Fatigue strength of steel plate girder railway bridges with butt joints reinforced with one-sided rhomb-shaped cover plates

• Autorzy: Wichtowski Bernard , Konecki Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v93i3.1139

Warianty tytułu

PL

Wytrzymałość zmęczeniowa stalowych blachownicowych mostów kolejowych ze złączami doczołowymi wzmocnionymi nakładkami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Due to the long period of service degradation, bridge structures require periodic technical inspections and assessment of the current load capacity. Since the 1970s, this assessment has been carried out according to the Fitness for Purpose (PUK) criterion. From 2008, the PUK criterion has been replaced with the recommendations of the European Convention on Steel Structures (ECCS). As part of these recommendations, the authors decided to explain the previously obtained unrealistic values of the fatigue class Δσϲ of the bridge butt joints covered with one-sided rhomb-shaped cover plates. The computational analysis performed with the FEM method gave excellent results which are briefly presented in the article.

PL

Z uwagi na długi okres eksploatacyjnej degradacji, konstrukcje mostowe wymagają okresowych przeglądów technicznych i oceny aktualnej nośności. Od lat 70 ubiegłego wieku ocenę tę prowadzono według kryterium Przydatności Użytkowej Konstrukcji (Fitness for Purpose). Od roku 2008 kryterium PUK zastąpiono zaleceniami Europejskiej Konwencji Konstrukcji Stalowych (ECCS). W ramach tych zaleceń, autorzy postanowili wyjaśnić wcześniej uzyskane nierealne wartości klasy zmęczeniowej Δσc mostowych złączy doczołowych, przykrytych jednostronnymi nakładkami rombowymi. Z wykonanej analizy obliczeniowej metodą MES uzyskano rewelacyjne wyniki, które skrótowo przedstawiono w artykule.

Słowa kluczowe

EN

railway bridge; steel plate girder; butt joint; one-sided cover plate; welded joint; fatigue strength

PL

most kolejowy; blachownica stalowa; połączenie doczołowe; nakładka jednostronna; złącze spawane; wytrzymałość zmęczeniowa

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 93, nr 3
• Strony: 31--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Wichtowski Bernard

• West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Poland

autor

Konecki Krzysztof

• Saferoad Pomerania Sp. z o.o., Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Wichtowski B., Fatigue strength of welded butt joints in steel railway bridges. Scientific Works of the Szczecin University of Technology No 572. Publishing house of the Szczecin University of Technology, Szczecin, Polnad 2002 (in polish).
• [2] Wiśniewski D.F., Casas J.R., Ghosn M., Codes for Safety Assessment of Existing Bridges - Current State and Further Development. Structural Engineering International, 2012, Vol. 22(4).
• [3] Siwowski T., Fatigue life of road truss bridges with a riveted structure. Inżynieria i Budownictwo, 2014, Vol 8 (in polish).
• [4] Wysokowski A., Durability of steel bridges as a function of fatigue and corrosion phenomena. IBDiM, Series: Study and Materials No. 53, Warsaw, Poland 2001 (in polish).
• [5] Pipinato A. (editor), Innovative Bridge Design Handbook. Construction, Rehabilitation and Maintenance. Elsevier Inc., Amsterdam-Tokyo 2016.
• [6] Klimpel A., Quality control and assurance in welding, Vol. 1. Publishing house of the Silesian University of Technology, Gliwice, Poland 1998 (in polish).
• [7] Rykaluk K., Cracks in steel structures. DWE, Wrocław, Poland, 1999 (in polish).
• [8] Wiśniewski D., Majka M., Bień J., Assessment of the load capacity of bridges during their operation - domestic and foreign experience. Inżynieria i Budownictwo, 2013, No 7-8.
• [9] Al-Emrani M., Aygül, Fatigue Design of Steel and Composite Bridges. Department of Structural Engineering, Chalmers University of Technology, Report 2014, Göteborg, Sweden 2014.
• [10] Kühn B. et al, Assessment of existing steel structures: recommendations for estimation of remaining fatigue life. JRC Scientific and Technical Report No. 43401. European Commission, Joint Research Centre, Luxemburg 2008.
• [11] Hobbacher A., Kassner M., On Relation between Fatigue Properties of Welded Joints, Quality Criteria and Groups in ISO 5817. IIW - document XIII-2323-10.
• [12] Wichtowski B., Wichtowski M., Analysis of fatigue tests results of steel elements in the light of the requirements of European standards. Welding Technology Review, 2018, Vol. 90(5), 90-94. https://doi.org/10.26628/ps.v90i5.905
• [13] Wichtowski B., Konecki K., Stress distribution in a steel butt joint with double-sided diamond caps determined by the finite element method. Inżynieria i Budownictwo, 2020, No 12 (in polish).
• [14] Wichtowski B., Konecki K., Analiza obliczeniowa metodą elementów skończonych pęknięć zmęczeniowych w złączu stalowym doczołowym z jednostronnymi nakładkami rombowymi. Inżynieria i Budownictwo, 2021, No 3 (in polish).
• [15] Wichtowski B., Konecki K., Summary of the computational analysis of a steel butt joint with diamond plates using the finite element method. Inżynieria i Budownictwo, 2021 (in polish, in press).
• [16] Inglis C.E., Stresses in a plate due to the presence of cracks and sharp corners. Transactions of the Institute of Naval Architects. 1913, Vol. 55.
• [17] Neuber H., Theory of notch stresses principles for exact stress calculation. J.W. Edwards, Ann Arbor, Michigan 1946.
• [18] Sachs N.W., Understanding the Surface Features of Fatigue Fractures: How They Describe the Failure Cause and the Failure History. Journal of Failure Analysis and Prevention, 2005, Vol.5(2).
• [19] Kocańda S., Fatigue cracking of metals, WNT, Warsaw, Poland, 1985 (in polish).
• [20] Wyrzykowski J.W., Pleszakow E., Sieniawski J., Metal deformation and fracture, WNT, Warsaw, Poland, 1999 (in polish).
• [21] Neimitz A., Fracture mechanics. WN PWN, Warsaw, Poland 1998 (in polish).
• [22] Published document PD 6705-2:2010 Structural use of steel and aluminum. Part 2: Recommendations for the execution of steel bridges to BS EN 1090-2.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).