Obciążenia obiektów budowlanych.

Obciążenia ruchome mostów

drogowych i kolejowych

Michał Próchniak

WIL PK 2013/2014

Obciążenia - oddziaływania

Jako oddziaływanie ujmuje się w
PN-EN 1990, jak i w innych Eurokodach,
wszystkie siły przyłożone do konstrukcji
(oddziaływanie bezpośrednie) oraz zbiór
wymuszonych odkształceń
spowodowanych np. zmianami
temperatury, wilgotności, różnicami
osiadań lub trzęsieniem ziemi
(oddziaływania pośrednie)

Obciążenia - klasyfikacja

Podział ze względu na sposób przyłożenia
obciążenia:



objętościowe,



powierzchniowe,



liniowe,



skupione.

Obciążenia - klasyfikacja

Podział ze względu na dynamikę
przyłożenia do konstrukcji:



statyczne,



dynamiczne.

Obciążenia - klasyfikacja

Podział ze względu na ich zmienność w
czasie:



stałe,



zmienne,



wyjątkowe,



geotechniczne,



sejsmiczne.

Obciążenia - klasyfikacja

Oddziaływania stałe (G):

Na przykład: ciężar własny konstrukcji,
umocowane urządzenie, ale także
oddziaływania pośrednie wywołane przez
skurcz i nierówne osiadanie.

Obciążenia - klasyfikacja

Oddziaływania zmienne (Q):

Na przykład: obciążenie użytkowe
stropów, oddziaływania wiatru lub
obciążenie śniegiem.

Obciążenia - klasyfikacja

Oddziaływania wyjątkowe (A):

Na przykład: wybuch lub uderzenie przez
pojazd.

Oddziaływanie geotechniczne:

Przekazywane na konstrukcję przez grunt,
wypełnienie gruntem lub wodę gruntową.

Obciążenia - klasyfikacja

Oddziaływania sejsmiczne (A

e

):

Wywołane ruchami gruntu w czasie
trzęsienia ziemi.

Wartość charakterystyczna

oddziaływania

Główną wartością reprezentatywną jest

wartość charakterystyczna F

k

oddziaływania, którą określa się jako:



wartość średnią,



wartość górną,



wartość dolną,



wartość nominalną,



wartość uzyskaną z norm.

Wartość charakterystyczna

oddziaływania stałego

Wartość charakterystyczną oddziaływania stałego

ustala się (wg PN-EN 1990) w zależności od jej
zmienności:



Mała zmienność G- można posługiwać się
pojedynczą wartością G

k

,



Duża zmienność G- należy posługiwać się
dwiema wartościami:
- wartością wyższą: G

k,sup

,

- wartością niższą: G

k,inf

.

Wartość charakterystyczna

oddziaływania zmiennego

Wartość charakterystyczną oddziaływania

zmiennego ustala się (wg PN-EN 1990)
jako wartość:



górną,



dolną,



nominalną.

Wartość obliczeniowa

oddziaływania

Wartość obliczeniowa F

d

oddziaływania jest

zdefiniowana jako wartość uzyskana w
wyniku pomnożenia wartości
reprezentatywnej F

rep

przez współczynnik

częściowy γ

f

.

Wartości współczynników γ

f

Wartość reprezentatywna

oddziaływania

Wartość reprezentatywna F

rep

oddziaływania

przyjmowana do sprawdzenia stanu
granicznego.

ψ = 1,00 lub ψ

0,

ψ

1,

ψ

2

Wartości współczynników Ψ

Obciążenia konstrukcji

Część 1
PN-EN 1991-1-1 Ciężar własny, ciężar materiałów składowanych,

obciążenia użytkowe.

PN-EN 1991-1-2 Oddziaływania na konstrukcje w warunkach

pożaru.

PN-EN 1991-1-3 Obciążenie śniegiem.
PN-EN 1991-1-4 Obciążenie wiatrem.
PN-EN 1991-1-5 Oddziaływania termiczne.
PN-EN 1991-1-6 Oddziaływania w czasie wykonywania konstrukcji.
PN-EN 1991-1-7 Oddziaływania wyjątkowe.

Część 2
PN-EN 1991-2 Obciążenia ruchome mostów.

Obciążenia ruchome mostów –

klasyfikacja oddziaływań

Obciążenia wywołane ruchem na mostach
drogowych, kładkach dla pieszych i
mostach kolejowych składają się z
oddziaływań zmiennych oraz oddziaływań
wyjątkowych w sytuacjach
obliczeniowych, przestawianych z użyciem
różnych modeli.

Obciążenia ruchome mostów –

klasyfikacja oddziaływań

Zalecane jest by w normalnych warunkach
stosowania (tzn. z wyłączeniem sytuacji
wyjątkowej) obciążenia ruchem i pieszymi
traktowano jako oddziaływania zmienne.

Podział jezdni na pasy umowne

Szerokość jezdni należy
mierzyć między
krawężnikami lub między
wewnętrznymi
krawędziami barier
ochronnych i nie
uwzględniać odległości
ani między stałymi
barierami ochronnymi
lub krawężnikami pasa
dzielącego, ani
szerokości tych barier.

Modele obciążeń pionowych

Obciążenia charakterystyczne mają na celu określenie

efektów ruchu drogowego związanych ze

sprawdzeniami SGN oraz w niektórych przypadkach

SGU. Modele obciążeń pionowych przedstawiają

następujące efekty ruchu:

•

Model Obciążenia 1 (LM1): Obciążenia skupione i

równomiernie rozłożone, które obejmują większość

skutków ruchu samochodów ciężarowych i lokalnych.

•

Model Obciążenia 2 (LM2): Nacisk pojedynczej osi

przyłożony do określonych powierzchni kontaktu opony

który obejmuje skutki dynamiczne normalnego ruchu.

Modele obciążeń pionowych

•

Model Obciążenia 3 (LM3): Zbiór zestawów nacisków osi

przedstawiający pojazdy specjalne.

•

Model Obciążenia 4 (LM4): Obciążenie tłumem.

Model obciążenia 1 (LM1)

Składa się z dwóch układów częściowych:

Dwuosiowych obciążeń skupionych, w których każda oś ma
następujące obciążenie:

Model obciążenia 1 (LM1)

Obciążeń równomiernie rozłożonych, dających następujący
nacisk na metr kwadratowy pasa umownego:

Model obciążenia 1 (LM1)

Model obciążenia 2 (LM2)

Składa się z obciążenia
pojedynczej osi β

Q

Q

ak,

gdzie Q

ak

równe 400 kN

wraz z nadwyżką
dynamiczną, którą
zaleca się ustawić w
dowolnym miejscu
jezdni. Jeżeli jest taka
potrzeba można
uwzględniać jedno koło
o nacisku β

Q

200 kN

Model obciążenia 3 (LM3)

Jeśli zachodzi potrzeba to zalecane jest określanie i
uwzględnianie modeli pojazdów specjalnych.

Model obciążenia 4 (LM4)

Obciążenie tłumem, jeśli występuje to należy
przedstawiać za pomocą obciążenia równomiernie
rozłożonego równego 5 kN/m

2

.

Siły hamowania i przyspieszania

Siły odśrodkowe i inne siły

poprzeczne

Modele obciążeń zmęczeniowych

Modele obciążeń zmęczeniowych

Modele obciążeń zmęczeniowych

ODDZIAŁYWANIA W WYJĄTKOWYCH

SYTUACJACH OBLICZENIOWYCH

Obciążenie filara uderzeniem

pojazdu

OBCIĄŻENIA PIONOWE- WARTOŚCI

CHARAKTERYSTYCZNE

Model obciążenia 71

Model obciążenia SW0/SW2

Model obciążenia

„pociągiem bez ładunku”

Dziękuję za uwagę