Zatížení PK dopravou - vsb.cz

1

VŠB-TUO Technická univerzita Ostrava 1

M. Rosmanit B [email protected]

VÝSTAVBA MOSTŮ(2018 / 2019)

Zatížení PK dopravou

2VŠB-TUO

2

Zatížení dopravou3VŠB-TUO

Přehled svislého pohyblivého zatížení silničních mostů

1887 – Mostní řád C.K. ministerstva železnic1904 – Mostní řád C.K. ministerstva železnic1923 – Návrh čs. mostního řádu1937 – ČSN 1230 „Jednotný mostní řád“1945 – Zatímní směrnice pro stavby mostů1951 – Směrnice pro navrhování mostů1953 – ČSN 73 6202 „Zatížení a statický výpočet mostů“1968 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“1976 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů – změna A“1986 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“ (konec platnosti – duben 2010)2005 – ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí

– Část 2: Zatížení mostů dopravou

Zatížení dopravou - historie4VŠB-TUO

1887 – Mostní řád C.K. ministerstva železnicPohyblivé zatížení mostů I. třídy (dynamické účinky se zanedbávají):

1. Čtyrkolové nákladní vozy po 120 kN a 2 potahy po 15 kN.

2. Tlačenice lidí 4,6 kN/m2

Kombinace zatížení:a) Největší možné seskupení vozu na vozovce za současná tlačenice lidí

na chodnících i na zbývajících částech vozovky.b) Tlačenice lidí jak na chodnících tak na vozovce.

3


1904 – Mostní řád C.K. ministerstva železnicPohyblivé zatížení mostů I. třídy (dynamické účinky se zanedbávají):

1. Čtyrkolové nákladní vozy po 120 kN a 2 potahy po 15 kN.2. Tlačenice lidí 4,6 kN/m2.3. Silniční parní válec 180 kN.

Kombinace zatížení:a) Největší možné seskupení vozu na vozovce za současná tlačenice lidí

na chodnících i na zbývajících částech vozovky.b) Tlačenice lidí jak na chodnících tak na vozovce.c) Silniční parní válec a současné zatížení zbývající mostní plochy dle a).


1904 – Mostní řád C.K. ministerstva železnicSilniční parní válec:

4


1923 – Návrh čs. mostního řáduPohyblivé zatížení mostů I. třídy (dynamické účinky se zanedbávají):

1. Strojní oračka 220 kN.

2. Silniční parní válec 180 kN.


Strojní oračka:

1923 – Návrh čs. mostního řádu

5



3. 2x řada nákladní automobil (100 kN) s vlekem (80 kN).



4. Souprava nákladního automobilu (160 kN) a 4 vleků (á 100 kN).

5. Rovnoměrné zatížení 5 kN/m2.

… ke každé alternativě současně rovnoměrné zatížení chodníků širších než 0,4 m.

6


1937 – ČSN 1230 „Jednotný mostní řád“Pohyblivé zatížení:

1. Strojní válec na vozovce a rovnoměrné zatížení chodníků2. Jeden nákladní automobil v každém jízdním pruhu šírky 2,5 m a

rovnoměrné zatížení zbývající plochy vozovky a plochy chodníků.3. Rovnoměrné zatížení vozovky a chodníků.

… dynamický součinitel:

L - rozpětí navrhovaného mostu (u spojitých – max. délka 1 pole)g - celkové stálé zatížení pro toto rozpětíp - celkové nahodilé zatížení, které lze rozmístit na celou konstrukci



7




1945 – Zatímní směrnice pro stavby mostůNahodilé zatížení zatěžovací třídy A:

1. Vozidlo 600 kN a rovnoměrné zatížení 5 kN/m2 na chodnících širších než 0,5 m.

8



2. Vozidlo 400 kN a nákladní automobil 120 kN (jeden v každém jíydním pruhu šířkz 2,5 m a rovnoměrné zatížení 5 kN/m2 na zbývající ploše vozovky a chodnících širších než 0,5 m.



3. Pro dálniční mosty – sluk nákladních automobilů 120 kN (vedle sebe i za sebou, nejvíce však 3 řady pro každý dopravní směr)

… dynamický součinitel:

L - rozpětí navrhovaného mostu (u spojitých – max. délka 1 pole)g - celkové stálé zatížení pro toto rozpětíp - celkové nahodilé zatížení, které lze rozmístit na celou konstrukci

9


1951 – Směrnice pro navrhování mostů1. Ideální kolové zatížení působící jako jediné nahodilé zatížení mezi

zvýšenými obrubami a současně rovnoměrné zatížení chodníků širších než 0,5 m.


1951 – Směrnice pro navrhování mostů2. Ideální nápravové zatížení působící jako jediné nahodilé zatížení

mezi zvýšenými obrubami a současně rovnoměrné zatížení chodníků širších než 0,5 m.

10


1951 – Směrnice pro navrhování mostů3. Ideální vozidlo působící jako jediné nahodilé zatížení mezi

zvýšenými obrubami a současně rovnoměrné zatížení chodníků; - u zatěžovacích tříd A, B se uvažovalo ideální vozidlo pásové- u zatežovací třídy C ideální vozidlo dvounápravové.


1951 – Směrnice pro navrhování mostů4. Současně působící rovnoměrné a přímkové zatížení

- rovnoměrné zatížení se uvažuje na ploše mezi zvýšenými obrubami a na chodnících- přímkové zatížení se uvažuje meyi zvýšenými obrubami v každém podélném pruhu mostu pouze jednou

11


1951 – Směrnice pro navrhování mostů... dynamické součinitele:


1953 – ČSN 73 6202 „Zatížení a statický výpočet mostů“

1. Ideální náprava mezi zvýšenými obrubami a současně rovnoměrné zatížení chodníků širších než 0,5 m.

12


1953 – ČSN 73 6202 „Zatížení a statický výpočet mostů“

2. Ideální pásové vozidlo a současně rovnoměrné zatížení chodníku.

3. Rovnoměrné zatížení mezi zvýšenými obrubami a na ploše chodníku a současně přímkové zatížení mezi zvýšenými obrubami, avšak jen jednou v každém podélném pruhu mostu.


1953 – ČSN 73 6202 „Zatížení a statický výpočet mostů“... dynamické součinitele:

13


1968 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“1. Pouze jedna alternativa – jediné třínápravové kolové vozidlo mezi

zvýšenými obrubami a současně rovnoměrné zatížení všech dopravních pásů, případne i rovnoměrné zatížení chodníku (zatížení chodníku 4 kN/m2). Hodnota rovnoměrného zatížení dopravních pásů se stanovila v závislosti na rozpětí mostu.

... dynamický součinitel:


1968 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“... tlaky vozidla, nahodilá rovnoměrná zatížení:

14


1976 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů – změna A“Kombinace zatížení:

1. Základní rovnoměrné zatížení na půdorysné ploše mostu včetně chodníků a současně trínápravové vozidlo mezi zvýš. obrubami.

2. Základní rovnoměrné zatížení na půdorysné ploše mostu včetně chodníků a současně jeden zatěž. pás šířky 3m mezi zvýš. obrubami.


1976 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů – změna A“- tlaky třínápravového vozidla dle normy z roku 1968- dynamický součinitel dle normy z roku 1968- základní rovnoměrné zatížení se redukuje podle šířky a délky

zatěžovací plochy dle tab.

15


1986 – ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“ – platné do 04. 2010

Pohyblivé zatížení mostů – dvě zatěžovací třídy:

A. Pro všechny mosty převádějící dálnice a silnice I., II. a III. třídy podle ČSN 73 6110 a místní komunikace funkční třídy A a B podle ČSN 73 6110

B. Pro všechny mosty převádějící místní komunikace funkční třídy C podle ČSN 73 6110



Zatěžovací stavy:

1. Seskupení zatížení ITri dvojice dvounápravových vozidel o hmotnosti 32t, resp. 22t, při jejich vzájemné konstantní vzdálenosti umístěné v nejúčinnější poloze a základní rovnoměrné zatížení 2,5kN/m2 na zbývající půdorysné ploše zatěžovacího prostoru.

16




1. Seskupení zatížení ITri dvojice dvounápravových vozidel o hmotnosti 32t, resp. 22t, při jejich vzájemné konstantní vzdálenosti umístěné v nejúčinnější poloze a základní rovnoměrné zatížení 2,5kN/m2 na zbývající půdorysné ploše zatěžovacího prostoru.




2. Seskupení zatížení IIZatěžovací pás šířky 3m o zatížení 9kN/m2, resp. 6kN/m2 umístěnýv nejúčinnější poloze a základní rovnoměrné zatížení 3,5kN/m2, resp. 2,5kN/m2 na zbývající půdorysné ploše zatěžovacího prostoru; délka zatížení 96m.

17




3. Čtyřnápravové vozidlo




4. Zvláštní souprava – pro zatěžovací třídu ASouprava pohybující se rychlostí 5km/hod ve vyznačené nejvýhodnější stopě s přípustnou odchylkou od vyznačené podélné osy přejezdu ±0,30m (nemusí to být osa mostu). Dynamický součinitel δr = 1,05.

18




4. Zvláštní souprava – pro vybrané trasyZatěžovací schéma soupravy čl. 91 ČSN 73 6203.

... dynamický součinitel – seskupení I, II a čtyřnápravové vozidlo:

L je rozpětí vyšetřované nosné konstrukce nebo její části. V případech, kdy velikost rozpětí L neplyne jednoznačně z mostní konstrukce, uvažují se náhradní délky rozpětí Ld uvedené v tabulce.





19









20



Rozjezdové a brzdné síly:

Zatížení dopravou - současnost40VŠB-TUO

2005 – ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí – Část 2: Zatížení mostů dopravou

- od roku 2005 byly v platnosti 3 normy:- ČSN 73 6203 „Zatížení mostů“ (1986)- ČSN P ENV 1991-3 Zatížení konstrukcí

– Část 3 Zatížení mostů dopravou- ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí

– Část 2 Zatížení mostů dopravou

- v dubnu 2010 byly první dvě jmenované normy ZRUŠENY

- Charakteristické hodnoty zatížení jsou pro stanovení účinku silniční dopravy při ověřeních mezního stavu únosnosti a při některých ověřeních mezního stavu použitelnosti (viz EN 1990 až EN 1999).

21



Obecně:- modely zatížení se mají použít pro návrh mostů PK se zatěžovací

délkou kratší než 200 m

- modely zahrnují všechny běžně předvídatelné dopravní situace

- účinky zatížení od staveništního provozu (scrapery naložené zeminou, apod.), nebo zatížení specifické při kontrole a zkouškách nejsou v modelech zahrnuty, mají se stanovit zvlášť

- zatížení silniční dopravou osobních, nákladních a speciálních (průmyslová doprava) vozidel způsobuje svislé a vodorovné, statické a dynamické síly

- skutečné zatížení na mostech PK vzniká od vozidel různých kategorií a od chodců



Obecně:- mosty se mají rozlišovat v závislosti na skladbě dopravního proudu

(% nákladních vozidel), na jeho intenzitě (ϕ počet vozidel za rok), na jeho podmínkách (frekvence výskytu dopravních zácp) a podle pravděpodobné extrémní tíhy vozidel. Tyto rozdíly se mají uvážit použitím modelů zatížení vhodných pro polohu mostu (např. výběr regulačních součinitelů α a β definovaných pro jednotlivé modely zatížení)

- šířka vozovky w se měří mezi obrubníky nebo mezi vnitřními líci záchytných systémů pro vozidla

- šířka wi zatěžovacích pruhů na vozovce a největší možný počet (celé kladné číslo) ni takových pruhů na této vozovce je definován v tabulce

22



Obecně:

šířka vozovky „w“počet návrhových zatěžovacích pásů

šířka návrhového zatěžovacího pásu

šířka zbytkové plochy

w < 5,4 m ni = 1 3,0 m w – 3 m

5,4 m ≤ w ≤ 6,0 m ni = 2 w/2 0,0 m

6,0 ≤ w < 9,0 m w ≥ 9,0 m

ni = 2ni = 3

3,0 m w – 3 . ni



šířka vozovky:

23



Modely zatížení (LM) mostů PK:

a) LM1 - Soustředěná a rovnoměrná zatížení, která zahrnují většinu účinků dopravy osobními a nákladními vozidly. Tento model se má použít pro celková i lokální ověření.

b) LM2 - Jedna nápravová síla působící na definované dotykové ploše pneumatik, která zahrnuje dynamické účinky běžné dopravy na krátkých nosných prvcích.

c) LM3 - Soubor soustav nápravových sil představující zvláštní vozidla, která mohou jezdit po trasách, kde je povoleno výjimečné zatížení. Je určen pro celková i lokální posouzení.

d) LM4 – Zatížení davem lidí určené pouze pro celková ověření.



Obecně:- pro každé jednotlivé ověření se v každém zatěžovacím pruhu mají

použít modely zatížení na takové délce a umístěné v podélném směru tak, aby se získal nejnepříznivější výsledný účinek

- jednotlivé modely zatížení se mohou vzájemně kombinovat a také se mohou kombinovat s modely pro zatížení chodci a cyklisty

- dynamické účinky zatížení jsou zahrnuty v charakteristických hodnotách zatížení v jednotlivých LM

24



Obecně:- součinitel stálých zatížení – γG = 1,35- součinitel nahodilých zatížení (provoz) – γQ = 1,35- regulační součinitele:

- PK v ČR se z hlediska zatížení dělí do dvou skupin:- Skupina 1 – všechny PK s výjimkou komunikací ve skupině 2- Skupina 2 – silnice III. třídy předem stanovené příslušným úřadem, obslužné místní komunikace a účelové komunikace

- hodnoty regulačních součinitelů α pro ČR – platných do roku 2012



Obecně:- součinitel stálých zatížení – γG = 1,35- součinitel nahodilých zatížení (provoz) – γQ = 1,35- regulační součinitele:

- PK v ČR se z hlediska zatížení dělí do dvou skupin:- Skupina 1 – všechny PK s výjimkou komunikací ve skupině 2- Skupina 2 – silnice III. třídy předem stanovené příslušným úřadem, obslužné místní komunikace a účelové komunikace

- hodnoty regulačních součinitelů α pro ČR – platných do roku 2012

25



Model zatížení 1 (LM1):- uvažují se dvě dílčí soustavy - mají se použít pouze v nepříznivých částech příčinkových ploch:

1. soustředěné zatížení od dvojnápravy (tandem system TS), každá náprava o tíze αQ.Qk, kde αQ jsou regulační součinitele (viz tab.)- v jednom zatěžovacím pruhu se uvažuje pouze jedna dvojnáprava- má se uvažovat pouze kompletní dvojnáprava- pro hodnocení celkového účinku se má předpokládat, že každá dvojnáprava se pohybuje v ose zatěžovacích pruhů- každá dvojnáprava se má uvažovat dvěma identickými koly,z nichž každé vyvozuje zatížení rovné 0,5.αQ.Qk

- kontaktní plocha každého kola se uvažuje jako čtverec strany 0,4 m

2. Rovnoměrné zatížení (uniformly distributed load - UDL) o tíze na čtvereční metr zatežovacího pruhu = αq qk, kde αq jsou regulační součinitele (viz tab).



Model zatížení 1 (LM1):

26



Model zatížení 2 (LM2):- jednonápravové zatížení s hodnotou 400 kN

(zatížení na jedno kolo 200 kN na ploše 0,35*0,60 m)



Model zatížení 3 (LM3):- zvláštní vozidla (na vybraných silnicích)

pásy pro nápravové zatížení150 nebo 200 kN (h=2,70m)

pásy pro nápravové zatížení240 kN (h=4,20m)

27







28



Model zatížení 3 (LM3):- umístění zvláštních vozidel na mostě – nápravové síly 150 nebo 200 kN



Model zatížení 3 (LM3):- umístění zvláštních vozidel na mostě – nápravové síly 240 kN

29



Model zatížení 4 (LM4):- zatížení vyvolané pohybem davu lidí- qk = 5 kN/m2



Roznos soustředěných zatížení:

1. kontaktní tlak kola2. vozovka3. mostovka4. střednicová rovina5. hlavní nosný systém

30



Vodorovné síly:

1. brzdné a rozjezdové síly (působí na povrchu v podélném směru mostu)

- Maximální charakteristická hodnota brzdné síly Qik je 900kN pro celou šířku mostu. Určí se jako zlomek celkového max. svislého zatížení odpovídající hlavní zatěžovací soustavě, která je umístěna na zatěžovacím pruhu číslo 1:

- Působiště brzdné síly je v ose jednotlivých zatěžovacích pruhu, případněv ose vozovky, pokud není vliv excentricity významný. Síla smí být uvažována jako rovnoměrně rozložená po zatížené délce.

- Hodnota rozjezdových sil je stejná jako hodnota sil brzdných, ale v opačném směru. Pro mosty ve velkém sklonu (≥ 5%) je možné stanovit různé hodnoty rozjezdových a brzdných sil ve směru stoupání a klesání.



Vodorovné síly:

2. odstředivé síly (působí na povrchu v příčném směru mostu)

- Qik odpovídá LM1

- síla Qtk musí být uvažována jako bodové zatížení v jakémkoliv řezu

31



Kombinace zatížení:




skupina 1a

skupina 1b

32




skupina 2

skupina 3




skupina 4

skupina 5

33

Literatura65VŠB-TUO

1. Šafář, R.: Betonové mosty 2. Přednášky, ČVUT Praha, 2014, ISBN 978-80-01-05543-4

2. ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí – Část 2: Zatížení mostů dopravou

Date post:	16-Oct-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	6 times
Download:	0 times

Zatížení PK dopravou - vsb.cz

Documents