Projekti / Programi
Vpliv neravnosti vozne površine na natančnost tehtanja vozil med vožnjo na mostovih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.03 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
Konstrukcije v gradbeništvu |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T220 |
Tehnološke vede |
Gradbeništvo, hidravlika, priobalna tehnologija, mehanika zemljin |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.01 |
Tehniške in tehnološke vede |
Gradbeništvo |
tehtanje vozil med vožnjo, interakcija vozilo-most, neravnost vozišča, dinamične obremenitve mostov
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
27532 |
dr. Maja Kreslin |
Gradbeništvo |
Vodja |
2016 - 2017 |
162 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
1502 |
Zavod za gradbeništvo Slovenije |
Ljubljana |
5866324000 |
10.455 |
Povzetek
Prometna obtežba je slučajna spremenljivka, ki se spreminja s krajem in časom, zato jo težko realno ocenimo. Z razvojem tehtanja vozil med vožnjo (ang. WIM, weigh-in-motion) se ja ta problem omilil, saj s tehnologijo tehtanja v prostem prometnem toku pridobimo zanesljive in neizkrivljene podatke o tovornih vozilih (osne pritiske, skupne mase, medosne razdalje, hitrosti, …). Ti podatki so ključnega pomena za aplikacije s področij upravljanja prometa in cestne infrastrukture (prometne študije, predselekcija za statično tehtanje preobremenjenih vozil, dimenzioniranje voziščnih konstrukcij, določanje realne varnosti mostnih konstrukcij…). V splošnem poznamo dve vrsti WIM sistemov, cestne in mostne. Obe vrsti skušata na podlagi izmerjenega dinamičnega odziva določiti najboljši statični približek osnih pritiskov in celotne mase tovornih vozil
V Sloveniji se v okviru nacionalnih in mednarodnih projektov in s sodelovanjem z industrijo že 25 let razvija mostna različica WIM sistema, ki se trži v svetovnem merilu. Prednost mostne tehnologije je, da je sisteme mogoče prestavljati iz lokacije na lokacijo in da poteka celoten proces inštalacije sistema, zajemanja in obdelave podatkov pod mostom, zato ne potrebujemo cestnih zapor med instalacijo in vzdrževanjem sistemov in ne poškodujemo voziščne konstrukcije. Po drugi strani ti sistemi potrebujejo mostno konstrukcijo, ki je občutljiva na različne okoljske dejavnike, ki vplivajo na natančnost meritev. Zlasti problematična je neravnost vozne površine, ki povzroča nepredvidljivo dinamično interakcijo med vozilom in mostom. Ker je cilj WIM meritev izmeriti čim boljši statični približek osnih pritiskov, predstavlja ta problem veliko oviro za doseganje natančnih rezultatov. Pri cestnih WIM sistemih ta problem rešujejo z izbiro gladkih cestnih odsekov, pri mostnih pa je lokacija mostu v veliki meri pogojena z večjimi ali manjšimi neravninami pred mostom, ki se jim ne da izogniti.
Vpliv neravnosti vozne površine v kombinaciji z interakcijo vozilo-most predstavlja kompleksen problem, s katerim se ukvarjajo številni raziskovalci, ne obstaja pa rešitev, ki bi učinkovito izboljšala natančnost mostnih WIM sistemov na neravni vozni površini. Glavni cilj raziskovalnega projekta je priprava postopka, s katerim bo mogoče na za uporabnika enostaven, a hkrati dovolj natančen način upoštevati dejanski profil vozne površine in v pretežni meri izničiti vpliv neravnin na rezultate tehtanja vozil med vožnjo. Pri tem bomo uporabili obstoječa znanja s tega področja, izkušnje iz matematičnega modeliranja in parametričnih študij ter, ključno za projekt, detajlno poznavanje namestitve, delovanja in uporabe mostnih WIM sistemov. Samo tako bodo rezultati projekta uporabni v praksi. Vsi rezultati raziskav bodo verificirani z meritvami na testnih lokacijah, najprej z izbranimi testnimi vozili in, v končni fazi, z naključnim prometom, katerega osni pritiski bodo preverjeni na statičnih tehtnicah.
Pričakujemo, da bomo z rezultati izboljšali natančnost, zanesljivost in uporabnost mostnih WIM sistemov, da bo manj občutljiv na ravnost vozne površine, kar je danes poglavitni razlog, da se kupci kljub številnim drugim prednostim (prenosljivost, natančnost pri ravni vozni površini, ni potrebe po ustavljanju prometa…) ne odločajo za mostne WIM sisteme. WIM tržišče se v zadnjih letih širi, tudi zaradi enotne evropske transportne politike. Če uspe slovenska industrija z mostnimi WIM sistemi zadostiti 10-20% svetovnih potreb, bi bili ekonomske koristi izredne. Rešitev problema bo pozitivno vplivala tudi na razumevanje obnašanja mostnih konstrukcij, saj bo mogoče bolj realno določiti v današnji praksi precenjene dinamične vplive prometa na mostove in s tem bolj optimalno (z vidika financiranja, uporabnikov infrastrukture in okolja) reševati probleme povezane s starimi in poškodovanimi mostovi. Posledično bi se letni stroški vzdrževanja in uporabnikov infrastrukture samo v Sloveniji zmanjšali za nekaj milijonov Evrov.
Pomen za razvoj znanosti
Tehtanje vozil med vožnjo (ang. weigh-in-motion) v zadnjih letih predstavlja aktualno temo na številnih področjih povezanih s učinkovitim upravljanjem prometa in cestne infrastrukture. Nekaj primerov: določitev realnih obtežnih modelov, ki se uporabljajo za določitev varnosti mostov, optimalna določitev sanacijskih ukrepov povezanih z voziščnimi konstrukcijami, analize tovornih prometnih tokov, iskanje kršiteljev, ki preobremenjujejo infrastrukturo, povečujejo varnostna tveganja in so nelojalna konkurenca tistim, ki pravila spoštujejo. WIM tematika je vključena v številne mednarodne projekte in akcije, v katerih smo tudi slovenski raziskovalci prispevali opazni delež. Prav tako se relevantnost teme kaže v številnih prispevkih v znanstvenih revijah in na konferencah. Združenje ISWIM (International Society for Weigh-in-Motion) vsako četrto leto organizira mednarodno konferenco na temo tehtanja vozil med vožnjo, z namenom širitve WIM tehnologij in uporabe WIM podatkov. Dejstvo je, da brez uporabe WIM tehnologij praktično ne moremo dobiti realnih in zanesljivih podatkov o prometnih obtežbah. Vsi WIM sistemi skušajo na podlagi meritev dinamičnega odziva konstrukcij (vozišča ali mostu) izračunati najboljši statični približek osnih obremenitev in skupne mase tovornih vozil. Kot pri drugih meritvah, je tudi pri tehtanju vozil med vožnjo natančnost rezultatov odvisna od različnih dejavnikov, ki jih je potrebno upoštevati pri meritvah. Eden izmed njih, ki je bil podrobno obravnavan v okviru tega projekta, je neravnost vozne površine, ki je neposredno povezan z dinamično interakcijo med vozilom in mostom. Problem je kompleksen, vendar smo ga po našem mnenju uspešno rešili. Na podlagi rezultatov projekta smo dobili nova spoznanja, s katerimi smo in bomo v prihodnje lahko pomembno vplivali na a) modeliranje tovrstnih problemov, b) razumevanje vpliva neravnosti in ostalih parametrov na dinamične obremenitve mostnih konstrukcij in c) na nadaljnji razvoj in konkurenčnost mostnih sistemov za tehtanje vozil med vožnjo.
Pomen za razvoj Slovenije
Slovenski mostni WIM sistem je edini komercialni mostni sistem za tehtanje vozil med vožnjo in ima med uporabniki po celem svetu precejšen ugled. Vendar pa kljub temu, da se uporablja v več kot 20 državah po vsem svetu, še vedno ni dosegel nivoja, ki bi mu zaradi fleksibilnosti in visoke natančnosti pod idealnimi pogoji lahko pripadal. Ena izmed ovir je vozna površina na in v okolici mostu, ki praktično nikoli ni gladka. Z rezultati raziskav v okviru projekta je proizvajalec dobil nova spoznanja in rezultate o vplivu vozne površine na natančnost tehtanja vozil, ki jih bo lahko uporabil pri trženju sistema in s tem skrbel za promocijo slovenskih dosežkov. Obstoječi mostni WIM sistem je plod sodelovanj s različnimi inštitucijami v okviru domačih in EU projektov (COST323, WAVE, SAMARIS, ARCHES, BRIDGEMON in TRIMM) in v okviru Mednarodnega združenja za tehtanje vozil med vožnjo (ISWIM). Izpostavili bi večletno sodelovanje z Irskimi univerzami UCD (University College Dublin) in TCD (Trinity College Dublin), s katerih prihajajo avtorji najbolj naprednih teoretičnih študij zadnjih let. Ostali pomembni partnerji, s katerimi sodelujemo, so francoski inštitut IFSTTAR in univerza v Santa Katarini v Braziliji. Z znanjem in opravljenimi raziskavami na področju tehtanja vozil med vožnjo ZAG aktivno sodeluje na mednarodnih konferencah, ter gostujočih predavanjih na univerzah in ministrstvih (Brazilija, Švedska, Oman, Indija, Belgija, OECD…). Pričakujemo, da se bodo na podlagi raziskav in novih spoznanj, pridobljenih v okviru projekta, aktivnosti s slovenskimi in tujimi inštitucijami v prihodnje še okrepile.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
