Bezstyková kolej na Znojemském viaduktu, část II.

obr. 4	Fotogalerie...

Koncová přepážka je na obou koncích mostu navržena jako tuhá a jsou na ní uloženy podkladnice pro pevnou jízdní dráhu. Uložení na přepážku bylo nutné pro zachování požadované rozteče
kolejnicových podpor. Navrženy byly podkladnice Vossloh DFF300-1. Tyto podkladnice mají pružnou podložku, která při uložení na pevný podklad nahrazuje tuhost kolejového lože a tlumí tak
dynamické účinky. Výhodou je,že tyto podkladnice umožňují výškovoua směrovou rektifikaci polohy koleje a nejedná se tedy o geometricky zcela pevně definovaný bod. V těchto podkladnicích
jsou kolejnice uloženy kluzně.Velmi záleží na tom, je-li kolej nezatížená, zatížená staticky, nebo dynamicky – v těchto případech se kontaktní parametry a součinitel tření výrazně mění. Podle
dostupné literatury a doporučení odborníků jsme namodelovali kolejový rošt a kolejové
lože. Jako proměnný parametr jsme zvolili (dynamický) součinitel tření mezi kolejovým
ložem a povrchem mostovkového žlabu. Cílem výpočtu nebylo zjištění rozdělení účinků
na přepážku v příčném řezu, model byl proto sestaven zjednodušeně ve 2D. 2D model
byl v tomto případě postačující, protože most je v přímé a převádí pouze jednu kolej.
Problémem zůstalo kombinování jednotlivých účinků – zejména změn teplot
a brzdných sil. Kombinace pro nelineární výpočet bylo nutno sestavovat na stranu
bezpečnou, protože součinitele tření jsou rozdílné pro zatíženou kolej a kolej
bez svislého zatížení (navíc napětí od teplotních změn se může při pojezdu vlaku
uvolnit). Problémem zůstává, že v literatuře nejsou jednoznačně definovány kombinace
těchto účinků tak, aby byly využitelné při nelineárních výpočtech a přitom odpovídaly
realitě. Výsledný návrh pak může být silně na stranu bezpečnou.
Parametrický výpočet ukázal,že je velmi citlivý navolbě součinitele tření mezi žlabem mostovky a kolejovým ložem. Při hodnotě součinitele tření 15% pojme téměř veškerou brzdnou sílu mostovka a do přepážky se nedostane téměř nic. Naopak při hodnotě součinitele tření 5% kolejové lože „prokluzuje“ a brzdnou sílu zachytí z převážné části koncová přepážka.
Závislost viz. obrázek č. 8.
Dlouhodobé měření dilatací nosné konstrukce a účinků na koncovou přepážku
Z předchozího textu je patrné, že hledané účinky na nosnou konstrukci jsou ovlivňovány
různými parametry, které nelze do výpočtů zadat přesnou hodnotou, ale je třeba
zvážit dopad rozptylu hodnot těchto parametrů na výsledky výpočtu. V našem případě
jsou výsledky značně citlivé na hodnotu součinitele tření mezi mostovkou a kolejovým
ložem. Z tohoto důvodu jsme navrhli dlouhodobé měření účinků na koncovou přepážku
a dalších parametrů, abychom měli jistotu, že je návrh bezpečný a předpoklady
výpočtu postihují reálné působení konstrukce. Monitoring zahrne měření tlaku
kolejového lože na mostní přepážku, poměrných deformací na konstrukci mostní
přepážky, posunutí mostní konstrukce vůči závěrné zídce opěry na straně pohyblivého
ložiska, posunutí kolejnic vůči mostní konstrukci, poměrných podélných deformací
kolejnic po délce mostní konstrukce, měření teploty mostní konstrukce. Monitoring dále
obsáhne měření prostorové polohy koleje geodetickými terestrickými a satelitními
metodami.
Snímače tlaku jsou duté disky a uvnitř jsou naplněny kapalinou, ve které je snímán tlak. Tato technologie zatím nebyla pro podobný účel vyzkoušena, proto jsme tlakové snímače doplnili
o 10 ks tenzometrů rozmístěných na koncové přepážce. Pomocí 3D modelu přepážky jsme určili polohu tenzometrů. Tím se nejen doplní výsledky z tlakových snímačů, ale bude také prokázána skutečná
napjatost v nejvíce namáhanýchmístech přepážky. K dlouhodobému záznamu veličin je použita měřící aparatura se záznamem měření do „flash“ paměti s ovládáním aparatury přes GSM a přenosem naměřených dat přes GSM.
Závěrem
V současné době je již rekonstrukce Znojemského viaduktu dokončena a měření
účinků probíhá. Konec měření a výsledné zpracování dat je závislé na teplotních
výkyvech za provozu mostu, ale předpokládáme, že nebude nutné měření provádět
déle než dva roky. Výsledky mohou sloužit jako podklad k řešení obdobných problémů,
ale také k odstranění nesouladu mezi předpisy státních drah a platnými normami.
Hlavními účastníky projektu a stavby jsou:
Investor: SŽDC s.o., Stavební správa Olomouc
Správce mostu: SŽDC s.o., Správa dopravní cesty Brno, SMT
Projektant stavby: SUDOP BRNO, spol. s r.o.
Projektant spodní stavby: Ing. Pavel Lhotský, SUDOP BRNO, spol. s r.o.
Projektant nosné konstrukce: Ing. David Kmošek, SUDOP BRNO, spol. s r.o.
Projektant demontáže ŽM16: Ing. Karel Pukl, Ing. Jiří Fuka, SUDOP BRNO
Výpočty v systému ANSYS: doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc, VUT FAST Brno
Další projekční práce: Ing. Lukáš Mazel, Ing. Petr Libosvár, Ing. Peter
Novák, Kateřina Brtníčková, SUDOP BRNO
Oponent projektu: TOP CON servis s.r.o.
Zhotovitel mostu: FIRESTA - Fišer, rekonstrukce, stavby a.s.
Literatura:
[1] Ladislav Frýba – Dynamika železničních mostů
[2] ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí – Část 2: Zatížení mostů dopravou
[3] ČSN 73 6203 Zatížení mostů / 1997 - vč. změn a, b a opravy N1
[4] SŽDC S3 Železniční svršek

Obr. 4 Fotografie opatření proti zřeďování kolejového ložena znojemském konci mostu
Obr. 5 Uložení kolejnic na přepážkách kolejového lože – podkladnice VOSSLOH DFF 300-1
Obr. 6 Modelování kontaktní úlohy v systému ANSYS (pražcea kontaktní prvky)
Obr. 7 Model pro zjištění závislosti účinků na přepážku na součiniteli
tření mezi ložem a mostovkou – pojezd vlaku za znojemskou opěru.
Obr. 8 Graf závislosti účinků na přepážku na součiniteli tření mezi
ložem a mostovkou
Obr. 9 Osazení tlakových snímačů na koncovou přepážku

Zdroj: sborník konference Železniční mosty a tunely, leden 2010