Obsah sborníku
Uplatnění řídicích h tyčí u ocelový ých žele ezničníc ch mostů Dr.-In ng. Richard d Buba, SSF F München Řídíccí tyče slou uží k přenesení pevné ého bodu mostu m z opě ěry doprosttřed jeho ro ozpětí a tím m k redukci dilatačních h pohybů ažž na poloviinu. Tím je možné vyh yhnout se použití dilata ační zařízen ní koleje u ocelových mostů o ro ozpětí cca. 60-120 m, u nichž by y jinak dilata ace koleje byla b nutná. Díky dobrýým zkušeno ostem s jejiich provozeem se řídící tyče v Německu upla atňují stále častěji č a sta aly se praktticky standa ardním řešenním. Napě ětí v koleji a dilatačníí délky V be ezstykové koleji k vznika ají v důsled dku teplotníích změn normálová n nnapětí. U mostů m doch hází vlivem pohybu mo ostovky od tteplotních změn z a brzd dných sil k dalšímu ná árůstu těchtto napětí. Tato T přídav vná napětí se koncen ntrují nad mostním záávěrem (ob br. 1) a jejich maximá ální dovolen né hodnoty jsou jak dle d „staré“ německé n d rážní norm my DS 804, tak dle Eurrokódu 1 ná ásledující: – tlaková napě ětí: 72 MPa, – ta ahová napě ětí: 92 MPa. Tlako ová napětí se omezu ují proto, a aby nedošllo ke ztrátě stability koleje a jejímu příčn nému vyboččení. Tahov vá napětí se e omezují z důvodu možného m vzzniku únavo ového lomu u kolejnice.
Obr.. 1 Napětí v kkoleji od změny teploty a brž ždění
Výpo očet napětíí v koleji je e poměrně ě pracný a proto se v rámci prrojektu zpra avidla nepro ovádí. Míssto toho jsou u jed dnotlivých železničníc ch společn ostí defino ovány maxiimální dilata ační délky vrchní v stavb by, při jejich hž zachován ní (a zároveeň při dostatečné tuhossti spodní stavby), s nen ní nutná dillatace kolejje. Tyto dila atační délkyy jsou v růz zných zemíích rozdílné a to v závislosti na klimatických podmínkách, aale i na tradici t a zku ušenostech. U německé dráhy č iní maximá ální dilatačn ní délka u oocelových mostů m L=60 0 m, u beton nových mos stů L=90 m.. Při p překročení těchto t dilata ačních déle ek je nutno o použít dila atační zařízzení koleje. Tato dilata ační zaříze ení jsou poměrně drrahá a ná áročná na údržbu. P Proto je sn nahou železzničních společností vyhnout se p pokud možno jejich po oužití tím, žže se nepře ekročí stano ovené dilata ační délky. Řídíc cí tyč RSB Při návrhu mosttů není dodržení dilata ačních délek k vždy možné. Již od ppočátku apllikace bezsstykové kole eje se inžen nýři pokouššeli při zach hování rozp pětí zmenšitt dilatační délky. d Možn ným řešeníím tohoto problému jje přemístě ění pevného o bodu z oopěry (pod dpory) do sttředu pole, čímž č se dila atační délka redukuje na polovinu. Takto vznikkla řídící tyč č RSB na obr. 2. (RSB B-Stab). Její princip je znázorněn z
Obr. 2 P Princip řídící tyče t RSB
Mezii opěry se umístí u tuhý prut, k něm muž se ve středu s rozpětí pevně ppřipojí mosttovka. Ložisska mostovkky jsou v pod délném smě ěru pohybliv vá. Tím se přemístí pevnný bod z podpory do sttředu pole. Při teplotníích změnácch se mosto ovka roztah huje resp. zzkracuje na obou konccích stejně a dilatační délka se rredukuje na a polovinu. Brzdné sílyy se z mos stovky ášejí skrze prut RSB do přená d obou opě ěr stejnomě ěrně. Toto řešení má á několik nevýhod. n Tu uhým spoje ením tyče s oběma oopěrami dochází vlivem teplotnícch změn k normálovým m napětím v tyči. Při brždění je veškerá brrzdná síla, která se nepřenese n přes kolej , přenášen na řídící tyč čí. Přitom je třeba omezit pomě ěrné přetvo oření tyče, aby a její stlaččení, resp. roztažení r by ylo malé, jinnak by se brrzdná síla p přerozdělila do koleje a způsobila v ní přídavn ná napětí. Z těchto důvoodů jsou pro o tyče RSB nutné velké průřezy profilů. p B se apliko ovaly málo a v součas sné době se s již praktticky nepou užívají Řídíccí tyče RSB vůbe ec, neboť byyly nahrazeny účinnějšším řešením m (Mayer/Wu unstorf). Řídíc cí tyč Maye er/Wunstorrf Řídíccí tyče Maye er/Wunstorf využívají prrincipu páky y. Konstrukc ce řídící tyčee Mayer/Wunstorf české odb je znázorněna na obr. 3. Jelikož si autor není jist správností s borné terminologie, jso ou v závork kách pro úpllnost uvede eny i německé názvy.
dící prut (S Steuerstab), brzdný nosník (Brremsträger), držící prut (Haltes stab), říd přřipevnění k mostovce, aretace pro případ údržby, koncový přříčník, přříčník, op pěra Obr. 3 Konstrukce e řídící tyče M ayer/Wunstorrf (příklad z mo ostu v Drážďaanech)
Samotný řídící prut (Steue erstab) je k o opěrám připojen excentricky skrzze brzdný nosník (Brem které jsou navzájem kloubově spoojeny. Připe msträger) a držící prut (Haltestab), ( evnění k mo ostovce a umístění držícího p prutu na obou opěrrách musí bbýt asymettrické. Všecchna ložiska a jsou v podélném sm měru pohyblivá. Pro případ opravyy je na brzd dném nosn níku umístěna aretace, po jejíž a ktivaci se brzdné b síly přenášejí ddo jedné z obou opěr, zatímco řídící ř prut a konstrukkce u druhé é opěry jso ou mimo p rovoz. Praktický příkla ad konstrukkce je vidět na obr. 4 a 5.
Obr. 4 Řídící tyč na mostu v Dráž žďanech, detail u opěr
Ob br. 5 Řídící tyč č na mostu v D Drážďanech, řídící ř prut vedo oucí skrz příčnníky
Princcip působení řídící ty yče Mayer/W Wunstorf je e znázorně ěn na obr. 6. Při ote eplení mosttovky T se s její celko ové protaže ení xT dík ky pákovém mu mechannismu řídícíí tyče rozdě ělí na obě dvě strany mostovkyy x1,T a x 2,T (viz. obr. o 6a). P Poměr protažení x1,Tax2,T je zá ávislý na ge eometrii pá ákového me echanismu a je možnoo zvolit prakticky jakékkoliv libovo olné rozdělení. V pra axi se nejčastěji užíívá rovnom měrné protažení na le evou a pravvou stranu x1,T =x2,TT. Toho se docílí při následujícíchh geometric ckých podm mínkách:
a2 a1 b1 b2 b1
Ob br. 6 Princip působení řídícíí tyče Mayer/W Wunstorf, a) přři změně teplo oty, b) od půsoobení brzdných sil
Při té éto geometrii dojde i k rovnoměrn nému rozdě ělení brzdné é síly FBr naa levou a prravou opěru a tím i k polovičnímu p u posunu op proti pevném mu uložení na jedné oppěře.
F1, Br F2, Br
1 FBr 2
x1, BBr x 2, Br
1 x Br 2
Konsstrukce řídíccí tyče je staticky s urči tá. Proto při jejím otep plení resp. ochlazení dojde k possuvům, niko oliv ke vzniku vnitřních h sil resp. napětí n jako u tyče RSB B. Brzdné síly se přená ášejí na ob bou koncích h mostovky do brzdného nosnííku a z nněho skrze držící prut do opěryy (obr. 3). Díky pákkovému půs sobení se do samotnéhho řídícího prutu vn náší jen ma alé síly. Nap příklad u mo ostu v Dráž žďanech (viz dále) je z celkové brzdné síly 1 1763 kN pře enášeno říd dícím prutem m pouze e 196 kN. Proto P vystaččí pro řídící pruty velm mi malé, zp pravidla trubkové proffily (např. u mostu v Drážďaneech 139,7x1 12,5). Konsstrukce řídíící tyče je díky malým m silám a deformacím d m (stlačení resp. rozta ažení) velm mi tuhá a ned dochází k re edistribuci b brzdné síly do koleje. yb řídící tyč če. Na každdé straně mostu m Důležitým detailem jsou kllouby umožžňující pohy jsou tři klouby (viz. obr. 3), 3 někdy sse užívá ještě čtvrtý kloub k mezi držícím prrutem a opě ěrou. Tyto klouby mus sí umožňovvat jednak pootočení p kolem k svisléé osy, z dů ůvodu průhyybu mostu u od provo ozního zatíížení musí být zárov veň umožn ěna i verttikální pooto očení kolem m příčné os sy. Většinou u se aplikují kloubová ložiska firm my SKF, kte erá se použžívají ve strrojírenském m průmyslu u nákladníích aut a tě ěžkých stroojů. Jsou odolná vůči opotřebení, mají zapouzdřené ma azivo zajišťující dlouho odobě účinnné mazání a jsou nená áročná na údržbu. Řídíccí tyče Maye er/Wunstorf byly v letech h 1974-1992 2 chráněné patentem P P24 46 571.2 2-25. Příkllady realizo ovaných mostů m V posledním desetiletí se v Německu řídící tyče staly s díky do obrým zkuššenostem s jejich provo ozem stand dardním řešením. Věttšinou se aplikují a u je ednopolovýcch příhrado ových nosn níků nebo Langrových L h trámů rozzpětí 60-12 20 m, ale existují i ppříklady apllikace u spo ojitých nosn níků a vícep polových pro ostých nosn níků. Dále jsou představeny něktteré objektyy projektova ané naší kanceláří.
Mostt v Drážďanech Mostt v Drážďanech je navržen jako dvoukolejn ný příhradový most o rozpětí L=93 m (obr. 7). Detaily řídící tyče z tohoto mo ostu jsou na a obr. 4, 5.
Obr. 7 Most v Drážďanech h, podélný řez z
spark“ ve Frankfurtu F n nad Mohan nem Mostt v „Gallus Tento o Langrův trám t má roz zpětí L=86,1 1 m (obr. 8)). Jedná se o jednokoleejnou konsttrukci. Trať je v místě mostu vede ena ve smě ěrovém oblo ouku o poloměru R=3000 m. Zvláštností mosttu byl způssob jeho výstavby, v kkdy se vrch hní stavba nejprve 800 m vysou uvala, násle edně otočila a o 20°, osadila na opěrry a nakone ec včetně op pěr přesouvvala dalších 10 m do ko onečné polo ohy.
Obr. 8 Most „Galluspark“ vve Frankfurtu nad Mohanem m, podélný řezz
Mostt Bad Schw wartau Z dů ůvodu šikmého křížení s dálnicí byl tento most m proveden jako ddva jednoko olejné Lang grovy trámy o rozpětí L=82,5 L m (o br. 9).
Obr. 9 Mosst Bad Schwartau, pohled
Mostt přes Dunaj v Degge endorfu Mostt v Deggendorfu je ne etypickým p příkladem aplikace řídíící tyče. Jeddná se o spojitý s příhrradový nosn ník o rozpěttích L=84+9 95,5+106+1 106+74,5=4 466 m (obr. 10). V zadávací doku umentaci byyl pevný bo od mostu u umístěn na druhém pillíři a dvě ddilatační zařřízení koleje za opěra ami. Ve sp polupráci s prováděcí firmou jsm me nabídli variantní řešení s řídíící tyčí v pro ostředním poli p s cílem roznést brz zdné síly rov vnoměrně nna dva pilíře e. Tím došlo o ke značnýým úsporám m v založen ní mostu. Dilatační D zařízení zůstalla dle původního proje ektu.
Obr. 10 Mostt přes Dunaj v Deggendorfu u
Mostt Köln Mostt u Kölnu je e navržen ja ako prostý p příhradový nosník o ro ozpětí L=1113,5 m (obrr. 11). Díky aplikaci říd dící tyče neb bylo potřeba a dilatačníh ho zařízení koleje. k
Obr. 11 M Most v Kölnu, L=113,5 m
Literratura: [1] M Meyer, H.; Scubart, S R.: Das Steue rstabsystem m Meyer/Wu unstorf – W Wirkungsweis se und Erfahrun ngen. Stahlbau 67 (199 98), Heft 8 Freystein, W., W Weber, W.: W Steuers tabsysteme e bei einteiligen stählerrnen [2] F E Eisenbahnbrrücken. Sta ahlbau 50 (1 1981), Heft 6, S.179-18 84
