ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE

Stavebná fakultaKatedra stavebných konštrukcií a

mostov

PREVÁDZKOVÉ ZAŤAŽENIE PREVÁDZKOVÉ ZAŤAŽENIE

ŽELEZNIČNÝCH MOSTOVŽELEZNIČNÝCH MOSTOV

CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURESŽILINA, SLOVAKIA April 24 - 25, 2002

3r d INTERNATIONAL CONFERENCEK SK M

VÝSKUMNÁ ÚLOHA INŠTITUCIONÁLNEHO

VÝSKUMU

VÚ 03/303/04 - 4

ZODPOVEDNÝ RIEŠITEĽ: Ing. Jozef Gocál, PhD.

SPOLURIEŠITELIA: prof. Ing. Josef Vičan, CSc.

Ing. Richard Hlinka

• Správne vystihnutie účinkov prevádzkového zaťaženia má významný vplyv na posúdenie únavovej odolnosti mostov

1. Charakteristika riešenej problematiky

• Normové prístupy:

STN 73 6203 Zaťaženie mostov (1986)

Definuje spektrá rozkmitov napätí (v bezrozmernom tvare), ktoré sú charakterizované:- počtom cyklov napätí v jednotlivých triedach zaťažení železničnou prevádzkou (P1, P2, P3)- pomerom rozkmitov napätí od skutočného prevádzkového zaťaženia a od normového základného zaťažovacieho vlaku (v závislosti od náhradnej dĺžky posudzovaného prvku)

Tieto spektrá sú založené na výsledkoch dlhoročného experimentálneho výskumu zaoberajúceho sa skutočným zaťažením na železničných mostoch.

STN P ENV 1991-3 Zásady navrhovania a zaťaženia konštrukcií - Časť 3: Zaťaženia mostov dopravou

Pre modelovanie prevádzkového zaťaženia železničnou dopravou zavádza celkovo 12 typov prevádzkových vlakov, ktoré sú charakterizované:- veľkosťou nápravových síl a vzdialenosťou náprav rušňa a stanoveného počtu vagónov - sledmi prevádzkových vlakov v normálnej a ťažkej prevádzke

Chýba komentár, ktorý by objasňoval pôvod technických údajov o jednotlivých typoch prevádzkových vlakov ako aj o početnosti ich prejazdov v danom type prevádzky.

Je otázne, nakoľko sú účinky týchto zaťažovacích modelov reprezentatívne v porovnaní s účinkami skutočného prevádzkového zaťaženia železničnou dopravou v našich podmienkach.

• Predmetom riešenej úlohy je konfrontácia účinkov skutočného prevádzkového zaťaženia na našich železničných mostoch s účinkami prevádzkového zaťaženia podľa EC1 – na základe posúdenia únavovej odolnosti

• Úloha nadväzuje na výskumnú úlohu riešenú v predchádzajúcom období, ktorá bola zameraná na vyšetrovanie účinkov prevádzkového zaťaženia na hlavných nosníkoch existujúceho železničného mosta situovaného v km 309,309 trate Čierna nad Tisou – Žilina.

• V súčasnosti riešená úloha sa zaoberá sledovaním účinkov prevádzkového zaťaženia na mostovke uvedeného železničného mosta.

• Ide o otvorene usporiadaný, oceľový, priehradový nitovaný most s dolnou prvkovou mostovkou, situovaný v priamom úseku trate.

Pohľad na sledovaný most pri Turanoch

Stručná charakteristika mostného objektu

• Most vyrobený v r. 1949-50z ocele 10372

• Rozpätie L = 43,4 m

• Teoretická výška hlavných priehradových nosníkovH = 4,475 m

• Šírka mosta B = 5,55 m

• Vzdialenosť priečnikova = 4,34 m

4340/2 = 2170

1815

40

40

557

Experimentálne meranie napäťovej odozvy na prevádzkové zaťaženie

5 × 4340 = 21700

5510

5571815

1800

1855

1855

Experimentálne meranie na moste

• Meranie uskutočnené v dňoch 14. – 17. júna 2004

• Bolo zaznamenaných celkovo 37 prejazdov vlakových súprav:

- 12 nákladných

- 10 rýchlikov a expresných vlakov

- 13 osobných vlakov

- 2 špeciálne súpravy

• Výsledkom merania sú časové záznamy priebehu napätí v sledovaných miestach – graficky spracované v programe Microsoft Excel

Výsledky merania

Rýchlik 16.7.2004 08:15 hod

-8-6-4-202468

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Čas [s]

Na

pä

tie

[M

Pa

]

SP - Stred - HN

SP - Stred - K

HP - Stred - HN

HP - Stred - K

SP - Priečnik

HP - Priečnik

R - Horná

R - Stredná

R - Dolná

Nákladný vlak 16.7.2004 10:30 hod

-15

-10

-5

0

5

10

0 20 40 60 80 100 120

Čas [s]

Na

pä

tie

[M

Pa

]

SP - Stred - HN

SP - Stred - K

HP - Stred - HN

HP - Stred - K

SP - Priečnik

HP - Priečnik

R - Horná

R - Stredná

R - Dolná

• Výpočtový model v programe IDA NEXIS

• Simulácia prejazdov skutočných vlakových súprav – za účelom odladenia výp. modelu

• Údaje o skutočnej prevádzke – čerpané z informačného systému železníc IRIS-N, disponujúceho technickými údajmi o zložení vlakových súprav

2. Zhrnutie výsledkov riešenia úlohy a odporúčanie pre nasledujúce obdobie

• Experimentálnym meraním in-situ boli získané časové záznamy napäťovej odozvy nosnej konštrukcie oceľového železničného mosta na skutočné prevádzkové zaťaženie.

• Bol spracovaný priestorový výpočtový model nosnej konštrukcie mosta v programe IDA NEXIS, na ktorom v súčasnej dobe prebiehajú simulácie prejazdov reálnych vlakov v prevádzke.

• V nasledujúcom období sa predpokladá pokračovanie vo výskumnej úlohe:- Na základe porovnania výsledkov simulácií a výsledkov experimentu overenie správnosti výpočtového modelu;- Simulácia skutočného prevádzkového zaťaženia a prevádzkového zaťaženia podľa EC1;- Spracovanie získaných časových priebehov napätí do formy spektier rozkmitov napätí;- Konfrontácia účinkov skutočného prevádzkového zaťaženia a prevádzkového zaťaženia podľa EC1 na základe únavového posúdenia.

ĎAKUJEMĎAKUJEM

ZA POZORNOSŤ !ZA POZORNOSŤ !