Zmiany częstotliwości drgań własnych kratownicowego mostu kolejowego w wyniku postępującego uszkodzenia

• Autorzy: Rudzik A , Pradelok S. , Poprawa G.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.136

Warianty tytułu

EN

Changes natural frequency of the truss railway bridge due to the progressive damage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę teoretyczną zmian częstotliwości drgań własnych kratownicowego mostu kolejowego w wyniku postępującego uszkodzenia. Do analizy wybrano istniejący obiekt, w którym wystąpiło uszkodzenie analogiczne do analizowanego teoretycznie – pęknięcie górnej półki pasa dolnego dźwigara kratownicowego. Zakres analizy teoretycznej zwiększono, modelując uszkodzenie postępujące aż do pełnego pęknięcie pasa dolnego, abstrahując od faktu, że takie uszkodzenie wyczerpuje nośność konstrukcji. Na podejście takie zdecydowano się dla lepszego zobrazowania wpływu uszkodzenia na zmianę częstotliwości drgań własnych. W pracy dokonano krótkiej charakterystyki rzeczywistego obiektu przęsła kratownicowego z jazdą dołem o rozpiętości teoretycznej 93,0 m oraz pewnych jego osobliwości. Omówiono i zilustrowano budowę modelu obliczeniowego umożliwiającego generowanie w nim uszkodzenia, jakim jest postępujące pęknięcie pasa dolnego kratownicy. Opisano sposób modelowania uszkodzenia oraz zilustrowano jego wybrane etapy. W dalszej części pracy przedstawiono wyniki analizy modalnej. Skupiono się na zmianach częstotliwości drgań własnych konstrukcji w kolejnych etapach uszkodzenia. Wyniki przedstawiono w sposób tabelaryczny oraz zilustrowano na wykresie. Zaprezentowano również widoki wybranych postaci drgań w kolejnych krokach uszkodzenia. Szczególną uwagę zwrócono na lokalne postacie drgań w bezpośrednim otoczeniu pęknięcia. W zakończeniu przedstawiono wnioski ogólne traktujące o wpływie analizowanego uszkodzenia na zmianę częstotliwości drgań własnych. Zasygnalizowano również pewne lokalne efekty ujawniające się w miarę zwiększania się uszkodzenia (ujawnianie i zanikanie lokalnych postaci drgań) oraz kierunki dalszych analiz.

EN

This paper presents a theoretical analysis of changes in the natural frequency of the truss railway bridge as a result of progressive damage. The analysis includes an existing object, in which appeared damage that is analogous to the theoretically – crack of the lower girder truss. The range of the theoretical analysis has been extend until full crack of the lower girder, quite apart from the fact that such damage exhaust bearing capacity of the structure. This approach was intended to better illustrate the impeach of the damage for changes in the natural frequency. The paper presents a brief characterization of the real object – truss bottom-road bridge with a span of 93 m and some of its peculiarities. Then discusses and illustrates the construction of computational model and generating its damage. In the following part of the paper the results of modal analysis. It focus on the changes in the natural frequency of the structure in the next stages of damage. In the ending, beyond to a summary of each chapter, a general conclusions enunciated. In conclusion, in addition to presenting general conclusions also indicate some local effects that occurred with increasing damage (disclosure and disappearance of local form of vibrations), and directions for further analysis.

Słowa kluczowe

PL

most kratownicowy; parametr dynamiczny; modelowanie inżynierskie; uszkodzenie konstrukcji; wpływ lokalny; częstotliwość drgań własnych

EN

truss bridge; dynamic parameter; engineering modelling; structural damage; local influence; natural frequency

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 4
• Strony: 179--191
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Rudzik A

• Politechnika Śląska

autor

Pradelok S.

• Politechnika Śląska

autor

Poprawa G.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Cawley P., Adams R.D.: The location of detects in stryctues from measurements natural frequencies. Jourbal of Strain Analysis for Engineering Design, no 14, 1979, pp. 49-57.
• [2] Kowalewski J.: Krytycznie o monitoringu bezpieczeństwa konstrukcji budowlanych. Problemy przygotowania i realizacji inwestycji budowlanych, Puławy 18-19 października 2010.
• [3] Kowalewski J., Sulik P.: Wiarygodność i skuteczność monitoringu bezpieczeństwa konstrukcji budowlanych. XI Konferencja Naukowo-Techniczna „Problemy rzeczoznawstwa budowlanego”, Warszawa–Miedzeszyn, 14-16 kwietnia 2010.
• [4] Kuras P., Owerko T., Ortyl Ł., Kocierz R., Sukta O., Pradelok S.: Advantages of radar interferometry for assessment of dynamic deformation of bridge. Bridge maintenance, safety, management, resilience and sustainability. 6th International IABMAS Conference, Stresa, Italy, 8-12 July 2012.
• [5] Nakagawa K., Murakami T., Morikawa H., Ichimura T.: A study to find cracks on steel structure using time-frequency analysis. Materials Forum, vol. 33-2009, Institute of Materials Engineering Australasia, Australia 2009.
• [6] Pradelok S.: Analiza dynamiczna lokalnych wpływów w szczególe konstrukcyjnym. VI Ogólnopolska Konferencja Mostowców, Wisła 24-25 maja 2012.
• [7] Pradelok S.: Dynamic tests of certain lattice girder railway bridge type nodes. International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures EVACES'09, Wrocław, 14-16 October 2009, pp. 221-222.
• [8] Pradelok S.: Przyczyny pękania węzłów kratowego ustroju pewnego typu mostu kolejowego. Politechnika Śląska, Gliwice 2004 (rozprawa doktorska).
• [9] Pradelok S.: Tests of local vibration in the node of a truss bridge. Journal Architecture Civil Engineering Environment, 2012 vol. 5 no 4, pp. 55-62.
• [10] Pradelok S.: The influence of higher modes vibrations on local cracks in node of lattice girders bridges. Archives of Civil Engineering, LVIII, no 2, 2012, pp. 209-221.
• [11] Pradelok S., Weseli J.: Wpływ wyższych postaci drgań na zaistnienie lokalnych spękań w węźle mostu kratowego. Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie Budowlane”, Szczecin-Międzyzdroje 2003.
• [12] Pradelok S., Rudzik A., Poprawa G.: Analiza teoretyczna wpływu postępującego pękania na zmianę częstotliwości drgań własnych kratowego mostu kolejowego. XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie Budowlane”, Szczecin-Międzyzdroje, 21-24 maj 2013.
• [13] Pradelok S., Bętkowski P., Rudzik A., Łaziński P.: Modelowanie inżynierskie szczegółów konstrukcyjnych mostu. Budownictwo i Architektura, nr 12(2) 2013, s. 55-62.
• [14] Rudzik A.: Wpływ uszkodzeń na zmianę charakterystyki dynamicznej mostu. Politechnika Śląska, Gliwice 2012 (praca niepublikowana).
• [15] Weseli J., Pradelok S.: Analiza przyczyn uszkodzeń kratowego mostu kolejowego. Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie Budowlane”, Szczecin-Międzyzdroje 1996.
• [16] Wrana B.: Identyfikacja uszkodzenia mostu przy pomocy analizy wrażliwości.