A felsőpályás, gerinclemezes (vagy a gyakorlatban esetleg más) kialakítású tartó szerkezeti szempontból viszonylag egyszerű és így első hídépítési iskolai feladatként kiváló, de aránylag nagy szerkezeti magasságot igényel. Emiatt manapság viszonylag ritkán alkalmazott ez a megoldás.

Amennyiben a tervezési körülmények ilyen tartó kialakítását nem teszik lehetővé, a szerkezeti magasság csökkentése érdekében áttérnek az alsópályás megoldás alkalmazására.

Természetesen ebben az esetben a két főtartó távolságát úgy kell megállapítani, hogy azok az ürszelvényen kívülre kerüljenek és így azok a vasúti teher közvetlen alátámasztására nem alkalmasak.

A vonatteher közvetlen alátámasztását hossztartó pár biztosítja, melyek terheit megfelelő távolságban elhelyezett kereszttartók közvetítik a főtartókra.

Mintegy egy évtizede épült meg Csongrád és Szentes között egy új vasúti Tisza-híd, amely a folyómeder felett egy háromnyílású, alsópályás rácsos szerkezetből, míg a szentesi oldali ártéren egy négynyílású gericlemezes alsópályás szerkezetből áll.

Ez utóbbi hídszerkezetet választottuk az alsópályás megoldás illusztrálására. Azok számára, akik további tanulmányaik során az Acélhidak tantárgy felvételét is meggondolandónak tartják, példaként a rácsos mederhíd keresztmetszetét is bemutatjuk az A. 21. ábrán.

Ennek kapcsán azt is érdemes megjegyezni, hogy a két hídszerkezet pályaszerkezete főbb jellemzőit tekintve azonos, csupán a főtartó - pályaszerkezet kapcsolat kialakítása különbözik szerkezeti okokból.

A gerinclemezes tartónál a felső öv a nyomott szakaszokon sem támaszható meg oldalirányban, ennek következtében a kifordulási hosszak csökkentése csak a kereszttartók síkjában elhelyezett kitámasztószerkezettel kialakuló U-szerű keretek segítségével, rugalmas megtámasztások beépítésével lehetséges.

Hasonló szempontok indokolják a hossztartópárok közé megfelelő távolságokban beiktatott forditott U-szerű kereteket is.

A. 8. 1. A pályaszerkezet számítása

A nyíltpályás hidak pályaszerkezete (hossz- és kereszttartók) a főtartókkal tartórácsot alkot.

Tartórácsok számítására manapság megfelelő hatékonyságú számítógépi programok is rendelkezésre állnak, melyekkel a valósághűbb statikai modellezés is lehetséges.

Sok esetben azonban az egyszerűbb statikai modell is kielégítő pontosságú lehet, ill. az egyszerűbb modellel a pontosabb számítás előtt előtervezést hajthatunk végre.

A híd hossztartói süllyedő alátámasztású folytatólagos tartók. Az alátámasztások süllyedését a kereszttartók alakváltozása, (rácsos főtartó esetén a függesztőrudak hosszváltozása) és a főtartó alakváltozása okozza.

Ezen alakváltozások preciz meghatározására csak a főtartó és kereszttartók megtervezése után nyílna lehetőség s emiatt az egyszerűsített számítás ismeretének jogosultsága fokozottabb.

A VH szerint a hossztartók pontosabb számítását 37-es anyagminőség, közel egyenlő támaszközök és legalább négy hossztartó nyilás esetén mellőzni lehet, az alábbiakban ismertetésre kerülő közelítő számítást alkalmazva.

A. 8. 2. Kereszttartók

A kereszttartók általában szabadon felfekvő kéttámaszú tartóként közelíthetők azzal a kiegészítéssel, hogy a kereszttartó és főtartó kapcsolatának legalább

nagyságú nyomaték átvitelére is alkalmasnak kell lennie, ahol Mk a kereszttartó mértékadó leterhelésből számított legnagyobb nyomatéka.

A kereszttartó fesztávolsága a két főtartó tengelytávolsága, s a kereszttartón a középkeresztmetszetére szimmetrikusan két azonos nagyságú koncentrált erő müködik, melyek távolsága 1800 mm (A. 22. ábra). Az erők nagysága a hossztartó közbenső támaszainál meghatározható reakcióerővel azonos (lásd később).

Mivel ennél a szerkezeti kialakításnál a főtartó nyomott öveit olyan nyitott U-keretek támasztják meg, amelyeknek a kereszttartó is része, a kereszttartó igénybevételeinek meghatározásakor és merevségének ellenőrzésekor az ebből származó körülményeket is szem előtt kell tartani.

A. 22. ábra

Ugyancsak foglalkozni kell a kereszttartók vizszintes síkú hajlításával (amennyiben a fékező erőt nem féktartó veszi fel ill. ha a főtartó alakváltozásai a hossztartókban normálerőket okoznak a két szerkezet részleges együttdolgozása következtében) és az esetleges emelésből származó igénybevételekkel (támaszkeresztmetszetek kereszttartói esetében).

A. 19. ábra

A. 20. ábra

A. 21. ábra

A. 8. 3. Hossztartók

A hossztartóra közelítő maximális igénybevételi ábrákat határozunk meg az alábbiak szerint:

Meghatározandó az a legnagyobb nyomaték (Mo), amely a hossztartóra, mint kéttámaszú tartóra lenne mértékadó.

A hossztartó L nyílásának függvényében különböző mértékadó teherállások és teherhelyzetek lehetségesek az U-jelű vonatterhet feltételezve. (Az alábbi képletekben x a legnagyobb nyomaték helye, Mx -be behelyettesítve értékét, adódik a max. Mo nagysága.)

Ha 1.6 m L 2.88 m Ha 2.88 m L 3.74 m A. 23. ábra Ha 3.74 m L 4.8 m

Ezt követően megszerkeszthető a közelítő maximális ábra az A. 24. ábrán vázolt formában, amelyben szereplő nyomatékértékek nagysága:

             M1 = 0.9 Mo   M2 = 0.8 Mo
             M3 = 0.2 Mo   M4 = 0.7 Mo
             M5 = 0.3 Mo

szélső támasznál (végkereszttartó, Ao,1 egy hossztartónyilás reakcióra mértékadó leterheléséből)

            A1(+) = 1.00 Ao,1
            A1(-) = -0.10 Ao,1

közbenső támasznál (közbenső kereszttartó, Ao,2 két szomszédos hossztartónyilás mértékadó leterheléséből)

           A2(+) = 1.15 Ao,2
           A2(-) = -0.10 Ao,2

A. 24. ábra

A. 25. ábra

A hossztartók mértékadó nyíróereje 1.05 Ao,1-nek feltételezendő.

Az így kiszámított igénybevételek még a vonatkozó vonattényezővel megszorzandók.

A. 8. 4. Hossztartók bekötése kereszttartóba

A hossztartóknak legalább a felső öveit át kell kötni a kereszttartók felett, célszerű azonban az alsó öv átkötése is.

A főtartó és pályaszerkezet számításbavett együttdolgozása esetén mindkét átkötés alkalmazása kötelező.

Ha mindkét öv át van kötve, akkor az átkötőlemezeket a támaszponti nyomatékból számítható húzó- és nyomóerőkre kell ellenőrizni, amikoris a két erő karja a két átkötőlemez távolsága. A gerincek közötti kapcsolat viseli a hossztartó reakcióerejét.

Ha csak felső átkötőlemezt alkalmazunk, akkor a húzóerő karja 5/6 h-nak feltételezhető (h a hossztartó magassága). A nyomott oldalon gondoskodni kell a nyomóerők megfelelő továbbításáról is.

A hossztartók átkötőlemez nélküli bekötése még NF csavarokkal sem történhet pl. homloklemezes formában.

A. 8. 5. Kereszttartók bekötése főtartóba

A bekötést az előzőek szerint meghatározott igénybevételekre és merevségre kell ellenőrízni.

A bekötést úgy kell megtervezni, hogy a kereszttartó mindkét öve környeztében az erőátadás nyírt kötőelemekkel történjen. (A hossztartó átkötőlemezes bekötéséhez hasonló megoldás is elképzelhető ezen a helyen).

A kereszttartó homloklemezes bekötése is lehetséges, de csak NF csavarok alkalmazásával.

Húzóerővel (Z) is terhelt NF csavar megengedett erejét csökkenteni kell:

Neng,z = (1 - Z/Po)

de Z <= 0.6 Po

ahol Po az előírt előfeszítő erő.

A. 26. ábra

Az NF csavar által átfogott lemezek (homloklemez és főtartó csomólemez) vastagságát a

milyen

összefüggés alapján kell felvenni, b és e értelmezése az A. 26. ábra szerinti.

Eljárhatunk úgy is, hogy előre felvett v vastagsághoz határozzuk meg a húzóerő engedett értékét a

milyen

összefüggésből és a kötést a

Zmax <= Zeng

feltétel alapján ellenőrízzük.

A homloklemez síkjára merőleges és a kötést terhelő hajlítónyomaték eloszlásáról közelítően azt feltételezhetjük, hogy az elfordulás középpontja a kereszttartó súlypontjába esik és a kötőelemeket terhelő húzóerők nagysága e ponttól mért távolságukkal arányos.

A. 27. ábra

A homloklemez és gerinclemez ill. a homloklemez és övlemezek közötti varratok lehetőleg tompavarrattal készítendők.