Wpływ sposobu odwzorowania pojazdu szynowego na odpowiedź dynamiczną przęsła mostowego

• Autorzy: Szafrański Marek

Warianty tytułu

EN

The infuence of railway vehicle modeling approach on the dynamic response of a bridge span

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono rezultaty analiz numerycznych oraz badań eksploatacyjnych dwóch przęseł mostowych wymuszonych ruchomym pojazdem szynowym. Pojazd odwzorowano za pomocą czterech modeli uproszczonych: strumienia sił skupionych, strumienia mas skupionych oraz strumieni oscylatorów jedno- i dwumasowych. Analizy numeryczne wykonano przy wykorzystaniu MES. Potrzebne parametry dynamiczne wyznaczono na podstawie wyników identyfi kacji modalnej konstrukcji rzeczywistych – jednostki trakcyjnej serii EN57 oraz stalowych przęseł mostowych o rozpiętościach 10 i 30 m. W rezultacie, wyniki symulacji numerycznych w zakresie przemieszczeń oraz przyspieszeń pionowych przęseł odniesiono do wyników badań in-situ przeprowadzonych w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych. Dokonano jakościowego oraz ilościowego porównania uzyskanych rozwiązań dla wszystkich analizowanych modeli obciążenia i konstrukcji w zakresie drgań wymuszonych

EN

The paper presents the results of numerical analysis and in-situ measurements of two railway bridge spans subjected to an action of moving vehicles. The railway vehicle is introduced using four simplifi ed load models: series of concentrated forces, series of lumped masses and series of single-mass and two-mass oscillators. Numerical simulations are performed using FE method. The dynamic parameters of the vehicle and the bridge models are determined on the basis of modal identifi cation results of existing structures – EN57 traction unit and steel bridges of 10 and 30 m theoretical span length. The vertical displacements and accelerations of the mid-span are analysed. The numerical results are referred to the results of in-situ measurements performed under operating conditions. A qualitative and quantitative comparison is made for all load models and bridge spans under analysis in the forced vibration range

Słowa kluczowe

PL

mosty kolejowe; obciążenia kolejowe; interakcja dynamiczna pojazd-przęsło

EN

railway bridges; railway loads; vehicle-bridge dynamic interaction

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 74, nr 10
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szafrański Marek

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów

Bibliografia

• [1] Bendat J.S., Piersol A.G. Engineering Applications of Correlation and Spectral Analysis. John Wiley & Sons, 1980.
• [2] Bryja D., Hołubowski R., Gisterek I. Railroad vehicle modeling in probabilistic vibration analysis of a railway bridge with randomly fluctuating track ballast stiffness. 9th European Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2014, 30th June – 2nd July 2014, 2737-2744.
• [3] Catz C., Deinzer F., Maly S., Fink T. SOFiSTiK A.G., v.2014, www.sofistic.com, 08.2019.
• [4] Domański E., Kowalczyk E., Skoniecki J. Elektryczne zespoły trakcyjne serii EW55 i EN57. WKiŁ, 1974.
• [5] Esveld C. Modern railway track. MRT Productions, 1989.
• [6] Jenkins H.H, Stephenson J.E., Clayton G.A., Morland H.W., Lyon D. The effect of track and vehicle parameters on wheel/rail vertical dynamic forces. Railway Engineering Journal, 3(1), 1974, 2-16.
• [7] Johnson K.L. Contact mechanics. Cambridge University Press, 1985.
• [8] Juang J.N., Pappa R.S. An eigensystem realization algorithm for modal parameter identifi cation and model reduction. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 8(5), 1985, 620-627.
• [9] Klasztorny M. Analiza drgań belki mostowej przenoszącej jednorodny strumień obciążeń ruchomych. Archiwum Inżynierii Lądowej 36(3), 1990, 207–227.
• [10] Klasztorny M. Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, 2005.
• [11] Michaltsos G. T., Sophianopoulos D., Kounadis A. N. The effect of a moving mass and other parameters on the dynamic response of a simply supported beam. Journal of Sounds and Vibration, 191(3), 1996, 357-362.
• [12] Oleszek R., Radomski W. Dynamic analysis of an existing arch railway bridge according to Eurocodes. Archives of Civil Engineering, LXII, 4/I, 2016, 99-117.
• [13] PN-EN 1990 Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji. Załącznik A2: Zastosowanie do mostów. Polski Komitet Normalizacyjny, 2008.
• [14] Podworna M. Współczynniki dynamiczne ugięć pionowych w analizie numerycznej belkowych mostów kolejowych. Przegląd Komunikacyjny, 9, 2017, 7-11.
• [15] Podworna M. Dynamic response of steel-concrete composite bridges loaded by high-speed train. Structural Engineering and Mechanics 62(2), 2017, 179-196.
• [16] Poprawa G., Pradelok S., Łaziński P., Rudzik A. Obiekty mostowe na liniach kolejowych dużych prędkości – studium przypadku. Inżynieria i Budownictwo, 11, 2014, 636-640.
• [17] Ribeiro D., Calcada R., Delgado R. Dynamic analysis of Alcácer do Sal railway bridge. EURODYN 2005. 4-7th September 2005, 1661-1667.
• [18] Szafrański M. Oddziaływania taboru na mosty kolejowe przy zmiennych parametrach ruchu. Rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska, 2014.
• [19] Szafrański M. Vibration of the bridge under moving singular loads - theoretical formulation and numerical solution. Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics, 15(1), 2016, 169-180.
• [20] Szafrański M. Dynamic analysis of the railway bridge span under moving loads. Roads and Bridges – Drogi i Mosty. 17, 2018, 299-316.
• [21] Szafrański M. Dynamics of the small-span railway bridge under moving loads, MATEC Web Conf. 262 10014 (2019) 1-8.
• [22] Szcześniak W., Ataman M., Zbiciak A. Drgania belki sprężystej wywołane ruchomym, liniowym oscylatorem jednomasowym. Roads and Bridges – Drogi i Mosty 1(2), 2002, 53-83.
• [23] Żółtowski K., Kozakiewicz A., Romaszkiewicz T., Szafrański M., Madaj A., Falkiewicz R., Raduszkiewicz K., Redzimski K. Przebudowa mostu kolejowego przez rzekę Pilicę z przystosowaniem do dużych prędkości. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, 8, 2010, 289-299.
• [24] Żółtowski K., Szafrański M., Kozakiewicz A. Zastosowanie istniejących przęseł odciążających typu mostowego dla prędkości eksploatacyjnych do 60 km/h. Mosty 2/2013, 24-27.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).