Rákóczi híd próbaterhelése

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Hidak és Szerkezetek Tanszék

Rákóczi híd próbaterhelése

Dr. Kövesdi Balázs egyetemi docens, BME Hidak és Szerkezetek Tanszék Dr. Dunai László egyetemi tanár, BME Hidak és Szerkezetek Tanszék Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Próbaterhelés célja - programja Cél: Villamos forgalom elindítása előtti teherbírás ellenőrzése helyszíni mérésekkel. Időpont: 2015.02.14-15. Program: 1. Fázis: lokális (keresztirányú) mérés - cél: villamospálya alatti részek (gerinclemez,kereszttartó) lokális vizsgálata (1995-ös próbaterhelésnél nem vizsgált részek) 2. Fázis: globális (hosszirányú) mérés - cél: villamos + közúti forgalom együttese – (1995 equivalens villamos teher) - 33 db statikus teherállásban (15 keresztirányú mérés, 18 globális terhelés) - 2x32 ponton mértük a szerkezet lehajlását, - 109 ponton nyúlásmérés. - Vonat-hatásábra felvételétele - Sajátfrekvenciák meghatározása - Komplex dinamikus mérési program (villamos + tehergépkocsik) Hídcsoport:

1. Rákóczi híd

Hidász Napok 2015

2. Budafoki úti híd

3. Nádorkerti úti híd Visegrád, 2015.06.10-11.



Terhelő járművek 4 db átlagosan 850 kN súlyú Combino villamos

Combino önsúly + 221 fő utas nyílásonként 4 db

20 darab, átlagosan 350 kN súlyú, négytengelyes jármű

17,0 kN/m megoszló teher Teljes teherhányad 71% (villamospálya alatti szerkezeti részekre koncentrálva) Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérések programja (lokális mérések)

Cél: villamospálya alatti szerkezet vizsgálata

Nyúlásmérés + keresztirányú lehajlás mérés Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérések programja (globális mérések) Cél: Teherbírás ellenőrzése (villamos + közúti forgalom) - összes nyílás mértékadó leterhelése - 1995-ös próbaterheléssel kompatibilis mérési program

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérések programja (globális mérések)

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérések (globális terhelés) Mértékadó teherállások

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények Lokális keresztirányú mérés 7. teherállás

<-- Déli (kifolyási) oldal 0

5

10

Hossz [m]

Északi (befolyási) oldal --> 15

20

25

0 1

Lehajlás [mm]

2 3 4 5 6 7 8

mért - I

-

keresztirányú metszetek felvétele, lehajlási ábra meghatározása

-

nyúlásmérés a pályaszerkezeten, kereszttartókon

mért - II

számított - I

számított - II

igazoltuk a villamospálya alatti szerkezeti részek megfelelőségét Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények Globális hosszirányú mérés

- vonalanként 32 db szintezési pont

25. teherállás <-- Pest -30 -20

- budai oldalon sűrű pontfelvétel,

-10

Lehajlás [mm]

- pesti oldalon ellenőrző jellegű (szimmetrikus)

Buda -->

Hossz [m]

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 10 20 30

Kiegészítő mérés: - fotogrammetriai alakmeghatározás - saruelmozdulás (interferometer) Hidász Napok 2015

40

mért - B

mért - K

számított - B

számított - K

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények Globális hosszirányú mérés 17. teherállás <-- Pest

19. teherállás Buda -->

Hossz [m]

<-- Pest

-60

-80

-40

-60 -40

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 20 40 60

450

Lehajlás [mm]

-20

Lehajlás [mm]

Buda -->

Hossz [m]

-20 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60

80

80

100

100

mért - B

mért - K

számított - B

számított - K

mért - B

mért - K

számított - B

számított - K

Megállapítások: 1. A próbaterhelés során mért lehajlások a szemlélet alapján várt és a számított értékeknek megfelelőek 2. lokális vizsgálatok: kereszttartók legnagyobb lehajlása 9,2 mm (számított lehajlás 88 %-a) maradó lehajlás maximum 10 %. 3. globális vizsgálatok: nyílásközepek legnagyobb mért lehajlása 20-78 mm (számított lehajlás 75-88%-a), maradó lehajlás nyílásonként 4-10 %. Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények - nyúlásmérés Globális szerkezeti viselkedés ellenőrzése

-

4 globális keresztmetszet Pilon Ferde rúd

57 db mérési pont

Lokális szerkezeti viselkedés ellenőrzése

-

kereszttartó 52 db mérési hosszbordák / pályalemez pont kereszttartók, pályaszerkezet

Összesen 109 db nyúlásmérő bélyeg Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények - nyúlásmérés

20

10 5 0 -5

A1

A2

A3

A4

A5

A6

Hidász Napok 2015

A8

A9

A10

mért

-10 -15

A7

bélyegszám

számított

feszültségváltozás [MPa]


15

3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8

mért számított B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

B9

B10

bélyegszám

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények - nyúlásmérés 30

mért feszültségváltozás [MPa]

20

számított

10 0 K22

K23

K24

K25

K26

K27

K28

K29

-10 -20 -30 bélyegszám


-40

Hidász Napok 2015

35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20

mért számított

bélyegszám K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K10

Visegrád, 2015.06.10-11.



Statikus mérési eredmények - fáradásvizsgálat Próbaterhelés mérési eredményei

független statikai számítások fáradásvizsgálati eredményeit megerősítették

COMBINO villamosok COMBINO és új CAF villamosokra is Hosszborda illesztés

Kereszttartó ellenőrzés

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Kereszttartó szükséges merevsége – EN1993-1-5 EN1993-1-5

Hajlítási merevségi kritérium: Nincs mindig a biztonság oldalán

MSZ

4

I st 

m  b   300  u   1  w0 E    b 

Kutatási cél: szükséges merevség meghatározása

Csavarási merevségi kritérium: jelentős túltervezéshez vezet

fy It  5,3 Ip E

nyúlásmérő bélyegek

 cr  f y

Θ értékét Nemzeti Melléklet adj meg. Θ=6 ajánlott. Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Mérési eredmények kiértékelése Kereszttartó szélső szál normálfeszültség Mérési eredmények

Mechanikai modell

 max  f y

mért

stress in the cross girder from qdev [MPa]

2

-20

1,5 1

qdev ,mért  1,78

y = 0,0024x2 - 0,0358x

számított kN m

qdev , EN 199315  2,76

kN m

0,5 0 -10

-0,5 -1 -1,5 -2

Hidász Napok 2015

0

10

20

30

axial normal stress level [MPa]

Méretezési eljárás fejlesztés „ECCS Evolution Group EN1993-1-5” 3,92  n  b 3  I b I st   2  L3 Visegrád, 2015.06.10-11.



Vonat-hatásábra mérés eredményei 6 B8 bélyeg

A1 bélyeg

15

A2 bélyeg 10

A3 bélyeg

5 hídtengely [m]

0 0

100

200

300

400

-5

500



20

-10

4

B9 bélyeg

2

B10 bélyeg hídtengely [m]

0 0

100

200

300

400

500

-2 -4 -6

3 feszültségváltozás [MPa]

2 hídtengely [m]

1 0 -1 0

100

200

-4 -5 -6

400

500

K1 bélyeg

-2 -3

300

Ferde rúd hatás

K2 bélyeg K6 bélyeg K7 bélyeg

-7

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Sajátfrekvenciák meghatározása Függőleges rezgések fáziskép spektruma 800 2.83

600 1.61

400

2.98

1.95 3.27

200

1.22 3.71

0 -200

4.25 3.96

3.61

-400 0

1

2

3

Első hajlító frekvencia 1,22 Hz

Hidász Napok 2015

4

5frekvencia [Hz] 6

Első csavaró frekvencia 3,61 Hz

Visegrád, 2015.06.10-11.



Dinamikus mérés programja 4 db egyenként ~350 kN súlyú tehergépkocsival, majd 1 és 2 db Combino villamossal 109 db nyúlásmérő bélyegen, 50 Hz-es mintavételi frekvenciával mértük a szerkezeten keletkező nyúlásokat

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Dinamikus tényezők értékei A főtartókon: - 50 km/h-s tehergépkocsis futam ν= 1,10. - villamossal végzett futamokból ν =1,05 A kereszttartókon: - 50 km/h-s tehergépkocsis futam ν = 1,10. - villamossal végzett futamokból ν =1,06 A vizsgált támaszkörnyezetben: - tehergépkocsis futamok ν =1,17 – 1,24 - villamossal végzett futamok ν =1,03 – 1,08

Megállapítások: 1. Villamosok jelentősen kisebb dinamikus hatást okoztak a szerkezeten (mind a főtartón, mind a szerkezeti részleteken), mint a tehergépkocsik. 2. Dinamikus tényező mért értéke kisebb, mint a szabvány alapján számított érték.

Villamosforgalom megnyugtató biztonsággal megindítható! Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.



Köszönöm a megtisztelő figyelmet!

Hidász Napok 2015

Visegrád, 2015.06.10-11.

Rákóczi híd próbaterhelése

Recommend Documents