Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »Hőhatás és hőmozgás a vasúti hidaknál
A rögzített fix pont nélküli hídszerkezet azonban pályairányban szabadon elmozdulhat, elkúszhat, ami természetesen nem engedhető meg. Az elvándorlást különleges kialakítású mozgó saruk alkalmazásával tervezték elkerülni. Tehát ennek a hídnak a szerkezetét csak mozgó saruk támasztják alá. Ezeknek a saruknak a különlegessége az, hogy az alsó öntvényük felső kialakítása nem sík, hanem vagy homorú gömbsüveges, vagy homorú hengeres (2. ábra).
Az ilyen kialakítású saruk az eltolódott szerkezetet „visszakényszerítik” beépítési helyzetükbe. Tehát, ha megszűnik a szerkezetvég eltolódása, akkor a szerkezet visszacsúszik az eredeti semleges hőmérsékleti helyzetébe, azaz a saruk is visszaállnak középállásba, a stabil egyensúlyi állapotba. Ez abból adódik, hogy a hőhatás miatt bekövetkezett elmozdulás következtében a szerkezet a támaszerő ellenére kismértékben megemelkedik annak következtében, hogy a saru közbenső eleme felcsúszik az alsó saruelem gömbsüveges vagy hengeres felfelé görbülő ferde felületére. Ennek következtében minden mozgó sarunál létrejön egy lejtő irányú tolóerő, amely a hosszváltozás megszűnése során visszacsúsztatja a szerkezetet és a saruk közbenső elemét eredeti helyzetükbe. A rácsos szerkezet végein és a hídfőkön a pályaszinttorzulás (felemelkedés) elkerülése céljából az 1. ábra szerint, vízszintes síkkal kialakított sarut építettek be, ami közömbös egyensúlyi állapotot teremt. A hiányzó fix saruk pótlására különleges lökésközvetítő készülékeket (hidraulikus féktámasz) helyeztek el (3. és 4. ábra).
Ezek a készülékek a lassan bekövetkező híddilatációs mozgások hatására összenyomódnak (megrövidülnek) vagy kitágulnak (meghosszabbodnak), a hirtelen végzett fékezésből származó erő hatására azonban csak elhanyagolható mértékben változik meg a hosszméretük, ezért a teljes fékezőerőt át tudják adni a hídfőkre. Ezek a készülékek is gátolják a hídszerkezet elvándorlását.
Meg kell említeni azt is, hogy ezen a hídon a vasúti pálya rugalmasan beágyazott sínű. A következőkben igazolni fogjuk, hogy a pálya sínjei és a hídszerkezet általában nem azonos mértékben dilatálnak. E híd tervezésénél ezt a dilatációs különbséget elhanyagolhatónak tartották, annak ellenére, hogy a hídon a sínek hossza a hídszerkezettel egyezően 674 m. De kérdés, hogy helyesen-e? Ugyanis a gyakorlatban a dilatációs különbség a sínbeágyazó ragasztónak a sínvályú vagy a sín felületéről történő leválását okozhatja. A MÁV, a híd forgalomba helyezésétől kezdve, monitoringrendszert működtet és a hídszerkezet állapotával kapcsolatban napjainkban is folyamatos méréseket végeztet. Ezek eredményeiről annyit tudunk, hogy eddig rendkívüli helyzetre utaló eredmények nem voltak [4]. A híd III. fokú fővizsgálata és a folyamatosan végzett mérések összefoglaló eredményeinek kiértékelése során derülhet ki, hogy a különleges mozgó saruk jól működnek-e, a beágyazott sínek a hídvégeknél nem húzódtak-e be vagy nem nyomódtak-e ki a megengedhetőnél jobban, vagyis, hogy helyes volt-e elhanyagolni a pályasín és a hídszerkezet eltérő mértékű hőmozgását.
A határhőmérsékleti értékek figyelembevétele
Ismerni kell a vizsgált elem tervezésénél figyelembe veendő, a hőtágulást okozó hőmérséklet legnagyobb és legkisebb hőmérsékleti értékeket. A honosított európai szabványok (MSZ EN) alapján készült H.1.2. Utasítás szerint, a hőmérsékleti értékek rendre megváltoztak, és így, ha nem is jelentős mértékben, de megváltoztak – megnőttek – a hídszerkezetek semleges hőmérsékleti értékei is. Az Utasítás szerint a tervezésnél figyelembe veendő legmagasabb és a legalacsonyabb szerkezeti hőmérsékleti értékeket az ott közölt 5–25. ábra segítségével kell a tervezésnél esetenként meghatározni. Itt kell megemlíteni, hogy az ehhez szükséges, Magyarországon érvényes levegő-hőmérsékleti értékeket (+35 és -15 °C ) az MSZ EN 1991-1-5:2005 szabvány, NA nemzeti mellékletének NA1.2 pontja tartalmazza. Az ott közölt ábra három hídtípust nevez meg: 1. típus az acélhíd, 2. típus az öszvér híd, a 3. típus pedig a vasbeton híd. Az 5. ábrán, az általunk kiegészített eredeti ábrában, szaggatott vonalakkal bejelöltük a szükséges értékek előírt módon történő megállapításának módját és eredményét, bejelölve a semleges hőmérsékleti értékeket is. Hidaknál a semleges hőmérséklet ismerete azért fontos, mert a hídszerkezeztet alátámasztó mozgó hídsarukat, valamint a sín- vagy egyéb dilatációs szerkezeteket ezen hőmérsékleti állapotban levő hídszerkezet esetén kell középállásba állítani.
Az EC nem közli a három hídtípus grafikonvonalainak geometriai egyenleteit, ennek hiányában nem lehet a grafikonvonalakat egzakt módon a koordináta-rendszerben megszerkeszteni. Az átvett ábra adatai alapján a szerkesztéshez szükséges adatokat is feltüntettük az 5. ábrán, amelyek segítségével az x-y koordináta-rendszerben megszerkeszthetők a grafikonvonalak és később lehetővé válik a grafikonok ellenőrzése is. A grafikonvonalak 45 fokban emelkednek a koordináta-rendszer 0 pontjától jobbra. Az acélszerkezet felső 1/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 16 foknál, az alsó 1/b vonalrésze pedig mínusz 3 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik. Az öszvér szerkezet felső 2/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 4 foknál, az alsó 2/b vonalrésze pedig 5 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik. A vasbeton szerkezet felső 3/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 1 foknál, az alsó 3/b vonalrésze pedig 8 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik.
A grafikon az árnyékban mért legalacsonyabb/legmagasabb léghőmérséklet (Tmin/Tmax) és a hídszerkezet legalacsonyabb/legmagasabb egyenletes hőmérséklet-változás (Temin/Temax) közötti összefüggést ábrázolja.
Az ebben szereplő hídtípusokra és a D. 12/H. Utasítás szerint a sínre vonatkozó hőmérsékleti értékek Celsius-fokban kifejezett értékeit az 1. táblázatban foglaltuk össze.
A fentiek szerint a hídszerkezet tervezésénél, építésénél és karbantartásánál nem a korábbi előírásokban előírt levegő hőmérséklete, hanem a szerkezet hőmérséklete szerint kell eljárni. A H.1.2. Utasítás azonban nem ad tájékoztatást arról, hogy a szerkezeti hőmérsékletet a hídvizsgálatok alkalmával hol, hogyan és hány helyen kell mérni, és a mérésekből hogyan kell a szerkezeti hőmérsékletet megállapítani. A híd tervezőjének lenne a feladata a tervezés során, a hídkarbantartási utasításban ezt meghatározni. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy a hőmérséklet-változások a hajnali időszakban a legkisebbek. Tehát ebben az időszakban célszerű a szükséges méréseket és a beszabályozásokat elvégezni. A fent leírtak alapján célszerűnek tartanánk az Utasítás 5–25. ábrájának a módosítását az itt közölt 5. ábrának megfelelően, így elkerülhető a hibás hőmérséklet alapján történő tervezés.
Irodalomjegyzék
- [1] Forgó Sándor: Az acélhíd és a felépítmény kölcsönhatásai – I. rész. Sínek Világa 1964;1.
- [2] Forgó Sándor, Pintácsi György. A hézagnélküli felépítmény kialakítása vasúti hidakon. Sínek Világa 1982;1.
- [3] Solymosi Imre. Az Északi vasúti Duna-híd tervezése. Sínek Világa 2009. évi különszám
- [4] Tóth Axel Roland. Az Északi vasúti Duna-híd üzemeltetési tapasztalatai. Sínek Világa 2012;3-4.
- [5] Evers Antal. Rugalmasan ágyazott vasúti pálya átvezetése hídon. Sínek Világa 2003. évi különszám
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.