Bevezetés

A szerkezet bemutatása

Az új mederhíd felszerkezete szimmetrikus rácsozású, folytatólagos, hatnyílású alsópályás rácsos tartó, amely az ortotróp pályaszerkezettel együtt dolgozik. A rácsos tartó támaszközei 49,26+4×98,52+49,26 m, a felszerkezet teljes hossza 493,6 m. A rácsos tartó felső övrúdjai kalapszelvények, a rácsrudak hegesztett I keresztmetszetűek. A hossztartók és a kereszttartók alsó övlemezei egy síkban vannak, a kereszttartók illeszkednek a rácsos tartó alsó csomóponti kiosztásához. A kereszttartók és egyben a rácsos tartó csomópontjai közti távolság 8210 mm. Az ortotróp pályaszerkezet 16 mm vastag pályalemezét hosszbordák merevítik. A rácsos tartó felső szélrácsrendszerrel készült. Az ortotróp pályalemezre folyamatos, rugalmas megtámasztású sínleerősítéses vasúti pályaszerkezet került. A híd oldalnézetét az 1. ábra, jellemző kialakítását a próbaterhelés közben a 2. ábra mutatja be. A teherhordó szerkezet S355 jelű acél anyagból készült. A szerkezet MSZ EN 1991-2 [3] szabvány szerinti LM71, SW/0 és SW/2 jelű tehermodellekre lett méretezve, az országos fővonalakra érvényes α=1,21 értékű terhelési osztályba sorolási tényező alkalmazásával.

 
A próbaterhelés programjának összefoglalása

A próbaterhelés előtt és után megvizsgáltuk a szerkezet állapotát a Vasúti Hídszabályzat előírásai szerint.
A statikus teherállásokban a szerkezetet összesen 1 darab M62-es mozdonnyal és 14 darab Faccs típusú zúzott kővel megrakott vagonnal terheltük; a 16 statikus teherállás során felsőrendű szintezéssel mértük a szerkezet lehajlását, valamint nyúlásmérő bélyegekkel a kiválasztott pontokban keletkező nyúlásokat.

A dinamikus mérések első fázisában gyorsulásmérő berendezések alkalmazásával meghatároztuk a szerkezet sajátfrekvenciáit természetes gerjesztés hatására. A továbbiakban először elvégeztük a híd vonathatásábra-felvételét két összekapcsolt M62-es típusú mozdony és nyúlásmérő bélyegek alkalmazásával. Majd a mozdonyok dinamikus hatását vizsgáltuk különböző sebességű áthaladások során, nyúlásmérő bélyegek és elmozdulásmérők alkalmazásával.
A statikus próbaterhelés során borult, felhős idő volt, szélcsenddel, csapadék nélkül; a mérések ideje alatt a levegő hőmérséklete 11 és 9 °C között változott közel egyenletes ütemben. A dinamikus próbaterhelés során derült, napos idő volt, 8 és 12 °C közötti hőmérséklettel.
Statikus próbateher és teherállások
A statikus próbaterheléshez összesen 1 darab M62-es típusú mozdonyt és 14 darab Faccs típusú vagont alkalmaztunk. Az M62 mozdony tengelysúlya 193,8 kN, a jármű összsúlya 1163 kN, fajlagos tömege 6,627 t/m. A mozdony teljes hossza 17 550 mm, két szélső tengelyének távolsága 12 800 mm. A négytengelyű Faccs vagonok tengelysúlya 175 kN, összsúlyuk 700 kN, fajlagos tömegük 5,494 t/m. A vagonok teljes hossza 12 740 mm, a forgóvázak távolsága 7500 mm, a két szélső tengelyének távolsága 9500 mm. Az egy nyílásban egyidejűleg elhelyezett vasúti jármű terhe a híd majdnem teljes fesztávja mentén alkalmazott 54,4 kN/m megoszló erőnek felel meg, amely ~68%-a az LM71 jelű járműteherre megadott megoszló teher szabvány szerinti alapértékének.

A megvalósult teherállásokról a 3. ábra ad áttekintést (az üres híd esetekhez tartozó teherállásokat nem tartalmazzák az ábrák). A 2–4. teherállás rendre az I–IV. jelű, a IV–V. jelű és az V–VI. jelű támaszok közötti nyílások mezőire mértékadó terhelés. A 6–8. teherállások a VI–VII. jelű, a VII–VIII. jelű és a VIII–X. jelű támaszok közötti nyílások mezőire mértékadó terhelése, míg a 10–11. teherállások a IV. és az V. jelű támaszokra mértékadó teher. A 13–15. teherállások pedig a VI., a VII. és a VIII. jelű támaszok feletti negatív nyomaték szempontjából mértékadó terhelések. Az 5., 9., 12. és 16. üres teherállások, a maradó deformációk és a hőmérsékleti mozgások meghatározására.
A statikus és dinamikus próbaterhelés során alkalmazott terhelésről jellemző képeket a 4. ábra mutatja be.

Lehajlások statikus teher hatására

A próbateher hatására kialakuló lehajlások és feszültségek meghatározásához és azoknak a mért értékekkel való összehasonlításához vegyes rúd- és felületszerkezeti modellt dolgoztunk ki. A vizsgálatokhoz az ANSYS [4] végeselemes programrendszert használtuk. A felszerkezet felületszerkezeti modelljében figyelembe vettünk minden lemezelemet, amelyet a híd tervei tartalmaznak és részt vesznek a szerkezet globális erőjátékában. A rácsos főtartókról és a pályaszerkezetről teljes, minden részletre kiterjedő héjmodellt készítettünk. Az alkalmazott hálózat egyenletes mind a híd hossza, mind a keresztmetszete mentén. Átlagosan 250-400 mm oldalhosszúságú végeselemeket alkalmaztunk. Ezzel a hálózati kiosztással a csomópontok száma 161 700 (~970 000 szabadságfok). A numerikus modell egy részletét az 5. ábra mutatja.