A projektről
A híd újraszámítását a Zürichi Kanton Mélyépítési Hivatalának megbízásából végezték el. A híd nyírási teherbírásának szakértői értékelése során megállapítást nyert, hogy a ferde híd felszerkezetének egyik saroktámaszánál az utófeszítő rendszer feszítőkábel-lehorgonyzása nem megfelelő.
Mérnöki kihívások
A felszerkezetnek számos statikailag releváns sajátossága van, mint például a nyírási vasalás nem megfelelő kialakítása és az egyedi utófeszítő rendszernek a tartóalátámasztásokra gyakorolt hatása. Ezeket mind figyelembe vették a részletes szerkezeti elemzés során.
A hosszirányú tartógerendák gerinceit kengyelekkel látták el nyírási vasalásként. Egyes kengyelszárak csak részlegesen vannak lehorgonyozva a keresztmetszet tetején, míg az aljukon hajlítással teljes mértékben le vannak horgonyozva. A többi kengyel megfelel a svájci szabvány kialakítási követelményeinek.
A legjobban terhelt gerinc támaszkörzeti régióját részletesen elemezték egy egyre finomabb közelítési szintű megközelítéssel. Először a svájci szabvány tervezési egyenleteit alkalmazták a nyírási ellenállás becslésére. Ezt a szokásos megközelítést a tudományos irodalom és kísérleti kutatások alapján módosítani kellett, hogy figyelembe lehessen venni a kengyelek nem megfelelő kialakítását. Az elemzéseket ezután részletes rácsmodellek segítségével tovább finomították. Végső lépésként a helyi erőáramlást nemlineáris végeselem (FE) elemzésekkel vizsgálták, az elasztikus-plasztikus feszültségmező-módszer alapján, az IDEA StatiCa Detail segítségével.
Az inelasztikus FE-elemzés fontos megerősítést nyújtott a Strut-and-tie modellekből kapott korábbi eredményekhez. Részletesebben vette figyelembe az elosztott nyírási vasalást, és egyidejűleg automatikusan megvizsgálta a betonban keletkező feszültségállapotot a nyomási mező optimális helyi dőlésszögeinek alkalmazásával. A vasalás tapadásának explicit modellezése révén ez a megközelítés lehetővé tette a kengyelek specifikus lehorgonyzási feltételeinek részletes figyelembevételét. Ebben az értelemben a Strut-and-tie elemzések további finomítását jelentette.
Mivel az IDEA StatiCa Detail figyelembe veszi az alakváltozási viselkedést és az alakváltozás-kompatibilitást, értékes betekintést nyújtott az anyagok alakváltozási igényébe is. Különösen alacsony nyírási vasalási arányú szerkezeti elemeknél várhatóan nagyon kis szögek alakulnak ki a beton nyomási mezőjében. Egyrészt a megfelelő nagy keresztirányú alakváltozások csökkentik a beton nyomási szilárdságát. Másrészt a keletkező kengyelalakváltozások kritikus szintet érhetnek el, és így meghatározóak lehetnek a tartó végső teherbírása szempontjából. Míg mindkét alakváltozásfüggő hatást nehéz figyelembe venni egy Strut-and-tie modellben, az IDEA StatiCa Detail ezeket explicit módon kezeli. A program a helyi keresztirányú alakváltozási állapottól függően csökkentette a beton nyomási szilárdságát, és ellenőrizte a kengyelalakváltozásokat is. A húzott övmodell implementálása az IDEA StatiCa Detail-ben nagy értéket képviselt a vasalás alakváltozás-koncentrációjának a repedésekben való számszerűsítéséhez, és ezáltal az alakváltozási igény reális értékeléséhez kis nyomási mező szögeknél.
Eredmények és megoldások
A szerkezet nagy részénél a részletes elemzések alapján igazolni lehetett a megfelelő szerkezeti biztonságot. Azonban a híd 10 alátámasztásának egyikénél hiányosság maradt fenn a hajlítási vasalás nem megfelelő lehorgonyzása miatt a támasznál. Ezt a koncepcionális gyenge pontot egy kifejezetten erre a célra kifejlesztett megerősítési intézkedéssel erősítették meg, hogy a szerkezet néhány éves fennmaradó élettartama alatt biztonságos üzemeltetést lehessen garantálni jelentős használati korlátozások nélkül. Az érintett támaszkörzet megerősítéséhez egy külső acél húzott övet szereltek fel kiegészítő hajlítási vasalásként, amely a támasznál nyírásból eredő hosszirányú húzóerőt veszi fel. A meglévő szerkezettel való kapcsolatot mechanikusan, átfúrt menetes rudakkal és beragasztott csapokkal, valamint a jelenlegi szerkezeti alátámasztással és a végső kereszttartóval való érintkezési kapcsolattal hozták létre.
Az intézkedést a híd üzemelése közben, csökkentett forgalom mellett hajtották végre. A megerősítési kampány teljes tervezését és építésvezetését a dsp végezte. A részletes fúrási pozíciók meghatározásához szükséges meglévő vasalás feltérképezését szintén a dsp végezte el Profometer és Georadar segítségével.
Próbálja ki az IDEA StatiCa-t ingyen
Kezdje el még ma a próbaidőszakot, és élvezze a teljes hozzáférést és a szolgáltatásokat 14 napig, díjmentesen.
Ingyenes próbaidőszak indítása
