Paaluhattualueilla käytetyt mitoitusperusteet sekä korjausmenetelmät

Abstract

Tässä diplomityössä tarkasteltiin paaluhattualueiden toimintaa ja niillä käytettyjä mitoitusperusteita ja korjausmenetelmiä. Työ koostuu kirjallisuusselvityksestä ja laskentatutkimuksesta. Kirjallisuusselvityksessä keskitytään paaluhatturakenteen mitoitusperusteisiin, suunnitteluohjeisiin sekä korjausmenetelmiin. Paaluhatturakenteen toimintaa ja paaluhatun kaatumista mallinnettiin empiirisesti FEM-menetelmään perustuvalla Plaxis 3D-ohjelmalla. Laskentatuloksista voitiin tarkastella paaluhatun kallistumiseen vaikuttavia tekijöitä.

Työn tavoitteena oli muodostaa käsitys siitä, miten paaluhatturakenteita on suunniteltu ja mitkä tekijät vaikuttavat paaluhattujen kallistumiseen ratarakenteessa. Paaluhattujen geotekniset mitoitusperusteet selvitettiin vanhoista suunnitteluohjeista ja arkistosuunnitelmista. Kirjallisuusselvityksen tueksi haastateltiin geotekniikan asiantuntijoita, jotka ovat urallaan olleet suunnittelemassa, rakentamassa tai liittyneet muulla tapaa paaluhatturakenteisiin.

Laskentaa varten tehtiin kolme erilaista laskentamallia: matala penger ja kolmen paaluhatun rivi, korkea penger ja neljän paaluhatun rivi sekä matala penger ja neljän paaluhatun rivi. Penger korkeutta ja hattujen sijaintia muuttamalla radan keskilinjan suhteen saatiin käsitys junakuorman aiheuttamien jännitysten jakautumisesta penkereessä, josta voitiin tarkastella paaluhattuun kohdistuvia pystyjännityksiä sekä vääntömomentteja. Mallinnuksen tavoitteena oli saada perusteltu käsitys paaluhatturakenteeseen vaikuttavista voimista ja hatun kaatumiseen johtavista syistä. Laskennassa tehtyjen havaintojen sekä asiantuntijahaastattelujen perusteella voitiin muodostaa teoria paaluhatturakenteen vaurioitumismekanismille.