CZ30201U1 - Mostní závěr se zuby - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká mostního závěru se zuby, sloužícího pro ukotvení do opěry a nosné konstrukce mostu.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají výhradně mostní závěry vyrobené z oceli. Jejich nevýhodou je poměrně vysoká pořizovací cena a další náklady na údržbu, opravy a případnou výměnu související s jejich častým únavovým poškozením. Kromě jejich značné složitosti, která je v kombinaci s cyklickým zatěžováním, nej významnějším faktorem vedoucím k poškození, je třeba dále věno10 vat velkou pozornost ochraně ocelových prvků proti korozi. Poškození mostního závěru pak může vést k nebezpečným situacím v silničním provozu. Známé hřebenové mostní závěry jsou zhotovovány z kovu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny mostním závěrem se zuby podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že obsahuje základní blok opatřený alespoň třemi zuby a na své spodní straně smykovou zarážkou. Jeho hlavní nosná konstrukce je tvořena alespoň vysokohodnotným betonem (HPC), kdy u obyčejného betonu se jedná o pevnostní třídy nad C 55/67 a pro lehký beton o pevnostní třídy nad LC 50/55, kde první číslice představuje charakteristickou válcovou pevnost betonu v tlaku f_ck,_cyi a druhá číslice charakteristickou krychel20 nou pevnost betonu v tlaku f_Ck,cube, a s výhodou ultra-vysokohodnotným betonem (UHPC) s pevnostní třídou nad C 135/150.

Ve výhodném provedení je beton předepnut pomocí kompozitní skleněné výztuže (GFRP) a/nebo pomocí kompozitní uhlíkové výztuže (CFRP).

Mostní závěr je s výhodou opatřen předepnutými pruty kompozitní výztuže z nerezavějící oceli.

Základní blok může být v zadní části opatřen otvory s kapsou pro ukotvení závěru pomocí závitových tyčí s maticemi.

Podstatou technického řešení je nosná konstrukce mostního závěru tvořená prefabrikovanými bloky vyrobenými z UHPC, případně i z jinak zatříděných vysokohodnotných betonů např. HPC. Konstrukci tvoří soustava betonových bloků se zuby vykonzolovanými směrem do překlenované dilatační spáry. Prefabrikáty jsou osazeny do předem připravených otvorů na mostní konstrukci a na protilehlé opěře tak, aby bylo díky mimoběžnému posunu zubů možné zajistit potřebný dilatační pohyb mostní konstrukce a zároveň dostatečné překrytí dilatační spáry. Mostní závěr je tak díky specifickému tvaru nosných zubů a použitému materiálu s vyšším útlumem při přejezdu výrazně méně hlučný a jeho robustnost elimininuje problematické riziko únavového poškození.

HPC (High Performance Concrete) případně UHPC (Ultra-High Performance Concrete) jsou modenu materiály, které mohou splňovat požadavky na trvanlivost ve všech prostředích - dle normy ČSN EN 206-1, mají vysokou mrazuvzdomost a odolnost proti poškození a je možné je použít pro výrobu přímo pojížděných prvků bez dodatečné ochrany. Vysoká tlaková, respektive v poměru i tahová, pevnost, společně s možnostmi tvarování vyplývající z materiálové podstaty betonu, umožňuje navrhovat dostatečně únosné, použitelné a únavově robustní prefabrikované i monolitické prvky. Tahovou kapacitu HPC a UHPC lze stejně jako u obyčejného betonu zvýšit vyztužením respektive předepnutím. U prvků z předem předpjatého betonu případně u dalších prvků s nedostatečnou krycí vrstvou betonu vystavených agresivnímu prostředí je možné využít pro vyztužení nerezovou ocel případně různé druhy kompozitní výztuže, jako GFRP - Glass

Fibre Reinforced Polymer - kde jsou jako výztužná vlákna polymemí matrice použita skelná vlákna, CFRP - Carbon Fibre Reinforced Polymer - uhlíková vlákna, případně jejich kombinaci.

_ 1 _

CZ 30201 Ul

Prefabrikáty mají na spodním líci smykovou zarážku a jsou kotveny v zadní části pomocí předpjatých ocelových šroubů s ocelovými podložkami, respektive chemicky zakotvených závitových tyčí v betonu NK mostu respektive mostní opěry. Tato oblast - kapsa kotvení), je poté dobetonována, přetažena izolací a následně navazující vozovkou, čímž je celý prostor kotvení dostatečně ochráněn. U mostních závěrů pro větší dilatační spáru jsou zuby mostního závěru z důvodů redukce tahového namáhání betonu předepnuty pomocí nekorodující výztuže z nerezové oceli nebo vlákny vyztužených polymerů GFRP, CFRP.

Objasnění výkresů

Mostní závěr z betonu podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených nákresů. Na Obr. la je půdorysný pohled na zcela otevřenou a na Obr. lb na uzavřenou dilatační spáru mostního závěru tvořeného schematicky třemi dvojicemi prefabrikovaných bloků. Na Obr. 2 je znázorněn blok v půdorysu. Na Obr. 3 je znázorněn tento blok v bokorysu a na Obr. 4 v pohledu zepředu. Na Obr. 5 je znázorněn pohled na 3D model závěru včetně navazujícího výseku nosné konstrukce.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladný mostní závěr se zuby obsahuje základní blok 1 opatřený čtyřmi zuby 2 a na své spodní straně smykovou zarážkou 3. Jeho hlavní nosná konstrukce je tvořena vysokohodnotným betonem (HPC) nebo ultra-vysokohodnotným betonem (UHPC). Beton je předepnut pomocí kompozitní skleněné výztuže (GFRP) a/nebo pomocí kompozitní uhlíkové výztuže (CFRP). Mostní závěr j e opatřen předepnutými pruty 5 kompozitní výztuže z nerezavěj ící oceli.

Mostní závěr z je tvořen základním blokem 1, který je vybetonován společně vjednom kuse se čtveřicí zubů 2 a smykovou zarážkou 3. Celý prvek pro mostní závěr pro posuny do 160 mm ± 80 mm má půdorysné rozměry 470 mm - délka x 460 mm - šířka, délka vyložení zubů je 170 mm. Šířka zubu je ve vetknutí 60 mm a na volném konci 45 mm, výška narůstá lineárně od volného konce směrem do vetknutí z 80 na 190 mm. Půdorysné hrany zubů jsou zaobleny poloměrem 10 mm, všechny ostatní viditelné hrany jsou zaobleny poloměrem 5 mm. V zadní části jsou v bloku již během betonáže vytvořeny otvory s kapsou pro ukotvení závěru pomocí závitových tyčí průměru 20 mm a ocelových podložek a matic 4. Osová vzdálenost kotvení je 230 mm. Pruty 5 kompozitní výztuže průměru 9 mm, která je použitá u větších šířek dilatační spáry kvůli snížení tahového namáhání betonu, jsou předepnuté před betonáží a vedou ze zadní části závěru do středu nosníků.

Průmyslová využitelnost

Toto řešení mostního závěru je zcela inovativní a vzhledem k odhadovaným finančním nárokům na výrobu a údržbu, podstatně nižším než u stávajících ocelových mostních závěrů, lze v budoucnu očekávat jeho velkou využitelnost a významné rozšíření.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (5)

1. Mostní závěr se zuby, vyznačující se tím, že obsahuje základní blok (1) opatřený alespoň třemi zuby (

2) a na své spodní straně smykovou zarážkou (3), jehož hlavní nosná konstrukce je tvořena alespoň vysokohodnotným betonem HPC pevnostní třídy nad C 55/67.

40 2. Mostní závěr podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho hlavní nosná konstrukce je tvořena ultra-vysokohodnotným betonem UHPC pevnostní třídy nad C 135/150.

3. Mostní závěr podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že beton je předepnut pomocí kompozitní skleněné výztuže a/nebo pomocí kompozitní uhlíkové výztuže.

CZ 30201 Ul

4. Mostní závěr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je opatřen předepnutými pruty (5) kompozitní výztuže z nerezavějící oceli.

5. Mostní závěr podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že základní blok (1) je v zadní části opatřen otvory s kapsou pro ukotvení závěru pomocí závitových

5 tyčí s maticemi (4).