento príspevok vznikol vďaka podpore v rámci OP Vzdelávanie pre projekt Podpora kvality vzdelávania a výskumu pre oblasť dopravy ako motora ekonomiky (ITMS: ), ktorý je spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho sociálneho fondu. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

2 Zaťaženia od železničnej prevádzky zvislé zaťaženia (lokomotívy, vagóny, súpravy,...) zvislé zaťaženia zemných telies dynamické účinky odstredivé sily bočné nárazy brzdné a rozjazdové sily aerodynamické zaťaženia od prechádzajúcich vlakov zaťaženia od trakčného vedenia zaťaženia od iných zariadení na moste mimoriadne zaťaženia vplyvom vykoľajenia vlaku opakované zaťaženia únavové modely zaťaženia

3 Zvislé zaťaženia

4 Zvislé zaťaženia osobné vlaky - cestovný poriadok nákladné vlaky - systém IRIS-N Hmotnosť nákladu Poradové číslo vagóna Identifikačné číslo vagóna Typ lokomotívy Počet náprav Dĺžka vagóna [dm] Hmotnosť prázdneho vagóna [t]

5 Zvislé zaťaženia 6,00 MPa Napätie v plechu medzi výstuhami - priečne 3,00 0,00-3,00-6,00 9,00 Napätie v plechu medzi výstuhami - pozdĺžne 6,00 3,00 0,00-3,00 0,00 Napätie na spodnej hrane výstuhy - pozdĺžne

6 Zvislé zaťaženia Zaťažovacie modely: zaťažovací model 71 zaťažovací model SW/0 zaťažovací model SW/2 zaťažovací model HSLM zaťažovací model prázdne vozne zaťažovacie modely prevádzkových vlakov

7 Zaťažovací model 71 reprezentuje zaťaženie na mostoch od bežnej dopravy 4 x 250 kn - charakteristické hodnoty nápravových síl 80 kn/m - charakteristická hodnota spojitého zaťaženia - neobmedzená platnosť

8 Zaťažovacie modely SW/0 a SW/2 SW/0 reprezentuje zaťaženie na spojitých mostoch od bežnej dopravy SW/2 reprezentuje zaťaženie na mostoch od ťažkej dopravy

9 Klasifikované zvislé zaťaženie súčiniteľom sa násobia: charakteristické hodnoty zvislých zaťažení pre LM71 ekvivalentné zvislé zaťaženia na zemné telesá odstredivé sily bočné nárazy brzdné a rozjazdové sily kombinovaná odozva konštrukcie a trate na premenné zaťaženie zaťaženia od vykoľajenia vlaku zaťažovací model SW/0 0,75 0,83 0,91 1,00 1,10 1,21 1,33 1,46 Vedľajšie trate Hlavné trate

10 Excentricita zvislých zaťažení platí pre modely LM71 a SW/0 vplyv nerovnomerne rozloženého nákladu

11 Pozdĺžny roznos zaťaženia kolesová sila na koľajnici

12 Pozdĺžny roznos zaťaženia kolesová sila na koľajnici

13 Pozdĺžny roznos zaťaženia podvalmi a koľajovým lôžkom

14 Priečny roznos zaťaženia podvalmi a koľajovým lôžkom

15 Priečny roznos zaťaženia podvalmi a koľajovým lôžkom

16 Priečny roznos zaťaženia podvalmi a koľajovým lôžkom

17 Priečny roznos zaťaženia podvalmi a koľajovým lôžkom 120 Reakcia v kontakte [kn] ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Skutočný roznos STN Eurokód 1 STN (+55%)

18 Zaťažovací model prázdne vozne pre niektoré špecifické overenia (stabilita celej konštrukcie) 10,0 kn/m

19 Aplikácia zvislého zaťaženia Q v Q v Q v Q v q v q v Q v Q v Q v q v 22,54 42,55 71,16 76,27 73,64 35,03-231,04-231,04 34,30 73,03 75,85 70,83 42,41 22,53-556,64-761,58-761,58-556,13-241,30-90,24-17,56 12,84 17,04 16,54 14,35 8,30 3,68-0,73 Q v q v -465,67-465,67 48,01 56,00 63,80 51,98-81,35-81,24 51,95 63,65 55,66 47,25 26,19 12,14-0,23

20 Zaťaženie neverejných chodníkov plošné zaťaženie q fk 5,0kNm 2 osamelá sila (na ploche 200x200 mm) Qk 2,0kN vodorovné sily na parapety a zábradlia kategórie B a C1 podľa STN EN

21 Dynamické účinky Príčiny vzniku prudká zmena zaťaženia dopravou (veľká rýchlosť dopravy) viacero po sebe nasledujúcich zaťažení v konštantnej vzdialenosti (rezonancia) nerovnosti trate nepravidelnosť kolies

22 Dynamické účinky rýchlosť prevádzky rozpätie konštrukcie dĺžka vplyv. čiary hmotnosť konštrukcie Faktory ovplyvňujúce dynamické správanie sa konštrukcie vlastné frekvencie kmitania geometria náprav a ich tiaž útlm konštrukcie zvislé nerovnosti trate parametre vozidla hmotnosť, nedokonalosti,... vlastnosti trate a mostovky

23 Dynamické účinky Statické účinky Dynamický výpočet Dynamický súčiniteľ Dynamické účinky

24 Dynamické účinky

25 Dynamický súčiniteľ dobre udržiavaná trať 2 1,44 L 0,2 0,82 1,00 1,67 2 bežne udržiavaná trať 3 2,16 L 0,2 0,73 1,15 2,00 3

26 Dynamický súčiniteľ Zväčšuje statické účinky od zaťažovacích modelov: LM71 SW/0 a SW/2 Nepoužíva sa pre: zaťaženie skutočnými vlakmi v prevádzke zaťaženie únavovými vlakmi zaťažovací model HSLM zaťažovací model prázdne vozne

27 Náhradná dĺžka L Stanovenie náhradnej dĺžky: tabuľky v STN EN podľa dĺžky vplyvovej čiary Q v q v -465,67-465,67 48,01 56,00 63,80 51,98-81,35-81,24 51,95 63,65 55,66 47,25 26,19 12,14-0,23

28 Zaťažovací model HSLM pri rýchlostiach nad 200 km/h pri dynamických analýzach mostnej konštrukcie HSLM A - 10 typov A1 A10 - počet medziľahlých vozňov (11-18) - dĺžka vozňov (18-27 m) - vzdialenosť medzi nápravami (2,0-3,5 m) - tiaž nápravy ( kn)

29 Zaťažovací model HSLM HSLM B - N sústredených síl - tiaž nápravy = 170 kn - rovnomerné rozostupy náprav d

30 Vodorovné zaťaženia Priečny smer: odstredivé sily bočné nárazy Pozdĺžny smer: brzdné sily rozjazdové sily

31 Odstredivé sily Príčina vzniku: koľaj v smerovom oblúku Poloha a smer zaťaženia: 1,8 m nad temenom koľajnice vo vodorovnom smere smerom von z oblúka Poznámky: kombinujú sa so zvislým zaťažením nenásobia sa dyn. súčiniteľom stanovujú sa pre maximálnu traťovú rýchlosť

32 Odstredivé sily Q tk, q f tk v V g r 2 2 v V Q f Q f Q g r 127 r charakteristické hodnoty zvislého zaťaženia redukčný súčiniteľ maximálna rýchlosť v m/s maximálna rýchlosť v km/h gravitačné zrýchlenie polomer oblúka tk vk vk 2 2 v V q f q f q g r 127 r tk vk vk f V ,88 1 1, V Lf

33 Bočné nárazy Príčina vzniku: nedokonalosť kolesa nepriamosť koľajnice Poloha a smer zaťaženia: vodorovná sila v osi koľaje pôsobisko v temene koľajnice v priamej aj v oblúku Qsk 100kN Poznámky: nenásobí sa dyn. súčiniteľom násobí sa, ale len pre 1,0 v priamej aj v oblúku vždy sa kombinujú so zvislým zaťažením dopravou

34 Bočné nárazy 1500 Q sk/2 Q sk/2 Vzťažná rovina Vy M s Vy V z V z 1800

35 Brzdné a rozjazdové sily Príčina vzniku: brzdenie resp. rozjazd vlaku Poloha a smer zaťaženia: rovnomerne rozdelené po účinnej zaťažovacej dĺžke pôsobisko v temene koľajnice Brzdné sily: LM71, SW/0 a HSLM SW/2 Q 20 kn / m L m 6000 kn lbk a, b Q 35 kn / m L m 6000 kn lbk a, b Rozjazdové sily: LM71, SW/0, SW/2 a HSLM Q 33 kn / m L m 1000 kn lak a, b

36 Aerodynamické zaťaženia od vlakov používajú sa pri návrhu konštrukcií priľahlých ku železničnej trati striedané namáhanie tlakom a saním od premiestňujúcej sa vzdušnej vlny veľkosť závisí od: druhej mocniny rýchlosti vlaku aerodynamického tvaru vlaku tvaru konštrukcie vzdialenosti konštrukcie od trate

37 Aerodynamické zaťaženia od vlakov povrchy rovnobežné s traťou (protihluková stena)

38 Aerodynamické zaťaženia od vlakov povrchy nad traťou (ochranné konštrukcie nad traťou)

39 Aerodynamické zaťaženia od vlakov povrchy priľahlé trati (prestrešenia nástupíšť)

40 Aerodynamické zaťaženia od vlakov zalomené konštrukcie (lomené protihlukové steny)

41 Mimoriadne zaťaženia od vlakov Pri návrhu nosnej konštrukcie sa dbá na to, aby pri vykoľajení vlaku došlo k čo najmenšiemu poškodeniu mosta. Vykoľajenie vlaku na moste sa uvažuje ako mimoriadna návrhová situácia. G " "P " "A " " resp. Q " " Q k,j k d 1, 1 1, 2 k, 1 2,i k,i j 1 i 1 Uvažujú sa dve návrhové situácie: vykoľajenie vlaku, keď vozne boli zachytené druhou koľajou alebo iným zariadením. Vlak ostal v oblasti koľaje. vlak sa pri vykoľajení dostal až na okraj nosnej konštrukcie.

42 Mimoriadne zaťaženia od vlakov

43 Návrhová situácia I: potreba zabrániť zrúteniu podstatnej časti konštrukcie prípustné je lokálne poškodenie konštrukcie

44 Návrhová situácia II: most sa nesmie preklopiť alebo zrútiť

45 Skupiny zaťažení - grupy

46 Skupiny zaťažení - grupy

47 Vlaky pre posúdenie únavy

48 Zaťaženie mestskou koľajovou dopravou Električka Metro

49 Zaťaženie mestskou koľajovou dopravou dynamický súčiniteľ: 1 0,85 1 t 3 odstredivé sily: - veľkosť sa stanoví rovnako ako pre železnicu - vzdialenosť sily od temena koľajnice: 1,4 m pre električky 1,6 m pre metro bočné nárazy: 30 kn pri električkových mostoch 40 kn pri mostoch metra brzdné a rozjazdové sily: 15% z charakteristickej hodnoty zvislého zaťaženia

50