Analiza dynamiczna wiaduktu kolejowego o konstrukcji kratowej typu Warrena

• Autorzy: Lipecki, T. , Jamińska, P. , Wargulak, K.

Warianty tytułu

EN

Dynamic analysis of railway bridge of Warren-type truss

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę dynamiczną kolejowego wiaduktu betonowo-stalowego o konstrukcji kratownicy w systemie Warrena. Jako obciążenie dynamiczne przyjęto przejazd lokomotywy typu EIC Premium z prędkościami od 80 km/h do 250 km/h. Model elementów skończonych został wykonany w systemie Autodesk Simulation Multiphysics 2012, jako płytowo-prętowy. Dla każdego koła lokomotywy wyznaczono zmienną w czasie siłę wynikającą z prędkości przejazdowej. W wybranych punktach wzdłuż rozpiętości konstrukcji wyznaczono czas aktywacji tego obciążenia. W ten sposób zamodelowano przejazd lokomotywy po wiadukcie. Analizowano przebiegi czasowe przemieszczeń węzłów modelu zlokalizowanych na płycie pomostu i w pasie górnym kratownicy. Praca przedstawia przykład wykorzystania analizy numerycznej do oceny zachowania się obiektu mostowego przy obciążeniu dynamicznym.

EN

The paper presents dynamic analysis of a steel-concrete railway bridge with Warren-type trusses. The dynamic load came from the EIC locomotive passing the bridge with speeds from 80 km/h to 250 km/h. Finite Element Method model was created in Autodesk Simulation Multiphysics 2012, using plate and beam elements. For each wheel of locomotive, a force changing over time and resulting from the passage speed was calculated. At selected points along the span of the railway bridge, load activation time was set. This is how, the passage through the bridge was modelled. The displacements of the few structure’s nodes over time were analyzed. The nodes were located on the bridge deck and on the top chord of the truss. This work shows an example of the use of numerical analysis to evaluate the behaviour of the bridge under a dynamic load.

Słowa kluczowe

PL

wiadukt betonowo-stalowy; kratownica Warrena; analiza dynamiczna; przejazd z dużą prędkością; model MES

EN

steel-concrete railway bridge; Warren-type truss; dynamic analysis; high speed train passage; FEM model

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 4490--4498, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lipecki, T.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Mechaniki Budowli, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40,

autor

Jamińska, P.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, Katedra Mechaniki Budowli, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40,

autor

Wargulak, K.

• Politechnika Lubleska, Wydział Budownictwa i Architektury, 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 40

Bibliografia

• 1. Karaś S., Krasnowski A., Adjustment of the existing structures located on the trunk railway line CMK to accommodate high-speed rail (HSR) based on theoretical and experimental analyses. Roads and Bridges – Drogi i Mosty 12 (2013) 385-410.
• 2. Niemierko A., Ocena możliwości zwiększenia prędkości pociągów powyżej 160 km/h na obiektach CMK na podstawie badań dynamicznych. Prace IBDiM 3-4 (1996) 37-104.
• 3. Grębowski K., Zielińska M., Modelowanie oddziaływań dynamicznych pociągu typu Pendolino na konstrukcje zabytkowych mostów kolejowych w Polsce. Przegląd Budowlany 1 (2015) 27-32.
• 4. Olaszek P., Cieśla J., Szaniec W., Badanie skutków oddziaływań bocznych na wiadukcie kolejowym leżącym na łuku. Budownictwo i Architektura 12(2) (2013) 47-54.
• 5. Zobel H., Zbiciak A., Oleszek R., Michalczyk R., Mossakowski P., Numerical identification of the dynamic characteristics of a steel-concrete railway bridge. Roads and Bridges – Drogi i Mosty 13 (2014) 275-301.
• 6. Apanas L., Sturzbecher K., Analiza dynamiczna kolejowego wiaduktu kratowego w związku z dostosowaniem do przejazdu pociągów z dużymi prędkościami. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej 5 (2009) 9-33.
• 7. Klasztorny M., Analiza dynamiczna belkowych mostów zespolonych na CMK w warunkach zwiększonych prędkości pociągów (160 ÷ 250) km/h. Drogi i Mosty 3 (2003) 73-94.
• 8. Wołowicki W., Sturzbecher K., Apanas L., Badania dynamiczne pewnych typów mostów kolejowych związane z ich dostosowaniem do dużych prędkości taboru. Inżynieria i Budownictwo 5 (2005) 260-264.
• 9. Cieśla J., Olaszek P., Biskup M., Mazanek M., Badania wybranych obiektów inżynierskich na linii CMK pod obciążeniem dynamicznym, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej – Budownictwo i Inżynieria Środowiska 58(3/III) (2011) 149-156.
• 10. Szafrański M., Oddziaływanie taboru na mosty kolejowe przy zmiennych parametrach ruchu. Rozprawa doktorska. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2013.
• 11. Calcada R., Cunha A., Delgado R., Dynamic analysis of metallic arch railway bridge. Journal of Bridge Engineering 7(4) (2002) 214-222.
• 12. Liu K., Reynders E., De Roeck G., Lombaert G., Experimental and numerical analysis of a composite bridge for high-speed trains. Journal of Sound and Vibration 320(1-2) (2009) 201-220.
• 13. Xia H., Zhang N., De Roeck G., Dynamic analysis of high speed railway bridge under articulated trains. Computers & Structures 81(26-27) (2003) 2467-2478.
• 14. Xia H., De Roeck G., Zhang N., Maeck J., Experimental analysis of a high-speed railway bridge under Thalys trains. Journal of Sound and Vibration 268 (1) (2003) 103-113.
• 15. Malm R., Andersson A., Field testing and simulation of dynamic properties of a tied arch railway bridge. Engineering Structures 28(1) (2006) 143-152.
• 16. Mellat P., Andersson A., Pettersson L., Karoumia R., Dynamic behaviour of a short span soil–steel composite bridge for high-speed railways – Field measurements and FE-analysis. Engineering Structures 69(15) (2014) 49-61.
• 17. PN-EN 1991-2:2007. Oddziaływania na konstrukcje. Część 2. Obciążenia ruchome mostów. PKN, Warszawa 2007.
• 18. http://eicpremium.intercity.pl/pl/sklady-zespolowe-opis-techniczny [dostęp dnia 10.03.2015].
• 19. PN-EN 1991-1-4:2008 Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru. PKN, Waszawa 2008.