Roads and Bridges - Drogi i Mosty
13, 3, 2014, 275-301

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

Henryk Zobel Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering
Artur Zbiciak Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering
Radosław Oleszek Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering
Rafał Michalczyk Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering
Przemysław Mossakowski Mail
Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering

Abstract

The paper presents chosen elements of a dynamic analysis of a rail bridge located on the CMK trunk railway line in Poland. The calculations cover solving an eigenvalue problem for the structure (theoretical modal analysis) using several computational models created with different discretization methods (different accuracy levels) and determination of 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. The results were compared to the current code and regulations relating to high-speed rail systems.

Keywords


dynamic analysis, Eurocodes, FEM, HSLM, moving loads, railway bridges

Full Text:

PDF PDF

References


PN-EN 1991-2:2007 Oddziaływania na konstrukcję. Część 2: Obciążenia ruchome mostów

PN-EN 1990:2004/A1 Podstawy projektowania konstrukcji

PN-EN 1994-2 Projektowanie konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych. Część 2: Reguły ogólne i reguły dla mostów

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.

Standardy techniczne – Szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych do prędkości 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.

Standardy techniczne – Szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii CMK do prędkości 200/250 km/h. Obiekty inżynieryjne. CNTK 2002

PN-B-03261:1958 Betonowe i żelbetowe konstrukcje mostowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-B-02015:1966 Mosty wiadukty i przepusty. Obcią- żenia i oddziaływania

PN-S-10030:1985 Obiekty mostowe. Obciążenia

Wytyczne projektowania mostów stalowych: WP-D, DP-30. Projektowanie stalowych mostów kolejowych i kolejowo-drogowych

Chrościelewski J., Banaś A., Malinowski M., Miśkiewicz 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

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

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

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

Klasztorny M.: Dynamika mostów belkowych obciążonych pociągami szybkobieżnymi. WNT, Warszawa, 2006

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

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

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

Szcześniak W.: Wybrane zagadnienia kolejowe. Wzajemne oddziaływania w układzie pojazd-tor kolejowy- podtorze-podłoże gruntowe. Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995

Karaś S.: Współczynniki dynamiczne obciążeń kolejowych w PN-EN 1991-2. Drogownictwo, LXVI, 4/2011, 135-140

Rybak M.: Obciążenia mostów: Komentarz do PN-85/S-10030. WKiŁ, Warszawa, 1989

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

Fryba L.: Dynamic of Railway Bridges. T. Telford, London, 1966

Yang Y.B., Yau J.D., Wu Y.S.: Vehicle-Bridge Interaction Dynamics with Applications to High-Speed Railways. Word Scientific, Singapore, 2004

Jmin He, Zhi-Fong Fu : Modal Analysis. BH. London, 2005

Langer J.: Dynamika budowli. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1980

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

Dyniewicz B., Bajer Cz.: Symulacja komputerowa ruchomych obciążeń inercyjnych. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 9, 1, 2010, 5-30

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

Instrukcja programu SOFiSTiK 23/2010/2012, Sofistik AG, Oberschleissheim 2008, 2011

Rozporządzenie MTiGM z dnia 10.09.1998 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie. Dz. U. nr 151

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

Ülker-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


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

  
Zobel, Henryk et al. Numerical identification of the dynamic characteristics of a steel-concrete railway bridge. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 13, n. 3, p. 275-301 , apr. 2014. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 27 Sep. 2020. doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.014.018.