VASBETON HÍDSZERKEZETEK ÖSSZEFOGLALÓ KÉRDÉSEK

Átírás

1 VASBETON HÍDSZERKEZETEK ÖSSZEFOGLALÓ KÉRDÉSEK 1

2 56 db elméleti kérdés + 21 db kivitelezési kérdés = 77 db kérdés A végén a kúszás hatásáról 2 oldal! Sorszám KÉRDÉS A válasz helye ÁLTALÁNOS HÍDÉPÍTÉSI ISMERETEK Á1 A hidak szerkezeti részei? ábra Á2 Á3 A hidak jellemző geometriai adatai(űrszelvény, szerkezeti magasság, szabad nyílás, támaszköz, ferdeség stb.)? Korszerű közúti hídkeresztmetszetek? Ezek közül melyikkel lehet a legnagyobb fesztávolságot elérni? Közúti gerendahidak főtartóinak fő méretei(l/h arányok)? A keresztmetszet alakja? Feszített? Egyenes/íves? Gyalog? Közúti(A,B,C)? Építéstechnológia? ( ábra) A 2. Általános hídépítési ismeretek c. előadáson szerepelt ábra; 5.1.I. táblázat. Az 5.1. A gerendahidakról általában c. előadáson szerepelt. Á4 Mi a gerendahatás(melyik igénybevétel dominál)? Az 5.1. A gerendahidakról általában c. előadáson szerepelt. Á5 Írja fel röviden az alapvető vasbeton szilárdságtani ellenőrzések lényegét! Milyen határállapotokat vizsgálunk (teherbírási[m, T, N], használhatósági[repedéskorlátozás, lehajlás] )? Mit ellenőrzünk? Milyen terhekre? (3.3.I. táblázat) Több előadáson elhangzott. És az ITG tartós gyakorlati részben. Á6 Mi a repedéskorlátozás célja? Milyen teherre végezzük el? Mi a használati teher és mi az üzemi teher? Mi a különbség egy vasbeton hídgerenda, illetve egy előfeszített vasbeton hídgerenda repedéskorlátozási ellenőrzése között? (3.3.I. táblázat) Több előadáson elhangzott. És az ITG tartós gyakorlati részben. Á7 Szabványos közúti koncentrált járműterhek? ábra 2.5.I. táblázat 2

3 ALÉPÍTMÉNYI SZERKEZETEK AL1 A kitámasztott hídfős hídszerkezet általános elrendezése? Az erőjáték lényege? Mekkora a hídfő közelítő l o kihajlási hullámhossza? AL2 Modellek szögtámfal helyzeti állékonysági[elcsúszás, kibillenés], talajtörési(σ t ) és vasbeton/beton szilárdsági vizsgálataihoz? Jellemezze a felsorolt tönkremeneteli módokat! AL3 A talaj rugalmas befogásának hatása a szélső oszlop igénybevételeire (kitámasztott hídfő)? λ o = 1 sinφ f ; Nyomatékosztás? Befogott? Csuklós? AL4 Az F fékezőerőből származó H Fj oszlopvégi(o) kapcsolati erők? AL5 H Fj = k ej F erőosztó: k ej = k uoj /Σk uoj H Fj /u = k uoj = (3 12)E oj I oj /(h oj 3 ) A rugalmasan ágyazott gerendák erőjátékának mi a lényege? L = λ = > 3? M =? AL6 Négyszögkeresztmetszetű alaptest alatti talajfeszültségek számítása? σ t1,2 = N(1±6e/B)/(BL) σ t = 2N/(3tL) σ tm = N/(B'L) e B/6 e B/3 B' = B 2e ábra ábra ábra ábra k uoj :eltolódá- si tényező ábra merevségi ábra B1 B2 B3 B4 B5 B6 BORDÁS HIDAK Egybordás hidak keresztmetszetei? Támaszkialakítások? Megépült kétbordás közúti hidak keresztmetszetei? Csavarónyomatékok és azok felvétele egybordás hidaknál? R 1,2 = R szimm. ± R antim. ; M t = R antim. t ; sakktábla; M tmax = pb 2 l/16 Cornelius-féle kereszteloszlási hatásábra kétbordás híd esetén? η = = 28,8I g t 2 /(I t l 2 ) φ = l/(4gi t ) ψ = l 3 /(96EI g t 2 ) η 1 = 0,5+ η Bordás hidak kereszttartó fajtái? A kereszttartó vasalása? Kétbordás híd vasalása? Keresztmetszeti rajz? Kéttámaszú utófeszített bordás főtartó kábelvezetési esetei? (feszített vég? fix vég?) ábra ábra ábra ábra ábra ábra ábra 3

4 LEMEZHIDAK L1 Mi a lemezhatás(mit nevezünk lemeznek; melyik igénybevételek dominálnak)? ábra w''''+2w''.. + w. = p/d D = Eh 3 /(12[1-ν 2 ]) L2 Lemezhíd keresztmetszetek? ábra L3 Hídlemezek jellemző geometriai adatai és statikai vázai? Hídlemez, mint főtartó. Hídlemez, mint a pályaszerkezet része ábra L4 Nyomatéki hatásfelületek és azok leterhelése? ábra L5 Írja fel a hajlított (m ξ,m η ) és csavart ( m ξη ) vasbeton Az 5.3. Lemezhidak c. előadá- lemezkeresztmetszet vasalási méretezésének egyszerűsített son szerepelt. alapösszefüggését! m ξm = m ξ ± m ξη, m ηm = m η ± m ηξ L6 L7 Mekkora a koncentrált erővel terhelt, kétoldalt szabadon felfekvő, végtelenül széles hídlemez b m együttdolgozó szélessége? b m m x = 0,375P Mekkora keresztirányú(y) vasalás szükséges? A sy 0,6A sx Mekkora a koncentrált erővel terhelt, végtelenül széles konzollemez befogási nyomatéka? m x 0,5P ábra ábra L8 L9 Rajzolja fel egy egymezős(kéttámaszú) vasbeton hídlemez vasalásának elvi kialakítását! Melyik irányú vasalás kerül a lemez alsó szélére? Keresztirányban hogy változik a vasalás erőssége? Melyek a tompaszögű lemezsarok statikai jellegzetességei(reakcióerő, főnyomatéki irányok, vasalási elrendezés)? m 2 : húzás a szögfelezőre merőlegesen felül? ábra ábra L10 Vázolja fel egy egynyílású utófeszített vasbeton lemezhíd kábelvezetését és lágyvasalását! (feszített vég? fix vég?) ábra 4

5 TARTÓBETÉTES(sűrűbordás) hidak. Előregyártott tartós együttdolgozó hidak T1 Rajzoljon fel (hazai) előregyártott tartókból és helyszíni lemezből álló hídkeresztmetszeteket (FT, EHGE, EHGTM, UBx, ITG)! ábra T2 T3 Vázolja fel egy előregyártott tartós (pl. EHGTM), építés közben fesztávközépen ideiglenesen állvánnyal alátámasztott hídfelszerkezet építési technológiáját (Flórián tér)! Hogyan változik építés közben a statikai váz/modell? Vázolja fel egy előregyártott tartós hídszerkezet szélső gerendájának jellegzetes kereszteloszlási hatásábráját! Hová építené be azt a gerendát, amelyikről kiderült, hogy a beépítés előtt meggyengült? ábra ábra +ITG gyakorlat T4 T5 Mi a kúszás és a zsugorodás lényege? Alakhelyes kúszási és zsugorodási függvények együttdolgozó tartó(öszvértartó) számításához? Kb. mekkora a kúszási és mekkora a zsugorodási tényező nagysága? Keresztmetszeti jellemzők? Előfeszített tartó feszültségveszteségei? Miért/Hogyan okoz a kúszás feszültségveszteséget? A hatásos feszítőerő? Az alsó szélső szál feszültségei? Repedéskorlátozás üzemi teherre? ábra Az 5.4. Tartóbetétes hidak c. előadáson szerepelt. +ITG gyakorlat T6 Vázolja fel az EHGTM és az ITG típusú előfeszített, előregyártott tartó lágyvasalását és feszítőpászma elrendezését alakhelyesen! a.-b. ábra 5

6 SZEKRÉNYES HIDAK SZ1 SZ2 A csavaróigénybevételek meghatározása egyszerű esetekben? Egynyílású szerkezet. Sakktáblaszerű leterhelés? Szabadon szerelt híd hossz- és keresztmetszete? A statikai váz változása a különböző építési fázisokban? Kábelcsaládok? ábra Az 5.1. A gerendahidakról általában c. előadáson szerepelt ábra SZ3 Szabadon betonozott híd hossz- és keresztmetszete? A statikai váz változása a különböző építési fázisokban? Kábelcsaládok? ábra SZ4 Cornelius-féle közelítő kereszteloszlási hatásábra egycellás keresztmetszet esetén? η = φ = l/(4gi t ) ψ = l 3 /(96EI g t 2 ) η 1 = 0,5+ η ábra SZ5 Kereszttartó vasalási és feszítési részletei(egycellás)? ábra SZ6 Szekrénytartók vasalási részletei(egycellás)? ábra SZ7 Többtámaszú szekrénytartó feszítőkábeleinek elvi keresztmetszeti elrendezése? Az övlemezek kábeleinek átfedése? ábra 6

7 K1 KERETHIDAK Mi a kerethatás (melyik igénybevétel dominál)? Érzékenység terhelő mozgásokra(zsugorodás, kúszás, hőmérsékletváltozás, t ámaszelmozdulás, feszítés)? A 6. Kerethidak c. előadáson szerepelt. K2 Rajzoljon fel egynyílású csuklós, zárt, illetve befogott kerethidakat! ábra K3 Rajzoljon fel többnyílású(többtámaszú) kerethidakat! 6.3. ábra K4 Rajzoljon fel ferdelábú és V-lábú kerethidakat! ábra K5 Mi a támaszvonal? Szemléltesse kétcsuklós és befogott keretek 6.6. ábra nyomatéki ábráit támaszvonalakkal! K6 Többnyílású(többtámaszú) kerethidak statikai vázai. Reakcióerők ábra K7 A keretoszlop l o helyettesítő kihajlási hosszának meghatározása diagramokkal? Alakhelyes diagramok kétcsuklós és befogott esetben? Mi az l o gyakorlati alkalmazása( e M = e k + e t )? ν = l o /l 1/μ = I o l g /(I g l) P kr = π 2 EI o /l o 2 V.ö. az Í5 kérdéssel! ábra A 6. Kerethidak c. előadáson szerepelt a ábra is. K8 Kétcsuklós keret feszítőkábel vezetésének vázlata? ábra K9 Keretcsomópontok vasalása? ábra ÍVHIDAK Í1 Mi az ívhatás(melyik igénybevétel dominál)? A 7. Ívhidak c. előadáson szerepelt. Í2 A valódi ívek és az álívek típusai és fő jellegzetességeik? Melyik ívek a legérzékenyebbek terhelő mozgásokra(zsugorodás, hőmérsékletváltozás, támaszelmozdulás, feszítés)? kúszás, Í3 Az ívre való teherátadás szerkezeti kialakításai (függesztőrudas, támasztórudas)? Melyik a stabilabb(melyiknél van lejjebb a terhek súlypontja)? Í4 Mi a támaszvonal? Az ív támaszvonalának előállítása g = const. önsúlyteherre? 7.1. ábra 7.2. ábra 7.6. ábra Í5 Az ív l o helyettesítő kihajlási hosszának meghatározása ismert H kr kritikus vízszintes nyomóerő alapján? Mi az l o gyakorlati alkalmazása( e M = e k + e t )? H kr = kei i /L 2 H kr = π 2 EI i /l o 2 l o =? ν = l o /l ábra A 7. Ívhidak c. előadáson szerepelt a ábra is. 7

8 ÉPÍTÉS, KIVITELEZÉS I. HAGYOMÁNYOS HÍDÉPÍTÉSI MÓDSZEREK HÉP1 Hídépítési eljárások(monolitikus, előregyártott)? ábra HÉP2 Rajzolja fel alakhelyesen egy kétnyílású híd túlemelési vázlatát! ábra HÉP3 Állvány alaptípusok. Mi a fix és mi a mozgatható állvány? ábra HÉP4 HÉP5 HÉP6 HÉP7 A hagyományos építési mód betonozási szakaszai (sorrendje)? A nyomatéki zéruspont helyének mi a szerepe? A hagyományos hídállványok részei? Zsaluzat? Leeresztés? Alapozás? Mit tud a zsaluzatokról? Mik az előregyártott szerkezetek előnyei és hátrányai? ábra 10.1.HÁ1. ábra A 10. Építés, kivitelezés I. c. előadáson szerepelt. A 10. Építés, kivitelezés I. c. előadáson szerepelt. HÉP8 Előregyártott gerendák beemelési vázlata? ábra 8

9 ÉPÍTÉS, KIVITELEZÉS II. KORSZERŰ HÍDÉPÍTÉSI MÓDSZEREK KÉP1 Hídépítési eljárások(monolitikus, előregyártott)? ábra KÉP2 Korszerű zsaluzatok? ábra KÉP3 Korszerű építés mozgatható állványon? ábra KÉP4 Mi a szabadszerelés lényege? Szabadon szerelt híd hossz és keresztmetszete? Kereszteloszlási hatásábra? A statikai váz változása a különböző építési fázisokban? Kábelcsaládok? ábra. A 10. Építés, kivitelezés II. c. előadáson szerepelt az ábra is. KÉP5 KÉP6 ÉPÍTÉS, KIVITELEZÉS II. KORSZERŰ HÍDÉPÍTÉSI MÓDSZEREK Részben szabadon szerelt, részben állványon betonozott gerendahíd? Az építési állapotok szemléltetése? A nyomatéki maximális ábra végállapotban? A kúszás szerepe az igénybevételátrendeződésben? Mi a szabadbetonozás lényege? Szabadon betonozott híd hossz- és keresztmetszete? Kereszteloszlási hatásábra? A statikai váz változása a különböző építési fázisokban? Kábelcsaládok? A 10. Építés, kivitelezés II. c. előadáson szerepelt az ábra is ábra A 10. Építés, kivitelezés II. c. előadáson szerepelt az ábra is. KÉP7 Mi a szakaszos előretolás lényege? Mi a csúszólemez(teflon bevonatú lemez) szerepe? ábra KÉP8 Miért alkalmaznak ún. csőrt a szakaszos előretolásnál? Mi az ideiglenes támasz szerepe szakaszos előretolásnál? ábra KÉP9 A szakaszos előretolási eljárás néhány feszítési sajátossága? Feszítőkábelek építési állapotban (központos?) és végállapotban? Építési hézag? A 10. Építés, kivitelezés II. c. előadáson szerepelt az ábra is. 9

10 nyomás σ b A beton valóságos(kísérleti) feszültség összenyomódás diagramja [Nmm -2 ] A beton alakváltozási tényezője. σ bt Miért/Hogyan okoz feszültségveszteséget a KÚSZÁS? beton tanγ bo E bo : a beton kezdeti rugalmassági tényezője σbh ε bh 2,5[ ] ε b [ ] E b = E bo φ Képzelt, helyettesítő mennyiség! A kúszás hatásának helyettesítésére. σ s [Nmm -2 ] A betonacél valóságos(kísérleti) feszültség összenyomódás diagramja σ ssz szakítószilárdság torzított ábra húzás σ sf folyási határ betonacél A feszítőacél σ f ε f diagramja hasonló, de a folyási határ elmosódik. Az E s helyett az E f jelölést használjuk feszítésnél. a betonacél rugalmassági tényezője tanγ s = E s = knmm -2 ε sh = 25[ ] ε sf 1,2 2,5 ε ssz ε s [ ] ε b ε b a zsugorodási tényező végértéke zsugorodás(zs):ε bzs = ε bzs (t) = ε bzs f(t) időfüggvény ε bo ε b (t) ε bzs ε bk kúszás(k): ε bk = φε bo φ = φ(t) = φ f(t) a kúszási tényező végértéke φ 2 3 Állandó teherből! ε bo ε b = ε b (t) = ε bo + ε bk + ε bzs = ε bo (1+φ) + ε bzs ε bo : kezdeti(o) t t: idő rugalmas alakváltozás(összenyomódás) A beton tartós alakváltozásai 10

11 A kúszás hatásának egyszerű szemléltetése: Amint az előzőekben állandó teher hatására a beton összenyomódásai megnövekedtek kúszás hatására, hasonlóképpen az f lehajlások is megnövekednek. F g : állandó teher f o : kezdeti lehajlás f = f o (1+φ ) a lehajlás végértéke f o φ : kúszási lehajlás φ 2 3 Térjünk most át a feszítőerő kúszási feszültségveszteségének a tárgyalására: Idealizált(i; helyettesítő) betonkeresztmetszet(b) repedésmentes(i) állapotban(e s helyett E f jelölés): A ii = A b + (n 1)A f. E b = n = n o = E bo φ E f E b = E f E bo (1+φ) E f E bo A vasalás: A f kerm. ter. feszítőacélok. t=0, φ=0 A b = bh t A f /2 A f /2 b h t l P f P f : feszítőerő Az egyszerűség kedvéért központos feszítést vizsgálunk. σ bo = P f A iio t=0, φ=0 n=n o A feszítést azért alkalmazzuk, mert a beton σ bh húzószilárdsága sokkal kisebb, mint a σ bt nyomószilárdsága. A feszítés révén a keresztmetszetet összenyomjuk. A kúszási jelenség káros a feszített tartóra, mert csökkenti a feszítés hatékonyságát: σ b = P f P f = < σ A ii A b (n )A bo. f A kúszás(φ) növekedésével az n tényező is növekszik. Ezzel együtt a nevező(a ii ) is növekszik. Ezért a feszítés révén kezdetben(t=0, φ=0) létrehozott σ bo nyomófeszültség idővel σ b re lecsökken. Márpedig a feszítés célja éppen a keresztmetszet későbbiekben húzott részeinek az összenyomása volt. Így tehát a kúszás veszteséget okoz. 11

12 NYOMATÉKI ÉS NYÍRÓERŐ HATÁSÁBRÁK Hatások: nyomaték(m), nyíróerő(t), normálerő(n), eltolódások(u,v,w), elfordulások(φ,ϑ). A hatásábra mozgó teher által előidézett hatások meghatározására kigondolt gyakorlati mérnöki segédeszköz. A tartón keresztirányban(y) mozgó/vándorló P=1 nagyságú erő(egységerő) által előidézett hatásokat vizsgáljuk. Mégpedig a tartó egy-egy kiválasztott K jelű keresztmetszetében. η(m K ):? η(t K ):? Erőtani(statikai) szemléltetés Mozgástani(kinematikai) szemléltetés y K = 8,0 y y K = 8,0 b=12,0 K P= 1 K 4,0 P= 1 b=12,0 L = 20,0 Egyszerű példa egy hatásábra A=0,8 pont meghatározásához: PM. B=0,2 A K jelű keresztmetszetbe csuklót M helyezünk be. Így a tartó labilis lesz. Ezért a ϑ=1 nagyságú relatív elfordulás beik- 3,20 Bb=2,40 tatásával a tartó alakja egyértelműen felrajzolható. Ez a függőleges eltolódási ábra (a tartóalak) a keresett nyomatéki hatásábra. 2,40 P i ηi η(m K ) Kis α! α PM [m] a = y K = 8,0 tgα = α = 8,0 = 4,80(aránypár) ϑ=1 M = αb = 4,80 Mivel egy egyenest 2 pontja meghatározza, Ko A Ko jelű pont helyzeelég csak a PM jelű ponthoz tartozó ordináta tének ismeretében az kiszámítása(a két végpontban 0 a nyomaték). M ordináta geometriai alapon adódik. 2-2 ismert pont! L = 20,0 8,0 b=12,0 b=12,0 K K -B=-0,20 P i -1,0 Elvágjuk a tartót. Kapcsolat behelyezése: -1,0-0,40-0,40 Kis β! ηi β η(t K ) [1] u=1 PT tgβ = β = 1,0 0,60 = 12,0(aránypár) 1,0 0,60 = βb A PT pont ismeretében a nyíróerő hatásábra is az előzőhöz hasonló módon kapható. Leterhelés a következő oldalon! Az u = 1 nagyságú relatív eltolódás beiktatásával a tartó alakja egyértelműen felrajzolható. Ez a függőleges eltolódási ábra(a tartóalak) a keresett nyíróerő hatásábra. 12

13 Statikailag határozatlan tartókra vonatkozóan csak az alakhelyes mozgástani(kinematikai) megoldásokat szemléltetjük. A relatív elmozdulások(ϑ, u) ekkor csak kényszerítő hatásokkal iktathatók be. A feladatok: η(m K ):? η(t K ):? K η(m K ) A K jelű keresztmetszetbe csuklót helyezünk be. 2 db kényszerítő nyomatékkal érhetjük el azt, hogy a K jelű keresztmetszetben ϑ=1 nagyságú relatív elfordulás alakuljon ki. érintő ηi P i Ez a függőleges eltolódási ábra(a tartóalak) [m] ϑ=1 a keresett nyomatéki hatásábra. K érintő P i η(m K ) ηi Ez a függőleges eltolódási ábra(a tartóalak) ϑ=1 a keresett nyomatéki hatásábra. [m] -1,0 η(t K ) P i Elvágjuk, majd arra kényszerítjük a tartót (kapcsolat), hogy a K jelű keresztmetszetben u=1 nagyságú relatív eltolódás alakuljon ki. u=1 Kapcsolat: [1] Ez a függőleges eltolódási ábra(a tartóalak) a keresett nyíróerő hatásábra. 1,0 ηi Leterhelés: 1.) A hatásábra fölé úgy helyezzük el a terheket, hogy az abszolút értékre legnagyobb hatás adódjék: mértékadó teherhelyzet. 2.) A fenti koncentrált terhek esetén a K keresztmetszetbeli hatás(m vagy T) a 4 erő hatása összegeként adódik. Egy erő hatása: az erő nagysága szorozva az erő alatti ordinátával. Az összeg: M K = P i ηi, T K = P i ηi. 3.) A hatásábrákat megoszló terhekkel(g, p) is le kell terhelni(ábraterületek!). 4.) Kellő számú K keresztmetszetben elvégezve a fentieket, előállíthatók a tartó maximális igénybevételi ábrái: M ax, T max. 13