a merevítők olyan másodlagos lemezek vagy szelvények, amelyek gerendahálókhoz vagy karimákhoz vannak rögzítve, hogy megmerevítsék őket a síkon kívüli deformációk ellen.

szinte az összes fő hídgerenda merevítővel rendelkezik. A legtöbb esetben azonban csak keresztirányú szövedékmerevítők, azaz függőleges merevítők vannak rögzítve a szövedékhez. A mély gerendák néha hosszanti szövedékmerevítőkkel is rendelkeznek. Karimás merevítők használhatók nagy fesztávolságú dobozos gerendahidakon, de nem valószínű, hogy másutt találkoznának velük.

a merevítők kialakítására vonatkozó útmutatás az alábbiakban és a GN 2 útmutatóban található.04 és GN 2.05.

Stiffeners.jpg

A merevítő típusai

a merevítőnek két fő típusa van:

• hosszanti szövedékmerevítők, amelyek a fesztávolsági irányba vannak igazítva
• keresztirányú merevítők, amelyek normálisan igazodnak a gerenda fesztávolsági irányához.

• Types of stiffeners
• 

  Stiffeners on I-section girders

• 

  Stiffeners on box girders

• 

  hosszanti és keresztirányú merevítők egy dobozos gerendában
  (a képet az Atkins jóvoltából)

a keresztirányú merevítőket általában csapágypozíciókban biztosítják, ezeket csapágymerevítőknek nevezik. A jövőbeni karbantartáshoz jó gyakorlat a csapágymerevítők biztosítása az emelési pontokon (amikor a tartókat szabad csapágyakká kell emelni a cseréhez). Más keresztirányú merevítőket közbenső keresztirányú szövedékmerevítőknek nevezünk.

R19 Fig4.png

a Doboztartók általában membránokkal rendelkeznek a Tartószerkezetnél a merevítők helyett a támaszok helyzete. Ezek általában szilárd lemezek a doboz belsejében.

merevítő szakaszok

R19 Fig5.PNG

történelmileg számos szakaszt használtak merevítőként, azonban az egyszerű lapos merevítőt szinte mindig használják a modern formatervezésben. A merevítők a lemez egyik oldalára (egyoldalas) vagy mindkét oldalra (kétoldalas) rögzíthetők. A csapágymerevítők általában kétoldalúak, míg a köztes szövedékmerevítők egyoldalúak. A merevítők megduplázódhatnak, vagy akár megháromszorozódhatnak, hogy többlábú merevítőket képezzenek.

mire szolgálnak a merevítők?

a merevítők a következő funkciók egyikével vagy mindkettővel rendelkeznek:

• helyi kihajlás vezérlése
• merevítő vagy keresztirányú gerendák csatlakoztatása

helyi kihajlás vezérlése

helyi kihajlás akkor fordul elő, ha egy keresztmetszet elég karcsú ahhoz, hogy a keresztmetszeten belül összenyomódás vagy nyírás következtében kialakuljon. A hídgerendák szövedékei általában érzékenyek a helyi kihajlásra, de a karimák általában sokkal vastagabbak és természetüknél fogva jobban ellenállnak a kihajlásnak.

helyi kihajlás történhet keresztirányú nyomóterhelés következtében, pl. csapágyreakciónak kitett szövedék, hosszanti nyomóterhelés, pl. hajlítás vagy nyírás következtében.

minden esetben egy viszonylag kis merevítő hozzáadása egy karcsú lemezhez jelentősen növelheti a helyi kihajlással szembeni ellenállást.

R19 Fig6.PNG

R19 Fig7.png

a merevítő vagy keresztirányú gerendák összekapcsolása

az acélgerendák összekapcsolásának legegyszerűbb módja az, ha a merevítőt keresztirányú merevítőhöz rögzítjük merevítők. Így a merevítő pozíciók szinte mindig egybeesnek a merevítő pozíciókkal.

egy létrafedélzeten a keresztirányú gerendák szövedékei közvetlenül összekapcsolhatók a távolsági gerendák merevítőivel, így a merevítő távolsága megegyezik a keresztirányú gerendák távolságával. Egy többgerendás híd kereszt merevítés a merevítő tagok általában csatlakozik a távolsági fény merevítők, úgy, hogy merevítő távolság megegyezik merevítő távolság.

R19 Fig8.PNG

merevítők tervezése a helyi kihajláshoz

a merevítők kialakításának két szakasza van. Először a tervezésnek meg kell határoznia, hogy hol van szükség merevítőkre a távolsági gerendák megfelelő működéséhez. Ezután magukat a merevítőket kell megtervezni.

Csapágymerevítők

az EN 1993-1-5 5.1.pontjának (2) bekezdése meghatározza, hogy mikor kötelező a csapágymerevítő. A legtöbb hídgerenda ennek a kritériumnak megfelelően csapágymerevítőket igényel. Még akkor is, ha ez a pont nem írja elő a csapágymerevítőket, kívánság szerint továbbra is biztosíthatók – ez előnyös lehet az EN 1993-1-5 5.3.pontjában kiszámított nyírási ellenállás szempontjából.

R19 Fig9.PNG

a végtámaszoknál, ha csapágymerevítőket kell biztosítani, akkor döntést kell hozni arról, hogy “merev végoszlopot” kell-e biztosítani, amint azt az EN 1993-1-5 ábrák mutatják 5.1 és 9.6. A merev végoszlop az EN 1993-1-5 szabvány 5.3. pontja szerint kiszámított nyírási ellenállás javát szolgálja. Bár az Egyesült Királyságban a régebbi szegecselt tartók merev végű végrészekkel rendelkezhetnek, a legújabb brit gyakorlat nem az volt, hogy merev végoszlopokat biztosítson, hanem “nem merev végoszlopot”biztosítson. Ha merev végoszlopra van szükség, akkor a minimális merevítő követelményeket az EN 1993-1-5 szabvány 9.3.1.pontja tartalmazza.

miután úgy döntött, hogy csapágymerevítőket kell biztosítani, a csapágymerevítők kialakításának ellenőrzéséhez az EN 1993-1-5 szabvány 9.1.pontjának (2) bekezdésével összhangban meg kell határozni a tényleges merevítőszakaszt. Vegye figyelembe, hogy a többlábú merevítőket külön hatékony keresztmetszetekre kell osztani, és a terheléseket meg kell osztani közöttük. A csapágymerevítők kialakítására vonatkozó útmutatást a P356 Kjt 8.3.2. szakasza tartalmazza.

a csapágymerevítők tervezésénél figyelembe veendő terheléseket a PD 6695-2 16.pont tartalmazza. A merevítő terhelésének nagy része a csapágyreakció függőleges terhelése lesz. Vízszintes terhelést kell figyelembe venni, hogy ellenálljon az FS erőknek a PD 6695-2 10. pontban megadottak szerint, vízszintes terhelés is lehet a csapágyból, ha rögzített. Ezek a terhelések hajlító momentumokat generálhatnak a merevítő szakaszban.

a terhelés meghatározása után ellenőrizze a kiválasztott merevítőméretet úgy, hogy ellenőrzi, hogy az effektív merevítőszakasz alkalmas-e a kombinált tengelyirányú terhelés és hajlítónyomaték oszlopként való működésére az EN 1993-1-5 szabvány 9.4.pontja szerint.

közbenső keresztirányú szalagmerevítők

a távolsági fényszalagokon általában közbenső merevítőket kell biztosítani a gerendák közötti torziós merevítés gyakorlati összekapcsolásának céljából. Ha igen, akkor a kiválasztott merevítő pozíciók meghatározzák legalább néhány merevítő helyzetét. Merevítés nélküli gerendák, például keresztirányú gerendák esetén a létra fedélzeti hídjában, vagy ha tervmerevítést alkalmaznak, előfordulhat, hogy egyáltalán nincs gyakorlati szükség közbenső merevítőkre. A közbenső keresztirányú szövedékmerevítőkre vonatkozó követelményt a nyírási ellenállás ellenőrzése határozza meg – ez jelzi, hogy hol van szükség merevítőkre, és hol van szükség a merevítéshez szükséges merevítőkre.

a gerenda nyírási ellenállásának ellenőrzését az EN 1993-1-5 szabvány 5.2.pontjának (1) bekezdésével és 5.3. pontjának (1) bekezdésével összhangban kell elvégezni. Megjegyzendő, hogy az EN 1993-1-5 szabvány 5.3.pontjának 3. alpontjából és az EN 1993-1-5 szabvány A. 3. mellékletéből származó szilárdsági hozzájárulás a közbenső merevítők meglétének és távolságának függvénye, valamint az, hogy ezek a közbenső merevítők merevnek minősülnek-e. A tervezés első lépéseként azt javasoljuk, hogy kezdetben feltételezzük, hogy egyáltalán nincsenek közbenső merevítők; ha ez bizonyítja, hogy a gerenda megfelelő a nyírásban, akkor a közbenső merevítők előnye a merevítéshez bónusz lesz.

Ha a fenti eljárás azt állapítja meg, hogy közbenső merevítőkre van szükség, akkor a tervezőnek ki kell választania ezeknek a merevítőknek a helyzetét és távolságát, és el kell döntenie, hogy merevnek kell-e lenniük. A merevítő méretének ellenőrzése hasonló a csapágymerevítőkéhez, kezdve a tényleges merevítőszakasz meghatározásával az EN 1993-1-5 szabvány 9.1. pontjának (2) bekezdése szerint. Annak vizsgálatához, hogy a merevítő merev-e, ellenőrizze, hogy az EN 1993-1-5 szabvány 9.3.3.pontjának (3) bekezdésében foglalt követelmény teljesül-e.

a csapágymerevítők tervezésénél figyelembe veendő terheléseket a PD 6695-2 15.pontja tartalmazza. A közbenső merevítők terhelése általában sokkal kisebb, mint a csapágymerevítőké, de a merevítők a keresztirányú gerendákkal való kölcsönhatás vagy a merevítés miatt még mindig erőknek és pillanatoknak lehetnek kitéve. Például egy létra fedélzeti hídnál a keresztirányú gerendák nyírása tengelyirányú erőt okoz a távolsági gerenda merevítőjében. Lehet vízszintes terhelés is, amelyet figyelembe kell venni a merevítésből, amely hajlító momentumokat generálhat a merevítő szakaszban. A terhelés meghatározása után az EN 1993-1-5 szabvány 9.4.pontjában előírtak szerint ellenőrizze a kiválasztott merevítőméretet annak ellenőrzésével, hogy az effektív merevítőszakasz alkalmas-e a kombinált tengelyirányú erő és hajlítónyomaték (ha van ilyen) oszlopként való működésére.

Ha a merevítőt a fentiek közül egyik sem terheli közvetlenül, akkor csak azt kell biztosítani, hogy az effektív merevítőszakasz megfeleljen az EN 1993-1-5 szabvány 9.2.1.pontjának 5. alpontjában megadott merevségi kritériumnak. A közbenső merevítők tervezésére vonatkozó további útmutatás a P356 Kjt 8.3.1. szakaszában található.

hosszanti merevítők

mint korábban megjegyeztük, a legtöbb hídnak nincs hosszanti merevítője. A hosszirányú merevítők nem szükségesek a keresztmetszet egyetlen olyan részén sem, amely soha nincs összenyomva, sem a keresztmetszet egyetlen olyan részén sem, amely az EN 1993-1-1 szabvány 5.2.2.pontjának (8) bekezdése szerint az 1., 2. vagy 3. osztályba tartozik. Még akkor is, ha a szakasz egy része a 4.osztályba tartozik, hosszirányú merevítőkre továbbra sem lehet szükség. Annak megállapításához, hogy a gerendák hosszanti merevítők nélkül elegendő hajlítószilárdsággal rendelkeznek-e, az eljárást az EN 1993-1-5 szabvány 4.4.pontja szerint kell elvégezni. Annak meghatározásához, hogy szükség van-e hosszanti merevítőkre a szövedéken ahhoz, hogy a távolsági gerendák elegendő nyírószilárdságot biztosítsanak, az eljárást a közbenső merevítőkre kell alkalmazni, azaz ellenőrizni kell a gerenda nyírási ellenállását az EN 1993-1-5 szabvány 5.2. (1) és 5.3. (1) bekezdése szerint.

R19 Fig10.PNG

ha léteznek, a hosszanti merevítők lehetnek folytonos vagy nem folytonos, attól függően, hogy milyen típusú merevítők vannak, vagy arról, hogy a keresztirányú merevítőkön és membránokon keresztül folyamatosak-e. A nem folytonos hosszanti merevítők a keresztirányú merevítő mindkét oldalán megállnak, majd újra elindulnak, hogy ne vegyenek fel globális hosszanti feszültségeket a szövedékről vagy a peremről, amelyhez kapcsolódnak. Egyszerűen azért vannak ott, hogy ellenálljanak a hálóhoz vagy a karimához való kihajlásnak. A folyamatos hosszirányú merevítők azonban felveszik a globális feszültségeket, és növelik a keresztmetszetet.

ha hosszanti merevítőket kell biztosítani, azokat úgy kell ellenőrizni, hogy az effektív merevítőszakasz megfelelő-e az EN 1993-1-5 szabvány 9.2.2.pontjának (3) bekezdésében előírtak szerint oszlopként való működésre.

merevítő részletek

Csapágymerevítők

a csapágyaknál a merevítőknek általában elég jelentősnek kell lenniük ahhoz, hogy ellenálljanak a nagy nyomóerőknek, és esetleg többlábú merevítőknek kell lenniük. Általában kétoldalas merevítőre van szükség a terhelés nagy excentricitásának elkerülése érdekében. A csapágymerevítők általában vastagabbak, mint a háló.

fontos meggyőződni arról, hogy a merevítő “fel van szerelve” az alsó karimára, ami azt jelenti, hogy a merevítő földelve van, hogy jól érintkezzen a karimával. Ez azt jelenti, hogy a merevítő tengelyirányú erőnek a tényleges merevítőszakaszban való részesedése a perem és a merevítő közötti közvetlen érintkezés révén továbbítható. A merevítő axiális erőből való részesedésének meghatározásának egyszerű módja a feszültség kiszámítása annak centroidján, figyelembe véve az axiális erő excentricitását az effektív szakaszon, majd ezt a feszültséget megszorozzuk a merevítő területtel.

a hegesztések szinte mindig folytonos filehegesztések a merevítő mindkét oldalán. Egy egyszerű 6 mm-es lábhossz hegesztés megfelelő lehet, de gyakran 8 mm-nek vagy 10 mm-nek kell lennie. a hegesztést úgy kell méretezni, hogy képes legyen továbbítani a merevítő részét a csapágyterhelésből a hálóba.

közbenső merevítők

R19 Fig11.PNG

a közbenső keresztirányú szövedékmerevítők esetében a merevítőnek valószínűleg nem kell nagyon nagynak lennie. Általában egy egyoldalas 150×15 mm-es lemez megfelelő szilárdsággal és merevséggel rendelkezik. Néha a merevítő méretét meg kell növelni a csatlakozások befogadására. Ezt úgy lehet megtenni, hogy a lemez méretét 200×20 mm-re vagy esetleg 250x 5 mm-re növeljük. Alternatív megoldásként a merevítő szélessége helyileg növelhető a csatlakozási terület biztosítása érdekében, az ábrán látható módon.

a helyi kihajlás elkerülése érdekében a merevítő szélességének / vastagságának arányát hagyományosan legfeljebb 10-re korlátozták. Az Eurokódok azonban nem korlátozzák ezt az arányt, és karcsúbb merevítők is megengedettek, bár szükség lehet annak ellenőrzésére, hogy a helyi kihajlás nem veszélyezteti-e őket. Nem számít, hogy a merevítő vastagabb-e, mint a háló, ezért általában vastagabb merevítők ajánlottak.

ahhoz, hogy a híd tiszta megjelenést kapjon, normális, ha a külső gerendákat úgy tervezzük meg, hogy a közbenső keresztirányú merevítők a szövedék belső felületén legyenek, és így a magasságon ne legyenek láthatóak.

hacsak nincs jelentős axiális erő a merevítőre, egy egyszerű hegesztési részletnek, például egy 6 mm-es lábhosszú folyamatos filehegesztésnek a merevítő mindkét oldalán kellően erősnek és tartósnak kell lennie.

a merevítés csatlakoztatására vonatkozó további útmutatás a 2.03.útmutatóban található.

csatlakozások a karimához

R19 Fig12.PNG

a keresztirányú borda merevítőket néha hegesztik a karimához, és néha csak az egyik vagy mindkét karimától rövid ideig állnak meg.

a karimához való csatlakozás szükségessége attól függ, hogy az erőket át kell-e vinni a karimákra. Ha az egyik karimából jelentős tengelyirányú erő jut át a merevítőre, akkor a merevítőt ehhez a karimához kell hegeszteni. Ezért a csapágymerevítőket az alsó peremhez kell csatlakoztatni, ha a csapágyreakció egy részét át akarjuk vinni a merevítőbe. Ha a merevítőhöz merevítő van csatlakoztatva, akkor valószínű, hogy a merevítőt a kompressziós karimához kell hegeszteni az oldalsó nyíróerő átviteléhez. A felső karimához való csatlakozás megakadályozza a felső karima fáradtsági problémáját a webhegesztéshez, amikor a fedélzet a forgalmi terhelések miatt megpróbál elfordulni a gerenda felett. A merevítő karimától való rövid leállításának előnye, hogy elkerüli a potenciális vízcsapdát az alsó karima felső felületén. Ez különösen fontos az időjárási acélhidak elkerülése érdekében.

ahol egy merevítőt egy karimához kell hegeszteni, a szokásos építési tűrések kis rést eredményeznének a merevítő és a karima között, kivéve, ha a merevítő fel van szerelve; ezért minden erő átkerül a hegesztéseken. Ha azonban a peremhez merevítő van felszerelve, akkor a gyártó a merevítő végét úgy őrli meg, hogy a merevítő területének jelentős részén jól illeszkedjen a peremhez. Ez a gyakorlat további munkát (és költséget) igényel, ezért a merevítőket csak szükség esetén szabad felszerelni, például csapágymerevítőkhöz és a karima irányának megváltoztatásakor alkalmazott merevítőkhöz. Szintén, gyakorlatilag nem lehetséges merevítőt illeszteni mindkét karimához, így a felszerelt vég azon a végén lesz, ahol a legnagyobb erőt kell továbbítani, általában az alsó karima.

R19 Fig13.PNG

Cope lyukak

R19 Fig14.PNG

a keresztirányú szövedékmerevítő sarkánál, ahol a merevítő lemez találkozik a szövedékkel a karimahegesztéshez, a merevítőt meg kell alakítani a hegesztés elkerülése érdekében. Két lehetőség van, vagy szalonka a merevítő, hogy megfeleljen a web karima hegesztés és hegeszteni az összes interfészek, vagy egy megbirkózni lyuk. Bár az első opció megköveteli az egyik hegesztés hegesztését a másik tetejére, ez a részlet könnyebben előállítható, mint a második, mert nehéz kielégítően befejezni a folyamatos hegesztéseket a cope lyukak körül, és festéket alkalmazni az összes felületre.

források

• Iles, D. C. (2010) kompozit autópálya híd tervezése. (P356 beleértve a helyesbítést, 2014). SCI
• Hendy, C. R.; Iles, D. C. (2015) Steel Bridge Group: útmutató megjegyzések az acélhíd építésének legjobb gyakorlatáról (6.szám). (185. oldal). SCI
  • útmutató Megjegyzés 2.03 merevítő és keresztnyaláb csatlakozások
  • útmutató Megjegyzés 2.04 Csapágymerevítők
  • útmutató Megjegyzés 2.05 köztes keresztirányú web merevítők

Lásd még

• több Gerendás kompozit hidak
• létra fedélzet kompozit hidak
• Box gerenda hidak
• időjárásálló acél
• hidak-kezdeti tervezés
• gerendák tervezése kompozit hidakban
• merevítő rendszerek

li>

• kapcsolatok hidak
• híd csuklós és csapágy specifikáció
• tervezés acél híd építése

• autópályák Anglia dmrb (tervezési kézikönyv utak és hidak)
• autópályák Anglia MCDHW (autópálya-építési szerződések dokumentációjának kézikönyve)
• az acélhíd csoport (SBG)