Vertical vibrations of steel beam bridges induced by trains moving at high speeds. Part 2. Numerical analysis

• Autorzy: Podwórna M.

Warianty tytułu

PL

Drgania pionowe betonowych mostów stalowych wywołane przejazdem pociągów z dużymi prędkościami. Cz. 2. Analiza numeryczna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper formulates complementary problems connected with simulation of vertical vibrations of steel beam bridges. The bridges are one-track, simply-supported, with a closed platform and a ballasted track. Vibrations of bridges are induced by passenger trains moving at high service velocities. A train is composed of rail-vehicles with four-wheel trucks and double-suspensions. The calculation algorithm for simulation of transient and quasi-steady-state vibrations has been formulated and programmed. Simulation of vertical vibrations of a series-of-types of the bridges designed in accordance to present Polish codes has been accomplished. Influence of selected factors on dynamic responses of the bridges was investigated. Capacity of the bridges to loading by high speed trains has been checked. A number of calculations suitable in engineering practice have been formulated. The problems of physics and mathematics modelling of the bridge - track - train system have been formulated and developed in the first part of the work.

PL

Rozpatrzono zagadnienia uzupełniające związane z symulacją pionowych drgań belkowych mostów stalowych, jednoprzęsłowych, jednotorowych, z pomostem zamkniętym, z torem na podsypce. Drgania są wywołane przejazdem pociągów pasażerskich z dużymi prędkościami, złożonych z pojazdów szynowych z dwuosiowymi wózkami jezdnymi, o dwustopniowym zawieszeniu. Opracowano algorytm obliczeń i napisano program komputerowy służący do symulacji drgań nieustalonych i quasi-ustalonych. Przeprowadzono symulację pionowych drgań typoszeregu mostów zaprojektowanych według aktualnych norm. Dokonano oceny wpływu wybranych czynników na odpowiedzi mostów oraz sprawdzono zdolność mostów do przenoszenia obciążeń poruszających się z dużymi prędkościami. Sformułowano szereg wniosków przydatnych w praktyce inżynierskiej. Problemy modelowania fizycznego i matematycznego układu most - tor - pociąg zostały sformułowane i rozwiązane w pierwszej części pracy.

Słowa kluczowe

EN

railway steel bridge; high-speed train; numerical simulation (FEM)

PL

drganie pionowe; most belkowy; most stalowy; przejście graniczne; prędkość duża; most kolejowy; metoda elementów skończonych; analiza numeryczna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 2
• Strony: 211--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il.

Twórcy

autor

Podwórna M.

• Institute of Civil Engineering, Wrocław University of Technology, Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. M. PODWÓRNA, Vertical vibrations of steel beam bridges induced by trains moving at high speeds, Part 1 - Theory, Archives of Civil Engineering, 51, 2, 2005.
• 2. N. M. NEWMARK ,A method of computation for structural dynamics, ASCE J. Eng. Mech. Div., EM3, 1959.
• 3. M. KLASZTORNY, M. PODWÓRNA, New computational algorithms in dynamics of bridge-track-moving train system., 200 Europ. Conf. on Compur. Mech. ECCM-2001, CD Proceedings: Minisymp. 27, Paper No 110, 1-20, Kraków 2001.
• 4. M. KLASZTORNY, Dynamic analysis of composite beam bridges along Polish highspeed railway line "CMK" at conditions of increased train velocities of 160-250 kmIh [in Polish], Drogi i Mosty, 3, 73-93, 2003.
• 5. Polish Guidelines WPD-DP-30. Instructions for design of railway and railway - highway steel briges [in Polish], WT Press, Warszawa 1956.
• 6. Polish Code PN-79/M-06515. Cranes. General principles for design of steel superstructures [in Polish].
• 7. J. LANGER, Dynamics of structures [in Polish], WPWr Press, Wrocław 1980.
• 8. M. KLASZTORNY, Beam finite elements of Euler and Timoshenko type [in Polish], Metody Komp. w Inż. Ląd. Journal, 2, 7-32, 1992.
• 9. Cz. MACHELSKI, A series-of-types of railway steel beam bridges [in Polish], Raport SPR No 135/01, Inst. Civil Eng., Wrocław Univ. Technol., Wrocław 2001.
• 10. Polish Code PN-85/S-10030. Bridge objects. Loads [in Polish].
• 11. Polish Code PN-82/S-10052. Bridge objects. Steel structures. Design [in Polish].
• 12. D. R. AHLBECK et al., The development of analytical models for railroad track mechanics, Proc. Symp. on Railroad Track Mechanics, 239-263, Pergamon Press, 1975.
• 13. M. KLASZTORNY, Vibrations of railway single-track bridges induced by trains moving at high-speeds [in Polish], WPWr Press, Wrocław 1987.
• 14. R. V. DUKKlPATI, J. R. AMYOT, Computer aided simulation in railway dynamics, Series: Mechanical Engineering, Marcel Dekker, Inc., New York - Basel 1988.
• 15. C. ESVELD, Modern railway track, C. Esveld Press, Germany 1989.
• 16. L. FRYBA, Dynamics of railway bridges, Academia, Praha 1996.
• 17. A. MATSUURA, Dynamic behaviour of bridge girder Jor high speed railway bridge, RTRI Quarterly Reports, 20, 2, 1979.
• 18. M. PODWÓRNA, Determination of the design model used to simulate steel beam bridges loaded by moving trains, Arch. of Civil & Mech. Eng. (Wrocław), 2004 [in press]