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 nyomott feszültségtest alsó hosszát a 85. képlet alapján lehet meghatározni, míg felületét a 86., és a súlypontját a b3 oldaltól mérve a 87. képlet szerint.

Az eddigi ismereteink alapján meghatározhatóvá válik a 88. képlet alapján az egyes feszítőacélsorokban kialakuló húzóerőérték, valamint a 89. képlet alapján ezek eredője is.

A 90. képlet szerint elvégezhetjük a nyomott feszültségtest térfogatának számítását, amely alapján a nyomott övben kialakuló nyomóerő áll rendelkezésünkre.
Ezen a ponton megállva meg kell vizsgálnunk, hogy fennáll-e a vetületi egyensúly. Ha igen, akkor a számítás folytatható. Ha nem, akkor új semleges tengely kijelölése szükséges, amely MS Excel környezetben egyszerűen elvégezhető feladat. Ha azt tapasztaljuk, hogy a nyomóerő nagyobb, mint a húzóerő, akkor x értékét csökkenteni, míg ellenkező esetben növelni kell. Ezt az iterációt a vetületi egyensúly eléréséig szükséges folytatni. Az egyensúly elérését követően a 91. képletnek megfelelően meghatározható a feszítőacélsor és a nyomott betonöv súlypontja közötti távolság.
 A 91. képlet szerint meghatározott erőkar ismeretében a törőnyomaték a 92. képlet szerint számítható.
Vizsgálat fordított helyzetben (az aljközépi keresztmetszetben negatív nyomaték)

Abban az esetben, ha aljközépi negatív nyomatékra vizsgáljuk az aljat, akkor a számítás elvi sémája a 7. ábrának megfelelően alakul át. Itt csupán azon értékek számítását mutatom be, amelyek eltérnek az előző fejezetben ismertetett-től.
A nyomott feszültségtest alsó hosszát a 93. képlet alapján, míg felületét a 94., és a súlypontját a b2 oldaltól mérve a 95. képlet szerint lehet meghatározni.
Az egyes feszítőacélsorok nyúlása a 96. képletnek megfelelő módon számítható, míg a nyomaték meghatározásához szükséges erőkar értéke a 97. képlet szerint.

Összefoglalás

Cikkemben megoldást mutattam be az előfeszített vasúti kereszt­aljak szilárdsági méretezésére. Részletesen foglalkoztam a beton jellemzőinek, valamint a feszítési feszültség időbeni változásával. A hőérlelés hatásának figyelembevételével bemutattam a feszítési veszteségek számítását a Vasúti Hídszabályzat [2] előírásai alapján, majd ezeket szem előtt tartva számítási modellt dolgoztam ki a repesztő- és a törőnyomaték meghatározására. Az alkalmazott modell előnye, hogy MS Excel környezetbe implementálva könnyen használható. A felgyorsított számítás lehetőségeit kihasználva több variáns számítása is gyorsan elvégezhető, ezáltal a kialakítandó szerkezet optimalizálása is megoldható.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123456789

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 | ©