6 Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2

6 Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 6.1 Předmět normy Evropská norma ČSN EN 1995-2 [20] uvádí zásady pro navrhování mostů (podle české terminologie se rozumí mostů i lávek) ze dřeva a jiných materiálů na bázi dřeva včetně požadavků na jejich bezpečnost, použitelnost a trvanlivost. Zásady této normy vychází z koncepce mezních stavů ve spojení s metodou dílčích součinitelů. Pro navrhování nových konstrukcí mostů se ČSN EN 1995-2 použije společně s ČSN EN 1995-1-1, ČSN EN 1990:2002 a příslušnými částmi ČSN EN 1991. V ČSN EN 1995-2 uvedené číselné hodnoty dílčích součinitelů a jiných parametrů spolehlivosti jsou hodnoty, při nichž je dosažena přijatelná úroveň spolehlivosti mostů. Hodnoty jsou stanoveny za předpokladu, že je uplatňována odpovídající úroveň stavebních prací a systém řízení jakosti.

6.1.1 Rozsah platnosti V ČSN EN 1995-2 jsou uvedena obecná pravidla pro navrhování konstrukčních částí mostů, tj. konstrukčních prvků důležitých pro spolehlivost celého mostu nebo jeho hlavních částí, které jsou vyrobeny ze dřeva a jiných materiálů na bázi dřeva, buď výlučně nebo v kombinaci s betonem, ocelí nebo jinými materiály. Norma též obsahuje dvě přílohy, které se zabývají podrobněji posouzením mostů na únavu a kmitání.

6.1.2 Citované normativní dokumenty Součástí EN 1995-2 jsou i ustanovení evropských norem, na něž jsou odkazy v jejím textu. U datovaných odkazů se pozdější změny nebo revize kterékoliv z těchto publikací nedají použít. Pro nedatované odkazy platí poslední vydání příslušného normativního dokumentu. Všechny dále zmíněné normy EN již byly v ČR vydány jako ČSN EN.

6.1.3 Termíny a definice V EN 1995-2 jsou použity některé speciální termíny, které je vhodné si vysvětlit. Zubové spojení (grooved connection) ■ smykové spojení skládající se z celistvé části jednoho prvku, ve styčné ploše zapuštěné do druhého prvku, spojené části jsou běžně drženy pohromadě pomocí mechanických spojovacích prostředků (příklad zubového spojení je uveden na obr. 89).

276


1 – dřevo 2 – beton 3 – spojovací prostředek

Obr. 89 Příklad zubového spojení Lamelové desky mostovky (laminated deck plates) ■ desky mostovky vyrobené z lamel, sestavených na výšku, nebo na šířku, spojených dohromady pomocí mechanických spojovacích prostředků nebo lepení (viz obr. 90 a 91). Předpjaté lamelové desky mostovky (stress-laminated deck plates) ■ lamelové desky mostovky vyrobené z lamel, sestavených na výšku s povrchy buď řezanými, nebo hoblovanými, spojených dohromady pomocí předpětí, viz obr. 90.

1 – hřebík nebo vrut 2 – předpínací tyč nebo přepínací výztuž 3 – lepená spára mezi lepenými lamelovými prvky 4 – lepená spára mezi lamelami u lepených lamelových prvků

Obr. 90 Příklady desek mostovek vyrobených z lamel sestavených na výšku a) lamelované pomocí hřebíků nebo vrutů b) předpjaté, ale nikoliv lepené c) lepené a předpjaté lepené lamelové nosníky umístěné na ležato d) lepené a předpjaté lepené lamelové nosníky umístěné na stojato Křížem lamelované desky mostovky (cross-laminated deck plates) ■ lamelové desky mostovky vyrobené z lamel ve vrstvách s různým směrem vláken (křížem nebo pod různými úhly), vrstvy jsou lepeny dohromady nebo spojovány pomocí mechanických spojovacích prostředků, viz obr. 91. 277

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 Předpínání (pre-stressing) ■ trvalý účinek v důsledku kontrolovaných sil a/nebo deformací vnesených do konstrukce (příkladem je příčné předpínání dřevěných desek mostovek pomocí tyčí nebo přepínací výztuže, viz obr. 90 b až d).

Obr. 91 Příklad křížem lamelované desky mostovky

6.1.4 Použité značky Pro účely ČSN EN 1995-2 platí následující značky. Písmena velké latinské abecedy A plocha mostovky E0,mean průměrný modul pružnosti rovnoběžně s vlákny E90,mean průměrný modul pružnosti kolmo k vláknům Ft,Ed návrhová tahová síla mezi dřevem a betonem Fv,Ed návrhová smyková síla mezi dřevem a betonem G0,mean průměrný modul pružnosti ve smyku rovnoběžně s vlákny G90,mean průměrný modul pružnosti ve smyku kolmo k vláknům (valivý smyk) M celková hmotnost lávky Mbeam ohybový moment v nosníku představujícím desku Mmax,beam maximální ohybový moment v nosníku představujícím desku Nobs počet konstantních amplitud napěťových cyklů za rok R poměr napětí Písmena malé latinské abecedy a vzdálenost; únavový součinitel ahor,1 horizontální zrychlení od jedné osoby přecházející lávku ahor,2 horizontální zrychlení od několika osob přecházejících lávku avert,1 svislé zrychlení od jedné osoby přecházející lávku avert,2 svislé zrychlení od několika osob přecházejících lávku b únavový součinitel bef účinná šířka bef,c celková účinná šířka betonové desky bef,1; bef,2 účinná šířka betonové desky blam šířka lamely bw šířka zatížené plochy na dotykovém povrchu vozovky bw,middle šířka zatížené plochy ve středu desky mostovky 278

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 d h fc,90,d ffat,d fk fm,d,deck fv,d,deck fm,d,lam fv,d,lam fvert, fhor kc,90 kfat khor kmod ksys kvert ℓ ℓ1 m mplate mmax,plate n t t1 tL

průměr; vnější průměr tyče; vzdálenost výška nosníku; tloušťka desky návrhová pevnost v tlaku kolmo k vláknům návrhová hodnota pevnosti na únavu charakteristická pevnost návrhová pevnost v ohybu desky mostovky návrhová pevnost ve smyku desky mostovky návrhová pevnost v ohybu lamel návrhová pevnost ve smyku lamel základní vlastní frekvence vertikálního a horizontálního kmitání součinitel pro pevnost v tlaku kolmo k vláknům součinitel vystihující redukci pevnosti s ohledem na počet zatěžovacích cyklů součinitel modifikační součinitel součinitel pevnosti soustavy součinitel rozpětí vzdálenost hmotnost; hmotnost na jednotku délky ohybový moment v desce na jednotku délky maximální ohybový moment v desce počet zatížených lamel; počet chodců čas; tloušťka lamely tloušťka bočního prvku návrhová provozní životnost konstrukce vyjádřená v letech

Písmena malé řecké abecedy součinitel založený na důsledku poškození; úhel roznášení napětí dílčí součinitel pro materiálové vlastnosti dřeva, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů M,c dílčí součinitel pro materiálové vlastnosti betonu, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů M,s dílčí součinitel pro materiálové vlastnosti oceli, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů M,v dílčí součinitel pro hmoždíky, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů M,fat dílčí součinitel spolehlivosti pro posouzení materiálů na únavu, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů  poměr u posouzení na únavu mean průměrná objemová hmotnost d návrhový součinitel tření d,max číselně největší hodnota návrhového napětí pro únavové zatížení d,min číselně nejmenší hodnota návrhového napětí pro únavové zatížení p,min minimální dlouhodobé zbytkové tlakové napětí od předpínání  poměrné tlumení

 M

279


6.2 Zásady navrhování Navrhování dřevěných mostů musí být ve shodě s ČSN EN 1990.

6.2.1 Zatížení a vlivy prostředí Zatížení pro navrhování mostů se určí z příslušných částí ČSN EN 1991. Proměnná zatížení způsobená převedením silničního a pěšího provozu přes most se mají uvažovat jako krátkodobá zatížení. Příklady přiřazení trvání zatížení jsou uvedeny v poznámce k 2.3.1 v ČSN EN 1995-1-1. Doporučené přiřazení trvání zatížení pro zatížení během montáže je krátkodobé. Počáteční předpínací síly kolmo k vláknům se mají uvažovat jako krátkodobá zatížení.

6.2.2 Posouzení metodou dílčích součinitelů Pro základní kombinace jsou hodnoty dílčích součinitelů vlastností materiálu M uvedeny v tab. 77. Pro mimořádné kombinace je doporučená hodnota dílčího součinitele M = 1,0. Tab. 77 Dílčí součinitele vlastností materiálu 1. Dřevo a materiály na bázi dřeva  běžné posouzení  rostlé dřevo  lepené lamelové dřevo  LVL, překližka, OSB  posouzení na únavu 2. Spoje  běžné posouzení  posouzení na únavu 3. Ocel používaná ve spřažených prvcích 4. Beton používaný ve spřažených prvcích 5. Hmoždíky mezi dřevem a betonem ve spřažených prvcích  běžné posouzení  posouzení na únavu 6. Předpínací ocelové prvky

M = 1,3 M = 1,25 M = 1,2 M, fat = 1,0 M = 1,3 M, fat = 1,0 M, s = 1,0 M, c = 1,0 M,v = 1,25 M,v,fat = 1,0 M, s = 1,15

6.3 Vlastnosti materiálu Podrobná informace o vlastnostech dřeva a materiálů na bázi dřeva je uvedena v ČSN EN 1995-1-1. Předpínací oceli musí splňovat ČSN EN 10138-1 [28] a ČSN EN 10138-4 [29].

280


6.4 Trvanlivost 6.4.1 Dřevo Při návrhu dřevěného mostu je třeba uvážit účinek srážek, větru a slunečního záření. Účinek přímé povětrnosti na dřevěné konstrukční prvky, způsobený srážkami nebo slunečním zářením, se může snížit pomocí konstrukčních ochranných opatření nebo užitím dřeva s dostatečnou přirozenou trvanlivostí nebo dřeva ošetřeného ochrannými prostředky proti biologickému napadení. Kde není možné částečné nebo úplné zakrytí hlavních konstrukčních prvků (viz obr. 92), je možné trvanlivost zvýšit jedním nebo více následujícími opatřeními:  omezení stojaté vody na dřevěných površích pomocí vhodného sklonu povrchů;  omezení otvorů, zářezů apod., kde se může hromadit nebo prosakovat voda;  omezení přímého absorbování vody (např. kapilární absorpce z betonového základu) užitím vhodných bariér;  omezení trhlin a delaminace, zvláště v oblastech, kde mohou být vystaveny povětrnosti koncová vlákna, vhodným neprodyšným uzavřením a/nebo krycími deskami;  omezení bobtnání a sesychání dřeva zajištěním jeho vhodné počáteční vlhkosti a snížením vlhkostních změn za provozu pomocí přiměřené povrchové ochrany;  hledání geometrie konstrukce, která zajistí přirozené větrání všech dřevěných částí.

Obr. 92 Příklad ochrany konstrukčních prvků Nebezpečí zvýšené vlhkosti blízko povrchu terénu např. v důsledku nedostatečného větrání způsobeného vegetací mezi dřevem a terénem, nebo stříkající vody, se redukuje jedním nebo více následujícími opatřeními:  pokrytí povrchu terénu vrstvou štěrku apod. za účelem omezení vegetace;  užití zvětšené vzdálenosti mezi dřevěnými částmi a úrovní terénu. Tam, kde jsou konstrukční dřevěné prvky vystaveny opotřebení od dopravy, musí se při návrhu uvažovat maximálně taková výška průřezu, jaká je minimální dovolená výška před výměnou. 281


6.4.2 Odolnost proti korozi Pro spojovací prostředky platí ČSN EN 1995-1-1, 4.2. Pro ocelové části jiné než spojovací prostředky platí EN 1993-2. Příkladem zvláště korozních podmínek je dřevěný most, kde nelze vyloučit agresivní protinámrazové látky. Musí se též uvážit možnost napěťové koroze. Zabetonované ocelové části, jako výztužné pruty a předpínací kabely, mají být chráněny podle ČSN EN 1992-1-1, 4.4.1 a ČSN EN 1992-2. Je třeba též uvážit účinek chemické ochrany dřeva nebo dřeva s vysokým obsahem kyselin, na protikorozní ochranu spojovacích prostředků.

6.4.3 Ochrana dřevěných mostovek proti vodě pomocí neprodyšného uzavření Pružnost neprodyšných vrstev musí být dostačující, aby kopírovala pracování dřevěné mostovky.

6.5 Zásady analýzy konstrukce 6.5.1 Lamelové desky mostovky 6.5.1.1 Všeobecně Analýza lamelové desky mostovky má být založena na jedné z následujících možností:  teorii ortotropní desky;  modelování desky mostovky pomocí roštu;  zjednodušené metodě podle 6.5.1.3. U pokročilé analýzy desek mostovek, vyrobených z lamel jehličnatých dřevin, mají být poměry vlastností soustavy převzaty z tab. 78. Poissonova konstanta  se může brát jako nula. Tab. 78 Vlastnosti soustavy u lamelových desek mostovek Typ desky mostovky Lamelace hřebíky Lamelace tlakem  řezané  hoblované Lamelace lepením

E90,mean/E0,mean 0

G0,mean/E0,mean 0,06

G90,mean/G0,mean 0,05

0,015 0,020 0,030

0,06 0,06 0,06

0,08 0,10 0,15

U křížem lamelované desky mostovky, viz obr. 91, se mají uvážit smykové deformace.

282

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 6.5.1.2 Soustředěná svislá zatížení Zatížení mají být uvažována v referenční rovině ve středu desky mostovky. Pro soustředěná zatížení se má uvažovat účinná zatěžovací plocha vztažená ke střednicové rovině desky mostovky, viz obr. 93. kde bw je bw,middle



šířka zatížené plochy na dotykovém povrchu vozovky; šířka zatížené plochy v referenční rovině ve středu desky mostovky; úhel roznášení podle tab. 79.

1 – vozovka 2 – dřevěná deska mostovky 3 – referenční rovina ve středu dřevěné desky mostovky Obr. 93 Roznášení soustředěných zatížení z dotykové plochy šířky bw

Tab. 79 Roznášecí úhel  soustředěných zatížení pro různé materiály Vozovka (podle EN 1991-2, 4.3.6) Prkna a fošny

45 ° 45 °

Lamelové dřevěné desky mostovky  ve směru vláken

45 °

 kolmo k vláknům

Překližka a křížem lamelované desky mostovky

15 °

45 ° 283

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 6.5.1.3 Zjednodušená analýza Deska mostovky může být nahrazena jedním nebo několika nosníky ve směru lamel s účinnou šířkou bef vypočtenou takto:

bef  bw,middle  a

(6.1)

kde bw,middle se vypočítá podle kap. 6.5.1.2; a se převezme z tab. 80.

Tab. 80 Šířka a v m pro určení účinné šířky nosníku Systém desky mostovky Deska mostovky lamelovaná hřebíky Lamelace tlakem nebo lepením Křížem lamelované dřevo Spřažená konstrukce mostovky beton/dřevo

a [m] 0,1 0,3 0,5 0,6

6.5.2 Spřažené prvky U spřažených soustav desek mostovek se musí uvážit vliv prokluzu spoje, viz kap. 6.8.2.

6.5.3 Dřevo-betonové spřažené prvky Betonová část se navrhuje podle ČSN EN 1992-2. Spojovací prostředky a zubová spojení se mají navrhují tak, aby přenesly všechny síly vzniklé spřažením. Tření a přilnavost mezi dřevem a betonem se nemá uvažovat pokud není provedeno odborné posouzení. Účinná šířka betonové desky spřažených konstrukcí, dřevěný nosník/betonová mostovka, se uvažuje takto:

bef,c  b  bef,1  bef,2 kde b bef,1; bef,2

(6.2)

je šířka dřevěného nosníku; jsou účinné šířky betonových pásů, jak jsou určeny pro betonový T-průřez podle ČSN EN 1992-1-1, 5.3.2.1.

Pro posouzení při mezním stavu únosnosti se musí uvážit trhliny v betonové desce. Účinek tuhosti betonu v tahu se může započítat. Při zjednodušeném přístupu se může tuhost části betonového průřezu s trhlinami uvažovat jako 40 % tuhosti za předpokladu, že je bez trhlin. V těchto místech je třeba věnovat pozornost přiměřené roznášecí výztuži proti trhlinám.

284


6.6 Mezní stavy únosnosti 6.6.1 Desky mostovky 6.6.1.1 Pevnost soustavy Pro pevnost soustavy platí příslušná pravidla uvedená v ČSN EN 1995-1-1, 6.7. Návrhová pevnost desky mostovky v ohybu a ve smyku se vypočítá takto: f m,d,deck = k sys f m,d,lam

f

v,d,deck = k sys

f

v,d,lam

(6.3) (6.4)

kde fm,d,lam je návrhová pevnost lamel v ohybu; fv,d,lam návrhová pevnost lamel ve smyku; ksys součinitel pevnosti soustavy, viz ČSN EN 1995-1-1. Pro mostovky podle obr. 90d se použije ČSN EN 1995-1-1, obr. 6.12, čára 1. Pro výpočet ksys se počet zatížených lamel bere takto: n

bef blam

(6.5)

kde bef je účinná šířka; blam šířka lamel. Účinná šířka bef se stanoví takto (viz obr. 94): bef 

M max,beam mmax,plate

kde Mmax,beam mmax,plate

(6.6)

je maximální ohybový moment v nosníku představujícím desku; maximální ohybový moment v desce vypočítaný pomocí deskové analýzy.

Obr 94 Příklad průběhu ohybového momentu v desce pro určení účinné šířky 285

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 6.6.1.2 Předpjaté lamelové desky mostovky Dlouhodobé předpínací síly musí být takové, aby nedošlo k žádnému prokluzu mezi lamelami. Splněna má být následující podmínka: Fv,Ed  d  p,min h

(6.7)

kde Fv,Ed je návrhová smyková síla na jednotku délky, vyvolaná svislým a vodorovným zatížením; d návrhová hodnota součinitele tření; p,min minimální dlouhodobé zbytkové napětí v tlaku od předpětí; h tloušťka desky. Při určení součinitele tření je třeba zohlednit následující:

   

druh dřeva; drsnost dotykového povrchu; ochranu dřeva; zbytkovou úroveň napětí mezi lamelami.

Jestliže nebyly ověřeny jiné hodnoty, mají se hodnoty návrhových statických součinitelů tření d mezi lamelami ze dřeva jehličnatých dřevin a betonem brát z tab. 81. Pro vlhkost mezi 12 a 16 % se mohou hodnoty získat pomocí lineární interpolace. V místech vystavených soustředěným zatížením nemá být minimální dlouhodobé zbytkové napětí v tlaku p,min od předpětí mezi lamelami nižší než 0,35 N/mm2. Dlouhodobé zbytkové napětí od předpětí lze běžně předpokládat větší než 0,35 N/mm2 za předpokladu, že:

 počáteční předpětí je nejméně 1 N/mm2;  vlhkost lamel v době předpínání není větší než 16 %;  změna vlhkosti za provozu v desce mostovky je omezena pomocí přiměřené ochrany např. neprodyšné vrstvy. Tab. 81 Návrhové hodnoty součinitele tření d Drsnost povrchu lamel Řezané dřevo na řezané dřevo Hoblované dřevo na hoblované dřevo Řezané dřevo na hoblované dřevo Dřevo na beton

Kolmo k vláknům Vlhkost Vlhkost  12 %  16 % 0,30 0,45 0,20 0,40 0,30 0,45 0,40 0,40

Rovnoběžně s vlákny Vlhkost Vlhkost  12 %  16 % 0,23 0,35 0,17 0,30 0,23 0,35 0,40 0,40

Výsledné přepínací síly mají působit ve středu dřevěného průřezu. Musí se ověřit tlakové napětí kolmo k vláknům v dotykové ploše kotevní desky během předpínání. Součinitel kc,90 podle ČSN EN 1995-1-1 lze brát hodnotou 1,3. 286

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 V žádné ze čtyř přilehlých lamel se nemá vyskytovat více než jeden spoj na tupý sraz na vzdálenost  1 danou takto: 2 d  1  min 30 t 1, 2 m 

(6.8)

kde d je vzdálenost mezi předpínacími prvky; t tloušťka lamel ve směru předpínání. Při výpočtu podélné pevnosti předpjatých lamelových mostovkových desek, je třeba průřez redukovat úměrně k počtu spojů na tupý sraz na vzdálenost 4násobku tloušťky lamel ve směru předpínání.

1 – lamela 2 – spoj na tupý sraz 3 – předpínací element

Obr. 95 Spoje na tupý sraz v předpjatých lamelových deskách mostovky

6.6.2 Únava U konstrukcí nebo částí konstrukcí a spojů, které jsou vystaveny častým změnám namáhání od zatížení dopravou nebo větrem, se musí ověřit, že nedojde k žádnému porušení nebo závažnému poškození následkem únavy. Posouzení na únavu není u mostů pro chodce (lávek pro chodce) běžně požadováno. Zjednodušená metoda posouzení na únavu je uvedena v příloze A, viz [20] 6.10.

287


6.7 Mezní stavy použitelnosti 6.7.1 Všeobecně Ve výpočtech se mají používat průměrné hodnoty objemové hmotnosti.

6.7.2 Mezní hodnoty průhybů Rozsah mezních hodnot průhybů způsobených pouze zatížením dopravou je pro nosníky, desky nebo příhradoviny s rozpětím ℓ uveden v tab. 82.

Tab. 82 Mezní hodnoty průhybů pro nosníky, desky a příhradoviny Zatížení Charakteristické zatížení dopravou Zatížení pěší dopravou a zatížení nízkou dopravou

Rozsah mezních hodnot ℓ/400 až ℓ/500 ℓ/200 až ℓ/400

6.7.3 Kmitání 6.7.3.1 Kmitání vyvolaná chodci Pro pohodu platí kritéria ČSN EN 1990:2002/A1. Jestliže nebyly zjištěny jiné hodnoty, má se poměrné tlumení uvažovat takto:

  = 0,010 pro konstrukce bez mechanických spojů;   = 0,015 pro konstrukce s mechanickými spoji. Zjednodušená metoda pro stanovení kmitání dřevěných mostů, postavených jako prostě podepřené plnostěnné nosníky nebo příhradoviny, je uvedena v Příloze B [20], viz 6.11. 6.7.3.2 Kmitání vyvolaná větrem Pro řešení kmitání vyvolaného větrem platí ČSN EN 1991-1-4.

6.8 Spoje 6.8.1 Všeobecně V konstrukcích mostů se nesmí použít následující spoje:

 spoje s osově zatíženými hřebíky;  sponkové spoje;  spoje provedené s deskami s prolisovanými trny.

288


6.8.2 Spoje dřevo-beton ve spřažených nosnících 6.8.2.1 Příčně namáhané spojovací prostředky kolíkového typu Účinek sepnutí spojů uvažovaný u spojů konstrukcí pozemních staveb se u mostů nemá používat. V případě, že je ve spojích dřevo-beton použita mezilehlá nenosná vrstva mezi dřevem a betonem (např. konstrukce bednění), viz obr. 96, je třeba parametry únosnosti a tuhosti spoje určit pomocí speciální analýzy nebo zkouškami.

1 – beton 2 – nenosná mezilehlá vrstva 3 – dřevo

Obr. 96 Mezilehlá vrstva mezi betonem a dřevem 6.8.2.2 Zubové spojení U zubových spojení, viz obr. 89, se má smyková síla přenášet přímým kontaktním tlakem mezi dřevem a betonem, zalitým do drážky. Ověřit se má, že únosnost betonové části a dřevěné části spoje je dostatečná. Betonové a dřevěné části musí být spojeny tak, aby se nemohly oddělit. Spoj se navrhuje na tahovou sílu mezi dřevem a betonem o velikosti: Ft,Ed  0,1 Fv,Ed

(6.9)

kde Ft,Ed je návrhová tahová síla mezi dřevem a betonem; Fv,Ed návrhová smyková síla mezi dřevem a betonem.

6.9 Konstrukční zásady, provádění a kontrola Příslušná pravidla uvedená v ČSN EN 1995-1-1, kapitola 10 platí také pro konstrukční části mostů s výjimkou článků 10.8 a 10.9. Před připevněním neprodyšné vrstvy k desce mostovky, má být systém mostovky suchý a povrch má vyhovovat požadavkům neprodyšné vrstvy.

289


6.10 Příloha A – Posouzení na únavu 6.10.1 Všeobecně Uvedená zjednodušená metoda je založena na náhradní konstantní amplitudě zatížení na únavu, představující účinky únavy celého spektra zatěžovacích případů. Napětí se určí pomocí pružné analýzy při předepsaném zatížení. Napětí mají zohlednit tuhé nebo polotuhé spoje a účinky druhého řádu od přetvoření a zborcení. Posouzení na únavu se požaduje, jestliže poměr  daný vztahem (6.10) je větší než:

     

u prvků namáhaných kolmo nebo rovnoběžně s vlákny: 0,6 u prvků namáhaných ohybem nebo tahem: 0,2 u prvků namáhaných smykem: 0,15 u spojů s kolíky: 0,4 u spojů s hřebíky: 0,1 u ostatních spojů: 0,15



 d,max   d,min fk

(6.10)

 M,fat kde d,max

d,min fk

M,fat

je číselně největší návrhové napětí od únavového zatížení; číselně nejmenší hodnota návrhového napětí pro únavové zatížení; příslušná charakteristická pevnost; dílčí součinitel materiálu pro únavové zatížení.

6.10.2 Únavové zatížení Zjednodušený model únavového zatížení je vybudován na redukovaných zatíženích (účincích zatížení) porovnaných s modely statického zatížení. Model zatížení by měl dávat maximální a minimální napětí v aktuálních konstrukčních prvcích. Únavové zatížení od dopravy se má běžně získat z technických podmínek projektu ve spojení s ČSN EN 1991-2. Počet konstantních amplitud napěťových cyklů za rok Nobs, se bere z tabulky 4.5 ČSN EN 1991-2.

6.10.3 Posouzení únavy Pokud není model posouzení definován níže nebo pomocí speciálního výzkumu, měl by být poměr  omezen na hodnotu definovanou v předcházejícím kap. 6.10.1. Pro konstantní amplitudu zatížení je kritérium posouzení na únavu:

 d,max  f fat,d kde d,max ffat,d 290

je číselně největší návrhové napětí od únavového zatížení; návrhová hodnota pevnosti na únavu.

(6.11)

Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN 1995-2 Návrhová pevnost na únavu se stanoví takto: f fat,d  kfat

fk

(6.12)

 M,fat

kde fk je charakteristická pevnost pro statické zatížení; kfat součinitel vystihující redukci pevnosti s ohledem na počet zatěžovacích cyklů. Hodnota kfat se určí takto: kfat  1 

kde

1 R log   N obs tL   0 a b  R 

R   d,min  d,max

d,min d,max Nobs tL

 a, b

(6.13)

s–1R1

(6.14)

je číselně nejmenší návrhové napětí od únavového zatížení; číselně největší návrhové napětí od únavového zatížení; počet konstantních amplitud napěťových cyklů, jak je definován dříve; návrhová provozní životnost konstrukce vyjádřená v letech podle EN ČSN 1990:2002 (např. 100 let); součinitel založený na důsledku poškození pro skutečný konstrukční dílec; součinitelé vystihující typ únavového zatížení podle tab. 83.

Součinitel  se má brát takto:

 podstatné následky:  = 3  bez podstatných následků:  = 1 Tab. 83 Hodnoty součinitelů a a b Dřevěné prvky namáhané  tlakem, kolmo nebo rovnoběžně s vlákny  ohybem a tahem  smykem Spoje s  kolíky s d  12 mma)  hřebíky a)

a

b

2,0 9,5 6,7

9,0 1,1 1,3

6,0 6,9

2,0 1,2

Hodnoty pro kolíky jsou hlavně založeny na zkouškách 12 mm kolíků bez vůle. Kolíky podstatně většího průměru nebo svorníky s vůlí mohou mít podstatně méně příznivé vlastnosti na únavu.

291


6.11 Příloha B – Kmitání vyvolaná chodci 6.11.1 Všeobecně Pravidla uvedená v této příloze platí pro dřevěné mosty s prostě podepřenými nosníky nebo příhradové systémy buzené chodci.

6.11.2 Svislé kmitání Pro jednu osobu přecházející most se má svislé zrychlení mostu avert,1 v m/s2 brát takto:

avert,1

 200 M     100  M 

pro f vert  2,5 Hz

(6.15) pro 2,5 Hz < f vert  5,0 Hz

kde M je celková hmotnost mostu v kg, daná vztahem M = m ;  rozpětí mostu; m hmotnost mostu na jednotku délky (vlastní tíha) v kg/m;  poměrné tlumení; fvert základní vlastní frekvence pro svislé přetvoření mostu. Základní vlastní frekvenci fvert určíme přibližně z průhybu mostu wg v cm od hmotnosti lávky na jednotku délky v kg/m podle vztahu f vert  5 / 0,8w g . Pro několik osob přecházejících most se svislé zrychlení mostu avert,n v m/s2 vypočítá takto: avert,n  0, 23 avert,1 n k vert

(6.16)

kde n je počet chodců; kvert součinitel podle obr. 97; avert,1 svislé zrychlení od jedné osoby přecházející most, určené podle vztahu (6.15). Počet chodců n se má brát takto:

 n  13

pro zřetelnou skupinu chodců;

 n  0, 6 A pro souvislý proud chodců; kde A je plocha mostovky mostu v m2. Jestliže jsou uvažovány běžící osoby, se svislé zrychlení mostu avert,1 v m/s2, způsobené jednou osobou běžící po mostě, bere takto: avert,1 

292

600 M

(6.17)


6.11.3 Vodorovné kmitání Pro jednu osobu přecházející most se vodorovné zrychlení mostu ahor,1 v m/s2 vypočítá takto: ahor,1 

kde fhor

50 M

pro 0,5 Hz  fhor  2,5 Hz

(6.18)

je základní vlastní frekvence pro vodorovné přetvoření mostu.

Pro několik osob přecházejících most, se vodorovné zrychlení mostu ahor,1 v m/s2 vypočítá takto: ahor,n  0,18 ahor,1 n khor

(6.19)

kde khor je součinitel podle obr. 98. Počet chodců n se má brát takto:

 n  13

pro zřetelnou skupinu chodců;

 n  0, 6 A pro souvislý proud chodců; kde A je plocha mostovky mostu v m2.

Obr. 97 Vztah mezi svislou základní vlastní frekvencí fvert a součinitelem kvert

Obr. 98 Vztah mezi vodorovnou základní vlastní frekvencí fhor a součinitelem khor 293

6 Navrhování dřevěných mostů podle ČSN EN

Recommend Documents