VŠB-Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Školní rok 2009-2010
Železniční most - příhradová konstrukce Scia Engineer 2008
Předkládá student Odborný konzultant katedra
: : :
Ondřej Novobilský Ing. Oldřich Sucharda 228
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Obsah Obsah ................................................................................................................................... 1 Anotace ................................................................................................................................ 2 Poloha mostu ..................................................................................................................... 3 Seznámení s konstrukcí .................................................................................................. 4 Konstrukce:......................................................................................................................... 5 Horní konstrukce ............................................................................................................... 6 Konstrukční detaily horní konstrukce ......................................................................... 6 Konstrukční detaily horní konstrukce ......................................................................... 7 Spodní konstrukce............................................................................................................ 8 Konstrukční detaily spodní konstrukce ...................................................................... 8 Podpory................................................................................................................................ 9 Konstrukční detaily kluzných podpor.......................................................................... 9 Konstrukční detaily pevných podpor......................................................................... 10 Výpočetní model 3D........................................................................................................ 10 Konstrukční detaily 3D - Detaily vrchní konstrukce .............................................. 11 Konstrukční detaily 3D - Detaily spodní konstrukce ............................................. 12 Závěr ................................................................................................................................... 12 Použité materiály............................................................................................................. 12
-1-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Anotace Předmětem projektu je zpracování dokumentace stávajícího stavu a analýza železničního mostu s využitím výpočetního systému Scia Engineer 2008. Pro analýzu je zvolen prostorový výpočetní model. Most se nachází v blízkosti vlakového nádraží Frýdek-Místek. Most překlenuje řeku Morávku. Železniční most tvoří ocelová příhradová konstrukce. V rámci analýzy byly uvažovány variantní případy zatížení.
-2-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Poloha mostu Most se nachází na železniční trase Frýdek- Místek,Frýdlant n. O.. Překlenuje řeku Morávku u soutoku s Ostravicí. Leží 400m od vlakové zastávky Frýdek-Místek.
-3-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Seznámení s konstrukcí Jedná se o ocelovou příhradovou konstrukci spojovanou svařováním, ocelovými nýty, nýtovanými za tepla. Nosné části jsou tvořeny svařovanými I, II profily, nebo válcovanými I profily. Podpory jsou uchyceny k zemi pomocí betonových patek na břehu řeky. Materiál konstrukce: ocel Rozměry konstrukce: b: 6,3m l: 50m h: 6,6m
-4-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Konstrukce: Konstrukce se skládá se dvou hlavních částí, vrchní příhradové a spodní nosné konstrukce. Oběma částem se budeme zaobírat v dalších kapitolách.
-5-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Horní konstrukce Vrchní konstrukce je tvořena dvěma ocelovými profily a dalšími ztužujícími profily ve vrchní části konstrukce a pomáhá zabraňovat propadu spodní konstrukce při zatíženi a vlastní tíze pomoci příhrad a roznesením normálových sil do betonových podpor na břehu řeky. Profily: a, svařovaný profil II 400 – jedná se o dva I profily 400 svařené k sobě na ocelový plát na vrchní straně profilu. b, svařovaný profil I 400
Konstrukční detaily horní konstrukce
-6-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Konstrukční detaily horní konstrukce
-7-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Spodní konstrukce Spodní nosná konstrukce se skládá z hlavních nosných profilů a vedlejších ztužujících. Hlavní nosná konstrukce je vytvořena ze svařovaných I600 profilu, které jsou na krajních stranách konstrukce ztuženy do II600 a spojeny v dolní části ztužujícími plechy. Příčně je konstrukce tvořena svařovaným profilem I820 a přinýtována k hlavním profilům I600.Stabilitu dolní konstrukce zabezpečují rozpěrné pruty tvaru T200x120 které jsou položeny do úhlopříčky.
Konstrukční detaily spodní konstrukce
-8-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Podpory Základ podpor tvoří betonové bloky vetknuté do břehu řeky,na které byl most postaven.Na nich jsou kovové podpory držící most a umožňující horizontální pohyb od deformací a tepelné roztažnosti vlastní konstrukce v každém ročním období.
Konstrukční detaily kluzných podpor
-9-
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Konstrukční detaily pevných podpor
Výpočetní model 3D Konstrukce byla modelována v programu Scia Engineer 2008. Výpočet vnitřních sil byl proveden metodou konečných prvků (deformační variantou). Model byl nejprve zjednodušeně modelován pomocí prutů, ke kterým pak byly přiřazeny vlastnosti jednotlivých styčníků.
- 10 -
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Po přiřazení prutům materiálové vlastností konstrukce dostává podobu mostní konstrukce. Jednotlivé styky prutů v uzlech byly zjednodušeny a idealizovány do osového středu prutů jak můžete vidět dále v konstrukčních detailech.
Konstrukční detaily 3D - Detaily vrchní konstrukce
- 11 -
VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz
Konstrukční detaily 3D - Detaily spodní konstrukce
Závěr Projekt zpracovává dokumentaci stávajícího stavu jednokolejného železničního mostu přes řeku Morávku. Most se nachází v blízkosti vlakového nádraží FrýdekMístek. Z provedeného průzkumu a fotodokumentace vylívá, že ocelová konstrukce je postižena rzí. Rozsah koroze zachycují fotografie. Získaná informace o mostu jsou použita pro analýzu ve výpočetního systému Scia Engineer 2008. Analýza provedena pro prostorový výpočetní model. V rámci analýzy byly uvažovány zatěžovací stavy od vlastní tíhy konstrukce a případu statického zatížení od vlaku.
Použité materiály [1]
Teplý B., Šmiřák S.: Pružnost a plasticita II, Brno: Nakladatelství VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0498-1
[2]
Kolář, V.: Metoda konečných prvků, Skriptum, Praha: SNTL. 1971.
[3]
.
- 12 -