Dynamic analysis of the railway bridge span under moving loads

Marek Szafrański

doi:10.7409/rabdim.018.019

Opublikowane: 2018-12-31

Tom 17 Nr 4 (2018)

Analiza dynamiczna kolejowego przęsła mostowego pod obciążeniem ruchomym

Marek Szafrański

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.018.019

Abstrakt

W pierwszej części artykułu dokonano przeglądu obecnego stanu wiedzy z zakresu dynamiki mostów kolejowych pod obciążeniem ruchomym. Szczególną uwagę poświęcono rozwojowi modeli obciążeń kolejowych oraz modelom interakcji dynamicznej przęsło-pojazd. Zwrócono uwagę na najważniejsze aspekty determinujące rozwój tej dziedziny wiedzy. Przeprowadzono dyskusję współczesnych sposobów definiowania modeli MES przęseł mostowych wykorzystywanych w analizach dynamicznych. W drugiej, praktycznej części pracy, przedstawiono wyniki symulacji numerycznych przejazdu obciążenia po konstrukcji mostu. Obciążenie kolejowe odwzorowano w postaci strumienia sił skupionych oraz strumienia oscylatorów jedno- masowych. Rozważono drgania środka przęsła mostowego oraz masy pojazdu w zależności od prędkości ruchu. Parametry obciążenia przyjęto na podstawie rzeczywistego pojazdu szynowego - jednostki trakcyjnej serii EN57. Parametry konstrukcji przyjęto na podstawie mostowego przęsła odciążającego o rozpiętości 30 m. W obu przypadkach wszystkie potrzebne parametry dynamiczne przęsła uzyskano na podstawie badań wykorzystując techniki identyfikacji modalnej.

Słowa kluczowe:

analiza numeryczna, dynamika konstrukcji, identyfikacja modalna, mosty kolejowe, obciążenia kolejowe.

Podobne artykuły

Urszula Kołodziejczyk, Michał Ćwiąkała, Analiza wyników modelowych badań podciągania kapilarnego wody w nasypach drogowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 8 Nr 4 (2009)
Bartłomiej Krawczyk, Piotr Mackiewicz, Wpływ obciążeń cyklicznych w badaniu lekką płytą dynamiczną na identyfikowane parametry podłoża , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 1 (2015)
Monika Podwórna, Marian Klasztorny, Wpływ cech pojazdów szynowych na odpowiedź dynamiczną mostu belkowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 10 Nr 3 (2011)
Paulius Paplauskas, Audrius Vaitkus, Rita Kleizienë, Analiza modeli prognozowania stanu technicznego nawierzchni podatnych na podstawie parametrów pracy konstrukcji , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 4 (2019)
Tomasz E. Burghardt, Anton Pashkevich, Kevin M. Wenzel, Badanie wysokogatunkowych szklanych mikrokulek odblaskowych do oznakowania drogowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 2 (2021)
Michał Sarnowski, Asfalty modyfikowane chemicznie o poprawionej adhezji do kruszywa , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 4 (2015)
Malwina Spławińska, Piotr Zieliński, Piotr Burnos, Wpływ zmienności natężeń ruchu pojazdów ciężkich oraz temperatury na trwałość zmęczeniową konstrukcji nawierzchni drogowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 2 (2015)
Paweł Kossakowski, Numeryczne modelowanie zniszczenia stali S235JR z zastosowaniem modelu materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 11 Nr 4 (2012)
Tomasz Szczuraszek, Prognozowanie liczby podróży absorbowanych przez miasto , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 8 Nr 1 (2009)
Beata Gajewska, Marcin Gajewski, Cezary Kraszewski, Analiza podatnej nawierzchni drogowej na podłożu z inkluzją w postaci kanału wykonanego wzdłuż osi jezdni , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 4 (2018)

<< < 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Inne teksty tego samego autora

Krzysztof Żółtowski, Marek Szafrański, Techniczne możliwości rewitalizacji kratowych wiaduktów łukowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 4 Nr 4 (2005)

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Szafrański, M. (2018). Analiza dynamiczna kolejowego przęsła mostowego pod obciążeniem ruchomym. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 17(4), 299–316. https://doi.org/10.7409/rabdim.018.019

Cited by / Share

Bibliografia

Towpik K.: Infrastruktura transportu kolejowego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, wyd. II, Warszawa, 2009
Google Scholar

Kryłow A.N.: Über die erzwungenen Schwingungen von gleichförmigen elastischen Stäben. Mathematische Annalen, 61, 2, 1905, 211-234
Google Scholar

Timoshenko S.P.: Forced vibration of prismatic bars. Izvestiya Kievskogo Politekhnicheskogo Instituta, 59, 1908, 163-203
Google Scholar

Fryba L.: Vibration of Solids and Structures under Moving Loads. Thomas Telford, London, 1972
Google Scholar

Saller H.: Einfluss bewegter Last auf Eisenbahnoberbau und Brücken. Wiesbaden Kreidel, Berlin, 1921
Google Scholar

Jeffcott H.H.: On the vibration of beams under the action of moving loads. Philosophical Magazine, Series 7, 8, 48, 1929, 66-97
Google Scholar

Naleszkiewicz J.: Z dynamiki belki mostowej. Archiwum Mechaniki Stosowanej, Vol. 2, 1953, 517-544
Google Scholar

Akin J.E., Mofid M.: Numerical solution for response of beam with moving mass. Journal of Structural Engineering, ASCE, 115, 1, 1989, 120-131
Google Scholar

Michaltsos G.T., Sophianopoulos D., Kounadis A.N.: The effect of a moving mass and other parameters on the dynamic response of a simply supported beam. Journal of Sounds and Vibrations, 191, 3, 1996, 357-362
Google Scholar

Kączkowski Z.: O drganiach belki mostowej pod wpły- wem przesuwających się obciążeń. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Budownictwo, Z. 20, 201, 1967, 9-20
Google Scholar

Langer J.: Studium dynamiki przęsła mostowego obcią- żonego ruchomym pojazdem. Archiwum Inżynierii Lądowej, 19, 2, 1973, 255-262
Google Scholar

Yang Y.B., Lin C.W.: Vehicle-bridge interaction and potential application. Journal of Sounds and Vibration, 284, 1-2, 2005, 205-226
Google Scholar

Szcześniak W., Ataman M., Zbiciak A.: Drgania belki sprężystej wywołane ruchomym, liniowym oscylatorem jednomasowym. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 1, 2, 2002, 53-83
Google Scholar

Klasztorny M.: Analiza drgań belki mostowej przenoszącej jednorodny strumień obciążeń ruchomych. Archiwum Inżynierii Lądowej, 36, 3, 1990, 207-227
Google Scholar

Klasztorny M., Langer J.: Warianty sformułowania i analiza równań równowagi dynamicznej konstrukcji mostowych poddanych działaniu strumieni obciążeń iner- cyjnych. Archiwum Inżynierii Lądowej, 36, 1-2, 1990, 3-18
Google Scholar

Fryba L.: A Rough assessment of railway bridges for high-speed trains. Engineering Structures, 23, 5, 2001, 548-556
Google Scholar

Li J., Su M.: The resonant vibration for a simply supported girder bridge under high-speed trains. Journal of Sounds and Vibration, 224, 5, 1999, 897-915
Google Scholar

Xia H., Zhang N., Guo W.W.: Analysis of resonance mechanism and conditions of train-bridge system. Journal of Sounds and Vibration, 297, 3-5, 2006, 810-822
Google Scholar

Yang Y.B., Yau J.D., Hsu L.C.: Vibration of simple beam due to trains moving at high speed. Engineering Structures, 19, 11, 1997, 936-944
Google Scholar

Gao M.M., Pan J.Y.: Coupling vibration analysis for train-track-bridge system. Proceedings of the 6th European Conference on Structural Dynamics “EURODYN 2005”, Millpress, 2005, Rotterdam, 1069-1075
Google Scholar

Klasztorny M.: Analiza dynamiczna belkowych mostów zespolonych na CMK w warunkach zwiększonych prędkości pociągów (160 - 250) km/h. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 2, 3, 2003, 73-93
Google Scholar

Wu Y.S., Yang Y.B.: Steady-state response and riding comfort of trains moving over a series of simply supported bridges. Engineering Structures, 25, 2, 2003, 251-265
Google Scholar

Dihn V.N., Kim K.D., Warnitchai P.: Dynamic analysis of three-dimensional bridge - high-speed train interactions using a wheel-rail contact model. Engineering Structures, 31, 12, 2009, 3090-3106
Google Scholar

Klasztorny M.: Dynamika mostów belkowych obcią- żonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, Warszawa, 2005
Google Scholar

Xia H., Xu Y.L., Chan T.H.T.: Dynamic interaction of long suspension bridges with running trains. Journal of Sounds and Vibration, 268, 2, 2000, 263-280
Google Scholar

Zhang Q.L., Vrouwenvelder A., Wardenier J.: Numerical simulation of train-bridge interactive dynamics. Computer and Structures, 79, 10, 2001, 1059-1075
Google Scholar

Paiăxo A., Fortunato E., Calçada R.: The effect of differential settlements on the dynamic response of the train-track system: A numerical study. Engineering Structures, 88, 2015, 216-224
Google Scholar

Bryja D., Hołubowski R., Gisterek I.: Railroad vehicle modelling in probabilistic vibration analysis of a railway bridge with randomly fluctuating track ballast stiffness. Proceedings of The 9th International Conference on Structural Dynamics “EURODYN 2014”, Porto, Portugal, 2014, 2737-2744
Google Scholar

Podworna M.: Dynamic response of steel-concrete composite bridges loaded by high-speed train. Structural Engineering and Mechanics, 62, 2, 2017, 179-196
Google Scholar

Gou H., Zhou W., Yang Ch., Yi B., Pu Q.: Dynamic response of a long-span concrete-filled steel tube tie arch bridge and the riding comfort of monorial trains. Applied Sciences, 8, 4, 2018, 1-22
Google Scholar

Apanas L., Sturzbecher K.: Analiza dynamiczna kratowego wiaduktu kolejowego w związku z dostosowaniem do przejazdu pociągów z dużymi prędkościami. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 5, 2009, 9-33
Google Scholar

Ribeiro D., Calcada R., Delgado R.: Dynamic analysis of Alcácer do Sal railway bridge. Proceedings of the 6th European Conference on Structural Dynamics “EURODYN 2005”, Millpress, 2005, Rotterdam, 1661-1667
Google Scholar

Oleszek R., Radomski W.: Dynamic analysis of an existing arch railway bridge according to Eurocodes. Archives of Civil Engineering, LXII, 4/I, 2016, 99-117
Google Scholar

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, 3, 2014, 189-215, DOI: 10.7409/rabdim.014.018
Google Scholar

Szafrański M., Żółtowski K.: Modelowanie konstrukcji mostów pod kątem dynamicznym. Seminarium „Mosty Kolejowe”, Warszawa - Jachranka, 2013, 101-115
Google Scholar

Żółtowski K., Kozakiewicz A., Romaszkiewicz T., Szafrański M., Madaj A., Falkiewicz R., Raduszkiewicz K., Redzimski K.: Przebudowa mostu kolejowego przez rzekę Pilicę z przystosowaniem do dużych prędkości. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 8, 2010, 289-299
Google Scholar

Calcada R., Cunha A., Delgado R.: Dynamic analysis of metallic arch railway bridge. Journal of Bridge Engineering, 7, 4, 2002, 214-222
Google Scholar

Żółtowski K., Szafrański M., Kozakiewicz A.: Zastosowanie istniejących przęseł odciążających typu mostowego dla prędkości eksploatacyjnych do 60 km/h. Mosty, 2, 2013, 24-27
Google Scholar

Juang J.N., Pappa R.S.: An eigensystem realization algorithm for modal parameter identification and model reduction. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 8, 5, 1985, 620-627
Google Scholar

Bendat J., Piersol A.: Engineering applications of correlation and spectral analysis. John Wiley & Sons, Inc., 1980
Google Scholar

Szafrański M.: Dynamika mostu kolejowego małej rozpiętości pod obciążeniem ruchomym. Materiały konferencyjne 64. Konferencji Naukowej Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB „KRYNICA 2018”, Krynica Zdrój, 2018, 281-282
Google Scholar

Juang J.N.: Applied system identification. Englewood Clifs, Prentice-Hall PTR, New Jersey, Inc., 1994
Google Scholar

Szafrański M.: Vibration of the bridge under moving singular loads - theoretical formulation and numerical solution. Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics, 15, 1, 2016, 169-180
Google Scholar