8 Zatížení mostů větrem

Transkript

1 8 Zatížení mostů větrem 8.1 Všeoecně Tento Eurokód je určen pro mosty s konstantní šířkou a s průřezy podle or. 8.1, tvořenými jednou hlavní nosnou konstrukcí o jednom neo více polích. Stanovení zatížení větrem pro ostatní typy mostů podle {NA} vyžaduje individuální odorné posouzení. Zatížení mostů větrem způsouje síly ve směrech x, y a z, vyznačených na or Síly ve vodorovných směrech x a y ovykle nepůsoí současně. Síly ve směru z mohou ýt způsoeny větrem vanoucím v širokém pásmu směrů; jestliže jsou nepříznivé a významné, mají se vzít v úvahu jako síly, půsoící současně se silami ve vodorovném směru. Na or. 8.2 jsou definovány také symoly L, a d v pořadí pro délku, šířku a výšku hlavní nosné konstrukce. Pokud se odkazuje na kap. 5 až kap. 7, musí ýt významy značek pro a d odpovídajícím způsoem upraveny. otevřený neo uzavřený příhradový neo plnostěnný nosník Or. 8.1 Průřezy ovyklých hlavních nosných konstrukcí mostů 78

2 vítr L d z y x Or. 8.2 Směry zatížení větrem na mostech Pokud se uvažuje současné půsoení zatížení větrem a zatížení od silniční dopravy (viz EN 1990, příloha A2, A2.2.1 a A2.2.2), má se kominační hodnota 0 F wk zatížení mostu a vozidel větrem omezit na hodnotu F, která se podle {NA} určí pro rychlost v = 23 m s -1. * w Pokud se uvažuje současné půsoení zatížení větrem a zatížení od železniční dopravy (viz EN 1990, příloha A2, A2.2.1 a A2.2.4), má se kominační hodnota 0 F wk zatížení mostu a vlaků větrem omezit na hodnotu F, která se podle {NA} určí pro rychlost v = 25 m s -1. ** w *,0 **,0 8.2 Výěr postupu výpočtu odezvy Nutnost dynamického výpočtu odezvy mostu se podle {NA} má konzultovat se specialisty. Z poznámek dále vyplývá, že dynamický výpočet odezvy oecně není nutný ke stanovení ekvivalentního statického zatížení větrem pro ovyklé hlavní nosné konstrukce mostů pozemních komunikací a železničních mostů s rozpětím menším než 40 m. Pro účely této normy patří mezi ovyklé hlavní nosné konstrukce mosty postavené z oceli, etonu, hliníku neo dřeva, včetně kominovaných konstrukcí, a tvary jejich průřezů jsou schematicky uvedeny na or Jestliže není nutný dynamický výpočet odezvy, je c s c d = 1, Součinitele sil Součinitele sil pro záradlí a portály na mostech se mají stanovit podle kap Součinitele sil ve směru x oecná metoda Eurokód definuje součinitele sil c f,x = c fx,0 pro zatížení větrem na nosnou konstrukci mostu ve směru x, kde c fx,0 je součinitel síly ez vlivu proudění kolem volných konců. Podle informací v poznámkách lze pro ěžné mosty použít c fx,0 = 1,3, neo se součinitel síly určí z grafu na or Stanovení c fx,0 z grafu je vhodnější v případě, že / < 5. Pro / > 4 jsou v grafu uvedeny hodnoty součinitele síly pro dva případy: a) v etapě výstavy, prodyšná záradlí (více než 50 % otvorů) a svodidla se svodnicí; ) s neprodyšnými záradlími, protihlukovými stěnami, plnými svodidly neo dopravou. 79

3 Pokud úhel sklonu větru přesahuje 10 např. v důsledku sklonu terénu v návětrném směru, lze odvodit součinitel čelního odporu specializovanou studií. typ mostu a) ) c fx,0 2,5 příhradové nosníky odděleně 2 1,5 1 1,3 1,0 a) v etapě výstavy neo prodyšné záradlí (více jak 50% otvorů) ) se zaradlími, protihlukovými stěnami neo dopravou 0, / Or. 8.3 Součinitel síly pro mosty c fx,0 80

4 Pokud jsou na stejné úrovni dvě oecně podoné nosné konstrukce mostu a jsou příčně odděleny mezerou nepřevyšující významně 1 m (např. dálniční mosty), sílu větru na návětrnou konstrukci lze počítat tak, jako y to yla jedna konstrukce. V ostatních případech musí ýt věnována zvláštní pozornost vzájemnému půsoení větru a konstrukce. Tam, kde je návětrná čelní plocha odkloněná od svislice (viz or. 8.4), lze podle {NA} zmenšit součinitel čelního odporu c fx,0 o 0,5 % na stupeň sklonu 1 od svislice. Maximální zmenšení je 30 %. Toto snížení nelze použít pro síly větru F w, definované v kap Or. 8.4 Most se šikmou návětrnou plochou Tam, kde je nosná konstrukce mostu skloněná příčně, má se podle čl. (3) součinitel síly c fx,0 zvýšit o 3 % na stupeň sklonu, ale ne více než o 25 %. Referenční plochy A ref,x pro kominace zatížení ez zatížení dopravou mají vycházet z relevantní hodnoty, definované na or. 8.5 a v ta. 8.1 takto [2, Opr. 2]: a) pro nosné konstrukce s plnostěnnými nosníky jako součet: 1. čelní plochy předního hlavního nosníku; 2. čelní plochy těch částí průmětů ostatních hlavních nosníků, vyčnívajících pod prvním nosníkem; 3. čelní plochy části jedné římsy neo chodníku neo koleje se štěrkovým ložem, převyšující čelo hlavního nosníku; 4. čelní plochy neprodyšných svodidel neo protihlukových stěn nad plochou popsanou v 3); při asenci takových zařízení, 0,3 m pro každé prodyšné svodidlo neo stěnu. 300 mm neprodyšné záradlí, protihluková stěna neo plné svodidlo prodyšné záradlí svodidlo se svodnicí d 1 d Or. 8.5 Výšky použité pro A ref,x 81

5 ) pro nosné konstrukce s příhradovými nosníky jako součet: 1. čelní plochy jedné římsy neo chodníku neo koleje se štěrkovým ložem; 2. neprodyšné části všech hlavních příhradových nosníků, jejichž průměty do svislé roviny jsou nad neo pod plochou popsanou v 1); 3. čelní plochy neprodyšných svodidel neo protihlukových ariér nad plochou popsanou v 1), neo při asenci takových zařízení, 0,3 m pro každé prodyšné záradlí neo stěnu. Celková referenční plocha nemá přesahovat plochu získanou uvážením ekvivalentního trámového nosníku stejné celkové výšky, zahrnujícího průměty všech částí. c) pro nosné konstrukce s několika hlavními nosníky v průěhu výstavy před položením desky mostovky jako čelní plochy dvou hlavních nosníků. Referenční plochy A ref,x pro kominace zatížení větrem se zatížením dopravou jsou podle stejné jako plochy pro kominace zatížení ez zatížení dopravou s následujícími úpravami. Místo ploch popsaných výše v položkách a3), a4) a 3) mají ýt uváženy dále uvedené plochy, pokud jsou větší: a) pro mosty pozemních komunikací výška 2 m od úrovně vozovky na nejméně příznivé délce, nezávisle na umístění svislých zatížení od dopravy; ) pro železniční mosty výška 4 m od temene kolejnic na celé délce mostu. Referenční výška z e je vzdálenost od nejnižší úrovně terénu ke středu hlavní nosné konstrukce mostu ez ohledu na ostatní části referenčních ploch (např. záradlí). Ta. 8.1 Výšky použité pro A ref,x (viz také [2, Opr. 2]) Silniční záchytný systém Na jedné straně Na oou stranách Prodyšné záradlí neo svodidlo se svodnicí d + 0,3 m d + 0,6 m Neprodyšné záradlí neo plné svodidlo d + d 1 d + 2d 1 Prodyšné záradlí a svodidlo se svodnicí d + 0,6 m d + 1,2 m Účinky tlaku větru od projíždějících vozidel nejsou náplní této normy (viz [5]) Síly ve směru x zjednodušená metoda Pokud není nutný dynamický výpočet odezvy, lze sílu větru ve směru x stanovit z výrazu: 1 2 Fw v C Aref,x 2 (8.1) kde v je základní rychlost větru; C = c e c f,x součinitel zatížení větrem z ta. 8.2; c e součinitel expozice; c f,x součinitel síly; A ref,x referenční plocha; hustota vzduchu. 82

6 Ta. 8.2 Doporučené hodnoty součinitele zatížení větrem C pro mosty / z e 20 m z e = 50 m 0,5 6,7 8,3 4,0 3,6 4,5 Tato taulka yla zpracována pro kategorie terénu II, součinitel síly c f,x podle kap , součinitel orografie c o = 1,0 a součinitel intenzity turulence k I = 1,0. Pro mezilehlé hodnoty / a z e lze použít lineární interpolaci Síly od větru na nosnou konstrukci mostu ve směru z Součinitele sil c f,z pro zatížení větrem nosné konstrukce mostu ve směru z jsou definovány jak pro směr nahoru, tak dolů. Podle {NA} se mohou použít maximální doporučené hodnoty c f,z = 0,9. Souhrnně vyjadřují vliv příčného sklonu mostovky, sklonu terénu a fluktuací směru větru vzhledem k nosné konstrukci mostu v důsledku turulence. Součinitele sil se nemají používat pro výpočet kmitání nosné konstrukce ve svislém směru. Alternativně lze určit přesnější hodnoty c f,z z or Při jejich použití: lze výšku omezit na výšku nosné konstrukce mostu nezávisle na dopravě a zařízení mostu; lze pro plochý, vodorovný terén v důsledku turulence použít úhel větru s horizontálou = 5. Jestliže je hlavní nosná konstrukce mostu nejméně 30 m nad zemí, platí tyto hodnoty i pro kopcovitý terén. Poznámka: Tato síla má významné účinky pouze tehdy, jestliže je stejného řádu jako stálé zatížení (zatížení vlastní tíhou). Referenční plocha A ref,z je rovna průmětu plochy (viz or. 8.2): A ref,z = L (8.2) Referenční výška z e je vzdálenost od nejnižší úrovně terénu ke středu hlavní nosné konstrukce mostu ez ohledu na ostatní části referenčních ploch (např. záradlí). Pokud není uvedeno jinak, lze excentricitu síly ve směru x vzít jako e = /4. Referenční plocha A ref,z je rovna průmětu plochy (viz or. 8.2): A ref,z = L (8.2) Referenční výška z e je vzdálenost od nejnižší úrovně terénu ke středu hlavní nosné konstrukce mostu ez ohledu na ostatní části referenčních ploch (např. záradlí). Pokud není uvedeno jinak, lze excentricitu síly ve směru x vzít jako e = /4. 83

7 A ref,z = L e β θ α θ = α + β α je úhel větru od vodorovné β je příčný sklon c f,z 1 0,8 0, ,6 0,4 0,2 0, ,2-0, / -0,6-0, ,9-10 Or. 8.6 Součinitel síly c f,z pro mosty s příčným náklonem a při šikmo naíhajícím větru Síly od větru na hlavní nosnou konstrukci mostu ve směru y Pokud je to nutné, mají se uvažovat podélné síly od větru ve směru y. Podle {NA} lze použít doporučené hodnoty sil: 25 % sil od větru ve směru x pro plnostěnné mosty; 50 % sil od větru ve směru x pro příhradové nosníky. 84

8 8.4 Pilíře mostu Směry větru a návrhové situace Zatížení větrem hlavní nosné konstrukce mostu a jejich podpěr se má počítat pro nejméně příznivý směr větru pro celou konstrukci a pro uvažované účinky. Oddělený výpočet zatížení větrem se má provést pro dočasné návrhové situace v průěhu fází výstavy, kdy není možný žádný přenos neo přerozdělení zatížení větrem ve vodorovném směru na hlavní nosnou konstrukci mostu. Jestliže v průěhu těchto fází může pilíř podpírat konzolovitou část hlavní nosné konstrukce neo lešení, má se uvažovat možná asymetrie zatížení větrem takových prvků. Dočasné návrhové situace při provádění jsou ovykle více kritické pro pilíře a některé typy nosných konstrukcí mostu, vystavené zvláštním metodám provádění, než trvalé návrhové situace. Charakteristické hodnoty pro dočasné návrhové situace jsou podle {NA} uvedeny v EN [4]. Pro lešení viz kap Účinky větru na pilíře Účinky větru na pilíře se mají počítat použitím oecného postupu, definovaného v této normě. Pro celkové zatížení se mají použít ustanovení v kap. 7.6, kap. 7.8 neo kap Podle {NA} se asymetrické zatížení uváží tak, že se úplně zanedá návrhové zatížení větrem na těch částech, kde y se účinky tohoto zatížení uplatnily příznivě. 85