Introduksjon Barduneringskonsept system 20, 25 og 35 Det skal utarbeides en beregning som skal omhandle komponenter i forbindelse med bardunering av master. Dimensjonering av alle komponenter skal utføres mht. gjeldende regelverk. Komponenter skal dimensjoneres til å ta opp krefter fra system 20, 25 og 35. Dimensjonerende krefter kommer fra system 25 og det er disse som brukes videre i beregninger. Referanser /1/ NS-EN 1993-1-1:2005+NA:2008 /2/ NS-EN 1993-1-8:2005+NA:2009 /3/ Lærebøker i jernbaneteknikk L541 /4/ Tegning EK.800103-000 /5/ Tegning EK.800262-000 /6/ Tegning EK.800263-000 Materialer og materialfaktorer Standard og stålsort NS-EN 10025-2 S235 235 360 S355 355 510 Ved bolteberegninger er det antatt bruk av bolter grad 8.8 med en strekkfasthet på 800 MPa og flytegrense på 640 MPa. erstatett med liten L. Dette gir oss følgende materialfaktorer:
Bardunkrefter De største opptredende krefter på en bardun og dermed bardunfundament og dens innfestning kommer fra systemkrefter. Hvis vi i hht. fundamast kan bardunere både kontakttråd og bæreline i samme bardun får vi følgende belastninger på innfestningen. Beregninger utføres med hensyn på system 25 med strekk i kontakttråd KT 15 kn og srekk i børeline BLI 15 kn. Bardunerings vinkel skal ligge mellåm 40 og 50 grader, beregninger utført med en middelverdi på 45 grader. Lastfaktor på 1.5 kompenserer for manglende vindbelastninger i beregninger. Lastfaktor: 0.71 Strekkraft i bardun: Sveiseberegninger Bardunfesteører er laget av en 15 mm tykk stålplate som har grunnside sveist til fotplate. Grunnside er sveist rundt med en kilsveis med a høyde a 6 mm som har en lengde ls 150 mm. Beregninger utføres med hensyn på den største belastning fra Fkt. Det er antatt at infesnigsplate blir vinklet i forhold til masta slik at strekkraft fra barduner opptrer som ren skjæer og strekkraft i innfestnigsører. Med vinkling reduseres evt moment om svakakse til et minimum og kan neglisjeres.
(motstandsmoment for sveis)
OK Fotplate Fotplate til innfestning av barduner til fundamentet har tilnærmet lik geometri til fotplate til master. Tykkelsen til fotplate er endret fra 45 mm til 25 mm samt at det er laget avlangede boltehull. Dette for å kunne tilpasse hver barduninfestning individuelt og med liten eller ingen sidelast på innfestningsører. Beregniger av fotplate er utført i både Inventor og Autodesk Robot. I beregninger er det lagt en konservativ lastfaktor på 1,5 som kompenserer for manglende vinberegninger. Hullkanttrykk i innfestningsører er utført også som håndberegning og kommer senere i dokumentet. Som vist på bilde under ser vi at maks speninng ligger på 176 MPa og den er mindre enn tillatt spenning dermed OK.
Kapasitet for hullkanttrykk i bardunfesteører Grunnet bolteledd forbindelse sjekkes både geometrien til innfestningsører samt kapasiteten for hullkanttrykk. 1.00 0OK (a-rel 21,5 mm ref EK.800263-000) 0 OK ( 21,5 mm ref EK.800263-000) I forbindelsen er det brukt standard 4.75 tonn sjakel med boltdiameter på d 22 mm. Siden sjakel er dimensjonert og sertifisert fra produsenten videre kontroll anses ikke nødvendig.
Vinkelprofil beregninger Innfestning av vinkelprofil til bjelkemast Vinkelprofil (L 100 x 100 x 10) har en lengde på 480 mm med maksimalavstand mellom opplager punkter (boltehull) på 304 mm ref. /4/. Profilen er festet til bjelkemast med 2 gjennomgoende M20 bolter, en i hver ende. Midt mellom opplager punkter er det sveist to plater til innfestning av bardun. Sjekker profilens bøyekapasitet hvor profilen betraktes som fritt opplagret bjelke. OK I tillegg till bøyespenninger i profilen har vi også skjærspenninger i ender av profilen (opplagringer). Konservativt sjekker profilens skjærkapasitet slik at det sjekkes kun en vinkelside med fratrekk for boltehull.
0OK Bolteberegninger Det er 2 bolter M20 som holder vinkelen på plass. Disse er utsatt for kombinert skjær og strekk fra henholdsvis vertikale og horisontale kraftkomponent. Sjekker boltens kapasitet. 0.90 0.60 0.18 1 0OK Hullkanttrykk vinkelprofil 1 2.50
Hullkanttrykk, boltberegninger og sveiseberegninger til innfestningsplate Grunnet en bolteledd forbindelse skal dimensjonering av forbindelse utførtes i hht. tabell 3.10. Geometrien til innfestningsplate skal tilfredstille krav fra tabell 3.9 (Geometriske krav til bolteleddforbindelser). Bruker valgt tykkelse kriterier. 0OK (a-rel 21 mm) På grunn av geometrien til innfestningsplate er det ikke nødvendig å sjekke "c" siden den er større enn.
0OK Sjakel: I forbindelse mellom bardun og vinkelprofil er det brukt en 4,75 tonns WLL sjakel type H med mutterbolt. Sjakkelen er dimensjonert fra produsnt med en sikkerhetsfaktor 6:1. Sjakelens kapasitet er større en strekkraft i bardun dermed OK uten videre kontroll. Sveiseberegninger: Innfestningsplate er sveist til vinkelprofil med en kilsveis med a-mål a 6 mm (ref. EK.800103-000, EK.800264-000). Dette gir oss en sveseareal per plate: 4 Fra beregninger ser vi at sveisearealet per plate er lik til sveisearealet per innfestningsøre da kan vi si at sveisen er OK uten videre kontroll. Symboler og forkortelser stålets strekkfasthet stålets flytespenning,, med liten L) stekk i bereline system 330 strekk i kontakt tråd system 330 vinkel mellom bardun og mast strekkraft i bardun fra strekkraft i bardun fra strekkraft i bardun fra uten lastfaktor
Symboler og forkortelser sveisens a-mål svesens lengde platetykkelse høyde fra fotplate til hullsenter motstandsmoment for sveis skjærkraft i sveis moment,, normalkraft og normalkraft komponenter dimensjonerende verdi av kraften som virker på sveisen per lengdeenhet sveisens dimensjonerende skjærfasthet dimensjonerende kapasitet til sveisen per lengdeenhet endeavstand i kraftretningen målt fra hullsentrum til enden av konstruksjonsdelen boltens strekkfasthet (8.8 bolt) faktor definert i den relevante tabellen boltens diamter faktor definert i den relevante tabellen dimensjonerende hullkanttrykk per skrue motstandsmoment til vinkelprofil (100 * 100 * 10) bøyemoment til vinkelprofil bøyespenning tillatt bøyespenning tillatt skjærspenning areal