Losowe zmiany sztywności podsypki w analizie drgań zespolonego mostu kolejowego

• Autorzy: Bryja D. , Hołubowski R.

Warianty tytułu

EN

Random fluctuations of track ballast stiffness in vibrations analysis of steel-concrete composite railway bridge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono efektywną metodę analizy probabilistycznej drgań belkowych mostów kolejowych z nawierzchnią podsypkową o losowo zmiennej sztywności. Zmiany sztywności podsypki, zachodzące na długości toru kolejowego, potraktowano jako stacjonarny gaussowski proces losowy zależny od zmiennej przestrzennej mierzonej wzdłuż osi toru. Charakterystyki probabilistyczne drgań wyznaczono wykorzystując symulacyjną metodę Monte Carlo. Przedstawiono wyniki analiz numerycznych w zakresie przemieszczeń i przyspieszeń drgań zespolonego dźwigara mostowego i toru kolejowego, wzbudzonych przejazdem pociągu typu Shinkansen. Zbadano wpływ losowych zmian sztywności warstwy podsypki tłuczniowej i ich korelacji na niestacjonarną odpowiedź dynamiczną układu: dźwigar mostowy – nawierzchnia kolejowa. W analizie uwzględniono trzy typy funkcji korelacyjnej, w tym funkcję eksponencjalnie zanikającą – z pulsacją harmoniczną i bez pulsacji, oraz funkcję typu "biały szum".

EN

The paper presents an efficient method of probabilistic vibration analysis, dedicated for railway bridges with ballasted track characterized by randomly fluctuating stiffness of the ballast. Stiffness fluctuations, appearing along the track, are considered as stationary gaussian process which is dependent on spatial variable measured along track axis. Probabilistic vibration characteristics are obtained by using Monte Carlo method, where numerical simulations are performed for dynamic displacements and accelerations of composite steel-concrete bridge under running train of the Shinkansen type. Time histories of expected values and standard deviations are presented and discussed in order to evaluate the effect of ballast stiffness fluctuations and their correlation on non-stationary dynamic response of the bridge girder and rails. Three types of the correlation function are examined, including exponentially vanishing function – with or without harmonic pulsation, and “white-noise” process.

Słowa kluczowe

PL

mosty kolejowe; losowa sztywność podsypki; drgania losowe

EN

railway bridges; random ballast stiffness; random vibrations

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Przegląd Komunikacyjny
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 12
• Strony: 30--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Bryja D.

• Politechnika Wrocławska Instytut Inżynierii Lądowej Zakład Infrastruktury Transportu Szynowego

autor

Hołubowski R.

• Politechnika Wrocławska Instytut Inżynierii Lądowej Zakład Infrastruktury Transportu Szynowego

Bibliografia

• [1] Yang Y. B., Yau J. D., Wu Y. S., „Vehicle-Bridge Interaction Dynamics: With Applications to High-Speed Railways”, World Scientific Publishing, Singapur 2004.
• [2] Klasztorny M., „Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2005.
• [3] Bałuch H., „Trwałość i niezawodność eksploatacyjna nawierzchni kolejowej”, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1980.
• [4] Śniady P., „Podstawy stochastycznej dynamiki konstrukcji”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
• [5] Vanmarcke E., „Random fields. Analysis and synthesis”, World Scientific Publishing, Singapur 2010.
• [6] Bryja D., Hołubowski R., „Modelowanie belkowych mostów kolejowych z zastosowaniem metody GFEM. Część I. Sformułowanie teoretyczne”, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 2012, z. 59, nr 283, s. 5-19.
• [7] Bołotin W. W., „Metody statystyczne w mechanice budowli”, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1968.
• [8] Bajer Cz., Tokaj P., „Dynamika toru z podkładami stalowymi klinowymi”, Drogi i Mosty, 2006, nr 2, s. 5-35.
• [9] Bryja D., Hołubowski R., „GFEM modelling and Monte Carlo solutions for railway bridge with random track ballast”, The Fourteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, Sardynia 3-6 września 2013.
• [10] Biondi B., Muscolino G., Sofi A., „A substructure approach for the dynamic analysis of train-track-bridge system”, Computers and Structures, 2005,vol. 83, s. 2271–2281.