Analiza statyczna i dynamiczna stalowego mostu kolejowego z dźwigarami łukowymi

• Autorzy: Lipecki T. , Jamińska P. , Panasiuk A.

Warianty tytułu

EN

Static and dynamic analyses of steel railway tied-arch bridge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zamodelowano przejazd lokomotywy oraz pełnego składu pociągu złożonego z lokomotywy i pięciu wagonów osobowych poruszających się z różnymi prędkościami po stalowym wiadukcie kolejowym w kształcie łuku Langera. Obliczenia przeprowadzono w systemie Metody Elementów Skończonych – Autodesk Algor Simulation Professional 2011, w którym stworzono model "szczegółowy" konstrukcji przeznaczony do analizy statycznej i modalnej. Dla potrzeb analizy dynamicznej opracowano model "uproszczony" wiaduktu, dla którego również w celach weryfikacyjnych wykonano obliczenia statyczne oraz analizę modalną. W wyniku przeprowadzenia liniowej analizy dynamicznej wyznaczono zmiany w czasie przemieszczeń węzłów konstrukcji położonych na płycie pomostu i łuku, w zależności od wielkości obciążenia i prędkości przejazdu lokomotywy lub pełnego składu. Zakres analizowanych prędkości dla lokomotywy wynosił 50 – 230 km/h, zaś dla pociągu 50 – 160 km/h.

EN

The paper deals with modelling of the train passage with different speeds over the steel railway bridge with arches of Langer type. The train passage was considered in two cases: only one locomotive and locomotive with five carriages. Calculations were performed in Finite Element System – Autodesk Algor Simulation Professional 2011. "Detailed" model of the structure was created in order to perform static and modal analyses. From the other hand for purpose of dynamic analysis the "simplified" model of the viaduct was also elaborated. Results obtained from "simplified" model were compared with those from "detailed" model in the scope of static and modal response of the structure. Time histories of displacements in several nodes of the structure were calculated as the result of dynamic analyses. Displacements dependencies on the load value as well as velocity of the passage were discussed. The locomotive speed was considered in the range 50 – 230 km/h whereas the whole train set speed was in the range 50 – 150 km/h.

Słowa kluczowe

PL

wiadukt kolejowy; kratownica Langera; przejazd z dużymi prędkościami; MES; analiza dynamiczna

EN

tied-arch bridge; Langer arch; high-speed passage; FEM; dynamic analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 4480--4489, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lipecki T.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Mechaniki Budowli, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40

autor

Jamińska P.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Mechaniki Budowli, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40

autor

Panasiuk A.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40

Bibliografia

• 1. Karaś S., Krasnowski A., Adjustment of the existing structures located on the trunk railway line CMK to accommodate high-speed rail (HSR) based on theoretical and experimental analyses. Roads and Bridges – Drogi i Mosty 12 (2013) 385-410.
• 2. Niemierko A., Ocena możliwości zwiększenia prędkości pociągów powyżej 160 km/h na obiektach CMK na podstawie badań dynamicznych. Prace IBDiM (3-4) (1996) 37-104.
• 3. Klasztorny M., Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, Warszawa 2005.
• 4. Grębowski K., Zielińska M., Modelowanie oddziaływań dynamicznych pociągu typu Pendolino na konstrukcje zabytkowych mostów kolejowych w Polsce. Przegląd Budowlany 1 (2015) 27-32.
• 5. Olaszek P., Cieśla J., Szaniec W., Badanie skutków oddziaływań bocznych na wiadukcie kolejowym leżącym na łuku. Budownictwo i Architektura 12(2) (2013) 47-54.
• 6. Zobel H., Zbiciak A., Oleszek R., Michalczyk R., Mossakowski P., Numerical identification of the dynamic characteristics of a steel-concrete railway bridge. Roads and Bridges – Drogi i Mosty 13 (2014) 275-301.
• 7. Apanas L., Sturzbecher K., Analiza dynamiczna kolejowego wiaduktu kratowego w związku z dostosowaniem do przejazdu pociągów z dużymi prędkościami. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej 5 (2009) 9-33.
• 8. Klasztorny M., Analiza dynamiczna belkowych mostów zespolonych na CMK w warunkach zwiększonych prędkości pociągów (160 ÷ 250) km/h. Drogi i Mosty 3 (2003) 73-94.
• 9. Wołowicki W., Sturzbecher K. Apanas L., Badania dynamiczne pewnych typów mostów kolejowych związane z ich dostosowaniem do dużych prędkości taboru. Inżynieria i Budownictwo 5 (2005) 260-264.
• 10. Łaziński P., Salamak M., O badaniach mostów pod próbnym obciążeniem. Inżynieria i Budownictwo 5-6 (2010) 300-303.
• 11. Cieśla J., Olaszek P., Biskup M., Mazanek M., Badania wybranych obiektów inżynierskich na linii CMK pod obciążeniem dynamicznym, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej – Budownictwo i Inżynieria Środowiska 58(3/III) (2011) 149-156.
• 12. Żółtowski K., O możliwościach analizy mostów stalowych. Inżynieria i Budownictwo 1-2 (2009) 93-97.
• 13. Calcada R., Cunha A., Delgado R., Dynamic Analysis of Metallic Arch Railway Bridge. Journal of Bridge Engineering 7(4) (2002) 214-222.
• 14. Liu K., Reynders E., De Roeck G., Lombaert G., Experimental and numerical analysis of a composite bridge for high-speed trains. Journal of Sound and Vibration 320(1-2) (2009) 201-220.
• 15. Xia H., Zhang N., De Roeck G., Dynamic analysis of high speed railway bridge under articulated trains. Computers & Structures 81(26-27) (2003) 2467-2478.
• 16. Xia H., De Roeck G., Zhang N., Maeck J., Experimental analysis of a high-speed railway bridge under Thalys trains. Journal of Sound and Vibration 268 (1) (2003) 103-113.
• 17. Ermopoulos J., Spyrakos C.C., Validated analysis and strengthening of a 19th century railway bridge. Engineering Structures 28(5) (2006) 783-792.
• 18. Malm R., Andersson A., Field testing and simulation of dynamic properties of a tied arch railway bridge. Engineering Structures 28(1) (2006) 143-152.
• 19. Mellat P., Andersson A., Pettersson L., Karoumia R., Dynamic behaviour of a short span soil–steel composite bridge for high-speed railways – Field measurements and FE-analysis. Engineering Structures 69(15) (2014) 49-61.
• 20. Szafrański M., Oddziaływanie taboru na mosty kolejowe przy zmiennych parametrach ruchu. Rozprawa doktorska. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2013.
• 21. PN-EN 1991-1-4:2005 Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru. PKN, Warszawa 2005.
• 22. PN-EN 1990:2004. Podstawy projektowania konstrukcji. PKN, Warszawa 2004.