Együttdolgozó acél-beton öszvérhídszerkezetek

Átírás

1 Együdolgoó aél-bon ösvérhídsrkk Dr. Köllő Gábor a műsaki udomány dokora Kolosvári űsaki Egym Bvés uóbbi évidkbn a ösvérsrkk gyr nagyobb mérékbn alkalmaák. Sok fjl orságban a újonnan épül hidak nagyrés ösvérhíd. Elin a köúi hidaka épíék bbn a rndsrbn, majd mind inkább r nyrk a vasúi hidak épíésénél is. vasúi sbsség növlés sükségsrűvé si a flépímény ágyaaának ávésé a kis- és köépfsávú hidakon. Így sükségssé válnak olyan hídsrkk, amlyk mgfllnk a új kövlményknk. ösvérhídsrkk alkalmaása vasúi hidaknál, ágyaaávéss flépíményknél lőnyösbb a klassikus aél vagy vasbon és fsí bon srkkkl smbn: anyagflhasnálás smponjából lőnyösbbk a klassikus hídsrkknél (aél vagy bon); épíésük kvsbb faanyago (saluao) igényl és gyorsabb, min a vasbon srkké; könnybbk és srki magasságuk kisbb, min a vasbon mg a fsí bonsrkké; a ösvérsrkk kisbb srki magasságúak, min a sokásos aélsrkk, a srk vison mrvbb és a dinamikus haások smponjából kdvőbb; a vasúi pálya kismérű korrkiója (oldalirányú lolása, mlés sb.) nm üköik nhéségkb; a ágyaa ávés lhővé si a fsí bon krsaljak hasnálaá a faaljak hly; fáradás smponjából kdvőbb vislkdés ϕ öss ϕ min. > ϕ aél ϕ max. a áv ágyaa mia a környr kisbb ajrhlés ju. Ösvérarókból kialakío hídsrk kövkőkbn a álalam mgrv ösvéraró muaom b, amly alkalmas korsrű hídflépímény össsrléséh klassikus kéámasú ösvéraró krsmsé a. ábra muaja b.. ábra ilyn arókból össállío hídsrkk válaá a /a, b ábra muaja b. a) b). ábra /a, b ábrán bmuao hídsrkknél a bon lm vasagsága jlnősn ( 5 m) függ a ömör grinlmű aélarók ávolságáól.. ábrán gy olyan ösvéraró láhaó, amlynél a aélaró a bonlml gyü árkrsmsű aró alko.. ábra ilyn arók vislkdés savarással smbn sokkal kdvőbb, min a. ábrán bmuao aróké. bonlm bbn a sbn is 5- m vasagságú. álalam rv arók abban különbönk a ddig bmuao arókól (.,. ábra), hogy a fő alkoólmük gy grinlms árkrsmsű aélaró, amlynk a alsó és flső öv különböő sélsségű és vasagságú, amllyl gy kis vasagságú bon lm dolgoik gyü. (4/a,b ábra) űsaki Sml 9 7

2 4/a. ábra Ugyansak a hossarók gyüműködésé biosíja a bonlmk krsirányú uófsíés súsóbés káblkkl. hídpálya sélsségi méri lsősorban a hídho salakoó vasú (gy- vagy kévágányú), ú illv auópálya krsslvény haároa mg és a sükségs sélsség biosíásából kövkik a hídsrk alkoó hossarók mérink és sámának a mgválasása. kapsolólmk sámá és ípusá úgy kll mgválasani, hogy a aélaró és vasbonlm köö a kapsola folyamaos lgyn. Éppn ér sükségsnk arom a gyakrabban hasnál kapsolólmk bmuaásá. 6. ábrán bmuaom a rugalmas, majd a 7. ábrán a mrv kapsolalmk. 4/b. ábra aélaró flső öv sélsbb és vékonyabb, min a alsó öv. E a séls flső öv biosíja a gyüdolgoás a lm gés sélsségébn gy 6 m vasagságú bon lml. Így a kapsolólmk öbb min ké sorban lh lhlyni llnébn a kskny flsőövű klassikus arókkal, ahol a kapsolólmk sak gy vagy ké sorban hlyhők l. (5. ábra) spirál kapsolólm kapsolólmk a). b). ). 5. ábra gyüdolgoás idomaélból kialakío rövid konolok, sapos fogak vagy ún. folyonos kapsolólmk biosíják. 5. ábrán bmuao aró nmsak mrvbb és a savarónyomaékkal smbn ign llnálló, hanm a vasbon lm kis vasagsága mia sokkal könnybb, min a másik ké váloa (5a., 5b.). 5. ábrán bmuao ösvéraró aélarójá krsirányban a blső résbn ürgs diafragmák sik mrvvé, a külső résbn pdig külső mrvíő lmk alálhaók. Ek a külső mrvíő lmk hvdrkkl össkapsolva biosíjuk a főarók gyüműködésé. aélaró hgs váloaban ls kivilv. spirálallal lláo fogak fogak hgsés fogak önkrmnl űsaki Sml 9 8

3 horgonyvasak 6. ábra mrv kapsolólmk űsaki Sml 9 9

4 folyonos kapsolólmk 7. ábra mrv kapsolólmk környébn a bon önkrmnl kövkőkbn aoka a képlk adjuk mg, amlyk a hídsrkknél hasnálnak. Ek a rláiók a rugalmas arományban vég sámíásoknál érvénysk. ugalmas kapsolólmk Spirál kapsolólm L ds () Horgonyvasak L m a a, m, 65 () Fogak L,68 d md Eb () Spirállal lláo fogak L,8 d md Eb (4) U és I idomvas L 7b( max,5g) (5) rv kapsolalmk L m bs (6) bs 8. ábra és bs a 8. ábra srin kll mghaároni. Fáradásra mérv űsaki Sml 9

5 L m Lmin mo bs, mo L,8 max (7) a bon nyomósilárdsága a bon karakrisikus nyomósilárdsága d s spirál ámérőj a a bonvas krsms a a bonvas silárdsága E b a bon rugalmassági modulusa max a U, vagy I övénk a vasagsága (m) g grinlm vasagsága (m) b a kapsolólm hossa (m) L min, L max minimális, illv maximális súsórő L min / L max,4 > m o,4 iklussám N 6 L min / L max, > m o,5 iklussám N 6 4/a, b ábrán bmuao ösvérarók alkalmasak hídsrkk flépíményénk a össsrlésér. hídsrk krsmsi méri és rhlés, valamin a sükségs srki magasság haároa mg a arók sámá és krsmsi kialakíásá. 9. ábrán a hídsrk krsmsi kialakíásá muajuk b. El a kialakíással k a ösvérsrkk alkalmani lh, min kéámasú srk 5-6-mérig vasúiés 8 mérig köúi hidaknál. 9/a, b ábrán vasúi hídsrkk krsmsé muajuk b (gyvágányú pálya). 9/. ábra 9/. ábrán kévágányú vasúi híd krsms láhaó. 4 krsaró akkor hasnálunk, ha kisbb srki magasságo srnénk mgvalósíani. 9/d. ábra Ek a hídsrkk jól lh alkalmani flsőpályás grinlms klassikus vasúi híd ágyaaávéss ösvérsrkkkl való kisréléskor, mgőriv a vasúi pálya magassági vonalvésé. (9/d ábra) Ha lőfsíés alkalmaunk, a fsávolság növlhő. Ign jól bvál a kéámasú grndák sgédjármos lőfsíés. lőfsíés káblk sgíségévl is l lh végni. arók rőjáéká a. ábra muaja b (sgédjármos módsr). 9/a. ábra 9/b. ábra űsaki Sml 9

6 . ábra O, ahol a sgédjármos módsr nm alkalmahaó (magas kölségk mia), pl. a völgyhidak sén, alkalmani lh a kábls lőfsíés a. ábra srin. (kn rdukáló ényő) ind a ké bmuao sbn a lőfsíés a aélaróra alkalmaák. E a módsr alkalmava kis- és köépávú hidaknál jlnős aélmgakaríás lh lérni ( %).. ábra lőfsí aélarós ösvéraró sámíásá, a normálfsülségk kimuaásá a különböő lépéskbn (fáisokban) a. ábra smléli. a) a aélgrnda álal áv rhlés a aélgrnda össsúlya (g) fsíőrő (N p ) b) a lőfsí aélgrnda rhlés bonlm össsúlya salua súlya bonoásnál hasnálaos brndésk súlya ) a ösvérgrnda rhlés állandó rhlés (vasúi flépímény; köúi flépímény, úsrkk, sb) rövid idig haó hasnos rhlés. ábra űsaki Sml 9

7 Ismrv a fsíőrő (N p ) a normál fsülségk a kövkő képlkkl sámíhajuk: (8) (9) () (7) (8) (9) () () () g o aximális nyomaék a aélgrnda össsúlyából fsíőkáblbn lérjö rő a lm össsúlyának a haására X () () () () ahol: (4) (5) (6) (7) (4) (5) (6) Ismrv a X és a g - kisámíhaók: o (8) (9) () () () bonlm mgsilárdulása uán a állandó és hasnos rhk a gyüdolgoó aél-bon krsms vsi á. normálfsülségk a bon lm és a aél grnda sélsőövibn a kövkő képlkkl sámíhajuk: () (4) (5) (6), (7) a hossú idig, illv rövid idig haó rhk álal lérhoo nyomaék; X, X fsíőkáblbn a hossú idig, illv rövid idig haó rhlésből lérjö rők. normálfsülség a aél alsóövébn mghaárohaó. fsíőkáblbn lérjövő fsülség a kövkő képl adja. σ p ( N p + X + X + X ) (8) p ddig lmondoakból láhauk, hogy a bmuao módsrk sén sak a aélarón végünk lőfsíés. így lőfsí aélaróra krül rá a bonlm. bonoás idj ala a aélaró úgy van lőfsív, hogy flső övébn húás, alsó övébn pdig nyomás klkik. Ha a bon mgsilárdul, és a jármoka lávolíjuk, a össsúly haására a grnda lhajlik, a vasbon lmbn nyomás jön lér, míg a aélaró a lőfsíéssl llnés igénybvél kap. űsaki Sml 9

8 kövkőkbn rövidn össfoglaljuk a fsí aélarók opimális rvésévl kapsolaos udnivalóka. fsí aélarók opimális rvés fsí aélarók opimális rvésénk a lgfonosabb lmi a kövkőkbn muaom b. Bvjük a kövkő jlölésk (. ábra):. ábra a krsms asimmriája h W a h W λ grinlm karsúsága λ h + h h i k grinlm rülénk és a krsms rülénk aránya i k ( + i + ),,, a mgngd fsülség a fsíő káblk, a krsms flső és alsó övébn. X a káblk mgfsíő rő X káblkbn klkő fsíőrő külső rhlés haására: X + X X (9) X X hi k + (4) W X X (4), (4) össfüggéskből mghaárohaó: k + (4) W W Z W Z ( + ) + h ( W W ) W ( W ) Z + W Z Z! i Z (4) X (4) W + h ha WiW + h W + W ( W W ) (4 ) ( W ) X (4) W + h 6a k( a + ) W k λ 6( a + ) Ha 6a k( a + ) (4 ) W k λ 6a( a + ) ah a k λ h a + a + a (4 ) össfüggésbn a kövkő hlysíésk végük l, akkor a (44) képl srin sámíhaó: C λ (44) ahol C gy váloó függvény, amly a aró krsmsé jllmi. ( a + )( r + ) ( a + ) C 6ar k k 6 (45) ahol: r krsms rül (46) C λ opimális rvés minimális krsmsi rül flél gy ado ( ) forgaónyomaék mll. há δ δ C C max ;, δk δa innn ar k ( a + )( r + ) (47) k éréké bhlysív a "C" össfüggésb mgkapjuk: 8( ar) C max (48) 9( a + ) ( r + ) a + 9 ( r + ) suks. ar (49) 8 λ krsms különböő résink (flsőöv, grinlm és alsóöv) rül és krsmsi modulusa. + r( a) i ; ; ; r + r ( r + ) ar ( r + ) W ηa ; W ahol 9 ( r + ) és + r( a) η 8 λ ar( r + ) ( )( ) η (49 ) káblk mgfsíő rő ( + r ar) X (5) a + + r űsaki Sml 9 4

9 ümi rhlés alai húórő a fsíőkáblkbn: ( ar ) X (5) a + ( ar )( + r) ( + r ar) ( a + )( + r) X X X (5) fsíőkáblk sükségs krsms Figylmb vév (4'), (47),... (49') X Dar( + r)( ar ) ( a + )( [ ar )( + r) + Ψ( + r ar) ] (59) D gyühaó a nyomaéki ábráól függ. Ω E D ; Ψ l E (5) és (59) össfüggéskből mghaárohaó a opimális mérés gynl. ( + r) C ( C + ΨC )( C r C ) Dar (6) r ; C ( ar ) ( + r) ; C + r ar (6) (6) gynlből mghaárohaó a krsms simmriája (a), amly a opimális krsms biosíja. 4. ábra X ar (5) a + X fsíőrő a 4. ábra srin sámíhaó: δ + (54) X p l m l n h dx + dx l EI + E EI δ l (55) E p l X l m EI ( x) h dx EI Ω (56) (57) E X h Ω EI (58) h l + l + l EI E E Össfoglalás i bmuao ársrkű ösvéraró főlg vasúi ágyaavéss hidak épíésénél lh hasnálni. Ek a hídsrkk jól lh alkalmani lavul flsőpályás grinlms hidak korsrű ágyaaávés srkkkl való kisréléskor, vasúvonalak flújíásakor, valamin nagysbsségű vonalak épíésénél. Flhasnál irodalom. C. vram, V. Boa: Sruui ompus oţlbon, bon promprima bon arama. Ediura Thniă, Buurşi, Dan asu s.a. Consruţii mali prnsiona, Ediura admii, Buurşi Dr. Köllő Gábor.: Nagy fsávú köúi ösvérhídsrk, Köúi és mélyépíési sml. Budaps / XLVIII / 998 okóbr 6. Köllő Gábor: Considraţii privind suprasruuril d dshidr mar pnru poduri ruir din grini prfabria avănd sţiuna mixă oţl-bon., VIII-a Confrinţă Inrnaţională d Consruţii ali, 5-8 spmbri 997, Timişoara űsaki Sml 9 5