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.

Az alsó és felső szélső szálakban keletkező feszültség értéke a 76. és 77. képlet szerint számítható. Az aljak kialakítása miatt mindkét helyen nyomófeszültség ébred.

A repesztőnyomaték hatására a szélső szálakban megszűnik a nyomófeszültség és húzófeszültség alakul ki mindaddig, míg el nem érjük a beton húzószilárdságának várható értékét (fctm). Ezt az értéket elérve a keresztalj megreped. Ezek alapján a keresztalj alsó és felső szélső szálára vonatkozó repesztőnyomaték a 78. és 79. képlet alapján határozható meg. Az fctm-értékeket a 8. táblázat foglalja össze.

A törőnyomaték számítása

Hasonló módon, ahogy a repesztőnyomaték esetén is történt, a törőnyomaték esetén is 28 napos és 50 éves korban kell elvégezni a vizsgálatot. Míg a repesztőnyomaték esetén az alsó és felső szélső szálra párhuzamosan el lehetett végezni a számítást, addig a törőnyomaték meghatározásánál külön számítást kell végezni a pozitív és negatív nyomaték esetére. A bemutatott módszer a Mörsch-féle szerkesztésen alapul és abból a leggyakrabban előforduló feltételezésből indul ki, hogy törési határállapotban a nyomott betonöv tönkremenetele fog bekövetkezni. A következő fejezetben részletesen bemutatom a számítás menetét a sín alatti keresztmetszet vizsgálatakor, majd aztán csak a fontosabb eltérésekre hívom fel a figyelmet az aljközép vizsgálatánál. A számítás MS Excel környezetbe könnyen implementálható.

Vizsgálat beépítési helyzetben (a sín alatti keresztmetszetben pozitív nyomaték)

A sín alatti keresztmetszet vizsgálatához tartozó vizsgálati modellt az 5. ábra szemlélteti.

5. ábra. A törőnyomaték meghatározásának elveA számítás első lépéseként fel kell venni próbálkozás jelleggel a semleges tengely helyzetét, amely a felső szélső száltól x távolságra helyezkedik el. A keresztmetszet szélső szálában εcu3 összenyomódás alakul ki. A nyomott zóna λ×x magasságában η×fcd betonfeszültség működik. λ és η értékét a 9. táblázat foglalja össze, míg az fck és εcu3 értékeket a 10. táblázat.
A beton nyomószilárdságának tervezési értéke a 80. képlet segítségével számítható, amelyben a parciális biztonsági tényező értéke 1,5. A képletben szereplő αcc tényező értéke az 50 éves tervezési élettartamnak megfelelően 1,0 értékű.


Ezt követően meg tudjuk határozni az egyes feszítőacélsorok nyúlását a 81. képlet alapján.

A hatásos t időpillanatban érvényes feszítési feszültség alapján meghatározható a feszítőacélsorok saját nyúlása a 82. képlet alapján.

Az egyes huzalsorokban számítható teljes nyúlás értéke a 83. képlet szerint, míg a kialakuló feszültség a 84. képlet alapján adódik. Ez az érték rugalmas-képlékeny anyagmodellt feltételezve, ahogy azt a 6. ábra is szemlélteti, nem lehet nagyobb a feszítőacél szilárdságának tervezési értékénél (fpd).

6. ábra. A rugalmas-képlékeny anyagmodell feszítőacél esetén

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 | ©