 |
| Úvodní strana |
|
| Firmy |
|
| Výrobky |
|
| Články |
|
| Schválené systémy |
|
| Literatura a časopisy |
|
| Konference |
|
| Železniční mosty a tunely |
|
| Hydroizolace a vozovky na mostech |
|
| Výrobky pro dopravní infrastrukturu |
Navrhování železničních mostů podle evropských noremHrdoušek Vladislav, Stavební fakulta ČVUT v Praze ÚvodemSoustava předběžných evropských norem (ENV) umožňuje navrhovat všechny mostní konstrukce podle mezních stavů. Tyto normy byly zavedeny do soustavy ČSN a platí souběžně s normami pro navrhování podle ČSN 73 6203, 05,06 a 07. Pro betonové mosty je možné nyní použít dvou metodik a to jak metodiku dovolených namáhání, tak metodiku mezních stavů. V současné době evropské normalizační komise pracují na konverzi ENV na EN. Všeobecné zásady pro navrhování jsou uvedeny v ENV 1991-1, která po konverzi ponese označení EN 1990 a která bude obsahovat přílohu A2 pro mosty. Obdobně se připravuje i konverze ostatních předběžných evropských norem. Součástí každé ENV, přijaté do soustavy ČSN, je NAD (Národní aplikační dokument), který v povoleném rozsahu upravuje znění některých článků na podmínky ČR. K EN budou připojeny NP (Národní přílohy), které budou mít obdobné poslání. Pro členské země CEN (Česká republika je členem od roku 1998) je zavedení těchto dokumentů povinné. Zatížení železničních mostůJednotlivá zatížení jsou definována v samostatných ENV, ve kterých je vždy část, týkající se mostů, zatímco v dosavadní ČSN 73 6203 jsou uvedeny všechny druhy zatížení, týkající se mostů. Pro zatížení vlastní tíhou a ostatními zatíženími stálými platí ENV 1991-2-1 (73 0035), kde je stanovena objemová hmotnost oceli 77 kN/m3 a obyčejného betonu v rozmezí 20 až 28 kN/m3. Objemová tíha vyztuženého betonu (železobeton i předpjatý beton) se stanoví jako objemová tíha obyčejného betonu zvětšená o 1 kN/m3, tzn. že lze jednotně uvažovat 25 kN/m3. V tab. 4.2 této normy jsou uvedeny objemové tíhy materiálů svršku mostů, omylem je tam uváděna tíha železničního svršku se štěrkovým ložem v kN/m2, správně má být v kN/m. Zatížení větrem je definováno v ENV 1991-2-4 (73 0035) a stanoví se ze vzorce
v závislosti na referenčním tlaku větru (qref), vlivu terénu a výšky konstrukce nad zemí (tzv. součinitel expozice ce(ze)), dynamickém součiniteli (cd), aerodynamických silách (součinitel cf ) a referenční ploše (Aref). Mostům je věnován odst. 10.11. Zatížení teplotou je definováno v ENV 1991-2-5 (73 0035), kde jsou v kap. 6 mosty rozčleněny na tři skupiny:
Požadavky této normy jsou obdobné jako ve stávající ČSN 73 6203. Zatížení při provádění je obsahem ENV 1991-2-6 (73 0035). Během výstavby mostu se má přihlédnout např. k zatížení přemístitelnou skládkou stavebního materiálu a prefabrikovanými dílci, k vodorovné síle vnášené do pilíře při vysouvání konstrukce, k účinkům jeřábů, výtahů, k účinku pádu zavěšeného břemena apod. Zatížení během provádění se mají uvažovat jako dočasné nebo mimořádné návrhové situace. Mimořádná zatížení od nárazů vozidel jsou obsahem ENV 1991-2-7 (73 0035) a v ENV 1991-3 (73 6203) jsou uvedena mimořádná zatížení od vykolejení vozidel na mostě nebo pod mostem a při přetržení trakčního vedení. Zatížení mostů dopravou obsahuje ENV 1991-3 (73 6203). Ustanovení této normy platí pro stanovení účinků zatížení pro železniční tratě normálního a širokého rozchodu. V kap. 6 jsou definována zatížení svislá (pohyblivá) vlakem-model 71 (stejný vlak jako UIC v ČSN 73 6203), modely SW (těžká železniční doprava) a "nezatížený" vlak. Těžší nebo lehčí doprava se vyjadřuje násobením modelů "71" a SW součinitelem a, který má hodnoty od 0,75 do 1,33. Pro železniční mosty v ČR jsou tyto součinitele upřesněny v NAD. Dynamické účinky se pro rychlosti vlaků do 220 km/hod. stanoví obdobně jako v ČSN. Rozlišuje se však pečlivě udržovaná a normálně udržovaná kolej (stejný vzorec jako v ČSN; podle ENV je však maximální možná hodnota 2,00, podle ČSN 1,80). Rozjezdové a brzdné síly uvedené v ENV 1991-3 (73 6203) jsou definovány jednodušeji a jejich aplikace do podélných zatížení je řešena v čl. 6.5.4 ENV 1991-3 (73 6203) podle úpravy koleje, uspořádání konstrukce, dilatací koleje a nosné konstrukce. Nově jsou uvedeny v kap. 6.6 ENV 1991-3 (73 6203) účinky tlakové vlny projíždějícího vlaku na konstrukce stojící v blízkosti trati. Kombinace zatíženíKombinace zatížení vycházejí ze vztahů formulovaných v ENV 1991-1 (73 0035). V mezních stavech únosnosti jsou kombinace zatížení pro trvalé a dočasné návrhové situace obecně definovány
pro mimořádné návrhové situace kde
Pro mimořádné návrhové situace jsou pro všechny účinky zatížení působící nepříznivě součinitele g = 1,00. V mezních stavech použitelnosti jsou kombinace zatížení uvedené v ENV 1991-1 (73 0035) (charakteristická, častá a kvazistálá) doplněny ještě kombinací občasnou (viz ENV 1991-3 (73 6203)). Navrhování a posuzování mostůPro navrhování a posuzování betonových mostů platí předběžná evropská norma ENV1992-2 (73 6208), která navazuje na ENV 1992-1-1 (73 1201) a pro ocelové a ocelobetonové mosty platí ENV ENV 1993-2 (73 6205), ENV 1994-2 (73 2089), které navazují na ENV 1993-1-1 (73 1401)a ENV 1994-1-1 (73 2089). O předběžných evropských normách pro ocelové a spřažené ocelobetonové mosty bylo pojednáno již na konferenci o železničních mostech v roce 1997 [1]. Při návrhu betonových mostů je nutné nejdříve zařadit konstrukci do kategorie A až E podle ENV 1992-2 (73 6208), tab.4.118. Podle příslušné kategorie se potom uplatní jiná (jinak přísná) kombinace zatížení při posouzení dekomprese (snížení tlakového napětí až na nulu v provozním stavu) a šířky trhlin. Velmi přibližně lze říci, že kategorie A odpovídá “plnému“ předpětí podle ČSN 73 6207, kategorie B “omezenému“ a kategorie C “částečnému“ předpětí. Z této podmínky je možné navrhnout předpětí konstrukce. Přitom v MSP nemají být překročeny přípustné hodnoty napětí ve vybraných kombinacích:
ENV 1992-1-1 (73 1201) požaduje, aby byla v mezních stavech použitelnosti uvažována náhodná proměnlivost předpětí v rozmezí +/- 10%, což vede k nezanedbatelnému nárůstu spotřeby předpínací výztuže. Zvýšená pozornost je věnována správnému návrhu výztuže z hlediska šířky trhlin. Z tohoto důvodu je nutné uvést do souladu průměr a napětí v betonářské výztuži ss, podle následující tabulky (spojená tab. 4.120 a 4.121 ENV1992-2 (73 6208)):
Návrhové (výpočtové) pevnosti materiálů se stanoví ze zaručené pevnosti betonu a meze kluzu oceli, redukované dílčími součiniteli materiálu (pro beton gc =1,5, pro ocel gs = gp = 1,15. Modely zatížení na únavu, posouzení na únavuPodle skladby standardní dopravy se vybere typ vlaku, pro který se provede posouzení konstrukce na únavu. Dynamické účinky se zohlední redukovaným dynamickým součinitelem. Posouzení na únavu betonářské a předpínací výztuže se provádí podle obecného vztahu
a lze použít z ENV1992-2 (73 6208) Přílohu A, kde Dgs,equ = lDss,71. Součinitel l vyjadřuje vliv rozpětí konstrukce, skladby a objemu dopravy, návrhové životnosti mostu a počtu kolejí. Přípustné rozkmity napětí betonářské nebo předpínací výztuže DsRsk jsou uvedeny v ENV1992-2 (73 6208), kde jsou uvedena i další kritéria pro posouzení betonu na únavu. Porovnávací výpočetPorovnávací výpočet byl proveden pro spojitý železniční most o třech polích rozpětí 22,0 + 26,0 + 22,0 m. Příčný řez a rozpětí hlavního pole odpovídá novému železničnímu mostu, který je v současné době realizován na přeložce trati Březno u Chomutova – Chomutov (viz také následující příspěvek). Předmětem výpočtu je ověření základních rozměrů průřezu a návrh předpínací výztuže, proto je konstrukce posouzena pouze v provozním stavu a při namáhání ohybem. Přehled charakteristických hodnot ohybových momentů od jednotlivých zatížení i od kombinací zatížení podle ČSN a ENV:
ČSN Návrh předpínací výztuže podle ENV: Pro účely tohoto příkladu byly navrženy průběžné zvedané kabely na celou délku nosné konstrukce, napínané symetricky (postupně z obou stran).
Při posouzení podle ENV se musí uvažovat horní charakteristická hodnota předpínací síly (1,10 násobek střední hodnoty) a dolní charakteristická hodnota předpínací síly (0,90 násobek střední hodnoty). Návrh předpínací výztuže podle ČSN:
Posouzení podle ENV- konec životnosti, horní charakteristická hodnota předpínací síly:
Posouzení podle ENV- konec životnosti, dolní charakteristická hodnota předpínací síly:
Posouzení konstrukce podle ČSN - konec životnosti
Poznámka:
Shrnutí a závěr
Práce spojené s přebíráním evropských norem jsou podporovány výzkumným záměrem CE S 04/98: 20000001
[1] Šertler H.: Nová evropská norma pro navrhování ocelových mostních konstrukcí. In: Železniční mosty, správa a výstavba. Sborník konference Železniční mosty, Praha 1997 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN 1213-6395 | Tiráž | RSS | © 2000-2008 MOSTY.CZ, vyrobil: nexum Trilog |