Mosty na vysokorychlostní trati Ebensfeld-Lipsko, část II.

obr. 3	Fotogalerie...

Alternativní návrh 1:
Pro přemostění mělkého údolí je z architektonického hlediska lepší volit nižší
mostovku, menší rozpětí polí a štíhlé podpory. V tomto duchu vznikl alternativní
návrh č. 1 (obr. 2b, 3b, 4a+c).
Jedná se o řadu sdružených rámů délky 112 m s rozpětími 1,5+24,0+24,5+6+6+24,5+
+24,0+1,5 m. Mostovka je tvořena dvojtrámem z předpjatého betonu o konstrukční
výšce h=1,98 m. Spodní stavba je tvořena ocelobetonovými spřaženými kruhovými
sloupy průměru D≈0,8 m monoliticky spojenými s mostovkou. Přenos brzdných
a rozjezdových sil je realizován zavětrovacím blokem uprostřed rámu sestávajícím
ze tří sloupů a ocelových diagonál. Tuhost v příčném směru je zajištěna zavětrováním
krajních sloupů. Na celém mostu nejsou žádná ložiska ani dilatace kolejnic.Alternativní návrh 2:
Nevýhodou alternativního návrhu č. 1 byla poměrně vysoká cena ocelobetonových
podpěr. Jelikož byl v rámci územního řízení schválen betonový most, panovaly obavy,
že by změna na most ocelobetonový mohla být právně napadnutelná. Proto byl
vytvořen alternativní návrh č. 2, který nahradil ocelobetonové sloupy betonovou spodní
stavbou (obr. 3c, 4b+d). Ztužení v podélném směru bylo vytvořeno dvěma sloupy
s náběhy, které se v dolní části spojují. Obdobné je i ztužení v příčném směru (obr. 4).
Tato varianta byla nakonec vybrána k realizaci. Most má délku L=1001 m a sestává
z 8 vnitřních rámů délky 112 m a dvou krajních rámů délky 52,5 m. Konstrukční výška
činí h=2,08 m a průměr sloupů D=1,0 m.
Most Massetalbrücke
Massetalbücke je betonový obloukový most délky 385 m, rozpětí oblouku činí 165 m
a jeho vzepětí 44 m (obr. 5). Mostovka je spojitý komůrkový nosník z předpjatého
betonu výšky 3,6 m s pevným bodem na jedné opěře a dilatací kolejnic u druhé opěry.
Oblouk se betonuje na pevné skruži, mostovka se bude provádět vysouváním.Most Grubentalbrücke
Grubentalbrücke je obloukový most o celkové délce 215 m (obr. 6). Původní návrh
předpokládal rozdělení mostovky dvěma vnitřními spárami na tři spojité nosníky
50 + 90 + 75 m bez použití dilatace kolejnic. Mostovkou měl být komůrkový nosník
výšky 2,7 m. V současné době se ale návrh přepracovává na integrovaný most beze
spár s monolitickým spojením vrchní a spodní stavby. Dojde tak ke zmenšení výšky
mostovky a rozměrů pilířů jakož i ke zrušení ložisek a přechodových konstrukcí.Most Wohlrosetalbrücke
Jedná se o standardní řešení dle rámcového projektu DB (obr. 7). Most sestává
z 5 prostých komůrkových nosníků výšky 2,7 m o rozpětích 25,5 + 3x 33,0 + 25,0 m.
Most je zajímavý snad jen svým špatným dynamickým chováním a sklonem
k rezonanci, které je ilustrováno dále (obr. 9).Dynamická analýza vysokorychlostních mostů
U vysokorychlostních mostů hraje velkou roli jejich dynamické chování. U mostů
pro rychlost ≥ 200 km/h je vždy nutné provést dynamický výpočet. Je nutné prokázat,
že nedojde ke ztrátě kontaktu mezi kolem a kolejnicí, a zjistit skutečný dynamický
součinitel. Kriteriem pro dostatečný kontakt kolo - kolejnice je omezení svislého zrychlení
mostovky na ±5 m/s² u pevné jízdní dráhy, resp. ±3,5 m/s² u štěrkového lože.
Pro simulaci vysokorychlostních vlaků je definovámo 10 zatěžovacích modelů
HSLM A-01 až A-10, které zohledňují současné i budoucí vysokorychlostní vlaky
v Evropě. V rámci dynamického výpočtu se simuluje průjezd těchto vlaků do rychlosti
360 km/h v krocích po 10 km/h. Pro mezní stav únavy se přitom zohledňují jen rychlosti
v rozmezí 10% od plánované provozní rychlosti, v daném případě 270 - 330 km/h.
Výpočet se provádí zpravidla přímou časovou integrací. Maximální vnitřní síly
z dynamického výpočtu se srovnávají s vnitřními silami od statického modelu LM 71
včetně dynamického součinitele a vetší z obou hodnot se použije pro dimenzování.Pro Gänsebachtalbrücke to je ilustrováno na obr. 8. V diagramu jsou znázorněny
maximální a minimální ohybové momenty ve středu pole od jednotlivých modelů HSLM
pro rychlosti od 200 do 360 km/h a taktéž od statického modelu LM 71. Je patrné, že
pozitivní moment od modelu LM71 je překročen pouze vlakem HSLM A10 při rychlosti
340 km/h. Tento moment se použije při dimenzování v mezním stavu únosnosti.
Pro posouzení na únavu je určující model LM 71. Pokud jde o negativní moment,
přesahuje moment z dynamického výpočtu značně statický moment od LM 71.
Dynamická analýza prokázala příznivé dynamické chování mostu. Došlo pouze
k nepatrnému zvýšení vnitřních sil oproti statickému výpočtu a mezní hodnoty zrychlení
mostovky nebyly zdaleka překročeny.
Zkušenosti s jinými mosty na této trati ukázaly, že ne vždy je dynamické chování tak
příznivé. Příkladem je most Wohlrosetalbrücke (obr. 7). Na obr. 9 je znázorněn časový
průběh ohybového momentu ve středu pole od modelu HSLM-A10 při rychlosti
320 km/h. Je zde patrná výrazná rezonance. Během průjezku vlaku (cca 4,5 s) se
moment neustále zvyšuje a poté jen zvolna klesá. Pozitivní dynamický moment
dosahuje téměř dvojnásobku statického momentu od LM71. Negativní moment (tah
horních vláken), který je u statického výpočtu na prostém nosníku nulový, dosahuje při
rezonanci téměř hodnot pozitivního momentu. Tento průběh vnitřních sil má značný vliv
na dimenzování předpětí. Jelikož se dynamický výpočet prováděl až v rámci
prováděcího projektu, nebylo už možné konstruční řešení mostu změnit, ačkoliv by
řešení mostovky jako spojitý nosník nebo rám bylo z hlediska dynamiky, estetiky
i celkových nákladů výhodnější.Na základě zpracovaných projektů vysokorychlostních mostů je patrná tendence, že
dynamické chování integrovaných mostů je většinou výhodnější než dynamika
prostých nosníků. Dynamická odezva je však u každého mostu jiná, a tak se tato
zkušenost nedá generalizovat. Dynamická analýza by se proto měla provádět již
ve stadiu návrhu mostu, kdy je ještě možné jeho konstrukci vhodně upravit.
Literatura:
[1] Schlaich, J.; Schmitt, V.; Marx, S. a kol.: Leitfaden Gestalten von
Eisenbahnbrücken, DB Netze, 2008,
[2] Buba, R.; Scholz, M.: Mosty na vysokorychlostní trati Nürnberg - Ingolstadt,
13. konference Železniční mosty a tunely, 2008,

Fotogalerie:

Obr. 3 Příčný řez a) původní rámcový projekt, b) alternativní návrh č. 1, c) alternativní návrh č. 2

Obr. 4 Gänsebachtalbrücke, pohled a vizualizace prostřední části, a+c) alternativní návrh č. 1,
b+d) alternativní návrh č. 2
Obr. 5 Massetalbücke – pohled
Obr. 6 Grubentalbrücke – pohled (původní návrh)
Obr. 7 Wohlrosetalbrücke – pohled
Obr. 8 Gänsebachtalbrücke. Maximální a minimální ohybové momenty ve středu pole z dynamického
výpočtu (modely HSLM A1-10) a od statického modelu LM 71
Obr. 9 Wohlrosebrücke. Dynamická analýza, průběh ohybového momentu ve středu pole od modelu
HSLM-A10 při rychlosti 320 km/h.