Wpływ cech pojazdów szynowych na odpowiedź dynamiczną mostu belkowego

• Autorzy: Podwórna M. , Klasztorny M.

Warianty tytułu

EN

The influence of rail-vehicles' properties on dynamic response of a beam bridge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest ocena wpływu podstawowych cech pojazdów szynowych na odpowiedź dynamiczną mostu belkowego w szerokim zakresie prędkości ruchomego obciążenia cyklicznego. Rozważano następujące cechy: masy nieresorowane (zestawy kołowe), masy resorowane (ramy wózków, nadwozia). Badania numeryczne przeprowadzono na uproszczonych modelach mostu i pojazdów szynowych. Modelem mostu belkowego jest swobodnie podparta belka Eulera-Bernoulli'ego. Analizowano cztery modele obciążenia ruchomego o strukturze cyklicznej: układ skupionych sit ruchomych (model P), układ ruchomych mas nie resorowanych (model M), układ ruchomych oscylatorów lepkosprężystych jednomasowych (model M0), układ ruchomych oscylatorów lepkosprężystych dwumasowych (model MM0). Ciągi elementów ruchomych są skończone. Do sformułowania macierzowych równań ruchu układu zastosowano metodę Lagrange'a - Ritza oraz metodę Klasztornego. W przypadku modeli M, MM0 uwzględniono podatność zestawów kołowych oraz więzy jednostronne między obciążeniem ruchomym a torem. Na podstawie badań numerycznych stwierdzono, że w modelowaniu pociągów szybkobieżnych należy uwzględniać masy nieresorowane, zawieszenia lepkosprężyste oraz masy resorowane.

EN

The study is focused on assessment of the influence of the basic properties of rail-vehicles on the dynamic response of the beam bridge in a wide range of a service velocity of the cyclic moving load. The analysis relates to the following properties: unsprung masses (wheel sets), sprung masses (bogie frames, bodies). The numerical research has been performed with the use of simplified models of a bridge and rail-vehicles. The bridge is modelled as a simply-supported Euler - Bernoulli beam. Four models of the cyclic moving load are taken into account, i.e. the concentrated forces moving system (model P), the concentrated unsprung masses moving system (model M), the single-mass viscoelastic oscillators moving system (model M0), the double-mass viscoelastic oscillators moving system (model MM0}. The sets of moving elements are finite. The matrix equations of motion governing vibrations of the system has been formulated making use of Lagrange - Ritz and Klasztorny methods. In case of the M and MM0 models the compliance of wheel sets and one-way constraints between the moving elements and the track are taken into consideration. The numerical investigations have pointed out that the advanced rail-vehicle models should take into account unsprung masses, viscoelastic suspensions and sprung masses.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie obciążenia ruchomego; most belkowy; most kolejowy; pociąg szybkobieżny

EN

beam bridge; high-speed train; moving load modelling; railway bridge

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Drogi i Mosty
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 3
• Strony: 63--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Podwórna M.

autor

Klasztorny M.

• Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• [1] Nelson H.D., Conover R.A.'. Dynamie stability of a beam carrying moving masses. ASME J. Applied Mechanics, 38, 1971, 1003 - 1006
• [2] Benedetti G.A.: Dynamie stability of a beam loaded by a sequence of moving mass particles. ASME J. Applied Mechanics, 41, 1974, 1069- 1071
• [3] Chu K.H. i in.: Railway - bridge impact; simplified train and bridge model. ASCE J. Structural Division, 105, 9, 1979, 1823 - 1844
• [4] LangerJ., Klasztorny M.: Drgania złożonego układu belkowego pod ruchomym inercyjnym obciążeniem cyklicznym. Archiwum Inżynierii Lądowej, 27, 2, 1981, 261 - 279
• [5] Borowicz T.: Metoda elementów skończonych w analizie drgań konstrukcji poddanych działaniu obciążeń ruchomych. ZN PŚk, Budownictwo Nr 15, Kielce, 1984
• [6] Klasztorny M.: Dynamiczna stabilność konstrukcji mostowych poddanych działaniu inercyjnych obciążeń ruchomych. Rozprawy Inż., 34, 3, 1986, 215 - 231
• [7] Klasztorny M., Langer J.: Dynamie response of single-span beam bridges to series of movingloads. EarthquakeEngineering& Structural Dynamics, 19,8, 1990, 1107-1124
• [8] Yang Y.B. et al.: Yibrations of simple beams due to trains moving at high speeds. En-gineering Structures, 19, 11, 1997, 936 - 944
• [9] Cheng Y.S. et al.: Yibration of railway bridges under a moving train by using bridge-track-vehicle element. Engineering Structures, 23, 2001, 1597 - 1606
• [10] Fryba L.: A rough assessment of railway bridges for high speed trains. Engineering Structures, 23, 2001, 548 - 556
• [11] Yau J.D, et al.: Impact response of bridges with elastic bearings to moving loads. J. Sound & Yibrations, 248, l, 2001, 9 - 30
• [12] Matsuura A.: Dynamie interaction between vehicles and girders In high Speer railway. RTRI Quarterly Reports, 15, 3, 1974, 133 - 136
• [13] Klasztorny M.: Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, Warszawa 2005
• [14] Belotserkovskiy P.M.: Interaction between a railway track and uniformly moving tandem wheels. J. Sound Yibr., 298, 2006, 855 - 876
• [15] Langer J.: Dynamika budowli. WPWr, Wrocław 1980
• [16] NewmarkN.M.: A method of computation for Structural dynamics. ASCE J. Eng. Mechanics Div., 85, 3, 1959, 67 - 94