Nemzeti Közlekedési Napok Korszerő hídfık - veszély vagy lehetıség? Szepesházi Róbert. Széchenyi István Egyetem.

Átírás

1 Nemzeti Közlekedési Napok 2010 Korszerő hídfık - veszély vagy lehetıség? Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem

2 Régi hídfıszerkezetek síkalapozású, súlytámfalas hídfıfalak rövidebb, olcsóbb felszerkezet, nagytestő, drága alépítmény nehézségek: síkalap méretezés ferde erıre és munkagödör készítése

3 Hídfıszerkezetek ma szokásos kialakítása rejtett hídfı két- vagy újabban inkább egysoros cölöpalapozással hosszabb, drágább felszerkezet, karcsú, de nem olcsó alépítmény méretezési és kivitelezési nehézségek

4 Rejtett hídfık problémái - 1. vízszintes mozgások gyenge altalaj kavicscölöppel javítva, de nem a kellı kiterjedéssel a töltés elıtt készült közbensı támaszok a töltés hatására 20 cm-t befelé dıltek a töltésrıl utólag lemélyített cölöpök is befelé elmozdultak a híd még éppen megépíthetı volt

5 Rejtett hídfık problémái - 2. cölöpméretezés nyomatékra 5,4 1,6 2,0 8,3 2,5 2,0 15,5 16,5 Alkalmazható-e 80 CFA-cölöp helyett 53/73 SCREWSOL-cölöp? terv: 80 cm átmérıjő CFA-cölöpök kivitelezı: 53/73 cm átmérıjő (Screw-pile) csavart cölöpök egyetértés: a függıleges teherbírás azonos értékő vita: a nyomatéki teherbírás gyengébb lenne

6 Rejtett hídfık problémái - 3. negatív köpenysúrlódás a puha altalaj a magas töltés alatt sokáig elhúzódóan nagy mértékben összenyomódott és vitte magával a rövid cölöpöket a süllyedés kivárása (1 cm/hó??) veszélyeztette a határidıt

7 A rejtett hídfıs szerkezetek fejlesztése a FEM-modellezés javításával (AXIS, PLAXIS, MIDAS) z H k h (z) D e z (z) H D q h (z) q s (z) q hmax (z) e h (z) k s (z) e z (H) K b (H) q b (H) q smax (z) R bmax (H) R b (H)

8 Vasalt talajtámfalas hídfık H-típusú homlokfallal és ferde szárnyfallal

9 Vasalt talajtámfalas hídfık elınye

10 Ajánlott kialakítások vasalt talajtámfalas hídfıkre Tervezési segédlet

11 1985

12 Pálossy, Scharle, Szalatkay: Földtámfalak

13 Siófok, Sió-csatorna hídja épült 1980-ban vasalt talajtámfallal

14 Autópályahidak vasalt talajtámfalas hídfıinek omlása M Bp M M2-1998

15 H-típusú falelem Érdekes forma Hosszú konzol Nagy szalagtávolság Nincs tüskézés Gyenge vasalás

16 σ N /m m ε % Talajvasalás: üvegszál erısítéső poliészter szalag Nagy és változó alakváltozási képesség Rideg viselkedés Kis hajlítási teherbírás Kúszás Öregedés Korrózió

17 Fal-szalag kapcsolat Befogás csukló helyett Túlzottan vékony lemez Roncsoló megszorítás Éles perem Elégtelen habarcskitöltés

18 Kibontott szalagbefogások Elégtelen habarcskitöltés Elrozsdásodó fészek Éles peremő fészek

19 A leggyakrabban alkalmazott hídfıtípus A homlokfal a jó talajra állított alaptesten alig süllyedt. A töltés és a szalagok süllyedése a felsı puha talajon nagyobb volt. A befogott szalagok külpontos húzást kaptak. Valamennyi szalagot az oszlopok miatt el kellett hagyni.

20 H-típusú talajtámfalak támpilléres megtámasztása

21 ÚT Közúti hidak tervezése Vasalt talajt hídfı építéséhez nem szabad használni.

22 Tapasztalatok rég épült talajtámfalas hídfıkkel

23 Vasalt talajtámfalas hídfık a nagyvilágból

24 Vasalt talajtámfalas hídfık a nagyvilágban

25

26 Vasalt talajtámfalas hídfık alkalmazása ország idıszak projektszám támfalfelület m 2 -ben Franciaország Ausztrália USA Lengyelország m nyílású 15 m fesztávú híd vasalt talajtámfalas hídfıje %-kal olcsóbb a mélyalapozású hídfınél

27 Szerkezeti kialakítás Alaptípus

28 Szerkezeti kialakítás mély völgy áthidalása esetén

29 Az egykori hazai falhoz hasonlóí szerkezeti megoldás

30 Modellkísérletek

31 Kidolgozott számítási eljárások

32 A falelem és a szalag kapcsolata

33 Vízszintes elmozdulások Függıleges elmozdulások max. érték: 28 mm (falnál 7 mm) max. érték: 70 mm max. érték: 36 mm max. érték: 112 mm

34 A középmagasságban levı, legnagyobb terheléső georácsban keletkezı erık felül: a hídterhelés elıtt alul: a hídterhelés után A homlokfalra ható földnyomások balra: a hídterhelés elıtt jobbra: a hídterhelés elıtt max. érték: 120 kn/m 2 max. érték: 36,5 kn/m

35 Ajánlások A felszerkezetrıl érkezı függıleges teher maximuma legfeljebb 200 kpa legyen. A felszerkezeti teher hatásvonala a fal hátlapjától legalább 1,0 m-re legyen. A saját összenyomódásának csökkentése céljából a töltésanyag minısége és tömörsége kiváló legyen. Mivel a hídfı alapja együtt süllyed a háttöltéssel, úszólemezre nincsen szükség. Amint az a síkalapok és támfalak esetében elvárás, a felszíni víz összegyőjtése elvezetése kifogástalan legyen. A szerelı jellegő pontos munka irányítása megköveteli a szerkezetet jól ismerı szakember állandó jelenlétét.

36 Gyalogos híd Delftben felszerkezet: fa hídfı és pillér: gabion

37 Acél hullámlemezekbıl épített hídfı 1) Backwall - 'A' or 'B' 2) Bridge Span 3) Number of Lanes 4) Live Load 5) Superstructure 6) Bridge Dead Load 7) Bin Height 8) Bearing Pad 9) 1000 or? 10) Overhang 11) Step Required? 12) Bearing Pressure

38 Hullámlemezbıl épült hidak

39 Hullámlemezbıl épült hidak

40 Hullámlemezbıl épült hidak

41 Hullámlemezbıl épült hidak BOX PROLFIL BOXPROFIL L fesztávolság M magasság MAGAS ÍVPROLFIL MAGAS ÍVPROFIL BOXPROFIL 3,2 < L < 15,0 m 1,2 < M < 4,0 m KÖZEPES ÍVPROLFIL KÖZEPES ÍVPROFIL M magasság magasság M magasság max. max fesztávolság ÍVPROFILOK L fesztávolság L fesztávolság 8,0 < L < 25,4 m ALACSONY ÍVPROLFIL ALACSONY ÍVPROFIL KÖRPROFIL 3,6 < M < 13,0 m M magasság L fesztávolság ÍVPROLFIL ÍVPROFIL M magasság D átmérı KÖRPROLFIL KÖRPROFIL 8,4 < D < 15,6 m L fesztávolság

42 Magyar-Szlován Vasútvonal Georácsos rézsőerısítés GRADEX Kft.

43 M7 autópálya Bszárszó Ordacsehi Terra-Mesh támfal Pannon-Freyssinet

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

45 M7 autópálya Bszárszó Ordacsehi Homlokelemes erısített talajtámfal TENSAR GRADEX Kft.

46 jármőforgalom útpályaszerkezet kavics töltés acélkorlát humusz vasbeton máglyafal M5 autópálya Auchan Soroksár csomópont georács eredeti terep betonalap humusz 2000 FORTE máglyafal (Infoquest) talajvíz puha agyag tömör homok 5 m CFAcölöp Tensar georács (GRADEX) CFA-cölöp (Bohn)

47 M5 autópálya Auchan Soroksár csomópont Máglyatámfal építés közben

48 M5 autópálya Auchan Soroksár csomópont Jelenlegi állapot

49 Összefoglalás a rejtett hídfıs szerkezetek nem problémamentesek, kizárólagos alkalmazásuk nem indokolt, a hazai fejlesztéső vasalt talajtámfalas hídfık kudarcára aránytalan válasz volt az ilyen szerkezetek teljes elvetése, az erısített talajtámfalas hídfıket számos országban gazdaságossági, kivitelezési és esztétikai okok miatt egyre elterjedtebben alkalmazzák, az erısített talajtámfalak hazai alkalmazásának sikerei a hídfıbeli alkalmazás újragondolását indokolják, a hullámlemezes acélszerkezetek hídként való alkalmazása is rendkívül gazdaságos alternatíva lehet, a hídfık szakszerő tervezése a hídászok és a geotechnikusok alkotó együttmőködését kívánja meg.