Magyarországi H-típusú vasalt talajtámfalak károsodása

Átírás

1 Magyarországi H-típusú vasalt talajtámfalak károsodása

2 Vasalt talajtámfalak a nagyvilágban

3

4

5

6

7

8

9 A H-típusú magyar támfal szerkezete és alkalmazása

10 Magyar vasalt talajtámfalas hídfők építése Veresegyháza kísérleti támfalépítés Budapest, Helsinki úti felüljárópárhuzamos falként 1993 M1 Győrt elkerülő szakasz 9 hídnál hídfőkben Orosháza, Szőlős körút párhuzamos falként Budapest, Lágymányosi híd párhuzamos falként M2 út, Budapest-Vác szakasz 7 hídnál hídfőben 44. sz. főút, Kecskemét mellett 2 hídnál hídfőben Tata, Szomódi vasúti felüljáró 2 hídnál hídfőben

11

12 A H-típusú fal Érdekes forma Hosszú konzol Nagy szalagtávolság Egyenetlen szalagteher Nagyobb deformációk Nagyobb elemmozgások Nincs tüskézés Gyenge vasalás

13 s N/mm e % H-típusú fal vasalása üvegszálerősítésű poliészterszalag Nagy és változó alakváltozási képesség Rideg viselkedés Kis hajlítási teherbírás Kúszás és öregedés Korrózió

14 A homlokelemek és a szalag kapcsolata Csukló helyett befogás Az acélelem roncsolja a szalagok szélét A befogóelem éles peremén a szalag sérül A bekötés kicsúszhat.

15 A leggyakrabban alkalmazott hídfőtípus A jó talajra állított alaptesten ülő homlokfal kevesebbet süllyed,mint a töltés s vele a szalagok, így a befogott szalagok külpontos húzást kapnak.

16 A H-támfal károsodásai és vizsgálatai

17 M1 Győrt elkerülő szakasz 1996 nyarán leomlott hídfő

18 Budapest, Helsinki úti felüljáró 1997-ban leomlott talajtámfala

19 A szalag szilárdsági jellemzői a szakító szilárdság minősítő értéke 905 N/mm 2 a hajlító húzószilárdság minősítő értéke 530 N/mm 2 a hajlító-húzófeszültség megengedett értéke (ha nincs kúszás) kedvező esetre 450 N/mm 2 kedvezőtlen esetre 350 N/mm 2 a tartós terhelésre elfogadható hajlítószilárdság 265 N/mm 2 tartós terhelésre a hajlító-húzófeszültség megengedett értéke kedvező esetre 225 N/mm 2 kedvezőtlen esetre 175 N/mm 2

20 Alulméretezett, csökkent teherbírású és túlterhelt szerkezetek esetében követendő eljárások (Mérnöki Kézikönyv II. kötet fejezet) Tűrhető kategóriába kell sorolni azokat, amelyek hosszabb időn keresztül a rendeltetésszerű használatnak károsodás nélkül megfeleltek, vagy próbaterhelés esetén megfelelőnek bizonyultak. Meg nem engedhető kategóriába tartoznak azok a szerkezetek, amelyeken a rendeltetésszerű használat következtében károsodás keletkezett, vagy a szerkezet anyagában további romlás várható, vagy a próbaterhelés a teherbírás megállapítására nem adott kielégítő eredményt. "Veszélyesnek" minősülnek azok a szerkezetek, melyek állapota olyan, hogy a kérdéses szerkezetek leszakadása, ill. összeomlása előre meg nem állapítható időpontban bármikor bekövetkezhet. "Életveszélyes" az az állapot, amikor az előbbiekben leírt veszélyes szerkezet alatt, ill. hatósugarában rendeltetésszerűen emberek tartózkodnak vagy tartózkodhatnak.

21 A támfalakat veszélyeztető hatások összegzése kritérium kategória, ill. osztályzat jel általános konkrét kedvező közepes, átlagos kedvezőtlen megnevezése jellemzője I falmagasság H H 5 m 5 H 7 m H 7 m (terhelés) (m) II az altalaj minősége összenyomódási. modulus E S E S 5 E S 5 (süllyedéskülönbség) E S (MN/m 2 ) III a homlokfal alapozása a fal és a hídfő alapjának viszonya független alapok egyesített síkalap egyesített cölöpalap IV szalagok kihagyása a hídfő előtt csatlakozó elemeknél 0-0 szalag hiányzik 1-1 v. 0-2 szalag hiányzik 2-2 szalag hiányzik V szalag-fal kapcsolat a befogó acélpofa lekerekített perem 8 mm lemez lekerekített perem 5 mm lemez éles perem 5 mm lemez VI szárny- és homlokfal csatlakozása ß törésszög és a dilatáció minősége ß 5 és egyenes dilatáció 5 ß 30 kissé változó dilatáció. ß 30 erősen változó dilatáció. VII a fal képe síkbeli elemmozgás elemszélek kifordulása "nyugodt" felület összefeszülések "hullámzó síkok" repedések v. kiugró fülek VIII a fal alakja u f max. kimozdulás max. elemelfordulás u f 20 mm v. 0,01 radián 20 u f 0,01.H v.0,01 0,03 u f 0,01.H v. 0,03 radián IX szalagkúszás, -korrózió az építmény kora t 3 év 3 t 9 év t 9 év mértéke t (év) X a leomlás következménye veszélyeztetett terület létesítményei a fal előtt nincs közlekedés földút a fal előtt v. távolabbi útpálya az elemek az útra v. vasútra eshetnek

22 Süllyedéskülönbség a homlok- és a szárnyfal között

23 Síkból kimozdult elemek a homlokfal és a szárny-fal csatlakozásánál levő dilatációs hézagnál

24 Átrepedt falelem

25 A vizsgált hídfők minősítése hídazonosító jobboldali (első) hídfő baloldali (második) hídfő sorszám útszám szelvényszám minősítő pontszám jellemző feszültség N/mm 2 összefoglaló értékelés javaslat azonnali teendőkre minősítő pontszám jellemző feszültség N/mm 2 összefoglaló értékelés javaslat azonnali teendőkre életveszélyes elhárítás kétséges mérés megfelelő mérés veszélyes feltárás kétséges mérés megfelelő mérés megfelelő mérés megfelelő mérés veszélyes feltárás veszélyes feltárás veszélyes feltárás veszélyes feltárás veszélyes korlátozás veszélyes korlátozás megfelelő mérés megfelelő mérés életveszélyes elhárítás veszélyes feltárás veszélyes elhárítás életveszélyes elhárítás megfelelő mérés megfelelő mérés

26 M1 Győr utáni szakaszon 1998 nyarán leomlott fal

27 2. sz. úton Budapest utáni szakaszon 1998 nyarán leomlott fal

28 Kibontott fészkek

29 A H-támfal megerősítése

30 Szilárdított háttöltés

31 Hátrahorgonyzott bordás megtámasztá s

32 Bordás pillérfal cölöpalapokon

33 Ideiglenes megtámasztás

34 2.sz. főút horgonyzásos megerősítés

35 M1 Győrt elkerülő szakasz Elkészült támpilléres megtámasztás

36 2011 M2 autópálya bővítése A megerősített vasalt talajtámfalas hídfők felülvizsgálata

37 Horgonyzott szerkezetek állapotfelmérése

38 Horgonyzott szerkezetek terveinek felülvizsgálata

39 Támpilléres szerkezetek állapotfelmérése

40 Támpilléres erősítés tervfelülvizsgálat

41 ÚT Közúti hidak tervezése Vasalt talajt hídfő építéséhez nem szabad használni.

42 Vasalt talajtámfalas hídfők a nagyvilágból

43 Vasalt talajtámfalas hídfők a nagyvilágban

44 Tapasztalatok rég épült talajtámfalas hídfőkkel

45 Vasalt talajtámfalas hídfők alkalmazása ország időszak projektszám támfalfelület m 2 -ben Franciaország Ausztrália USA Lengyelország m nyílású 15 m fesztávú híd vasalt talajtámfalas hídfője %-kal olcsóbb a mélyalapozású hídfőnél

46 M7 autópálya Bszárszó Ordacsehi Terra-Trel támfal Pannon-Freyssinet

47 Hűvösvölgyi Terminál Permacrib máglyafal Hűvösvölgyi Terminál Permacrib-máglyafal károsodása

48

49

50 Szerkezeti jellemzők és az építés

51

52

53 Radiata Pine fafajta tulajdonságai szilárdsági, alakváltozási és méretváltozási jellemzők MPa (N/mm 2 ) és % átlag FAKImérés szórás ÉMIajánlás J. Sell adatok szilárdság MSZ F56 III. határfeszültség határfeszültség hajlítás 57,1 8,2 8, ,3 rostokkal párhuzamos igénybevétel esetén húzás 9, ,0 nyomás 8, ,1 nyírás 1,3 6,8-7,5 4,5 rugalmassági modulus ( 10 3 ) 3,50 0,49 10,0 8,5-11,4 12,0 rostokra merőlegesen igénybevétel esetén %-os méretváltozás 1 % nedvességtartalomváltozásra húzás 0,6 nyomás 3,0 3,2 nyírás 9,1 2,8 1,5 rugalmassági modulus (*10 3 ) 0,4 sugárirányban 0,16 0,12 húrirányban 0,25-0,27 0,28 rostirányban 0,01

54

55

56

57

58

59

60 A károsodás és vizsgálata

61

62

63 hiba 2 hiba falmagasság H m hiba 4 hiba hibák száma hibák száma falszelvény L m

64

65 szegélykő betonágy műkő beton VIACOLOR homokágy PERMACRIB VIACOLOR homokágy murva geotextília betonréteg háttöltés

66 9 8 mérési pontok magassága h m falszelvény L m

67 0,00 falszelvény [m] ,04 h=3,35 m vízsz. elmozd. [m] -0,08-0,12-0,16-0,20 h=6,55 m h=7,50 m süllyedés s m -0,24 0,00-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12-0,14 falszelvény L m h=3,35 m h=6,55 m

68 magasság H m mozgás és között magasság H m mozgás és között 2 L= 52,2 m 2 L= 52,2 m L= 96,5 m L= 96,5 m 1 L=123,0 m 1 L=123,0 m 0 0,00-0,05-0,10-0,15-0,20-0,25 0 0,00-0,05-0,10-0,15-0,20 vízszintes elmozdulás e m függőleges elmozdulás m m

69 idő ,02 0,00 vízszintes elmozdulás e m -0,02-0,04-0,06-0,08-0,10 6,77-0,12 5,04-0,14 3,48 L=52,2 m -0,16 1,10 idő -0, ,02 0,00 vízszintes elmozdulás e m -0,02-0,04-0,06-0,08 7,50-0,10 5,75-0,12 3,36 L=96,5 m -0,14 0,96 idő -0, ,02 vízszintes elmozdulás e m 0,00-0,02-0,04-0,06-0,08-0,10-0,12 7,49 5,73 3,30 0,91 L=123,0 m -0,14

70 ,10 idő vízszintes elmozdulás e m 0,05 0,00-0,05-0,10-0,15-0,20 építés ,77 5,04 3,48 1,10 mérés L=52,2 m vizsgálat előrejelzés ,25

71 A fal viselkedését befolyásoló tényezők Magasság Dőlés Rakatmagasságok Faanyag méretváltozása Szerkezet összenyomhatósága Blokkok száma Mozgások másodlagos hatásai Elemkapcsolatok tönkremenetele Kitöltő anyag tulajdonságai Háttöltés anyaga, romlása

72 Károsodás mechanizmusa a homlokfali elemek több ok miatt túlterheltek lettek, a normálfeszültségek és a nedvességtartalmak közötti különbségek miatt a homlokfal rövidülése a hátsó elemekénél nagyobb, ami a szögelfordulások révén felül nagy vízszintes elmozdulásokat okoz, s ennek lényegi lassulására nem lehet számítani, a kevésbé előredőlő, befeszülő és valószínűleg jobban kiszáradó homlokfalú északi szakaszokon a kötőelemek fogazásai letörnek, s ennek mértéke ma már elfogadhatatlan,

73 Károsodás okai az éghajlati viszonyok figyelmen kívül hagyása, diszharmónia a teljes magasság, a dőlés és rakatmagasság közt a kötőelemeket alátámasztó blokkok részleges elhagyása kitöltő anyag lazasága, egyszemcsés volta földnyomásnövekedés a háttöltés elnedvesedése miatt a fal tetejére épített járda terheinek elhanyagolása a parkoló burkolatának vízáteresztő volta kis mértékű kimozdulás az építés közben minőség-ellenőrzés elmaradása

74 Állapotminősítés a fal állapotát a vizsgálatok alapján túlterheltnek és alulméretezettnek és nem tűrhetőnek kellett minősíteni, veszélyes, életveszélyes minősítés nem indokolt, ha lenn a zöld sávot és fenn a járdát elzárják és a fal az előírások szerint figyelik, elengedhetetlen a fal megerősítése vagy részleges elbontása és újjáépítése.

75 Helyreállítás

76 Megerősítési lehetőségek hátrahorgonyzás injektálás teljes elbontás + új(já)építés megtámasztó fal georácsos talajtámfal részleges elbontás + újjáépítés

77

78 Hazai beton máglyafal károsodása

79

80 Haza beton máglyafal jellemzői

81 M5 autópálya Infoquest-FORTE máglyatámfal

82

83 acélkorlát humusz útpályaszerkezet kavics töltés georács eredeti terep vasbeton máglyafal betonalap humusz talajvíz puha agyag tömör homok 5 m CFAcölöp

84

85

86

87 UME az alsó szélesség legalább a falmagasság 50 %-a legyen 5:1 hajlású ferde homlokfelülettel hátradönteni, az elemek közé ágyazóhabarcs vagy rugalmas alátét kerüljön, a csomóponti kapcsolatok a vízszintes erőkkel szemben kellő ellenállást mutatnak, a falelemek elviselik a rájuk ható húzó és hajlító igénybevételeket, a falelemek és kapcsolataik terhelhetőségét célszerű próbaterheléssel is megállapítani, az elemek a hely klimatikus adottságainak és a várható vegyi hatásoknak megfeleljen.

88

89

90 Támfalomlás a 8. sz. főút mentén

91

92

93

94

95

96

97

98 Kárvizsgálatok

99 Módszerek Spekulatív értelmezés a megfigyelések alapján Fizikai modellezés laborban Hagyományos földstatikai értékelés AXIS-modellezés PLAXIS-modellezés

100 a hátsó alap által stabilizált elemek elszakadt kötőelemsor elem kötőbetétek elem földnyomá s elszakadt 1. kötőelemsor épen maradt kötőelemsor lecsúszó futóelemek tolóerő súrlódási erő az elülső alap által stabilizált elemek súrlódási ellenállás alaptestek súrlódási ellenállás földellenállás

101

102

103

104

105

106

107 Károkok nagy falmagasság keskeny falszélesség háttöltés kivastagodása növekvő földnyomás rézsűs rátöltés oldalirányú erők növekedése kötőelemek gyengesége belső ellenállás hiánya összefagyott talajlemez hatása elhanyagolható

108 Megoldások

109 Helyreállítás a leomlott szakaszon szerkezeti magasság max. 20 sor = 6,1 m csak K15 kötőelem a 13 sorig, EB elem nem georács 2 soronként a 16. sorig geohab a sor között 20. sor felett nincs rézsűs rátöltés 4-5 m sziklarézsű szabadon áll

110

111 Helyreállítás az épen maradt szakaszon szerkezeti magasság max. 20 sor geohab a sor közt a háttöltés kibontásával 16 sorig rézsűs rátöltés visszabontása rézsűs rátöltés csak 10 sorig maradhat 4-5 m sziklarézsű szabadon áll