Navrhovanie mostov podľa európskych noriem

Základné informácie

Tematická oblasť: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Názov projektu (slovenský): Navrhovanie mostov podľa európskych noriem

Názov projektu (anglický): Designs of the bridges according to European standards

Začiatok riešenia projektu: 2011

Koniec riešenia projektu: 2013

Stav projektu: Ukončený

Číslo projektu: 042TUKE-4/2011

Vedúci projektu: prof. Ing. Vincent Kvočák, PhD.

Vysoká škola: Technická univerzita v Košiciach

Pracovisko: Stavebná fakulta

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v slovenskom jazyku

Súčasná etapa vývoja stavebníctva je výrazne poznamenaná významnými zmenami v metodike navrhovania stavebných konštrukcií a mostov v dôsledku harmonizácie slovenských technických noriem s európskou normalizáciou. V priebehu prvej dekády 21. storočia sa postupne prebrali konštrukčné eurokódy, ktoré sa v národných prílohách kalibrovali na slovenské pomery. Prechod na európske normy v oblasti navrhovania mostov predstavuje radikálnu zmenu nielen z pohľadu projektantov, ale aj z ekonomického a celospoločenského pohľadu. Zmeny týchto noriem sa prejavujú nielen v zavedení nových zaťažovacích modelov simulujúcich reálnu dopravu, ale aj v celkovej koncepcii ponímania zaťaženia a jeho aplikácii na reálnom mostnom objektu v kontexte s inými zaťaženiami mostov. Súčasne sa zmenili aj niektoré v minulosti štandardné prístupy k navrhovaniu prvkoch mostných sústav, keď sa uprednostňovala pružnostná koncepcia definovania odolnosti prierezov a prvkov nosných konštrukcií práve v dôsledku aplikácie premenných zaťažení. Európske normy výrazne posilnili rolu využívania plastickej rezervy pri určovaní odolnosti prierezov, a to najmä pri nosných konštrukciách oceľových mostov.

K významnému posunu došlo aj v terminológii mostov. Naša pôvodná terminológia dlhodobo vychádzala z nemeckých základov a bola koncipovaná spolu s českou terminológiou. Prechod na európske normy priniesol aj potrebu zmeny orientácie terminológie na anglické terminologické prístupy. V tejto súvislosti bolo potrebné vyvinúť často úplné nové termíny a dochádza aj výraznejšiemu odlíšeniu našej terminológie oproti českej terminológii.

Významný pokrok v navrhovaní stavebných konštrukcií najmä mostov priniesol rozvoj výpočtovej techniky a vývoj nových vysoko efektívnych softvérových prostriedkov, ktoré spolu umožnili navrhovať moderné a architektonicky rozmanité nosné sústavy. Ak ešte v nedávnej minulosti sme chápali konštrukciu ako súhrn jej prvkov, ktoré sa analyzovali na zaťaženia vyplývajúce z ich funkcie v nosnom systéme, tak výpočtová technika umožnila modelovať celú konštrukciu ako priestorový celok, v ktorom jednotlivé prvky navzájom ovplyvňujú a spolupôsobia pri prenose zaťaženia. Tento prístup zreálnil pôvodné pomerne primitívne chápanie nosných systémov stavebných konštrukcií a mostov a priblížil vypočítanú odozvu konštrukcie na zaťaženie realite. Uvedený posun prispel k možnosti navrhovať konštrukcie do nedávna ťažko aplikovateľné vzhľadom na problematickú analýzu realizovateľnú len s vysoko efektívnymi počítačmi a kvalitnými softvérovými produktmi schopnými vykonávať aj časovo náročné nelineárne analýzy konštrukcií. Ide napríklad o lanové nosné systémy, veľké oblúkové konštrukcie, mosty s doskovými mostovkami a pod., pri ktorých bez uvedených pomôcok nevieme dobre vystihnúť ich reálne správanie sa teda ani ich efektívne navrhnúť.

Nie sú to len nové možnosti pre projektantov, ktoré im na jednej strane pomohli významne pri návrhu a umožnili navrhovať konštrukcie s vysokou efektivitou a hospodárnosťou, ale sú to aj zmeny na strane technológií realizácií mostných objektov. Vývoj priniesol nové prostriedky a zariadenia, ktoré posunuli technológie výstavby mostov dopredu a umožnili realizovať doposiaľ nevídané konštrukčné mostné sústavy cez prekážky nadmerných rozmerov.

Všetky tieto nové okolnosti  si vynútili aj prípravu predkladanej publikácie, ktorá ako prvá na Slovensku reaguje na nové podnety a zmeny v metodike navrhovania oceľových mostných konštrukcií.

Vysokoškolská učebnica by mala slúžiť ako základná literatúra pre študentov oboch stavebných fakúlt zameraných na navrhovanie mostných konštrukcií. Môže byť aj dobrou pomôckou pre projektantov mostných oceľových a spriahnutých oceľobetónových konštrukcií.

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v anglickom jazyku

The current stage of development in the field of construction is strongly marked by serious changes in the design methodology of buildings and civil engineering works, due to the harmonization of Slovak technical standards in the light of the European standardization process. In the course of the first decade of the 21st century Structural Eurocodes were gradually implemented and adapted to the Slovak environment in their National Annexes. This transition to the European standards in the field of bridge design posed a radical change; not only from the point of view of designers but also from a more global socioeconomic point of view. The changes adopted in the standards are manifested in the introduction of new loading models simulating the real transport conditions, i.e. a new loading conception, and its application to the real bridge construction in context with other bridge loads. Several approaches to the design of bridge elements (previously considered to be standard due to the application of variable loads and preference of elastic conception in defining the resistance of sections and members of load-bearing structures) have changed as well. The European standards have greatly emphasized the role of a plastic margin in determining the resistance of sections, mainly in steel bridge structures.

Terminology in bridges has shifted dramatically. For a long time the original Slovak terminology was based on the German terminology and developed along with the Czech terminology. The transition to the European standards has brought a need to orientate specialized terminology towards English terminological approaches. Completely new terms have been coined and differences occurred in specialized terms in comparison with the Czech terminology.

Developments in computer science and technology, and a number of advanced software applications have accelerated progress in the design of structures, predominantly in bridges, allowing the creation of modern construction works and systems of great architectural design. If structures were recently regarded as sets of elements that were analysed separately, in terms of single loads acting on them and depending on the particular function of an element within the structure, today computation methods enable designers to model whole structures as spatial systems where the individual elements influence each other and interact in load transmission. This approach has brought the original simplified and somewhat primitive conception of structural systems more to reality and made the calculated structural response to the load applied more precise. This shift has contributed to the possibility of designing structures previously unbuildable (due to the problematic structural analysis and ineffective computer technologies). High-speed and very powerful computers equipped with top quality software products make it possible to carry out time-consuming non-linear structural analyses, such as those for cable structures, great arched constructions, suspension and deck bridges etc., without which their actual behaviour could not be well represented and their design would be ineffective or uneconomical.

Not only are there new possibilities for structural designers enabling them to design highly effective and economical structures, but also new technologies in the construction of bridges. New means of construction have been developed to facilitate the process of bridge construction and to make it possible to produce civil engineering works over extremely long spans and structures unimaginable ever before.

All these new circumstances have lead to the preparation of a new textbook, which is the first to reflect the new stimuli and changes in the design methodology of steel bridges.

The textbook submitted should serve as a basic tool for students at both civil engineering faculties focusing on the design of bridges; besides, it might still be used as a guide for designers of steel and composite steel and concrete bridges.

Finančná dotácia z MŠVVaŠ SR v rámci KEGA

	Finančná dotácia z MŠVVaŠ SR v rámci KEGA	Kapitálové výdavky v €
Čerpané v roku 2011	2 191,26	0,00
Čerpané v roku 2012	9 355,00	0,00
Čerpané v roku 2013	19 073,74	0,00
Čerpané za celé obdobie riešenia projektu	30 620,00	0,00

Zoznam výstupov projektu za celé obdobie riešenia

Publikačná činnosť

Kód kategórie	Konkrétny výstup, názov (ISBN, počet strán a i.)
AAB	AAB Kvočák, Vincent (100%); : Stabilita širokých tlačených pásov. 2012, ISBN 978-80-553-0951-4
ACB	ACB Kvočák, Vincent, Vičan, Josef a kol. Navrhovanie oceľových mostov podľa európskych noriem. 2013, ISBN 978-80-553-1614-7

Záverečné hodnotenie príslušnej komisie KEGA

Splnil ciele excelentne (s dosiahnutím celospoločenských prínosov).