Půdorysně zakřivené konstrukce podepřené oblouky

Abstract

Tématem práce je studium půdorysně zakřivených lávek pro pěší s mostovkou podepřenou obloukem. Tomu předchází přehled dosavadních poznatků o obloukových konstrukcích s horní mostovkou. Na ten navazuje shrnutí důvodů, proč je třeba navrhovat zakřivené konstrukce, a úskalí, která návrh takovéto konstrukce provázejí. Na základě metod pro návrh rovinné obloukové konstrukce je hledán vhodný přístup pro návrh konstrukce půdorysně zakřivené. Důraz je kladen na návrh geometrie oblouku tak, aby bylo minimalizováno jeho namáhání od ohybových momentů. Nejprve je k takovéto konstrukci přistupováno stejným způsobem a je hledána limitní křivost, pro kterou je již tento přístup nevhodný. Následně je zkoumán vhodný postup pro návrh geometrie půdorysně zakřiveného oblouku vycházející z metody inverze visutého kabelu. Tento postup je nejprve důkladně analyzován pomocí výpočetního modelu, a následně také experimentálně ověřen na zmenšeném fyzikálním modelu v měřítku 1:10. Proces návrhu, stavby a testování fyzikálního modelu je podrobně popsán. Deformace a napětí naměřená během zatěžovacích zkoušek jsou porovnávány s chováním předpokládaným na základě numerického výpočtu. Srovnání prokázalo dobrou shodu výpočtu a měření, stejně jako vysokou únosnost navržené konstrukce.

The aim of this doctoral thesis is the research of the plan curved footbridges with the deck supported by arch. The research is preceded by the survey of present findings about arch structures with upper deck. The summary of reasons and difficulties of design of plan curved structures follows. The appropriate approach for design of plan curved structure is searched on the basis of methods for design of straight structure. The design of arch which is subjected to minimal bending moments is emphasised. At first, the structure is designed in the same way as straight structure and the limit plan curvature (for which the method is not suitable anymore) is sought. Then the approach based on method of inversion of suspended cable is examined and adapted for designing of plan curved arch geometry. The approach is thoroughly analysed through calculation model and experimentally verified on physical model in scale 1:10. The process of design, construction and testing of the physical model is described in detail. Measured deformations and stresses are compared with expected behaviour based on numerical analysis. The comparison proves good correlation between calculation and measurement, as well as high load bearing capacity of the structure.