Vörös József ny. mérnök főtanácsos

Az előadások a következő témára: "Vörös József ny. mérnök főtanácsos"— Előadás másolata:

1 Vörös József ny. mérnök főtanácsos
Tartószerkezeti Eurocode-ok eurocode 1: a tartószerkezeteket érő hatások Vörös József ny. mérnök főtanácsos VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

2 A Tartószerkezeti Eurocode-program szabványelőírásai
EN 1990 Eurocode: A tartószerkezetek tervezésének alapjai EN 1991 Eurocode 1: A tartószerkezeteket érő hatások EN 1992 Eurocode 2: Betonszerkezetek tervezése EN 1993 Eurocode 3: Acélszerkezetek tervezése EN 1994 Eurocode 4: Betonnal együtt dolgozó acélszerkezetek tervezése EN 1995 Eurocode 5: Faszerkezetek tervezése EN 1996 Eurocode 6: Falazott szerkezetek tervezése EN 1997 Eurocode 7: Geotechnikai tervezés EN 1998 Eurocode 8: Tartószerkezetek tervezése földrengésre EN 1999 Eurocode 9: Alumíniumszerkezetek tervezése VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

3 Az Eurocode-ok rendszere
MSZ EN 1990 A tervezés alapjai MSZ EN 1991 A tartószerkezeteket érő hatások MSZ EN 1992 Betonszerkezetek tervezése MSZ EN 1994 Betonnal együttdolgozó acélszerkezetek tervezése MSZ EN 1996 Falazott szerkezetek tervezése MSZ EN 1993 Acélszerkezetek tervezése MSZ EN 1995 Faszerkezetek tervezése MSZ EN 1999 Alumíniumszerkezetek tervezése MSZ EN 1997 Geotechnikai tervezés MSZ EN 1998 Tartószerkezetek földrengés- állóságának tervezése VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

4 Hidakat terhelő hatások
Általános elvek MSZ EN 1990 Hatáskombinációk MSZ EN 1990/A2 Rendkívüli tervezési állapot Tartós és ideiglenes tervezési állapot Szeizmikus tervezési állapot Állandó terhek MSZ EN Állandó terhek MSZ EN Állandó terhek MSZ EN Rendkívüli terhek és hatások Forgalmi (hasznos) terhek MSZ EN Szeizmikus hatások MSZ EN Meteorológiai terhek és hatások A hídon áthaladó forgalomból származó rendkívüli terhek MSZ EN A híd alatt áthaladó forgalomból származó rendkívüli terhek MSZ EN Rendkívüli hatások a megvalósítás során MSZ EN MSZ EN Hóteher MSZ EN Szélhatás Hőmérsékleti hatások MSZ EN Hatások a megvalósítás során MSZ EN Meteorológiai hatások Építési terhek VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

5 Szabványosítás kezdete
Hammurabi (Ie ) 228.§. Ha egy építmény az építését követően összedől, és ez az építtető halálát okozza, az építőmesternek is meg kell halni. Napoleon törvényei (1804) Ha egy építmény tönkremegy függetlenül attól, hogy ez az alapozás hibájából történt az építést követő tíz évig az építésznek saját költségén kötelessége azt kijavítani. VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

6 Magyar Vasúti Hídszabályzat
„Utasítás a vasból építendő hidak tervezése, építése és megvizsgálása tárgyában.” „Szabályrendelet a vasúti hidak vasszerkezetének tervezéséről,méretezéséről, és időszakos vizsgálatáról” Hídszabályzat tervezet Hídszabályzat tervezet Évi vasúti hídszabályzat osztott biztonsági tényező Évi szabályzat „U 71” tehermodell MSZ / T EUROCODE előírások megjelenése „H” utasítások (ME) EUROCODE alapú szabályozás VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

7 Teljes valószínűségi eljárások biztonsági tényezős módszere
TERVEZÉSI ELJÁRÁSOK egyetlen osztott Teljes valószínűségi eljárások biztonsági tényezős módszere Megengedett feszültségek módszere Törési biztonságon alapuló eljárás I. változata Törési biztonságon alapuló eljárás II. változata Félvalószínűségi eljárások Parciális tényezők módszere (Eurocode, MSZ) Megbízhatósági módszer Determinisztikus eljárások Valószínűségi eljárások VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

8 Az osztott biztonság alkalmazása
Geometriai méret, ad Hatás-oldal (akció) Ellenállás-oldal (reakció) VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

9 A hatások osztályozása
Jellemzője szerint Eredete szerint Időbeli változása szerint Térbeli változása szerint A hatás és/vagy a szerkezeti válasz jellege szerint VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

10 Terhelő mozgás vagy alakváltozás
HATÁSOK (F) HATÁSok (F) Teher a. A hatás jellemzője: Mechanikai jellegű erő. b. Eredete: közvetlen gravitáció, önsúly, súly jellegű (hasznos terhek) gyorsulás, lassulás (ütközési erők, fékezési és gyorsítási erők) Terhelő mozgás vagy alakváltozás a. A hatás jellemzője: Gátolt alakváltozás b. Eredete: közvetett reológiai eredetű térfogatváltozás (zsugorodás) lassú alakváltozás (kúszás) hőmérséklet-változás feszítés fárasztó hatás Környezeti hatás a. A hatás jellemzője: Időjárás és környezettel való kölcsönhatásból származó hatás. b. Eredete: közvetett klimatikus adottságok (fagyás, olvadás, forrás) levegőben szállított káros gázok (CO2, savak) vízben oldott anyagok (só, savas eső) talajszennyeződés (SO4, kémiai anyagok) Teher Mechanikai jellegű erő. Források: gravitáció (önsúly, súly jellegű (hasznos terhek) - rsulás, lassulás (ütközési erők, fékezési és gyorsítási erők) VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

11 A hatások osztályozása
c. Időbeli változás szerint állandó hatások (G), pl. önsúly a referencia-időszak (tervezési élettartam) nagy részében (>85%) működik (tartós), az intenzitás időbeli változása elhanyagolható vagy a változás a végérték eléréséig mindvégig monoton. esetleges hatás (Q), pl. hasznos terhek, hó, szél tartóssága kisebb, mint 85% a tervezési élettartam során az intenzitás időbeli változása nem elhanyagolható és nem monoton rendkívüli hatás (A), pl. robbanás, ütközés a tervezési élettartam alatt az előfordulási valószínűsége ~ zérus  statisztikai alapon nem értékelhető rövid időszakon keresztül, számottevő intenzitással működik VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

12 d) Térbeli változás szerint
rögzített hatás, pl. önsúly nem rögzített hatás, pl. hasznos terhek, szélhatás, hóteher e) A hatás és/vagy a szerkezeti válasz jellege szerint statikus hatás, elhanyagolható (~0) mértékű gyorsulásokat eredményez a szerkezeten; dinamikus hatás, számottevő gyorsulásokat eredményez (bizonyos esetekben: kvázi-statikus hatás × dinamikus tényező). VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

13 Vasúti hidak forgalmi terhei
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

14 Vasúti forgalomból származó hatások
Tartós és ideiglenes tervezési állapot Függőleges tehermodellek 71. tehermodell (U jelű teher) SW (SW/0 és SW/2) tehermodell „üres szerelvény” tehermodell HSLM tehermodell Hídfők és földművek terhei Dinamikus hatások Vízszintes tehermodellek Centrifugális erők Oldallökő erő Gyorsító és fékezőerők Elhaladó vonat által keltett aerodinamikai hatások Felsővezeték-szakadásból származó hatások Rendkívüli tervezési állapot Kisiklás VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

15 Vasúti hidak tervezési élettartama
Végleges jellegű: 100 év (MSZ EN ) Félállandó jellegű: 50 év Ideiglenes hidak: 5 év Hatások csökkentése nem végleges hidak esetén meteorológiai hatások félállandó jellegű hidak: -10% ideiglenes hidak: -20% forgalmi hatások ideiglenes hidak esetén 0,91×LM71 0,5 v VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

16 Tehermodell (LM 71) U jelű teher (Tényleges vonatok az UIC Code 776 szerint „üres szerelvény tehermodell” qvk 10 kN/m ) VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

17 Járműterhek figyelembevétele hidakon
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

18 SW jelű terhek VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

19 Tehermodellek kiegészítő alkalmazási szabályai
Függőleges terhek oldalirányú külpontossága Tengelyterhek szétterjedése hosszirányban sínek mentén keresztaljakon és az ágyazatban keresztirányban VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

20 Függőleges teher oldalirányú külpontossága
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

21 Tengelyterhek hosszirányú eloszlása
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

22 Tengelyteher hosszirányú eloszlása
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

23 Terhek keresztirányú eloszlása túlemelés nélküli pályán
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

24 Terhek keresztirányú eloszlása túlemeléssel kialakított pályán
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

25 Hídfők és földművek függőleges terhe
Egyenértékű, egyenletesen megoszló teher intenzitás: a×LM71 vagy a×SW/2 szélesség: 3,0 m mélység: 0,7 m a sínkoronaszint alatt Tartalmazza a dinamikus hatást VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

26 Dinamikus hatások A híd dinamikai viselkedését befolyásoló tényezők
az áthaladó forgalom sebessége, támaszköz, (a lehajlási hatásábra figyelembevett hossza) a szerkezet tömege, a teljes szerkezet és a vizsgált tartószerkezeti elemek önrezgésszáma és az ezekhez tartozó sajátalakok a tengelyek száma, a tengelyterhek és a tengelytávolságok, a szerkezet csillapítása, a vágány függőleges síkban meglévő egyenetlenségei, a jármű rugózatlan/rugózott tömege és a felfüggesztés jellemzői, a pályalemez ill. a vágány adott távolságokban elhelyezett alátámasztásai (kereszttartók, keresztaljak, stb.) a jármű tökéletlenségei (lekopott felületek, kiegyensúlyozatlan kerekek, felfüggesztési hibák, stb.) a vágány dinamikai jellemzői (ágyazat, keresztaljak, a vágány elemei, stb.). VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

27 Dinamikus tényező meghatározása a támaszköz függvényében
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

28 Dinamikai vizsgálat VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

29 Centrifugális erő Alkalmazási feltételek Karakterisztikus érték
alaprajzilag íves vágány esetén (túlemelés!) ht=1,8 m 2= 3=1,0 V>120 km/h esetén f csökkentő tényező Lf - terhelt vágányhossz Karakterisztikus érték VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

30 f értéke a hatáshossz függvényében
Lf V [km/h] [ m ] 120 160 200 220 2,88 1,00 20 0,83 0,71 0,66 3,00 0,99 30 0,81 0,68 0,62 4,00 0,96 0,93 0,92 40 0,80 0,60 5,00 0,89 0,87 50 0,79 0,65 0,59 6,00 0,86 60 0,64 0,57 7,00 0,90 70 0,78 0,63 8,00 80 0,56 9,00 0,88 0,76 90 0,55 10 0,75 100 0,77 0,61 12 0,72 120 0,54 15 0,85 0,74 0,69 150 0,53 VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

31 Oldallökő erő Alkalmazási feltételek Karakterisztikus érték
alaprajzilag egyenes és íves vágány esetén is 2= 3=1,0 kombináció a függőleges terhekkel Karakterisztikus érték Qsk=100 kN f = 1,0 ≥1 figyelembevétele VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

32 Vontatási és fékezőerők
Alkalmazási feltételek egyenletesen megoszló 2= 3=1,0 kombináció a függőleges terhekkel max. két terhelt vágány síndilatációs szerkezet hiányában: a vágányon keresztül továbbítódó rész mértéke a szerkezet és vágány kombinált válasza alapján határozható meg. Karakterisztikus érték Vontatási erő: Qlak= 33 kN/m × La [m] ≤ 1000 kN Fékezőerő Qlbk= 20 kN/m × Lb [m] ≤ 6000 kN (LM71, SW/0, HSLM) Qlbk= 35 kN/m × Lb [m] (SW/2) f = 1,0  figyelembevétele VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

33 Szerkezet és vágány egymásrahatása
Alkalmazás: Síndilatáció vagy hézag nélküli vágány esetén a szerkezet támaszai és a vágány együttesen viselik a hosszirányú vízszintes hatásokat a hosszirányú erők szétosztása szükséges Figyelembeveendő hatások Vontatási és fékezőerők hőmérsékleti hatások függőleges forgalmi terhek lassú alakváltozások (zsugorodás, kúszás, egyenlőtlen hőmérséklet-változások) végkeresztmetszet-eltolódást vagy –elfordulást okozó terhelő mozgások VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

34 Szerkezet és vágány egtyüttműködése
Modellezés vágány felszerkezet háttöltés síndilatáció vágányellenállás felszerkezet támaszok Fajlagos hosszirányú erő a vágányban A sín eltolódása a felszerkezet felső síkjához képest a sín ellenállása a keresztaljon a keresztalj ellenállása az ágyazaton a sín ellenállása a keresztaljon (terheletlen vágány) a keresztalj ellenállása az ágyazaton (terheletlen vágány) VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

35 Vasúti hidak Rendkívüli állapotok Kisiklás
I. tehereset: A kisiklott járművek a vágányon maradnak (szomszédos sín vagy terelőfal visszatartja) II. tehereset: A kisiklott járművek nem maradnak a vágányon, a felszerkezet szélét terhelik VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

36 I. tehereset (QA1d, qA1d) 1,5s s 450 mm
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

37 II. tehereset (qA2d) max. 20 m hosszban! hídszélesség fele s
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét

38 Köszönöm megtisztelő figyelmüket
VII. Vasúti Hidász Találkozó Kecskemét