közlekedésépítési szemle - Széchenyi István Egyetem

2010. AUGUSZTUS
10. ábra: Kábelek effektív rugalmassági modulusa [2]
4.2. közelítô erôtAni számítás
A ferdekábeles hidak számításánál a kábeleket rugalmas rudakként
kezelik, mindezt azért, mert a kábelekben mûködô nagy
(elô)feszítô erô jóval nagyobb, mint az a nyomóerô, ami a kábelben
az egyes teherállásokból keletkezhet. A merevítôtartót
részben fixen, részben rugalmasan alátámasztott folytatólagos
többtámaszú tartóként számítják, azonban a számítást megnehezíti,
hogy az egyes kábelcsomópontokban a rugóállandó nem
azonos, továbbá az egyes alátámasztási pontokon belül sem azonos,
hiszen a kábelfeszültség harmadik hatványával arányosan
változik. Mindezeken felül nem hagyhatjuk figyelmen kívül azt
sem, hogy a kábelek közötti igénybevétel-eloszlás és így a merevítô
tartó hajlítónyomatéka, nagymértékben függ attól, hogy
hogyan kapcsolódnak a kábelek a pilonhoz (fix vagy mozgó).
A hídszerkezet a számítás során térbeli szerkezetként kezelendô,
és mivel a számítás meglehetôsen bonyolult a többszörös belsô
és külsô határozatlanság miatt, ez szinte mindig számítógéppel
történik. A számítás során elengedhetetlen az egyes építési fázisok
modellezése, mivel a határozatlanság foka fokozatosan növekszik,
ami állandó igénybevétel-átrendezôdést eredményez.
Ferdekábeles hidak esetében általában nem hanyagolhatók el a
másodrendû hatások, ugyanis ez a biztonság rovására történne.
A másodrendû hatások nagyságát 700 és 900 m-es támaszközû
hidakon vizsgálva megállapították, hogy a kábelek belógásának
elhanyagolásával az eltérés –10%-os, a kábelek belógásának figyelembevételével
az eltérés +30%-os, a merevítôtartó nyomatékaira
vonatkoztatva. A másodrendû hatások figyelembevétele
250–300 m feletti támaszközû hárfahidak esetén indokolt. [1]
A ferdekábeles tartószerkezeti rendszer statikai határozatlanságának
a foka (külsô és belsô határozatlanság együtt) az alábbi
képlettel határozatható meg [1]:
KÖZLEKEDÉSÉPÍTÉSI SZEMLE 60. ÉVFOLYAM, 8. SZÁM
(3),
ahol
K – a szerkezetben lévô ferde kábelek száma
T – a merevítôtartó alátámasztásainak száma
M – a mozgó kapcsolatok, alátámasztások, csuklók száma (figyelembe
véve a mozgó kábel–pilon kapcsolatok számát is)
Mivel a statikailag sokszorosan határozatlan ferdekábeles szerkezetek
erôtani számítása meglehetôsen bonyolult, ezért kidolgoztak
egyszerû és könnyen használható módszereket az igénybevételek
és a keresztmetszeti méretek közelítô meghatározására,
melyek nagyon hasznosak lehetnek a vázlattervek és a különbözô
tervváltozatok elkészítéséhez. Ezek közül érdekességképpen
egy példa [1]:
Ha a középnyílást a ferde kábelek öt egyenlô csomóponti részre
osztják (11. ábra):
– a merevítôtartó hajlító-igénybevétele:
– hômérséklet-változásból keletkezô nyomaték nyílásközépen:
– kábelerôk:
– hátrakötô kábel igénybevétele:
ahol:
q – a teljes terhelés (állandó + esetleges)
l – a középsô támaszköz
α – hôtágulási együttható
t – hômérséklet-változás.
5. dinAmikus viselkedés
A ferdekábeles hidak, mint a karcsú szerkezetek általában, igen
érzékenyek a dinamikus terhekre, ezért korlátoznunk kell a szerkezet
rezgését, hogy elkerüljük a stabilitásvesztést, a fáradttörést
illetve a használatot zavaró lengések kialakulását. Dinamikus gerjesztést
háromféle tehertípus okozhat: a jármûteher, a szélteher,
valamint a földrengés.
A jármûteher dinamikus hatása nem jelentôs a szerkezet önsúlyához
képest, így ezt inkább az egyes elemek lokális vizsgálatakor
11. ábra: Hídvázlat, közelítô számításhoz [1]
(4)
(5)
(6)
(7)