1 TECHNICKÁ ZPRÁVA KE STATICKÉMU VÝPOČTU

Výstavba PZS Chrást u Plzně - Stupno v km 17,588, 17,904 a 18,397 SO 5.01.2 Rekonstrukce přejezdové konstrukce v km 17,904 Část objektu: Propustek v km 17,902

1

Statický výpočet

TECHNICKÁ ZPRÁVA KE STATICKÉMU VÝPOČTU

1.1

Celkový obsah s uvedením čísel stran jednotlivých částí

1

Technická zpráva ke statickému výpočtu ............................................................... 1

1.1

Celkový obsah s uvedením čísel stran jednotlivých částí ....................................... 1

1.2

Základní údaje ......................................................................................................... 1

1.3

Technický popis jednotlivých samostatných konstrukcí ........................................ 2

1.4

Výpočetní model ..................................................................................................... 3

1.5

Výpočetní pomůcky ................................................................................................ 3

1.6

Přehled použité literatury, využívaných norem a vzorových listů ......................... 4

1.7

Podklady pro zpracování statického výpočtu ......................................................... 4

2

Grafické přílohy ke statickému výpočtu ................................................................. 4

3

Vlastní výpočet ....................................................................................................... 5

3.1

Stanovení průřezových a geometrických charakteristik základové desky ............. 5

3.2

Stanovení zatížení jednotlivých částí a prvků mostního objektu (propustku) ....... 5

3.3

Návrh konstrukčních částí ...................................................................................... 6

3.4

Stanovení vnitřních, event. vnějších sil, napětí a deformací .................................. 6

3.5

Posouzení konstrukčních částí a sestavených celků ............................................... 6

3.6

Posouzení základové spáry ..................................................................................... 6

4

Sestavení přehledných výsledků zatížitelnosti ....................................................... 7

1.2

Základní údaje •

železniční trať: Chrást u Plzně - Radnice

•

traťový úsek:

•

definiční úsek: DU 02 Chrást - Stupno

•

počet převáděných železničních kolejí – 1

•

přemosťovaná překážka – občasná vodoteč

•

počet otvorů – 1

•

Členění samostatných konstrukcí objektu: - nosnou konstrukci tvoří železobetonové prefabrikované rámy obdélníkového profilu - spodní stavbu tvoří železobetonová deska pod prefabrikáty se zesíleným základovým pásem na výtoku, římsa nad výtokovým rámem a železobetonová vtoková jímka

•

pomocné související části stavby mostního objektu – kamenná dlažba dna uvnitř otvoru, na dnu a svazích části koryta vodoteče, odláždění svahů zemního tělesa

.

TÚ 0271 Chrást u Plzně - Stupno

1


Statický výpočet

•

geometrická poloha koleje: přímá, niveleta stoupá +16,27 %o

•

max. navrhovaná traťová rychlost: 60 km/h

•

návrhové zatížení pro 3. třídu podle kategorizace trati z hlediska mostů podle Předpisu 18/1986 - PMR zveřejněném ve Věstníku dopravy č. 6/1987: model zatížení LM71 – charakteristická hodnota svislé síly Qvk = 250 kN (odpovídá původnímu zatěž.vlaku UIC-71), klasifikační součinitel a = 1,1, tzn. nápravové síly charakteristické 4 x Qk = 275 kN (ČSN EN 1991-2)

•

prostorová úprava na mostním objektu: VMP 2,5

•

členění statického výpočtu dle částí mostního objektu: a) nová nosná rámová konstrukce – bez vlastního výpočtu b) základová deska (podkladní základová deska)

•

Stávající propustek: nosná konstrukce z betonových trub a betonová čela se vybourají

•

Rozsah průzkumu: Geotechnický průzkum provedený WALTEC GDS, s.r.o. (06/2015) – Výstavba PZS Chrást u Plzně – Stupno, km 17,904: kopaná sonda KS-2 v km 17,901 vpravo hluboká 1,2 m od nivelety koleje (NK). Vrstvy – do hl. 0,56 m železniční štěrk znečištěný, do 1,20 m (dno) tuhý písčitý jíl se štěrkem a kameny F6/CI. V hl. 1,00 m byla umístěna zatěžovací deska – dynamický modul přetvárnosti 16,6 MPa. Zemina nepropustná až velmi nepropustná, nebezpečně namrzavá až vysoce namrzavá – hloubka promrzání 1,01 m, vodní režim nepříznivý. Technický popis jednotlivých samostatných konstrukcí

1.3 •

Nosnou konstrukci tvoří železobetonové prefabrikované rámy - vnitřní průřez je 2000 x 1000 mm. Jednotlivé kusy budou spojované integrovaným gumovým těsněním. Konstrukce bude izolovaná pomocí nátěrů. Uvnitř rámu bude odláždění.

•

Spodní stavbu tvoří monolitická betonová základová deska vyztužená KARI sítí s koncovým základovým pásem z prostého betonu vlevo, vtoková železobetonová jímka vpravo a železobetonová římsa nad koncovým prefabrikátem nosné konstrukce vlevo. Konstrukce bude monolitická jako jeden celek bez dilatací.

•

pevnostní a další požadavky na jednotlivé druhy materiálu:

nosná konstrukce z rámů: beton min. pevnostní třídy C30/37 (podle ČSN EN 206-1 a TKP 18), stupeň vlivu prostředí podle ČSN EN 206-1/Z4 a TKP, kap.18: XD3, XF4 základová deska: beton min. pevnostní třídy C25/30, stupeň vlivu prostředí XF1 vtoková jímka: beton min. pevnostní třídy C30/37, stupeň vlivu prostředí XD3, XF4 lože odláždění a koncové prahy: beton min. třídy C30/37, stupeň vlivu prostředí XD3, XF4 vyztužení základové desky, jímky: betonářská ocel B500B pro výztužné sítě a jednotlivé pruty •

Návrhová životnost konstrukce: kategorie 5 – 100 roků (ČSN EN 1990 - čl.NA.2.1)

•

Podmínky pro výrobek (prefabrikované rámy):

Požadovaná minimální zatížitelnost nosné konstrukce (prefabrikovaných rámů): 1,1 UIC Předpokládáná minimální zatížitelnost nosné konstrukce (prefabrikovaných rámů): 1,21 UIC .

2


1.4

Statický výpočet

Výpočetní model •

popis výpočetního modelu:

• Nosná konstrukce: Pro nosnou konstrukci se statický výpočet v projektu neprovádí. Únosnost je určena výpočtem výrobce rámů. Projektant objektu má k dispozici vzorový výpočet prefabrikovaných rámů. • Podmínky pro použití rámů: Rámy budou přímo pod kolejovým ložem. Výška přesypávky bude 0,60 m (pod osou koleje), od horní úrovně rámu k horní (úložné) ploše pražce, tzn. 0,45 m ke spodní (ložné) ploše pražce. • Základová deska: Základová deska je deska na pružném podkladu s doplňující tuhostí vlivem propojení s vtokovou jímkou vpravo a podkladním základovým prahem vlevo. • Geotechnické charakteristiky podloží v základové spáře: Stávající neúnosná zemina F6/CI se nahradí štěrkodrtí G2/GP tl. 0,3 m – zhutnění podle čl.12 ze SŽDC S4, příl.4 na min. ID = 0,80. • Geotechnické charakteristiky materiálu zemního tělesa a zásypového materiálu objektu: U rámového propustku se navrhuje ZKPP podle SŽDC , příloha 24. Konstrukční vrstva bude tl. 0,5 m ze štěrkodrti hutněná na min. ID = 0,80. Na pláni tělesa železničního spodku se docílí min. Epl = 50 MPa. Přechodový klín se zasype štěrkodrtí hutněnou na min. ID = 0,95 (max. sednutí 0,4 mm) - obr. 4. Zemina z výkopů (F6/CI ve stávajícím zemním tělese) je nevhodná pro úpravu do přechodové oblasti. • Způsob přenosu zatížení na výpočetní model: Na nosnou konstrukci působí stálé zatížení: zemní tlak násypového zemního tělesa (zemní tlak na zasypanou konstrukci podle ČSN 73 0037 – čl. 124 – objekt uložený v násypu z nesoudržné zeminy), který způsobuje vrcholový a obvodový tlak. Dále působí proměnné dlouhodobé svislé zatížení (kolejové lože, kolejnice s upevňovadly a pražce). Na mostním objektu bude bezstyková kolej. Na zasypaný objekt bude působit přitížení proměnným rovnoměrným zatížením od pohyblivého zatížení železniční dopravou. Vlastní tíha nosné konstrukce (rámů) působí na základovou desku. • způsob stabilního uložení v prostoru: Nosná konstrukce je uvažována v pružném prostředí zemního tělesa s podložením základovou deskou. Základová deska je na pružném podloží se zajištěním příčných okrajů (rovnoběžných s kolejí) jímkou a hlubším pásem proti vodorovným silám a proti promrzání. 1.5

Výpočetní pomůcky •

výpočetní technika: pro dimenzování výztuže základové desky – vlastní autorský program, deska na pružném podloží

•

dimenze rozměrů jímky byla stanovena empiricky, dimenze výztuže byla provedena podle konstrukčních zásad pro betonové konstrukce. Vzdálenosti prutů jsou omezeny s ohledem proti vzniku trhlinek

.

3


Statický výpočet

1.6 Přehled použité literatury, využívaných norem a vzorových listů ČSN 73 0037 Zemní tlak na stavební konstrukce ČSN 73 6133 Navrhování a provádění zemního tělesa pozemních komunikací ČSN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí (vč. Změny A1 – 04/2007, Opravy 1 - 11/2007, Opravy 2 – 08/2008, Opravy 3 – 02/2010, Změny Z1 – 02/2001, Změny Z2 – 03/2010) ČSN EN 1991-1-2 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb (vč. Opravy 1 – 02/2001, Změny Z1 – 02/2001, Změny Z2 – 03/2010) ČSN EN 1991-1-6 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-6: Obecná zatížení - Zatížení během provádění ČSN EN 1991-2 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 2: Zatížení mostů dopravou (vč. Změny Z1 – 02/2010, Změny Z2 – 03/2010) ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (vč. Opravy 1 – 07/2009, Změny Z1 – 03/2010) ČSN EN 1992-2 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 2: Betonové mosty Navrhování a konstrukční zásady (vč. Opravy 1 – 10/2009, Změny Z1 – 03/2010) ČSN EN 1997-1 Eurokód 7: Navrhování geotechnických konstrukcí - Část 1: Obecná pravidla ČSN EN 206-1 Beton - Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda SŽDC SR 5 (S) Určování zatížitelnosti železničních mostů 1.7

Podklady pro zpracování statického výpočtu •

Projektová dokumentace přestavby objektu

•

Prohlídka místa stavby projektantem (11/2014)

1.8

Úplná identifikace autora statického výpočtu •

jméno a příjmení: Ing. Zdeněk Zeman

•

firma: PROGI spol. s r.o. Žukovova 79/60, 400 03 Ústí nad Labem

•

firma: PROGI spol. s r.o. Žukovova 79/60, 400 03 Ústí nad Labem

•

Odpovědný projektant: Ing. Miroslav Novák, ČKAIT dopravní stavby (ID00) 0400608

•

uložení originálu: u autora statického výpočtu

•

doba uložení – min. 10 roků

•

celkový počet stran: 7

•

datum zpracování: 31.07.2015

•

podpis a razítko

2

GRAFICKÉ PŘÍLOHY KE STATICKÉMU VÝPOČTU

V tomto výpočtu nejsou použity. Prostorové a rozměrové údaje jsou ve výkresech objektu. .

4


3

Statický výpočet

VLASTNÍ VÝPOČET • • • •

3.1

Vyhodnocení prefabrikovaných rámů – viz bod 1.4 Základová deska: základní charakteristika – výpočet je podle teorie I. řádu posuzování účinků v základové desce a základové spáře je podle mezního stavu 1. skupiny – mezního stavu únosnosti dodržení zásady vzorců: zkoumaná veličina - obecné dosazení - konkrétní dosazení – výsledek. Stanovení průřezových a geometrických charakteristik základové desky

Základová deska: výška (tloušťka) hd = 0,25 m, šířka Bd = 2,8 m, délka Ld = 8,84 m (bez dilatací) 3.2

Stanovení zatížení jednotlivých částí a prvků mostního objektu (propustku)

Stálé zatížení: a) Zemní tlak na zasypané konstrukce (podle ČSN 73 0037) Rovnoměrné svislé zatížení na povrchu objektu – od kolejového lože: fad = g . h . gg = 20 . 0,6 . 1,35 = 16,2 kN/m2 b) Vlastní tíha rámů: gad1 = (2,4.1,4-2,0.1,0+2.0,2.0,2) . 25,0 . 1,35 = 36,0 . 1,35 = 48,6 kN/m plošné: gad = 48,6 / 1,8 = 19,5 kN/m2 c) Odláždění uvnitř rámu: gbd1 = 2,0 . 0,3 . 24,0 . 1,35 = 19,4 kN/m plošné: gbd = 19,4 / 2,8 = 6,9 kN/m2 d) Přídatné účinky: od železničního svršku (kolejnice, pražce, upevňovadla) gk = 5,1 kN/m, gd = gk . gq = 5,1 . 1,35 = 6,9 kN/m Rozložení na desku – roznesení od ložné plochy pražce na základovou desku: (roznesení pod úhlem 30° - lra = 2,42 + 2.1,86.tg30° = 4,57 m): g1d = gd / lra = 6,9 / 4,57 = 1,5 kN/m2 e) Vlastní tíha základové desky: g2k = 0,25.25 = 6,25 kN/m2 , g2d = g2k.gg = 6,25.1,35 = 8,4 kN/m2 e) Proměnné krátkodobé zatížení železniční dopravou: Model zatížení LM71 Charakteristické nápravové zatížení Qvk = 250 kN (4 nápravy ve vzájemných vzdálenostech 1,6 m) Na každou stranu navazuje rovnoměrné zatížení qvk = 80 kN/m Charakteristický (klasifikační) součinitel a = 1,1 – trať 3.třídy z hlediska mostů Qsk = Qvk.a = 250 . 1,1 = 275 kN, go =1,45, Qd = Qsk . go = 275 . 1,45 = 398,75 kN Ekvivalentní účinky na zemním tělese: hl. 0,7 m pod TK (0,35 m pod ložnou plochou pražce), šířka pásu 3,0 m (čl.6.3.6.4) qd = Qd / a1.bp = 398,75 / 1,6.3 = 83,1 kN/m2 (návrhové rovnoměr.zatížení v referenční rovině) Dynamický součinitel: podle ČSN EN 1991-2, čl. 6.4.5 – pro standardně udržovanou kolej Náhradní délka (čl. 6.4.5.3): viz. tab. 6.2 – případ 5.3 – odkaz na 5.2 (jako třípolový nosník): LF = Ld = k . Lm = 1,3 . 2,2 = 2,86 m Φ = (2,16 /( L d − 0,2)) + 0,73 = 2,17 -------- Omezení na maximum: F = d = 2,0 Celkové návrhové zatížení: (= kontaktní napětí v základové spáře při předpokladu rovnoměrného rozložení) qcd = (fad + gad + gbd + g1d + g2d ) + qd1 = (16,2+19,5+6,9+1,5+8,4) + 83,1 = 52,5 + 83,1 = 135,6 kN/m2 .

5


3.3

Statický výpočet

Návrh konstrukčních částí

Základová deska: empiricky – viz. výše – bod 3.1 3.4

Stanovení vnitřních, event. vnějších sil, napětí a deformací

Působení zatížení na železobetonovou desku: Překonzolování v podélném řezu (od okrajů patky trouby): Moh = 0,5 . (qcd - g1d) . lkon2 = 0,5 . (135,6 – 8,4) . 0,22 = 2,55 kNm/m 3.5 Posouzení konstrukčních částí a sestavených celků Dimenze vyztužené betonové konstrukce: základová deska beton C25/30 -- fcD,b = fbk / gb = 25 / 1,4 = 17,85 Mpa (návrhová hodnota pevnosti betonu) ocel B500B -- fcD,oc = fyk / ga = 500 / 1,1 = 454,5 Mpa (návrhová hodnota pevnosti oceli) tloušťka betonové desky: d = 0,25 m, krytí: t = 0,045 m účinná tloušťka: he = 0,19 m (pro oba směry desky) výztuž: SZ sítě – pruty průměru 8 mm, oka 150 x 150 mm, plocha nosných prutů Fa = 3,35.10-4 m2 stupeň vyztužení: m = 0,22 % určení vnitřních sil: x = Fa. fcD,oc / b. fcD,b = 3,35.10-4.454,5 / 1,0. 17,85 = 0,0085 m zb = he-0,5.x = 0,19 – 0,5 . 0,0085 = 0,185 m Moment únosnosti: Mu = Fa . fcD,oc . zb2 = 3,35.10-4 . 454,5 . 0,185 = 0,0281 MNm/m = 28,1 kNm/m – je větší než Moh = 2,55 kNm/m – vyhovuje 1. mezní stav 3.6 Posouzení základové spáry Návrhová únosnost základové půdy: Geotechnické charakteristiky podloží v základové spáře: písčitý jíl se štěrkem a kameny tuhé konzistence - F6/CI. Tabulková výpočtová únosnost Rdt = 100 kPa –nedostatečná (qcd = 135,6 kN/m2) - podle zrušené původní ČSN 73 1001 – v Eurocodu 7 zatím není odpovídající příloha vydána. Hloubka založení (spodek podkladního betonu) pod NK bude - 2,35 m, hloubka založení pod dnem vodoteče – 0,8 m. Během realizace objektu se musí skutečná základová zemina v místě základové spáry ověřit (geotechnický a autorský dozor), protože hloubka sondy je pouze 1,2 m od NK (nedosahuje do základové spáry) a nejsou přesně určeny parametry. Zlepšení základové půdy se zajistí výměnou jílu za štěrkodrť v tl. 0,30 m - štěrk špatně zrněný G2/GP (ČSN 73 6133), tabulková únosnost 850-20 = 830 kPa, ID = 0,8. Ve výsledné hloubce založení 1,1 m pod dnem vodoteče se tak může uvažovat minimální odvozená návrhová únosnost základové spáry v hodnotě Rdt = 150 kPa. - je větší než kontaktní napětí v základové spáře qcd = 135,6 kN/m2 – vyhovuje 1. mezní stav Posouzení podle 2. mezního stavu – použitelnosti. Charakter stavby: Jedná se o přestavbu propustku v místě stávajícího propustku. Zemní těleso je již konsolidované. Sedání podloží se tedy již nemusí uvažovat. Stanovení zatížitelnosti základové spáry: Stálé a dlouhodobé zatížení: sv1g = 52,5 kN/m2 Proměnné zatížení dopravou: sv1q = 83,1 kN/m2 Zatížitelnost základu pod opěrou: Zuic4 = (Rp - sv1g) / sv1q = (150 – 52,5) / 83,1 = 1,17 V Ústí nad Labem, 31.07.2015 .

Ing. Zdeněk Zeman 6


4

Statický výpočet

SESTAVENÍ PŘEHLEDNÝCH VÝSLEDKŮ ZATÍŽITELNOSTI

Tabulka zatížitelnosti pro části mostního objektu (propustek) podle SŽDC SR (5) Přehled zatížitelnosti A. Identifikace mostního objektu (propustku) TÚ (číslo, název):

0271 Chrást u Plzně - Stupno

DÚ: 02

km: 17,902

B. Identifikace části mostního objektu (propustku) část mostu: nosná konstrukce / základová spára

pod kolejí č. 1

C. Doplňující data pro část mostního objektu (propustku) Nosná konstrukce: Spodní stavba:

Kategorie zatížitelnosti: Kategorie zatížitelnosti:

C

Výpočetní model:

obdélníkový průřez

C

Výpočetní model:

deska / plošný základ

Geometrie koleje, uvažovaná v přepočtu pro část mostního objektu v jejím profilu (ve směru staničení) na začátku

uprostřed

číslo koleje

na konci

č.1

poloměr oblouku

- - [m]

převýšení koleje

-- [mm]

excentricita vůči ose mostního objektu -- [m]

přímá

- - [m]

0 [mm]

-- [mm]

0,04 [m]

-- [m]

Popis závad uvažovaných ve výpočtu: Zatížitelnost vychází z projektovaného stavu a nezohledňuje proto žádné závady. Datum zjištění zapracovaného stavu propustku - orgány SŽDC: …---…/…/… - zpracovatelem přepočtu: …--…/…/… Poznámky k části propustku: Excentricita zatížení u přesypaného propustku není rozhodující. Poř. č. 1 1

Prvek (vč. umístění) 2 Rám

2

Základová deska

DETAIL

NAMÁHÁNÍ

3 Spodní příčle Plošná

4 Tlak a ohyb ve vyztuženém betonu Tlak v základové spáře

Dne: 31/07/2015 zatížitelnost určil: Ing. Zdeněk Zeman

.

ki

typ

Lp

δ

LD

1,0

6 -

7 2,2

8 2,0

1,0

-

-

1,0

Dne: .../.../….

7

Poznámky

ZUIC

9 2,86

viz. str. 10 2

11

12 1,21

-

6

Polštář ze štěrkodrti

do databáze zadal: …

prefabrikát

1,17

1 TECHNICKÁ ZPRÁVA KE STATICKÉMU VÝPOČTU

Recommend Documents