Wpływ losowych nierówności toru na drgania wybranego układu most zespolony / nawierzchnia kolejowa / pociąg szybkobieżny

• Autorzy: Podwórna M. , Klasztorny M.

Warianty tytułu

EN

Effect of random track irregularities on selected composite bridge / track structure / high-speed train system vibrations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowano quasi-ścisłą teorię modelowania jednowymiarowego (1D), fizycznego i matematycznego, układu most zespolony / nawierzchnia kolejowa podsypkowa / pociąg szybkobieżny (BTT), przy uwzględnieniu lepkosprężystych zawieszeń pojazdów szynowych na dwuosiowych wózkach jezdnych, nieliniowej sztywności kontaktowej Hertza i jednostronnego kontaktu między zestawami kołowymi a szynami, cech lepkosprężystych i bezwładnościowych mostu, lepko sprężystej nawierzchni kolejowej na moście i poza mostem, płyt przejściowych i losowych nierówności toru. Na podstawie tej teorii opracowano zaawansowane algorytmy komputerowe modelowania numerycznego układów BTT oraz program komputerowy do symulacji drgań pionowych tych układów. W ramach wstępnych badań dynamicznych rozważono most zaprojektowany zgodnie z polskimi normami, o rozpiętości teoretycznej przęsła 15,00 m, oznaczony kodem SCB-15. Most obciążono niemieckim pociągiem szybkobieżnym ICE-3, poruszającym się z prędkością krytyczną (270 km/h) i maksymalną (300 km/h).

EN

A theory of the quasi-exact physical and mathematical modelling of the composite (steel–concrete) bridge / ballasted track structure / high-speed train system (BTT) was developed, including viscoelastic suspensions of rail-vehicles on two-axle bogies, the non-linear Hertz contact stiffness and one-sided contact between the wheel sets and the rails, the viscoelastic and inertia features of the bridge, the viscoelastic track structure on and beyond the bridge, the approach slabs, and random track irregularities. Based on this theory, advanced computer algorithms for the BTT numerical modelling were written and a computer program to simulate the vertical vibrations of the BTT systems was developed. The bridge subject to the preliminary dynamic analysis and designed according to Polish standards has a 15.00 m span length. The bridge was loaded by the German ICE-3 high-speed train moving at the critical (180 and 270 km/h) and the maximum (300 km/h) operating speeds.

Słowa kluczowe

PL

most zespolony; nawierzchnia kolejowa podsypkowa; pociąg szybkobieżny ICE-3; losowe nierówności toru; modelowanie; symulacja; badania numeryczne

EN

steel concrete composite bridge; ballasted track structure; ICE-3 high–speed train; random track irregularities; modelling; simulation; numerical analysis

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 12, nr 1
• Strony: 259--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Podwórna M.

• Zakład Dynamiki Budowli, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska

autor

Klasztorny M.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• 1 EN 1991-2. Eurocode 1: Actions on structures. Part 2: General actions – traffic loads on bridges. 2003.
• 2 EN 1990. Eurocode: Basis of structural design. Annex A2: Application for bridges, 2004.
• 3 Fryba L. Dynamics of railway bridges. Academia, Praha, 1996.
• 4 Wiriyachai A et al. Bridge impact due to wheel and track irregularities, J Engng Mech Div ASCE 108, 4 (1982) 648 – 666.
• 5 Lei X., Noda N.-A. Analyses of dynamic response of vehicle and track coupling system with random irregularity of track vertical profile. J. Sound and Vibration 258, 1 (2002) 147 – 165.
• 6 Lu F. et al. An algorithm to study non-stationary random vibrations of vehicle – bridge system. Computers & Structures 87 (2009) 177 – 185.
• 7 Klasztorny M. Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, 2005.
• 8 Au F.T.K. et al. Impact study of cable stayed railway bridges with random rail irregularities. Engineering Structures 24 (2002) 529 – 541.
• 9 Song M.K. et al. A new three dimensional finite element analysis model of high-speed train – bridge interactions. Engineering Structures 25 (2003) 1611 – 1626.
• 10 Podworna M. Vertical vibrations of steel beam bridges induced by trains moving at high speeds. Part 1 – theory. Archives of Civil Engineering 51, 2 (2005) 179-209.
• 11 Podworna M. Vertical vibrations of steel beam bridges induced by trains moving at high speeds. Part 2 – numerical analysis. Archives of Civil Engineering, 51, 2 (2005) 211-231.
• 12 Podworna M. Determination of the design model for simulating vibrations of steel beam bridges under moving trains. Archives of Civil and Mechanical Engineering 4, 1 (2004) 57-69.
• 13 Majka M., Hartnett M. Dynamic response of bridges to moving trains: A study on effects of random track irregularities and bridge skewness. Computers & Structures, 87 (2009) 1233 – 1253.
• 14 Podworna M. Dynamics of a bridge beam under a stream of moving elements. Part 1 – Modelling and numerical integration. Structural Engineering and Mechanics 38, 3 (2011) 283-300.
• 15 Podworna M. et al. Modelowanie mostów zespolonych obciążonych pociągami szybkobieżnymi z uwzględnieniem losowych nierówności toru, Raport Bad. SPR/8/2013, Inst. Inż. Lądowej PWr, 2013.