Putkisillan lämpöliikkeiden aiheuttamien voimien määrittäminen siltalohkojen liitoksille ja kiintopisteille

Abstract

Teollisuusputkistoa kannattelevat siltarakenteet altistuvat kuormituksille, jotka syntyvät putkiston ja sillan omasta painosta, putkiston ja sillan eriaikaisesta lämpöliikkeestä, putkistossa virtaavien aineiden aiheuttamista pysty- ja vaakasuuntaisista voimista sekä monista ulkoisista kuormista. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan lämpökuormia, jotka syntyvät putkiston kannattimien ja siltarakenteen välisen kitkavoiman seurauksena. Kitkavoiman vastinparina syntyy myös kiintopiste- ja ohjausvoimia, joiden käyttäytymistä ja suuruutta työssä arvioidaan. Työ jakautuu kannattimia, rakenneratkaisuja ja ilmiön teoreettista luonnetta esittelevään alkuosaan ja kokeelliseen tutkimukseen. Työn perusteella voidaan todeta, että nykyisin yleisesti käytetty tapa laskea lepokitkavoimat koko sillan matkalta yhteen tai käyttää kuormituksena putkistosuunnittelijan joustoanalyysissä annettuja vastaavia voimia on oikean suuntainen, mutta usein konservatiivinen, mikäli voimien kertymistä pienentäviä ilmiöitä ei oteta huomioon. Voimien suuruuden mahdollisimman tarkka määrittäminen auttaa suunnittelemaan siltarakenteen ja perustukset tavalla, joka on tarkoituksenmukainen, taloudellinen ja luotettava. Putkien kannattamisessa käytettyjen putkikannakkeiden ominaisuudet vaikuttavat syntyviin lämpökuormiin. Myös sillan lohkojaolla ja kiintopisteiden sijoittelulla voidaan vaikuttaa putkisillan lämpökuormiin.