Studiu de caz

Rezolvarea ancorajului complex al barierelor fonice de autostradă din Ungaria

Ungaria | Hungary | Unique-Plan Kft.

Steel

Concrete

Detail 3D

Connection

Hilti

Acest articol este disponibil și în:

Tradus de AI din engleză

Un nou proiect de renovare a autostrăzii din Ungaria a prezentat o provocare inginerească unică: cum să se ancoreze în siguranță pereții înalți ai barierelor fonice pe parapetele existente ale podurilor, folosind ancore post-instalate sub încărcări extreme de vânt. Constrângerile de proiectare au împins soluțiile tradiționale la limitele lor, necesitând un flux de lucru personalizat care combină mai multe instrumente de proiectare structurală.

Pentru a depăși aceste limitări, inginerul structurist Tamás Hornyák de la Unique-Plan Kft., colaborând cu specialistul Hilti în ancoraje Gábor Hanzel, a dezvoltat un flux de lucru validat care combină instrumentele convenționale de proiectare a ancorelor cu analiza neliniară a betonului, pentru a furniza soluții realizabile și conforme cu codul, în condiții de încărcare extreme.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Vertical section of the bridge parapet}}}\]

Despre proiect

În cadrul unei modernizări majore a autostrăzii, pereții barierelor fonice au trebuit instalați pe parapetele podurilor pentru a reduce poluarea sonoră generată de trafic. Barierele, înalte și puternic încărcate de vânt, au fost poziționate pe structuri din beton cu dimensiuni și armătură limitate. Biroul principal de proiectare al proiectului, CÉH+, a furnizat configurația de bază, inclusiv înălțimile barierelor, distanța dintre stâlpi (la fiecare 2 metri) și combinațiile de încărcări relevante.

Provocări inginerești

Principala dificultate a constat în verificarea ancorelor post-instalate plasate în apropierea marginii betonului existent, sub forțe laterale mari. Deși parapetele conțineau armătură, Eurocodul restricționează modul în care barele de armătură pot fi luate în considerare în astfel de proiectări. Ca urmare, Hilti Profis Engineering indica adesea cedări, chiar și atunci când inginerii considerau că structura reală ar trebui să se comporte corespunzător.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring near the edge calculated in Hilti Profis}}}\]

Încercările de supradimensionare prin mărirea plăcii sau a numărului de ancore păreau excesive și nesatisfăcătoare. Alternativele turnat in situ erau mai ușor de calculat, dar dificil de implementat pe șantier. Necesitatea era clară: o metodă fiabilă de a include armătura existentă în verificare, fără a încălca codul sau a compromite realizabilitatea.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring modeled in IDEA StatiCa Connection}}}\]

Soluții și rezultate

Recunoscând că supradimensionarea sau mărirea dimensiunilor nu reprezintă o soluție durabilă, Tamás Hornyák a conceput un nou flux de lucru care a acoperit decalajele dintre capacitățile software și realitatea inginerească. Procesul a început cu proiectarea preliminară a ancorelor în Hilti Profis Engineering, care a semnalat condiții critice în apropierea marginilor de beton. De acolo, proiectarea a fost exportată în IDEA StatiCa Connection, unde au fost efectuate verificări structurale complete, inclusiv analiza rigidității stâlpilor metalici și a plăcilor de bază.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Results of the analysis in IDEA StatiCa Connection}}}\]

Când ancorarea a eșuat în această configurație, Tamás a transferat proiectarea în IDEA StatiCa Detail, permițând modelarea neliniară prin Metoda Elementelor Finite a întregii zone de ancorare. Aici, armătura din betonul existent al parapetelor podului a fost modelată în detaliu, corespunzând configurațiilor reale ale armăturii pe baza planșelor furnizate. Aceasta a permis surprinderea atât a cedării betonului la întindere, cât și a comportamentului de ancoraj al armăturii.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Anchoring modeled and reinforced in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Concluzie

Analiza neliniară 3D, care încorporează comportamentul realist al materialelor, rezistența la întindere nulă a betonului și frecarea internă zero, a permis sistemului de ancorare să treacă toate verificările conform codului relevante. Soluția a satisfăcut și cerințele codului privind încărcările din vânt. Rezultatul a fost un proiect de ancorare robust, sigur și realist, validat și de biroul principal de proiectare, CÉH+, care a adoptat și susținut ulterior această abordare.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Deformation results in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Acest flux de lucru practic, dar riguros, a fost demonstrat ulterior de Gábor Hanzel altor ingineri care se confruntă cu provocări similare legate de ancorele post-instalate, în special în proiectele de infrastructură din Europa de Est. Succesul său evidențiază puterea instrumentelor de analiză neliniară atunci când metodele convenționale nu reușesc să reflecte condițiile din lumea reală.

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Stress flow in concrete in IDEA StatiCa Detail}}}\]

Despre Unique-Plan Kft.

Unique-Plan Kft. a fost fondată în 2015 la Budapesta, în timp ce unii membri ai companiei lucrează împreună din 1993. Principalul domeniu de activitate al companiei a fost: proiectarea structurilor de poduri, a clădirilor industriale și rezidențiale, atât calcule statice, cât și calcule dinamice avansate (seism, dinamica pietonilor și a vântului, analiză de vibrații și oboseală).

Utilizează un spectru larg de software pentru calcule (ANSYS Discovery, AxisVM, ConSteel, IDEA StatiCa, Mathcad, SOFiSTiK) și pentru modelare și desene (ALLPLAN, ANSYS SpaceClaim, AutoCAD, Tekla Structures). Cu inginerii lor instruiți și experimentați, sunt pregătiți să proiecteze structuri inginerești în mod economic și estetic. Motto-ul companiei: Unde gândurile devin planuri!