Vasútépítési esettanulmányok

Vasútépítési esettanulmányok

Ideiglenes vasúti töltés kialakítása

A projekt ismertetése

A projekt résztvevıi Tendernyertes: Generál tervezı: Hídtervezı: Geotechnikai szakági tervezı: PVT-M0 szakértı: Vasúttervezı: PVT-M0 Konzorcium - PORR Építési Kft. - Viadom Zrt. - Teerag-Asdag Kft. UNITEF-CÉH Mérnökiroda Kkt. PONT-TERV Zrt. GEOPLAN Kft. GEO-PANNON Kft. RING Mérnökiroda Kft.

Helyszínrajzi kialakítás Szolnok Budapest

Az ideiglenes vasúti töltés régi töltés új töltés régi töltés új töltés

- 6 nyílás - 185,5 m - Fúrt cölöpalapozás - Pillér 0,8 m / 22-27 m hossz - Hídfı 1,2 m / 11-15 m hossz A létesítendı mőtárgy

A tervezési feladat Vizsgálni kellett az ideiglenes töltésre vonatkozóan : Általános állékonyság Várható mozgások és konszolidáció Megtámasztó szerkezet igénybevételei FEM analízis

F e l t á r á s

Talajfeltárás, talajállapot CPT

Verıszonda

A földmő építéséhez felhasználandó anyagok minısége A töltésbe kerülı talajanyag max. száraz térfogatsőrőség ρ dmax 1,75 g/cm 3 súrlódási szöge φ 24, kohéziója c 10 kpa szemeloszlás határai: K= 0-12%; H= 20-68%; Hl= 20-38%, I= 5-20%. nyírószilárdsági paraméterek ellenırzése Trρ = 90%, 30 cm vastag rétegekben kivitelezve, A felsı 0,50 m vastag záróréteg T rρ = 95% A záróréteg tetején E 2 = 50 MPa A töltésépítés folyamán E 2 = 40 MPa.

A vízzáró jellegő szemcsés védıréteg anyaga az ágyazaton keresztül érkezı csapadékvíz min. 90 % -át felületén oldalirányban vezesse le, szemeloszlása feleljen meg az ábra határgörbéinek, legnagyobb száraz térfogatsőrősége ρ dmax 1,75 t/m 3, anyag egyenlıtlenségi mutatója U 5, az anyag elégítse ki a szőrıszabályi követelményeket.

A tervezési feladat talaj neve γ sat E ref ν c ref φ m kn/m 3 MN/m 2 MN/m 2 MN/m 2 MN/m 2 - kn/m 2-1 régi töltés 20 10 0,3 20 20 2 ideiglenes töltés 20 20 0,3 10 26 3 zuzottko 25 135 0,2 1 40 4 iszapos homok 20 8 8 24 0,3 1 27 0,5 5 agyag1 20 9 9 27 0,33 47 9 1 6 agyag2 20 13 13 39 0,33 60 13 1 7 agyag3 20 17 17 51 0,33 70 20 1 E 50 ref E oed ref E ur ref

Hardening Soil Model m ref ref oed oed p E E = σ m ref ref oed oed p ctg c ctg c E E + + = ϕ σ ϕ 1 m ref ref ur ur p ctg c ctg c E E + + = ϕ σ ϕ 3 m ref ref p ctg c ctg c E E + + = ϕ σ ϕ 3 50 50

1. a régi töltés hatásainak számítása 2. új töltés építése az ágyazat szintjéig 14 nap alatt, szádfal lehajtás 3. régi töltés elbontása 10 nap alatt 4. pihentetés 150 napig 5. ágyazat építése, vonatteher 6. konszolidáció, végállapot É p í t é s i f á z i s o k

Véges elemes háló

Állékonyság-vizsgálat n=0,9 a terepszint alatt a fedıréteget 1,0 m vastagságban letermelése az altalajon 40 kn/m szakítószilárdságú georács (kétirányú rács) a georácsra 2 0,50 m vastag, rétegenként tömörített szemcsés réteg elterítése a szemcsés rétegre egy réteg georács, utána töltésépítés, a töltéstestbe 120 cm-enként georács (egyirányú rács) a töltéstest felsı 0,50 m vastag zárórétege emelt minıségi követelményő a földmő tetejére, az ágyazat alá 0,30 m vastag védıréteg

Állékonyság-vizsgálat n=0,9 n=1,7

Süllyedésszámítás s=26 cm

Süllyedés Függıleges elmozdulások alakulása a töltésépítés után a legnagyobb süllyedés 13 cm a koronaélek között 10 cm süllyedéskülönbség a töltéslábnál enyhe emelkedés a töltés saját összenyomódása 4-5 cm

Süllyedés Függıleges elmozdulás a régi töltés elbontása után a legnagyobb süllyedés 16 cm a régi töltés helyén 4-5 cm emelkedés

Süllyedés Függıleges elmozdulás a végállapotban a töltésfelszín tengelypontjában 23 cm a végsı süllyedés a konszolidáció során a süllyedés 7 cm-t nıtt a felszínemelkedés végértéke kb. 6 cm a szádfal és a koronaél között 10-12 cm a süllyedéskülönbség

Süllyedés Vízszintes mozgások a végállapotban a rézsőlábnál következik be a legnagyobb mozgás, kb. 12 cm a szádfal teteje is az új töltés felé mozdul el kb. 2 cm-t

Süllyedés Véges elemes háló végállapotban az új töltés oldalán alapvetıen rézső irányú mozgások dominálnak a régi töltés oldalán enyhe emelkedés tapasztalható a korona a szádfaltól távolodva egyre nagyobb elmozdulást szenved az erısítésekben viszonylag nagy erık lépnek fel

Konszolidáció Displacement [m] 0,25 Point A Point C 0,20 Point E Point F 0,15 0,10 0,05 0,00 0 200 400 600 800 Time [day]

Szádfal vizsgálat Larssen III. típusú elem : hajlítási merevség E I = 4,071 10 6 kn/m nyomási merevség E A = 2,78 10 4 knm 2 /m helyettesítı fal vastagság d = 0,286 m súly w=1,55 kn/m/m Poisson-tényezı ν = 0,15 maximális nyomaték : M max = 85,3 knm/m Vízszintes feszültségek a fal mentén

A georácsokban ébredı erık Georácsban ébredı húzóerı a végállapotban (8,99 kn/m)

A Mezıtúr Gyoma vasútvonal alépítményének helyreállítása

Helyszín

Talajrétegzıdés altalaj: sárga-sárgásszürke-szürke agyag, helyenként iszap betelepülés, mely egy korábbi mederfeltöltıdés eredménye a vasúti töltés alsó, eredetileg megépült része: kevert agyagfeltöltés kissé szerves, térfogatváltozó, állapota közép-tömör, kissé laza a vasúti töltés felsı része: az agyag felszínén szemcsés rétegek, a Körös-hídtól Gyomaendrıd állomásig vastag salak fedıréteg található a régi töltésen.

A káreseménnyel kapcsolatos megállapítások (1993) A töltéstestet alkotó agyagtalaj töltésépítésre alkalmatlan, nem tömöríthetı, erısen térfogatváltozó, mozaikos szerkezető, alacsony nyírószilárdsági értékkel rendelkezik Az agyag felszínén bezárt szemcsés rétegek vannak, melyek vízkivezetése nem biztosított, a víz az agyag felszínét áztatta, melynek nyírószilárdsága lecsökkent.

Javaslatok a helyreállításra (1993) Elbontás, majd újjáépítés Vasútvonal áthelyezése új földmőre Helyreállítás nyomópadka építésével Helyreállítás mikrocölöpözéssel Töltésmegerısítés kıbordákkal

Javaslatok a helyreállításra (1993) Elbontás, majd újjáépítés Vasútvonal áthelyezése új földmőre Helyreállítás nyomópadka építésével Helyreállítás mikrocölöpözéssel Töltésmegerısítés kıbordákkal

Javaslatok a helyreállításra (1993) Elbontás, majd újjáépítés Vasútvonal áthelyezése új földmőre Helyreállítás nyomópadka építésével Helyreállítás mikrocölöpözéssel Töltésmegerısítés kıbordákkal

A vasútvonal helyreállítása 2008 A projekt résztvevıi Mezıtúr-Gyoma vonalszakasz Tendernyertes ITALFER SPA, UVATERV Zrt. Generál kivitelezı OHL ŽS Alépítményi kivitelezı Keller Grundbau kft. Alépítményi tervezı Ring Mérnökiroda kft.

Kiegészítı vizsgálatok 15 évvel késıbb dinamikus szondázás

Kiegészítı vizsgálatok 15 évvel késıbb geoelektromos vizsgálat

Kárelemzés Plaxis programmal talaj neve γ sat E ref ν c ref φ m kn/m 3 MN/m 2 MN/m 2 MN/m 2 MN/m 2 - kn/m 2-1 zuzottko 25 70 0,2 1 40 2 töltés felsı része 20 30 - - 0,3 1 30-3 töltés alsó része 20 3 3 9 0,33 25 15 1 4 altalaj 20 13 13 39 0,33 20 10 1 5 kemény réteg 20 30 50 0,33 50 25 - E 50 ref E oed ref E ur ref Az állékonyság a program phi-c reduction típusú számításával : n = 1,52

Modellezés n=1,07 - felpuhult sáv az agyag felszínén - c=5 kpa

Helyreállítás talajjavítással

Szádfalas töltésmegtámasztás a meglévı jobb oldali vágányon a helyreállítás ideje alatt a vasúti forgalmat fenn kell tartani, ezért a bal oldali vágánynál a süllyesztett munkatér kialakítása földmegtámaszó szerkezet mellett történhet megtámasztás nélkül n=0,9

Általános állékonyság vizsgálata n=1,6 a kavicscölöpök felett lévı georácsokban ébredı erık alakulása

A Mérnök által jóváhagyott terv szerint megkezdıdött a kivitelezés. Elsı ütemben a lavírsíkok kialakításával az alsó és felsı részen (bozótirtás, ideiglenes utak kiépítése, bontási munkák ) Elıkészítés

A cölöpözési munka az alsó töltésen kezdıdött, a terepszinttıl számított 7 méteres mélységig vibrált betoncölöpök készültek. Cölöpözés

A felsı részen az 5m-es elıfúrást követıen elkészültek az egyenként 10 méteres cölöpök, melyek felsı 5m-e kavicsból, alsó 5m-e betonból készült. Az agyagrétegben végzıdı és betonból készült alsó rész jelentısége a vízzáróságban van. Cölöpözés

Cölöpözés

A cölöpözés során az elıírtaknak megfelelıen napi háromszor ellenıriztük a vasúti sínek egymáshoz viszonyított magasságkülönbségét a síktorzulás megelızése érdekében. Ellenırzés

utána elıtte Keller Grundbau Kft.