Konverze evropské normy EN 1993 - 2 Ocelové mosty

Anotace

Cílem příspěvku je obeznámit technickou veřejnost se současným stavem konverze EN 1993 -2 Ocelové mosty. Autor je kontaktní osobou se zpracovatelským týmem normy za ČR. Je podán přehled o celkové koncepci EN a stavu jejich konverze, je prezentována práce zpracovatelů normy a způsob jejich kontaktu s národními skupinami, je podán přehled vývoje normy na základě připomínek členských zemí a je podán stručný popis posledního návrhu této norma a její odlišnosti od předběžného, u nás přeloženého znění.

1.Úvod

O koncepci a vývoji evropských norem byl již čtenář mnohokráte informován v odborném tisku a na různých konferencích. O posledním vývoji těchto norem ve stavu přechodu od předběžných norem P ENV k normám EN ( Evropské normy) pojednávají podrobně[1] a [2]. Omezím se proto jen na krátké připomenutí některých skutečností, nutných pro porozumění dalšího výkladu a zaměřím se podrobně na mostní normu.

Začlenění našeho systému technické standardizace do evropského systému započalo přijetím ČR k 1. 4. 1997 za plnoprávného člena CEN (Comité Européen de Normalisation). Eurokódy jsou v současné době zavedeny v ČR jako soubor předběžných norem ČSN P ENV. V letošním roce nastartoval proces konverze základních ocelářských norem P ENV na EN. Národní vydání prvních částí EN a to ČSN EN 1990 a ČSN EN 1991-1-1 se předpokládají v r. 1993, ostatní , mezi nimi i mostní normy pak v r. 1994. Po období společné platnosti evropských a národních norem se národní normy pře-stanou obnovovat. Hierarchické uspořádání jednotlivých článků EN je v podstatě rozčleněno do dvou skupin a to na zásady a aplikační pravidla. Zásady obsahují elementární, závazné principy, aplikační pravidla doporučují metody, jak tyto principy naplnit. Pokud navrhovatel konstrukce použije alternativní pravidla, požaduje se od nich, aby byla zajištěna stejná spolehlivost,a,bezpečnost jako při použití EN.

Při konverzi na EN se přihlíží k národním připomínkám a k podmínkám spolupráce, k odezvě uživatelů a k redakční jednotnosti a návaznosti celého systému EN. V současné době jsou P ENV doplněny národními aplikačními dokumenty (NAD), respektujícími národní zvláštnosti a zajišťujícími plynulý přechod k dosud používaným národním normám. Při konverzi na EN budou NAD nahrazeny národními přílohami NA (Natianal Annex). Jednotlivé EN se tedy budou skládat z vlastního textu normy včetně příloh a z NA. Ty budou obsahovat národně stanovené parametry spolehlivosti NDT (National Determined Parameters) podle národních podmínek, výběr alternativních postup u navrhování a specifické geografické a klimatické údaje. NP nesmí měnit nebo upravovat zásady EN. Národní přílohy jednotlivých členských států budou uvedeny na internetových stránkách Eurokódů . Předpokládá se , že budou přeloženy do základních jazyků EN, tj. do jazyka anglického, francouzského a německého. Před přijetím do souborů národních norem bude třeba ověřit, zda přijetím Eurokódů nebude snížena bezpečnost a spolehlivost navrhovaných staveb a zda nedojde k neúměrnému nárůstu nákladů. Konverze Eurokódů probíhá třemi stadii a to:

• Jednoleté období překladu EN do národních jazyků.
• Dvou až tříleté období verifikace a tvorby NP.
• Přibližně tříleté období ekvivalentní platnosti národních předpisů a EN včetně NA.

2. Proces konverze mostní normy

Evropská mostní norma je částí normy pro navrhování ocelových konstrukcí. Její předběžná verze z r. 1997 byla přeložena do českého jazyka a byla vydána Českým normalizačním institutem jako česká verze PENV 1993-2: 1997 se statutem české předběžné normy. Pro technickou veřejnost o ní byla podána informace na konferenci "Železniční mosty - správa a údržba" v r. 1997 [4]. S prací na konverzi z PENV na EN bylo započato v r. 2000. Zpracováním normy byl pověřen projekční tým pod vedením Prof. G. Sedleceka z Univerzity v Cáchách. Současně s mostní normou zpracovává tento tým konverzi následujících norem, které spolu vzájemně souvisí:

• EN 1993-1-5 Prvky plošných konstrukcí
• EN 1993-1-11 Návrh konstrukcí s prefabrikovanými taženými komponenty

Styk řešitelského týmu s národními skupinami je zajištěn prostřednictvím národních kontaktních osob NTC (National Technical Contacts). V první fázi konverze byly připomínkovány na národních úrovních předběžné normy PENV. Na základě připomínkového řízení byl vytvořen první návrh, který byl dán do připomínkového řízení v r. 2001. Připomínky byly projednány na společné poradě řešitelského týmu s NTC dne 27. 9. 2001 v Bruselu. Za ČR se této porady zúčastnil autor tohoto příspěvku. Hlavní závěry z této porady byly u následující:

• Pro navrhování konstrukcí se v budoucnu budou moci výhradně používat jen ty národní normy, do kterých budou implementovány EN-Eurokódy. Jako příklad byl uveden postup, odsouhlasený ministerstvem dopravy v Německu. Aby se usnadnilo užívání ENV spolu s NAD, byly vypracovány směrnice DIN-Fachberichte (celkem 5), obsahující všechny předpisy, vztahující se k mostům, rozptýlené do různých Eurokódů a NAD. Tyto DIN-Fachberichte jsou doplněny dalšími vyhláškami, usnadňujícími porozumění těchto předpisů a příklady výpočtů .Tyto směrnice budou testovány na návrhu 10 mostů . Zkušenosti tak získané budou využity při konverzi EN a k inovaci DIN-Fachberichte, která bude platit až do doby, než bude plně nahrazena národní normou s implementací Eurokodu.
• EN 1993-2 bude obsahovat jen doplňující pravidla k EN 1993-1 s úzkou návazností na její části 1-1, 1-5, 1-8, 1-9, 1-10 a 1-11.
• Mimořádně je důležitá role NTC, aby bylo zajištěno hladké přijetí EN na národních úrovních.

Na základě připomínek k prvnímu návrhu byl projekčním týmem zpracován druhý návrh, který byl prostřednictvím internetu dán NTC k připomínkám v září r. 2002. O připomínkování tohoto návrhu v ČR byly požádány význačné projekční a výrobní organizace a osobnosti, zabývající se návrhy ocelových mostů . Odezva na tuto výzvu však byly velmi slabá. Byly proto řešitelskému týmu poslány připomínky NTC a Institutu ocelových konstrukcí. Projekční tým původně zamýšlel zpracovat dvě alternativy tohoto návrhu a to jednu rozsáhlou, přebírající veškerá ustanovení ze základních a návazných norem a jednu stručnou, navazující na tyto normy prostřednictvím odkazů. Od rozsáhlé varianty bylo upuštěno, protože jejich konverze nebyly ještě dokončeny.

Projednávání připomínek ke 2. návrhu se uskutečnilo na společné pracovní poradě řešitelského týmu a NTC ve dnech 16. - 20. 10. 2002. Na této poradě z důvodu nedostatku finančních prostředků neměla ČR zastoupení. Jednání směřovalo ke kompletizaci finálního návrhu. Hlavní závěry této porady jsou následující:

• Hlavní důraz byl kladen na: eliminaci chyb, na korekci struktury dokumentu pokyny k vypracování NDP.
• Písemně vypracované připomínky budou projednány na pracovní poradě dne 13. 12. 2002.
• Konečný návrh bude zpracován do konce roku 2002.

3. Rozdíly mezi předběžným návrhem a EN

Proti P ENV [3] je EN [5] stručnější s množstvím odkazů na základní a související normy. Základní část má jiné uspořádání kapitol.

V úvodní části jsou striktně vymezeny články, ke kterým se umožňuje národní volba formou poznámek v Národní příloze. Proti P ENV je tato volba daleko bohatší, (např. volba detailů pro zajištění trvanlivosti mostů, stanovení intervalů prohlídek, atd.).

Propracovanější jsou specifické požadavky na materiál, zejména na lomovou houževnatost (způsob zkoušky, minimální teplota).

Samostatná kapitola je věnována strukturální analýze (kap. 5), která předchází kapitolám, věnujícím se meznímu stavu únosnosti a použitelnosti. Velká pozornost je věnována modelování konstrukcí. Kromě přesných počítačových modelů se připouští i použití zjednodušených výpočetních modelů a výpočetních postupů . Jsou uvedeny přibližné vzorce pro stanovení ohybových momentů podle teorie II. řádu.

Imperfekce pro globální analýzu nejsou zvlášť uvedeny, ale jsou stanoveny odkazy na základní normu.

K větším změnám v hlavní části došlo v důsledku návaznosti na prEN 1993-1-5, kde došlo k novému systému číslování a včlenění nové sekce 10 s novou alternativní metodou výpočtu vlivu boulení u čtvrté průřezové skupiny transformací na 3. skupinu zavedením snížené návrhové pevnosti. Pro mezní stav únosnosti se tedy připouští kromě koncepce spolupůsobící šířky ještě koncepce redukce návrhové pevnosti v souhlase s EN 1993-1-5. Větší pozornost je věnována kroucení a vlivu deformace příčného řezu ( kap. 6.2.7).

Pro kombinované namáhání tlaku a ohybu je proti PENV návrat k interakčním vztahům.

V kapitole, pojednávající o mezním stavu použitelnosti (kap. 7) jsou uvedeny podmínky, kdy je možno zanedbat vliv dýchání tenkých stěn.

Propracovanější je kapitola, zabývající se únavou deskových ocelových mostovek. Jsou uvedeny detaily s uvedením citlivých míst a modely pro výpočet na únavu.

Proti prvnímu návrhu došlo k totální změně skladby příloh. Příloha A obsahuje technické požadavky na uložení konstrukcí. Navazuje na EN 1337-1 a také na prEN 1991-1-5 "Tepelné účinky", obsahující návrhové hodnoty silových a deformačních tepelných účinků na ložiska. Zde uvedená výpočetní metoda je použitelná jak pro posuvná, tak i elastomerová ložiska. Bylo by užitečné doplnit navrhované výpočetní postupy příklady. Příloha B obsahuje technické požadavky na mostní závěry. Obzvlášť významná je příloha C, obsahující doporučení pro konstruování detailů ocelových deskových mostovek s ohledem na únavu. Tato příloha byla vypracovaná ve formě doporučení na základě úzké spolupráce mezi TU Delft, ministerstvem dopravy Německa a výrobci. Obráží současný stav možností výrobců a úrovně poznání pro zajištění požadované návrhové životnosti a trvanlivosti mostních konstrukcí při těžkém provozu. Tato příloha byla dlouhodobě testována při realizaci velkého počtu zakázek . Není dořešena otázka hospodárnost použití této přílohy pro lehký provoz, kdy účinky na konstrukční detaily jsou mnohem mírnější. Protože projekčnímu týmu nebyly dostatečně známy zkušenosti s navrhováním deskových ocelových mostovek v ostatních zemích, byla tato příloha zpracována formou doporučení, aby se tak vytvořil v národních přílohách prostor pro zapracování národních zkušeností.

4.Závěr

Konverze EN 1993 -2 Ocelové mosty je v současné době v poslední fázi připomínkového řízení. Dokončuje se konečný návrh , který bude příští rok muset proběhnout schvalovacím řízením na národních úrovních. Proti PENV došlo ke značným změnám, zejména z důvodů návaznosti na další návazné normy. Po schvalovacím řízení bude třeba před přijetím do souborů národních norem přeložit normu do národních jazyků a zpracovat Národní přílohu NA. K tomu bude zapotřebí zaktivizovat pracovní skupinu na národní úrovni a ze strany zainteresovaných pracovišť, zejména budoucích uživatelů normy, pro které bude závazná, věnovat tomuto problému náležitou pozornost.

Tento příspěvek byl zpracován v rámci výzkumného záměru Interakce dopravních prostředků a dopravní cesty

Literatura
[1] Karbanová,B. Školení Eurocodes 0+1.2. Zpravodaj 8/2 str. 23-25
[2] Melcher, J.: K zahájení závěrečné fáze konverze ocelářských norem ENV na EN. In: Sborník 40. celostátní konference OK Hustopeče 2002. Vydala Pobočka: Mostárna Hustopeče, a.s., str. 5-7
[3]ČSN PENV 1993 - 2 : Navrhování ocelových konstrukcí-Část 2: Ocelové mosty. Vydal Český normalizační institut, Praha 1999
[4] Šertler, H.: Nová evropská norma pro navrhování ocelových mostních konstrukcí PENV 1993 - 2. In: Železniční mosty - správa a údržba. Sborník z konference. Vydal SUDOP Praha a.s. ve spolupráci s ČD r. 1997
[5] prEN 1993-2 Eurocod 3: Design of steel structures. Part 2" Steel bridges . 2. návrh 2. 9.1.2002

zpět na seznam