PRÍSPEVOK K PROBLEMATIKE ÚNAVOVÉHO NAMÁHANIA A ŽIVOTNOSTI OCEĽOVÝCH ŽELEZNIČNÝCH MOSTOV S PRIEBEŽNÝM KOĽAJOVÝM LÔŽKOM

Σχετικά έγγραφα
3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Zaťaženie cestnou dopravou. Zaťažovací model LM1

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

YQ U PROFIL, U PROFIL

Modul pružnosti betónu

TABUĽKY STATICKÝCH HODNÔT A ÚNOSTNOSTI

Pilota600mmrez1. N Rd = N Rd = M Rd = V Ed = N Rd = M y M Rd = M y. M Rd = N 0.

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

Požiarna odolnosť trieda reakcie na oheň: A1 (STN EN ) požiarna odolnosť REI 120 (podhľad omietnutý MVC hr. 15 mm)

Obvod a obsah štvoruholníka

Príručka pre dimenzovanie drevených tenkostenných nosníkov PALIS. (Stena z OSB/3 Kronoply)

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Baumit StarTrack. Myšlienky s budúcnosťou.

Meranie na jednofázovom transformátore

YTONG U-profil. YTONG U-profil

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

STATIKA STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ I Doc. Ing. Daniela Kuchárová, PhD. Priebeh vnútorných síl na prostom nosníku a na konzole od jednotlivých typov

Modelovanie dynamickej podmienenej korelácie kurzov V4

DIELCE PRE VSTUPNÉ ŠACHTY

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

NÁZOV AKCIE: Modernizácia administratívnej budovy ÚVV a ÚVTOS Košice ČASŤ STATICKÝ VÝPOČET. Floriánska 18,04142 Košice. Ing. RADOSLAV TÍNES- SADAK

Zásady navrhovania oceľových konštrukcií. prof. Ing. Josef Vičan, CSc

Prognózovanie vplyvu porúch na zaťažiteľnosť mostov a stanovenie zostatkovej životnosti mostov

η = 1,0-(f ck -50)/200 pre 50 < f ck 90 MPa

KOVOVÉ MOSTY 1 TECHNOLÓGIA A MANAŽMENT STAVIEB 3. ROČNÍK BC. ŠTÚDIA OBLÚKOVÉ MOSTY

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

difúzne otvorené drevovláknité izolačné dosky - ochrana nie len pred chladom...

ČASŤ STATICKÝ POSUDOK

Einsteinove rovnice. obrázkový úvod do Všeobecnej teórie relativity. Pavol Ševera. Katedra teoretickej fyziky a didaktiky fyziky

Skúšobné laboratórium materiálov a výrobkov Technická 5, Bratislava

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

ZÁSADY NAVRHOVANIA A ZAŤAŽENIA KONŠTRUKCIÍ

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

12 POUŽITIE KONŠTRUKČNÝCH A VYSOKOPEVNÝCH OCELÍ

1.1. Simulácia tepelného toku naprieč modulom v miestach bez výstuh

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Ekvačná a kvantifikačná logika

ERMCO Európska asociácia výrobcov transportbetónu. SPRIEVODCA technickými vlastnosťami betónu

VYBUDOVANIE DOČASNÝCH OBCHÁDZKOVÝCH KOMUNIKÁCIÍ POČAS ÚPLNEJ UZÁVIERKY CESTY III/2311 VITANOVÁ ORAVICE Mostný objekt ev. č.

Akumulátory. Membránové akumulátory Vakové akumulátory Piestové akumulátory

ZAŤAŽITEĽNOSŤ CESTNÝCH MOSTOV A LÁVOK

SYSTÉM HOSPODÁRENIA S MOSTAMI

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

Navrh a posudenie mosta: D1 Hubova-Ivachnova

Trapézové profily Lindab Coverline

1. TEPELNO-TECHNICKÉ VLASTNOSTI KONŠTRUKCIE NA BÁZE MODULOV φ-ha:

Motivácia pojmu derivácia

Harmonizované technické špecifikácie Trieda GP - CS lv EN Pevnosť v tlaku 6 N/mm² EN Prídržnosť

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

Prehľad základných produktov a ceny Platný od februára Ušetrite za energiu, priestor a čas...

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Vyhlásenie o parametroch stavebného výrobku StoPox GH 205 S

NÁVRH A REALIZÁCIA DUTÉHO PREDPÄTÉHO BETÓNOVÉHO STOŽIARU

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

ZAŤAŽOVACIA SKÚŠKA SKÚŠOBNEJ LAMELY EXTRADOSOVÉHO MOSTA V POVAŽŠKEJ BYSTRICI

NÁVRH A POSÚDENIE SKLADBY VOZOVKY

Výpočet. grafický návrh

Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

1 ZÁKLADNÉ POJMY. dv=dx.dy.dz. dx hmotný bod

Výška, šírka, hrúbka a pravouhlosť krídla skúška postupom podľa: EN 951: 1998 Dverové krídla. Metóda merania výšky, šírky, hrúbky a pravouhlosti

2 Chyby a neistoty merania, zápis výsledku merania

Riadenie elektrizačných sústav

AerobTec Altis Micro

Statický posudok stavby Dokumentácia pre realizáciu stavby.

alu OKNÁ, ZA KTORÝMI BÝVA POHODA DREVENÉ OKNÁ A DVERE Profil Mirador Alu 783 Drevohliníkové okno s priznaným okenným krídlom.

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Pevné ložiská. Voľné ložiská

Analýza poruchových stavov s využitím rôznych modelov transformátorov v programe EMTP-ATP

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

KAGEDA AUTORIZOVANÝ DISTRIBÚTOR PRE SLOVENSKÚ REPUBLIKU

PRUŽNOSŤ A PEVNOSŤ PRE ŠPECIÁLNE INŽINIERSTVO

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

SLOVENSKÝ VÝROBCA S 20 ROČNOU TRADÍCIOU. PREFA STAV s.r.o. Topoľčany.

Strana 1/5 Príloha k rozhodnutiu č. 544/2011/039/5 a k osvedčeniu o akreditácii č. K-052 zo dňa Rozsah akreditácie

NÁVRH PREMOSTENIA RIEKY VÁH V TRENČÍNE

lindab zjednodušujeme výstavbu Lindab Construline Konštrukčné profily C, Z, U

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

TEPELNOTECHNICKÝ POSUDOK PRE KONŠTRUKCIE MONTOVANÉHO DOMU FIRMY Mgr. Radovan Kuzma Ekoline - Montované stavby

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.5. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Model redistribúcie krvi

Technická univerzita v Košiciach. ROČNÍKOVÁ PRÁCA č. 3 PRIBLIŽNÝ VÝPOČET TEPELNÉHO OBEHU LTKM

Komplexné posúdenie tepelnotechnických vlastností stavebných konštrukcií podľa normy STN (2012) Výpočet a posúdenie tepelného odporu a

MOSTÍKOVÁ METÓDA 1.ÚLOHA: 2.OPIS MERANÉHO PREDMETU: 3.TEORETICKÝ ROZBOR: 4.SCHÉMA ZAPOJENIA:

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

REZISTORY. Rezistory (súčiastky) sú pasívne prvky. Používajú sa vo všetkých elektrických

UČEBNÉ TEXTY. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť. Vzdelávacia oblasť:

Výpočet potreby tepla na vykurovanie NOVÝ STAV VSTUPNÉ ÚDAJE. Č. r. ZÁKLADNÉ ÚDAJE O BUDOVE. 1 Názov budovy: 2

Základy technických vied 1

Transcript:

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE STAVEBNÁ FAKULTA Katedra stavebných konštrukcií a mostov PRÍSPEVOK K PROBLEMATIKE ÚNAVOVÉHO NAMÁHANIA A ŽIVOTNOSTI OCEĽOVÝCH ŽELEZNIČNÝCH MOSTOV S PRIEBEŽNÝM KOĽAJOVÝM LÔŽKOM Ing. Richard Hlinka Obhajoba dizertačnej práce Školiteľ: Prof. Ing. Vladimír Tomica, CSc.

Úvod rekonštrukcie a modernizácia tratí ŽSR zvyšovanie rýchlostí rekonštrukcia železničného zvršku, spodku a mostov potreba priebežného koľajového lôžka na moste výhodné javia oceľové doskové mostovky zvyšovanie rýchlostí vlakov a zväčšovanie nápravových tlakov vozňov vlakových súprav zvýšenie dynamického namáhania jednotlivých prvkov mostov používanie ocelí vyšších pevností väčší dôraz na sledovanie únavových procesov

Ciele dizertačnej práce analýza roznosu zvislého pohyblivého zaťaženia cez koľajové lôžko vplyv hrúbky mostovkového plechu a vzdialenosti plochých výstuh na únavovú životnosť ortotropnej mostovky železničných mostov vplyv hrúbky mostovkového plechu dosko-roštových železničných mostov a jeho prípadného vystuženia na únavovú životnosť

Súčasný stav riešenej problematiky v súčasnosti platia dve normy pre návrh oceľových mostov STN 73 6205 Navrhovanie oceľových mostných konštrukcií, 1994 Eurokód 3: Navrhovanie oceľových konštrukcií. Časť 2: Oceľové mosty, 1998 v prílohách sú uvedené požiadavky na konštrukčné detaily oceľových mostoviek mostov pozemných komunikácií železničných mostov predpisy pre mosty pozemných komunikácií sú prepracovanejšie mosty pozemných komunikácií sú používané dlhší čas C. Beales, J. R. Cuningham, A. Bruls, H. Kostein, J. Wardenier, J. S. Leendertz a P. Menhu spôsob zaťaženia mostovky výrazne lokálne zaťažený plech mostoviek mostov pozemných komunikácií roznos zaťaženia na celú šírku plechu mostovky pri železničných mostoch jediná podmienka pre vystuženie mostovkových plechov železničných mostov t min = e / 40, t min minimálna hrúbka mostovkového plechu e vzdialenosť pozdĺžnych výstuh

Súčasný stav riešenej problematiky statické pôsobenie oceľových mostoviek s pribežným koľajovým lôžkom klasická teória nosníkov je nevyhovujúca stenové účinky ochabnutie šmykom pri tlačených mostovkách vydúvanie komorové mosty krútenie vnútorné sily metóda lomeníc, metóda konečných pásov, MKP,... únavové namáhanie oceľových mostoviek s pribežným koľajovým lôžkom Frýba koncentrácia napätí v mieste kríženia plechu mostovky, priečnych a pozdĺžnych výstuh špičky napätí ovplyvňujú tvar výrezu v stene priečnika hĺbka prevarenia kútových zvarov vnútorné pnutia od zvárania

Únava únavové poškodenia vznikajú v dôsledku opakovania plastickej lokálnej deformácie v miestach koncentrácie napätí únavový proces ovplyvňujú hlavne nasledujúce faktory: história zaťaženia a jeho účinkov na konštrukciu geometrický tvar konštrukcie a tvar dielca konštrukcie konfigurácia detailu vlastné napätia defekty (výrobné, materiálové,...) druhy únavy vysokocyklická kmitavé zaťaženie, pri ktorom je deformácia počas každého kmitu pružná malé hodnoty nominálneho napätia veľký počet kmitov do porušenia nízkocyklická kmitavé zaťažene, pri ktorom vznikajú počas každého kmitu plastické pretvorenia malý počet kmitov do porušenia

Podmienky spoľahlivosti na únavu Wöhlerov prístup nepripúšťame vznik a rozvoj únavových trhlín pri návrhu nových konštrukcií Δσ E Δσ C Δσ E je rozkmit napätia pre 2.10 6 cyklov Δσ C je medza únavy pre 2.10 6 cyklov Lineárna lomová mechanika pripúšťame vznik a rozvoj trhlín pri dohliadacej činnosti (pri stanovení zvyškovej životnosti) a < a cr a je dĺžka trhliny od účinkov zaťaženia a cr je kritická dĺžka trhliny.

Roznos zvislého pohyblivého zaťaženia cez koľajové lôžko a jeho dopad na plech mostovky Zaťaženie normové STN 73 6203 Zaťaženie mostov Základný a ťažký zaťažovací vlak odvodené od UIC-71 Špeciálna zaťažovacia sústava EN 1991-3 Zásady navrhovania a zaťaženia konštrukcií, časť 3: Zaťaženia mostov dopravou model 71 (súčiniteľ α podľa zaťaženia traťového úseku) zaťažovacia sústava SW 12 typov prevádzkových vlakov na únavu skutočné (prevádzkové) záznamy o preprave systém IRIS N grafikon osobnej dopravy nákladné vlaky osobné vlaky

Roznos zaťaženia dopravou v priečnom smere Normový roznos 3,00 m STN 73 6203 Zaťaženie sa roznáša na šírku 3,00 m 4:1 4:1 Eurokód 1 Zaťaženie sa roznáša pod sklonom 4:1

Skutočný roznos zisťovaný na základe simulácií napätosti a pretvorenia koľ. lôžka MKP vplyvy, ktoré najviac ovplyvňujú roznos hrúbka koľajového lôžka pod podvalom, modul poddajnosti štrku v koľajovom lôžku a typ mostovky vplyv jej tuhosti. F 600 2600 1435 Betónový podval B - 91 S 100 kn 100 kn Koľajové lôžko (E=100MPa) 220 300 20 4500 Mostovkový plech

120 Reakcia v kontakte [kn] 100 80 60 40 20 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Skutočný roznos STN 73 6203 Eurokód 1 STN 73 6203 (+55%) Hrúbka koľajového lôžka pod podvalom (mm) 250 275 300 325 350 375 400 MKP model 4,12 4,11 4,03 4,03 4,02 4,01 4,00 STN 736203 Eurokód 1 (časť 3) 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 32,0% 31,9% 25,6% 25,6% 25,3% 25,2% 25,0% 2,73 2,74 2,75 2,76 2,78 2,79 2,80 33,8% 33,4% 31,8% 31,5% 30,9% 30,5% 30,0% Hrúbka koľajového lôžka pod podvalom (mm) 250 275 300 325 350 375 400 MKP model 81,91 80,67 79,83 79,02 77,88 76,91 76,30 STN 736203 STN 736203 (čl. 10c) Eurokód 1 (časť 3) 71,43 71,43 66,67 66,67 66,67 66,67 66,67-12,8% -11,5% -16,5% -15,6% -14,4% -13,3% -12,6% 110,72 110,72 103,34 103,34 103,34 103,34 103,34 35,2% 37,3% 29,5% 30,8% 32,7% 34,4% 35,4% 73,39 73,06 72,73 72,40 72,07 71,75 71,43-10,4% -9,4% -8,9% -8,4% -7,5% -6,7% -6,4%

Vplyv hrúbky koľajového lôžka pod podvalom Reakcia v kontakte (kn) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 250 325 400 Reakcia v kontakte (kn) 84 82 80 78 76 74 72 70 68 250 275 300 325 350 375 400 Hrúbka koľajového lôžka pod podvalom (mm) maximálna reakcia reakcia uprostred prieč. rezu Vplyv modulu poddajnosti štrku v koľajovom lôžku Reakcia v kontakte (kn) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 60 90 120 Reakcia v kontakte (kn) 82 80 78 76 74 72 70 68 60 70 80 90 100 110 120 Modul pretvorenia štrku v koľ. lôžku (MPa) maximálna reakcia reakcia uprostred prieč. rezu

A, A, A, A, Vplyv typu mostovky pod koľajovým lôžkom a) 600 7 x 500 = 3500 6000 80,000 c) 60,000 7 x 580 = 4060 600 40,000 b) 2900 20,000 6000 600 0,000 0,00 Tuhé podložie 1,00 2,00 Dolná ortotropna 3,00 mostovka 4,00 Horná ortotropna mostovka Dosko-roštový most Dosková mostovka - priečne stužená d) 600 1000 1000 1000

Priečny roznos zaťaženia - závery modely roznosu pohyblivého zaťaženia cez koľajové lôžko v priečnom smere uvedené v norme STN 736203 a EN 1991-3 nedostatočne vystihujú realitu so zväčšovaním hrúbky koľajového lôžka pod podvalom dochádza k rovnomernejšiemu roznosu pohyblivého zaťaženia cez koľajové lôžko na úrovni mostovkového plechu kvalita štrku v koľajovom lôžku je vyjadrená modulom poddajnosti. Čím je jeho hodnota vyššia, tým vyššie sú extrémne hodnoty reakcií v kontakte v miestach pod koľajnicou vzhľadom na porovnanie hodnôt reakcie v kontakte koľajového lôžka a mostovkového plechu pri posudzovaní vplyvu hrúbky koľajového lôžka pod podvalom a vplyvu modulu poddajnosti štrku v koľajovom lôžku, možno konštatovať, že uvedené dva vplyvy nemajú výrazný vplyv na únavové namáhanie mostovkového plechu medzi výstuhami z výsledkov parametrických je zrejmé, že vplyv tuhosti mostovky je najdominantnejším pre roznos pohyblivého zaťaženia cez koľajové lôžko na plech mostovky. Väčšia tuhosť mostovky spôsobí nerovnomernejší roznos pohyblivého zaťaženia, čím sa zväčší aj únavové namáhanie mostovky

Roznos zaťaženia dopravou v pozdĺžnom smere Normový roznos STN 73 6203 Eurokód 1 600 F=100kN F=100kN 280 25kN 50kN 25kN 25kN 50kN 25kN 300 28,41kN/m 85,23kN/m 56,82kN/m 58,14kN/m 116,28kN/m

Skutočný roznos zisťovaný na základe simulácií napätosti a pretvorenia koľ. lôžka MKP vplyvy, ktoré najviac ovplyvňujú roznos hrúbka koľajového lôžka pod podvalom, modul poddajnosti štrku v koľajovom lôžku a typ mostovky vplyv jej tuhosti. 600 F koľajnica S49 F koľajnica S49 300 podval B91S mostovkový plech koľajové lôžko podval B91S 1000

a) b) F=100kN F=100kN 47,24kN/m 98,86kN/m 9,40kN/m 81,42kN/m 48,56kN/m 18,52kN/m F=112,5kN F=112,5kN 205,36kN/m -9,77kN/m

Vplyv hrúbky koľajového lôžka pod podvalom Reakcia [kn/m] 120 90 60 30 0 Hrúbka koľajového lôžka pod podvalom 250 325 400 Vplyv modulu poddajnosti štrku v koľajovom lôžku 120,00 Reakcia [kn/m] 90,00 60,00 30,00 0,00 Modul poddajnosti štrku v koľajovom lôžku [MPa] 60 90 120

Vplyv typu mostovky pod koľajovým lôžkom

Pozdĺžny roznos zaťaženia - závery schémy roznosu zaťaženia vlakovou dopravou v pozdĺžnom smere uvedené v normách STN a EN nedostatočne vystihujú skutočný roznos zaťaženia. V skutočnosti je tvar roznosu zaťaženia ale aj jeho intenzita nepriaznivejšia z hľadiska únavového namáhania pri určitom postavení vlakovej súpravy dochádza pri roznose zaťaženia v pozdĺžnom smere ku odľahčeniu časti mostovkového plechu. Tento fakt je nepriaznivý z hľadiska únavového namáhania plechu mostovky. Pri výpočte podľa normových prístupov sa tento jav nevyskytuje väčšia hrúbka štrku v koľajovom lôžku pod podvalom má za následok rovnomernejší roznos pohyblivého zaťaženia v pozdĺžnom smere. Znižuje sa maximálna hodnota reakcie v kontakte koľajového lôžka a mostovkového plechu a zväčšuje sa dĺžka, na ktorú sa zaťaženie roznáša rovnomernosť roznosu zaťaženia cez koľajové lôžko ovplyvňuje tiež modul poddajnosti štrku v koľajovom lôžku. Čím je modul poddajnosti nižší tým je roznos zaťaženia rovnomernejší, čo má priaznivý vplyv na únavové namáhanie mostovkového plechu vplyv hrúbky koľajového lôžka pod podvalom a vplyv kvality štrku v koľajovom lôžku je výraznejší v pozdĺžnom smere roznosu ako pri priečnom roznose

Vplyv hrúbky mostovkového plechu a vzdialenosti plochých výstuh na únavovú životnosť ortotropnej mostovky žel. mostov parametrická štúdia model skutočného mosta overený experimentálnym meraním zjednodušený model časti mostovky dynamický výpočet nahradený statickým výpočtom (výsledky prenásobené dynamickým súčiniteľom) zmena hrúbky mostovkového plechu od 12 do 22mm s krokom po 2mm vzdialenosť pozdĺžnych výstuh od 375 do 550mm s krokom po 25mm

Osová vzdialenosť pozdĺžnych výstuh (e) Hrúbka mostovkového plechu (t) 12 14 16 18 20 22 375 31,25 26,79 23,44 20,83 18,75 17,05 400 33,33 28,57 25,00 22,22 20,00 18,18 425 35,42 30,36 26,56 23,61 21,25 19,32 450 37,50 32,14 28,13 25,00 22,50 20,45 475 39,58 33,93 29,69 26,39 23,75 21,59 500 41,67 35,71 31,25 27,78 25,00 22,73 525 43,75 37,50 32,81 29,17 26,25 23,86 550 45,83 39,29 34,38 30,56 27,50 25,00 vyhodnocovanie 48 rôznych modelov rovnaký sled zaťaženia (prevádzkové vlaky na únavu z EN 1991-3) Δ σ = σ σ max min

Vzdialenosť pozdĺžnych výstuh [mm] Vzdialenosť pozdĺžnych výstuh [mm] Priečne napätia pri výstuhe - rozkmit [MPa] Hrúbka mostovkového plechu [mm] 12 14 16 18 20 22 375 19,07 16,86 14,69 12,82 11,21 9,82 400 19,08 17,42 15,03 13,35 11,78 10,42 425 19,44 17,54 15,29 13,50 11,83 10,72 450 19,73 18,45 16,51 14,63 12,93 11,90 475 20,12 18,56 16,94 15,26 13,64 12,16 500 20,32 19,17 17,52 16,27 14,34 13,12 525 20,75 19,64 18,09 16,69 14,63 13,50 550 20,96 20,05 18,70 17,37 15,36 14,12 Priečne napätia medzi výstuhami - rozkmit [MPa] Hrúbka mostovkového plechu [mm] 12 14 16 18 20 22 375 12,65 11,05 9,50 8,19 7,09 6,21 400 12,69 11,40 10,10 8,86 7,86 7,05 425 13,22 12,20 10,93 9,63 8,44 7,41 450 13,37 12,39 11,15 9,91 8,78 7,94 475 13,68 12,80 11,85 10,58 9,54 8,40 500 13,99 13,10 12,37 10,87 10,05 8,86 525 14,39 13,97 13,01 11,83 10,83 9,71 550 14,57 14,24 13,56 12,31 11,38 10,21 25,00 20,00 Rozkmit napätia [MPa] 15,00 10,00 5,00 Pri výstuhe Medzi výstuhami 0,00 0 10 20 30 40 50 Pomer e/t

Vplyv hrúbky mostovkového plechu a vzdialenosti plochých výstuh na únavovú životnosť ortotropnej mostovky žel. mostov - závery Pri splnení normovej podmienky e / t 40 je rozkmit napätí v priečnom smere veľmi malý do 20MPa Rozhodujúcim bude rozkmit napätí v pozdĺžnom smere Rozkmity napätí v pozdĺžnom smere sú ovplyvnené polohou mostovky na moste horná mostovka dolná mostovka Výrazne sa prejavia napätia od spolupôsobenia mostovky s hlavným nosným systémom

Vplyv hrúbku mostovkového plechu doskoroštových žel. mostov a jeho prípadného vystuženia na únavovú životnosť Pri splnení normovej podmienky e / t 40 môže byť hrúbka mostovkového plechu až 25mm Vplyv zisťovaný na základe parametrickej štúdie (hrúbka mostovkového plechu od 16 do 22mm s krokom po 2mm) Model MKP neoverený meraním na skutočnej mostnej konštrukcii Zachované tie isté postupy a zjednodušenia ako pri modelovaní ortotropnej mostovky

Výsledky parametrickej štúdie Priečne napätia pri hlavnom nosníku - rozkmit Hrúbka mostovkového plechu [mm] 16 18 20 22 24 26 28 Vystužený plech 31,03 27,75 26,19 23,23 21,96 19,56 18,57 Nevystužený plech 46,35 44,26 41,39 39,06 36,08 33,77 30,97 Priečne napätia medzi hlavnými nosníkmi - rozkmit Hrúbka mostovkového plechu [mm] 16 18 20 22 24 26 28 Vystužený plech 21,97 19,75 17,49 15,17 13,67 11,83 10,77 Nevystužený plech 36,03 32,82 29,36 25,94 23,81 20,99 19,13 50,00 45,00 40,00 S pozdĺžnymi výstuhami Bez pozdĺžnych výstuh Rozkmit napätia [MPa] 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0 10 20 30 40 50 60 70 Pom er e/t Pri hlavnom nosníku Mezdi hlavnými nosníkmi Vyššie hodnoty rozkmitov napätí v priečnom smere mostovky ako pri ortotropnej mostovke

Experimentálne overenie modelu MKP tenzometrické meranie 27. 28. októbra 2004 sledované miesta prejazd 46 vlakových súprav 24 nákladných vlakov 12 expresných vlakov 8 osobných vlakov 2 špeciálne vlakové súpravy meracie zariadenie: SPIDER 8, tenzometre 6/120LY11 od firmy HBM spracovanie záznamu: software CatMan 4.0 L - Longitudinal strain gauge T - Transverse strain gauge

6,00 MPa Napätie v plechu medzi výstuhami - priečne 3,00 0,00-3,00-6,00 9,00 Napätie v plechu medzi výstuhami - pozdĺžne 6,00 3,00 0,00-3,00 0,00 Napätie na spodnej hrane výstuhy - pozdĺžne -5,00-10,00-15,00-20,00-25,00-30,00

Porovnanie výsledkov Napätie (MPa) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0 2 4 6 8 10 12 14 Čas (s) Priebeh napätia v pozdĺžnom smere (prípoj pozdĺžnej výstuhy na plech mostovky) Namerané Vypočítané Priebeh napätia v pozdĺžnom smere (plech mostovky medzi výstuhami) Napätie (MPa) 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 Čas (s) Namerané Vypočítané

Porovnanie prevádzkového a normového zaťaženia železničnou dopravou 12 typov prevádzkových vlakov v norme EN 1991-3 neexistuje bližší komentár ku vlakom ich radenie, geometria a nápravové tlaky nakoľko sú účinky normových prevádzkových vlakov porovnateľné s účinkami skutočných vlakov v prevádzke? experimentálne overenie simulácia na modeloch Simulácia prevádzkového zaťaženia vplyvová čiara sledovanej veličiny získaná z experimentálne overeného modelu vyhodnotenie vplyvovej čiary hodnoty sledovanej veličiny v čase sledovaná veličina = špička napätia v mieste pripojenia pozdĺžnej výstuhy na plech mostovky triediaca metóda Rain flow spektrá rozkmitov napätí histogramy napätí

Normové vlaky 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 25 20 15 10 5 0 0,94 1,88 2,83 3,77 4,71 5,65 6,59 7,54 8,48 9,42 10,36 11,30 12,25 13,19 14,13 15,07 16,01 16,96 17,90 18,84 Priebeh špičky priečneho napätia v plechu v mieste pripojenia výstuhy a spektrum rozmitov pre normový prevádzkový vlak - typ 1 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0,94 1,88 2,83 3,77 4,71 5,65 6,59 7,54 8,48 9,42 10,36 11,30 12,25 13,19 14,13 15,07 16,01 16,96 17,90 18,84 Priebeh špičky priečneho napätia v plechu v mieste pripojenia výstuhy a spektrum rozmitov pre normový prevádzkový vlak - typ 8

Prevádzkové vlaky 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 30 25 20 15 10 5 0 0,82 1,64 2,46 3,28 4,10 4,92 5,74 6,56 7,38 8,20 9,01 9,83 10,65 11,47 12,29 13,11 13,93 14,75 15,57 16,39 Priebeh špičky priečneho napätia v plechu v mieste pripojenia výstuhy a spektrum rozmitov pre skutočný vlak v prevádzke dlhý nákladný vlak 14 20 12 10 15 8 10 6 4 5 2 0 0 0,65 1,31 1,96 2,61 3,27 3,92 4,57 5,23 5,88 6,54 7,19 7,84 8,50 9,15 9,80 10,46 11,11 11,76 12,42 13,07 Priebeh špičky priečneho napätia v plechu v mieste pripojenia výstuhy a spektrum rozmitov pre skutočný vlak v prevádzke expresný vlak

Porovnanie účinkov normového a skutočného prevádzkového zaťaženia časový úsek = 1 týždeň početnosť vlakových súprav Typ vlaku Počet vlakových súprav Podľa Eurokódu 1 Skutočný Osobný 168 123 Expresný 70 122 Nákladný 231 164 Iný 0 2 Spolu 469 411 Norma EN 1991-3 predpokladá väčší počet hlavne nákladných vlakov (rozdiel 30%) Schémy nákladných vlakov sú zložené z lokomotív s tiažou 225kN na jednu nápravu, čo približne vystihuje skutočné lokomotívy pre nákladné vlaky na tratiach ŽSR Rovnaká nápravová sila je uvažovaná aj pre väčšinu nákladných vagónov v skutočnej prevádzke sú takéto nápravové sily od vagónov len výnimočné Skutočné nákladné vlaky v prevádzke dosahujú až dvojnásobnú dĺžku oproti normovým (väčší počet vagónov = väčší počet náprav = väčší počet napäťových kmitov)

Histogram spektra rozmitov napätí pre prevádzku za 1 týždeň 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 20,50 19,48 18,45 17,43 16,40 15,38 14,35 13,33 12,30 11,28 10,25 9,23 8,20 7,18 6,15 5,13 4,10 3,08 2,05 1,03 Početnosť kmitov Rozkmit napätia [MPa] Eurokód 1 Skutočnosť

Závery Priebežné koľajové lôžko významne ovplyvňuje roznos prevádzkového zaťaženia na mostovku. Normový roznos zaťaženia nedostatočne vystihuje skutočný roznos. Extrémne hodnoty pre únavové hodnotenia predstavujú nielen jej maximálne ale aj minimálne veľkosti. Bol preukázaný výskyt striedavého namáhania plechu medzi pozdĺžnymi výstuhami. Rozdiel medzi normovým prístupom a skutočnosťou je aj v predpokladanom zaťažení mostov a ich mostoviek. Extrémne hodnoty nápravových síl vlakov sa viac menej zhodujú, avšak v skutočnosti je početnosť náprav vlakových súprav omnoho vyššia. To má za následok väčší počet cyklov namáhania ako predpokladá norma. Na rozdiel oproti ortotropnym mostovkám mostov pozemných komunikácií, kde dominuje únavový účinok na plech mostovky medzi pozdĺžnymi výstuhami (v priečnom smere mosta), pri mostoch s koľajovou dopravou je z hľadiska únavy významnejší pozdĺžny smer. Ide hlavne o miesta spolupôsobenia mostovky s hlavným nosným systémom. V rámci tejto dizertačnej práce boli načrtnuté a riešené len niektoré problémy oceľových mostov s priebežným koľajovým lôžkom. Nakoľko dochádza k neustálemu zvyšovaniu rýchlosti na železničných tratiach, zväčšovaniu nápravových síl vagónov a používaniu vysokopevnostných ocelí bude treba čoraz viac sledovať únavové procesy na takýchto typoch konštrukcií. Táto práca má byť príspevkom k veľmi aktuálnej riešenej problematike.