A MAGYAR HIDAK EC SZERINTI MEGFELELŐSSÉGE

Átírás

1 A MAYAR HIDAK EC SZERINTI MEFELELŐSSÉE DR. FARKAS YÖRY TANSZÉKVEZETŐ BALATONFÜRED, 008. OKTÓBER 10.

2 Téafelelősök Farkas yörgy Szalai Kálán Betonhíd: Huszár Zsolt - Kovács Taás Horváth Roland (CÉH Zrt. Öszvérhíd: Szabó Bertalan Teiter Zoltán (UVATERV Zrt. Acélhíd: Iványi Miklós - Horváth László Pálossy Miklós (PontTerv Zrt.

3 A kutatási feladat célkitűzése 1. A hazai közúti hídálloány EC szerinti egfelelősségének vizsgálata. EC csökkentett teherszintje szerinti erőtani száítás a parciális tényezős eljárással 3. Teherbírási hiány esetén a egbízhatósági eljárással való felülvizsgálat alkalazása 4. A egfelelősségre és használhatóságra vonatkozó feltételeket egfogalazása

4 KH szerint tervezett hidak EC szerinti erőtani egfelelőssége Betonhíd: Dunakeszi felüljáró 313 jelű híd tervező: CÉH Zrt. Öszvérhíd: Szekszárdi Duna-ártéri híd tervező: UVATERV Zrt. Acélszerkezet: Szekszárdi Duna-ederhíd tervező: PONT-TERV Zrt.

5 1. A teherbírás igazolása 1.1 értékadó igénybevétel alapján E d R d ; E d =Max(E d1,e d. ( n i i i q i i g d Q Q E ; i d i illetve E 1 1,3 (1, Betonszerkezetek: g - 1,0 1,1 ; q = 1, - 1,3 ; i = 0,80 illetve i = 0,60 1. egengedett feszültségek alapján: ax eng n i i i i i ser Q Q E 1 1. Acél- és öszvér szerkezetek: i =0,0, vagy i =1,0

6 Az 1. teherodell karakterisztikus értékei Sáv Megoszló teher q ik (kn/ Ikertengely Q ik (kn 1. sáv 9, sáv, sáv,5 100 Többi sáv,5 0 Fennaradó terület,5 0

7 Terhelési osztályok I. terhelési osztály (autópályák, autópálya-csoóponti ágak, országos főutak hídjai, továbbá Budapest főváros hídjai a gyűjtő- és lakóutak kivételével: α Qi = α qi = α qr = 1,0 (i = 1,,3 II. terhelési osztály (az alsóbbrendű országos utak, a Budapesten kívüli városok főforgali és forgali útjain lévő hidak, továbbá a budapesti gyűjtő- és lakóutak hídjai: α Q1 = α q1 = 0,8; α Q = α Q3 = α qi, (i = α qr = 1,0 III. terhelési osztály (községek forgali útjain és egyéb önkorányzati gyűjtő- és lakóutakon, továbbá közforgalo száára egnyitott agánutakon lévő hidak: α Qi = α qi = 0,6; α qi, (i = α qr = 1,0 (i = 1,,3

8 Alapkobináció: j1 Tehercsoportosítás teherbírási határállapothoz 1,35gr1a1,5 in 0,6Fwk, Fw 1,35gr1b 1,00 vagy 1,35kj 1,0Pk 1,35grii,3,4,5 1,5 Tk 1,35 0,75TS 0,4UDL 0,4q 1,5F wk gr1a = α qqi (TS+UDL+q fk ψ i.gr1a= α qqi (0,75TS+0,4UDL+0,4q fk gr1i i=,3,4,5 teherrendszer eleei a forgali tehercsoportok TS - ikertengely, UDL - egoszló, q fk - járda teher α qqi -terhelési osztálytól függő tényező (1,0; 0,8; 0,6 F w szélteher; T k hőérsékleti hatás * fk

9 Tehercsoportosítás a részletes erőtani száításhoz (csökkentett teherszint wk * fk k w wk k j kj w wk * fk k j kj F q T F, F P F, F q P 1,5 0,4 0,4UDL 1,35 0,75TS 1,5 1,35gri 1,35gr1b 0,6 1,5 1,35gr1a 1,0 1,35 0,85 1,00 0,6 1,5 0,4 0,4UDL 0,75TS 1,35 1,0 1,35 1,00,3,4,5 i in vagy in vagy ax 1 1

10 Tehercsoportosítás a használhatósági határállapot vizsgálatához wk * fk k k k w wk k,sup k,inf j kj F q T T T F F P P 0,4 0,4UDL 0,75TS 0,6 gri gr1b 0,6 gr1a 0,6 gr1a,3,4,5 i 1, in vagy wk k k fk k,sup k,inf j kj F T T q P P 0, 0,6 0,75 gr4 0,75 gr1b 0,5 0,4 0,4UDL 0,75TS 1 vagy Karakterisztikus kobináció yakori kobináció

11 Mértezési paraéterek a parciális tényezős eljárásnál k k,inf k,sup O k karakterisztikus értékek E (hatás, igénybevéte l 5% 1% 1 5% E R (teherbírás R F k F d E d A d R d f d R k f k A Ed tervezési értékek

12 Hasznos terhek Járű [kn] Sza- Bályzat Megoszló [kn/ ] Mértékadó teherkobináció képzése Betonszerkezet Acél- és öszvérszerkezet Y = Y a + Y e Y M = Y a + 1,5μY e ,0 Y M =1,1(1,1Y a +1,4μY e Σσ = Σσ a +μσσ e ,0 Y M = Y a + 1,μY e ,0 Y M = 1,1Y a + 1,3μY e EC 600/40/ 00 9,0/,5/,5/,5 Y Ed = 1,35Y a + q Y e EC 1 600/ EC 400/ 00 9,0/,5/,5/,5 Y Ed ax 1,35 Y a 1,15 Y a 1,35 o 1,35 Y e Y e Y e = (TS+(UDL+(q fk

13 A szükséges acélennyiség a KH és az EC szerint Az összehasonlító vizsgálat eredényeinek értékelése

14 A parciális tényező értékei az ellenállási oldalon - betonszerkezeteknél tartós és ideiglenes tervezési állapothoz -- betonra: c =1,5, -- acélra: s = p =1,15 - acélszerkezeteknél: -- 0 =1,0 általában -- M1 = 1,1 stabilitási vizsgálatoknál -- M =1,5 echanikus kapcsolatoknál.

15 Az ellenállási oldali parciális tényezők összetevőinek értelezése R = f f a szilárdság húzási vizsgálattal egállapított értéke, a száítási odell bizonytalansága a geoetriai adatok bizonytalansága A parciális tényező, a ν f -érési adat, a ν -száításiés ν -geoetriai odell relatív szórása ahol 11, f R R f

16 Az ellenállási oldali relatív szórások Betonszerkezetek esetén a relatív szórások: - beton szilárdsághoz: (γ c =1.5 esetén ν cf = 0,15; ν c =0,05; ν c =0,05 felvételével: c s p cf sf c s c s 0,166 -acélbetét szilárdságához (γ s = γ p =1.15 esetén, ν sf = 0,05; ν s =0,035; ν s =0,04 alapján: 0,073 Acél- és öszvérszerkezeteknél (feltételezhető relatív szórás értéke, ν sf = 0,05; ν s =0,01; ν s =0,01 alapján s sf s s 0,0

17 A hatás oldali parciális tényezők értelezése az EC szerint 5 %-os küszöbértékének és e hatás karakterisztikus (várható értékének hányadosa, ely γ E = 1+ 1,645 ν E ahol E Ef E E g gf g g q qf q q a a hatás érési adatainak szórása: ν Ef ν gf ν qf b a száítási odell bizonytalansága: ν E ; ν g ; ν q c a geoetriai adatok bizonytalansága: ν E ; ν g, ν q

18 A hatás oldali relatív szórások értékei - az állandó teher (γ g =1.15 esetén: ν gf = 0,07; ν g =0,03; ν g =0,05 feltételezéssel: g gf 0,091 - kieelt esetleges teher (γ q =1.35 esetén ν qf = 0,14; ν q =0,01; ν q =0,15 feltételezéssel: qf - járulékos esetleges teher (pl. γ w = γ T =1,5 esetén, w -szél-, T hőhatás, ν wf = 0,4; ν w =0,15; ν w =0,1 w q T wf g q w g q 0,13 w 0,3

19 A egbízhatósági eljárás E s E R s R R(t-E(t E(t R d = E d R(t p RE p R p E R -E E R R E s RE s RE

20 Négyparaéteres eset Kiindulási adatok: R d = R exp (- R (+ R d = (1- (- Q d = Q (1- (- Q Q W d = W (1- (- W W Kiindulási értékek: R =0.6 ; =0,6 ; Q =0,4 Feltétel: i = R + + Q = 1 Fokozatos közelítéssel nyert végértékek (pld.-ban: Rn =0.66; =0,31; Q =0,599; w =0,3

21 A hatás tervezési értéke: R d = (1- (- +Q (1- Q (- Q + W (1 W (- W érzékenységi tényezők: ( i R d R R ( i ( i Q Q Q ( i W W W ( ( ( ( W Q R d i W Q R

22 A teherbírás szükséges várható értéke: Q = μ ; W = w jelöléssel, kieelés és rendezés után: (1 (1 (1 exp ( ( ( (, W W Q Q R R eff W Q R w W W w w Q Q w R R 1 ( (1 1 1 exp( ( ( (

23 E ahol j1 ax A teherbírási követelény R, eff kj j1 (0,75TS j1 kj kj T 0,4UDL 0.6 T k Sd k (0,75TS 0,4q ( TS E fk UDL 0,4UDL γ Sd =1,1 0,9 a egbízhatósági osztálytól függően in(0,6 F q fk 0,4q fk wk, F w

24 Igénybe -vétel Átszúró -dás Megbízhatósági eljárás alkalazása E d R d Δ d (% γ E cal R Δ (% ,58 1, ,7 nyírás 334,0 300,5-10,0 1,59 415,8 468,4 +11, hajlítás 904,3 815, -9,86 1, ,43 E d a hatás tervezési értéke EC szerint, R d az ellenállás tervezési értéke az EC szerint, Δ d (% = 100*(R d -E d /E d a teherbírási többlet, vagy hiány (%, E cal = γ*e a hatás várható értékének globális biztonsági tényezővel szorzott értéke, E - a hatás várható értéke (a hatás karakterisztikus értéke, γ a globális biztonsági tényező, Δ (% = 100*(R -E cal /R a teherbírási többlet értéke (%,

25 A dunakeszi felüljáró vasbeton híd teherbírása csökkentett teherszinten -osztott biztonsági tényezős eljárással száolva, csak a α Qi = 0,8 értékkel szorzott forgali terhekkel száolva tekinthető egfelelőnek, -egbízhatósági eljárás alkalazással és α Qi = 1,0 értékkel a száolva (egy vizsgálati helytől eltekintve, ahol 1% hiány van azonban egfelelőnek nyilvánítható. - fáradásra az 1. odell szerint száolva a szerkezeti betonja egfelelő, de a betonacél lengő feszültségre (5% körüli eltéréssel azonban ne egfelelő.

26 A szekszárdi öszvérhíd egfelelt csökkentett teherszinten, ert 1. a KH szerinti száításhoz alkalazott biztonsági tényező nagysága közel azonos az EC -szerinti hatás oldali parciális tényezőkkel,. az MSZ-EN szabvány új tervezési eljárás lehetővé teszi a 4. osztályú keresztetszet axiális kihasználhatóságát, 3. a pályaleez elegendően nagy keresztetszeti jellezőket biztosít és érzéketlen helyi hatásokra, 4. a fárasztó teherből száított feszültség tervezési éréke ne haladja eg az állandó aplitúdójú D fáradási határtényezővel osztott értékét

27 A szekszárdi ederhíd erőtani száításának eredényei, csökkentett teherszinten - A híd főtartószerkezete a α Qi =1,0 alkalazásával egfelelt. - Az ortotróp pályaszerkezet az EC szerint agasabb kihasználtságot utat a KH-hoz képest, egfelelősség csak α Qi <1,0 érték esetén igazolható. -A bordák szilárdsági és fáradási ellenőrzésénél - az EC szerint túllépés utatkozik (111% ill. 154%. -A fáradásvizsgálatokhoz javasoljuk a vonatkozó EN előírások Nezeti ellékleteinek kiegészítését. - A eglévő hídálloányra vonatkozóan α Qi <1,0 érték alkalazását javasoljuk.

28 Javaslatok, további feladatok 1. EC szerinti egfelelősség vizsgálatát illetően célszerű lenne kiterjeszteni - a nagyobb fesztávolságú betonhidakra, - az öszvér-, illetve az acélhídnál kisebb fesztávolságra.. Az EC előírások csökkentett teherszinten való alkalazását és ezzel együtt a használhatósági határállapot részletes vizsgálatát célszerű előírni. 3. A KH alapú további tervezéshez célszerű lenne előírni a parciális tényező értékeit az állandó teherre 1,15-re, illetve a járűterhekre 1,35 értékre ódosítani. 4. Új kutatási feladatként javasoljuk kidolgozni a hidak fáradási, illetve földrengési ellenállásához alkalazandó eljárást.

29 KÖSZÖNÖM A FIYELMET