Numerical identification of the dynamic characteristics of a steel-concrete railway bridge

• Autorzy: Zobel H. , Zbiciak A. , Oleszek R. , Michalczyk R. , Mossakowski P.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.014.018

Warianty tytułu

PL

Numeryczna identyfikacja cech dynamicznych stalowo-betonowego mostu kolejowego

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane elementy analizy dynamicznej kolejowego obiektu mostowego zlokalizowanego w ciągu Centralnej Magistrali Kolejowej (CMK). Zakres obliczeń obejmował rozwiązanie zadania własnego konstrukcji (teoretyczna analiza modalna) z użyciem kilku modeli obliczeniowych o zróżnicowanym sposobie dyskretyzacji (dokładności) oraz wyznaczenie dynamicznej odpowiedzi przęsła (analiza czasowa - całkowanie równań ruchu) na przejazdy pociągów dużych prędkości HSLM zgodnie z PN-EN 1991-2. Uzyskane wyniki obliczeń porównano z aktualnymi zaleceniami normowymi i przepisami kolejowymi dotyczącymi kolei dużych prędkości.

EN

This article presents chosen elements of a dynamic analysis of a rail bridge located on the CMK trunk railway line in Poland. The solution of an eigenvalue problem for the structure (a theoretical modal analysis) using several computational models created with different discretization methods (different accuracy levels) is presented. The dynamic response of the bridge span (time-history analysis - integration of equations of motion) to loading with HSLM train models as per PN-EN 1991-2 is determined. The results were compared with the current code and regulations relating to high-speed rail systems.

Słowa kluczowe

PL

analiza dynamiczna; HSLM; MES (metoda elementów skończonych); mosty kolejowe; normy europejskie; obciążenia ruchome

EN

dynamic analysis; Eurocode; FEM; HSLM; moving loads; railway bridges

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, no. 3
• Strony: 275--301
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zobel H.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Zbiciak A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Oleszek R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Michalczyk R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Mossakowski P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

Bibliografia

• [1] PN-EN 1991-2:2007 Oddziaływania na konstrukcję. Część 2: Obciążenia ruchome mostów
• [2] PN-EN 1990:2004/A1 Podstawy projektowania konstrukcji
• [3] PN-EN 1994-2 Projektowanie konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych. Część 2: Reguły ogólne i reguły dla mostów
• [4] Id-2 Warunki techniczne dla kolejowych obiektów inżynieryjnych. PKP-PLK S.A., Załącznik do zarządzenia nr 29/2005 Zarządu PKP-PLK S.A. z dnia 18 maja 2005 r.
• [5] Standardy techniczne - Szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych do prędkości vmax <200 km/h (dla taboru konwencjonalnego) i 250 km/h (dla taboru z wychylnym pudłem) przyjęte do stosowania w PKP PLK S.A. 14/06/2010 r.
• [6] Standardy techniczne - Szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii CMK do prędkości 200/250 km/h. Obiekty inżynieryjne. CNTK 2002
• [7] PN-B-03261:1958 Betonowe i żelbetowe konstrukcje mostowe. Obliczenia statyczne i projektowanie
• [8] PN-B-02015:1966 Mosty wiadukty i przepusty. Obciążenia i oddziaływania
• [9] PN-S-10030:1985 Obiekty mostowe. Obciążenia
• [10] Wytyczne projektowania mostów stalowych: WP-D, DP-30. Projektowanie stalowych mostów kolejowych i kolejowo-drogowych
• [11] Chrościelewski J., Banaś A., Malinowski M., Miśkie-wicz M.: Kolejowe konstrukcje odciążające typu mostowego w świetle badań in situ i analiz teoretycznych. Archiwum Inżynierii Lądowej nr 10/2011, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 39-53
• [12] Sturzbecher K.: Analiza dynamiczna przęseł kolejowych z dźwigarów obetonowanych pod obciążeniem o prędkości ruchu 250-350 km/h. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej nr 4/2008, Wydawnicywo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 215-224
• [13] Żółtowski K., Madaj A. i inni: Przebudowa mostu kolejowego przez rzekę Pilicę z przystosowaniem do dużych prędkości. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej nr 4/2010, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 289 - 299
• [14] Apanas L., Sturzbecher K.: Analiza dynamiczna kolejowego wiaduktu kratowego w związku z dostosowaniem do przejazdu pociągów z dużymi prędkościami. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej nr 5/2009, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 9-33
• [15] KlasztornyM.: Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, Warszawa, 2006
• [16] Klasztorny M., Myślecki K., Machelski Cz., Podwórna M.: Analiza dynamiczna typoszeregu belkowych mostów stalowych obciążonych pociągiem poruszającym się z dużymi prędkościami. Materiały XLVIII Konferencji Naukowej KILiW PAN i KN PZITB, Opole - Krynica, 1, 2002, 85-92
• [17] Niemierko A.: Ocena możliwości zwiększania prędkości pociągów powyżej 160 km/h na obiektach CMK na podstawie badań dynamicznych. Prace IBDiM, 3-4/1996, Warszawa, 37 - 104
• [18] Siekierski W., Sturzbecher K.: Modernizacja przęseł zespolonych w celu ich dostosowania do ruchu z dużymi prędkościami. XV Seminarium: Współczesne metody wzmacniania i przebudowy mostów. Poznań-Rosnówko, 2005, 214 - 220
• [19] Szcześniak W.: Wybrane zagadnienia kolejowe. Wzajemne oddziaływania w układzie pojazd-tor kolejowy-podtorze-podłoże gruntowe. Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995
• [20] Karaś S.: Współczynniki dynamiczne obciążeń kolejowych w PN-EN 1991-2. Drogownictwo, LXVI, 4/2011, 135-140
• [21] Rybak M.: Obciążenia mostów: Komentarz do PN-85/S-10030. WKiŁ, Warszawa, 1989
• [22] Karaś S., Krasnowski A.: Dostosowanie obiektów mostowych na CMK do dużych prędkości pociągów w świetle badań teoretycznych i doświadczalnych. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12, 4, 2013, 385-410
• [23] Fryba L.: Dynamic of Railway Bridges. T. Telford, London, 1966
• [24] Yang Y.B., Yau J.D., Wu Y.S.: Vehicle-Bridge Interaction Dynamics with Applications to High-Speed Railways. Word Scientific, Singapore, 2004
• [25] Jmin He, Zhi-Fong Fu : Modal Analysis. BH. London, 2005
• [26] Langer J.: Dynamika budowli. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1980
• [27] Zbiciak A., Ataman M.: Analiza dynamiczna układu dyskretno-ciągłego typu pojazd-belka z zastosowaniem programu Simulink. Theoretical Foundations of Civil Engineering, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2008, 377-382
• [28] Dyniewicz B., Bajer Cz.: Symulacja komputerowa ruchomych obciążeń inercyjnych. Roads and Bridges -Drogi i Mosty, 9, 1, 2010,5-30
• [29] Trochymiak W., Zobel H., Radomski W., Karwowski W., Wróbel M., Oleszek R., Hajduś R. i inni: Ekspertyza naukowa obiektów inżynieryjnych w zakresie przebudowy do prędkości v=300 km/h linii kolejowej CMK (E65) Grodzisk Mazowiecki-Zawiercie, odcinek Idzikowice-Olszamowice. Instytut Dróg i Mostów, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska, Warszawa, 2012
• [30] Instrukcja programu SOFiSTiK 23/2010/2012, Sofistik AG, Oberschleissheim 2008, 2011
• [31] Rozporządzenie MTiGM z dnia 10.09.1998 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie. Dz. U. nr 151
• [32] Wołowicki W., Szturzbecher K., Apanas L.: Badania dynamiczne pewnych typów mostów kolejowych związane z ich dostosowaniem do dużych prędkości taboru. Inżynieria i Budownictwo, 61, 5, 2005, 260-264
• [33] Ulker-Kaustell M., Karoumi R.: Influence of non-linear stiffness and damping on the train-bridge resonance of a simply supported railway bridge. Engineering Structures, 41, 2012,350-355