A cikk szerzője:

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Nagy sebességre alkalmas előfeszített vasbeton keresztalj (2. rész) – A repesztő- és a törőnyomaték meghatározása

Cikkem második részében bemutatom az előfeszített vasbeton keresztaljak teherbírásának parametrikus számítását. A módszer elvi hátterét dr. Klatsmányi Tibor 1988-ban megjelent Vasbetonszerkezetek – Feszített vasbeton szerkezetek [1] című jegyzete szolgáltatta, amely közérthető módon mutatja be a feszítési rendszereket, valamint a keresztmetszeti jellemzők számítását. A jegyzet megjelenése óta eltelt időszakban a hazai szabványok többször módosultak, így ahol arra szükség van, ott a 2019-ben megjelent H.1.4. utasítás – Vasúti vasbeton, feszített vasbeton és betonhidak tervezése [2] című vasútügyi utasítás előírásaira támaszkodom. A bemutatott eljárás egyszerűen implementálható MS Excel környezetbe, így a geometriai és anyagjellemzők esetleges változtatása révén a kialakított szerkezet optimalizációja is könnyen elvégezhető. A számított teherbírási értékek ezt követően összehasonlíthatók a Nemzetközi Vasútegylet UIC 713 [3] számú ajánlása szerinti igénybevételekkel, amelyek számítását cikkem első részében [4] részletesen bemutattam.

A feszítőerő és annak időbeli változása

Ahogy azt a betonjellemzők esetén is láthattuk, a feszített szerkezetek esetén tapasztalható folyamatok időfüggésétől nem tekinthetünk el. Ugyanez igaz a feszítőerő megváltozására is, hiszen a kezdeti feszítőerő értékének ~30%-a is elveszhet a végállapot eléréséig. Előfeszített tartók esetén az alábbi feszültségveszteségeket kell számításba venni:

  • a feszítőacél relaxációjából származó veszteség,
  • a feszítőpad és a feszítőacél gyártás alatti hőmérséklet-különbségéből származó veszteség,
  • a beton zsugorodásából származó veszteség,
  • a beton kúszásából származó veszteség.

A feszítési feszültség csökkenését okozza továbbá a beton összenyomódása is a tartóra engedett feszítőerő miatt, de ez nem veszteség, mivel épp ennek az összenyomódásnak az előidézése a célunk. Ha a tartóra olyan külső húzóerőt fejtünk ki, amely hatására a betonfeszültség értéke zérus lesz, akkor a feszítőacélokban éppen a feszítési feszültség értéke fog ismételten fellépni.

A kezdeti feszítőerő értéke

Annak érdekében, hogy a feszítőacélokban a képlékeny alakváltozás kialakulását elkerüljük, limitálnunk kell a bennük kialakuló feszültséget. A feszítőacélokban kialakított feszítési feszültségre teljesülni kell a 40. és 41. képletek szerinti egyenlőtlenségeknek.

ahol:
σp0: a feszítőbetétben előidézett feszültség [N/mm2],
fpk: a feszítőacél-szakítószilárdság karakterisztikus értéke [N/mm2],
fp0,1k: a feszítőacél 0,1%-os egyezményes folyáshatárhoz tartozó feszültségének karakterisztikus értéke [N/mm2].
A kezdeti feszítési feszültség meghatározásakor figyelembe lehet venni rövid idejű relaxációs veszteségeket is a 42. a képlet alapján.

ahol:
σp,m,0: a kezdeti feszítési feszültség [N/mm2],
Δσpir: a rövid idejű relaxációs veszteség [N/mm2].
A rövid idejű relaxációs feszültségveszteség analóg módon határozható meg az utasítás [2] alapján, és három relaxációs osztály vehető figyelembe:

  • 1. osztály (R1): szokásos mértékű relaxációval rendelkező feszítőhuzalok és pászmák,
  • 2. osztály (R2): alacsony mértékű relaxációval rendelkező feszítőhuzalok és pászmák,
  • 3. osztály (R3): feszítő rudak.
A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123456789Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Dr. Klatsmányi Tibor. Vasbetonszerkezetek – Feszített vasbetonszerkezetek. Budapest: Tankönyvkiadó; 1988.
  • [2] H.1. Vasúti Hídszabályzat, H.1.4. utasítás – Vasúti vasbeton, feszített vasbeton és betonhidak tervezése. Budapest: MÁV Zrt.; 2019.
  • [3] UIC 713: Design of monoblock concrete sleepers. UIC, 2004.
  • [4] Dr. Major Zoltán. Nagy sebességre alkalmas előfeszített vasbeton keresztalj (1. rész) – Igénybevételek számítása. Sínek Világa 2021;LXIII(6):2-12.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2022 / 4. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©