Railway bridge dynamic amplification factors – Investigation of effects from track irregularities

QC 20250512

Abstract

Detta arbete undersöker de dynamiska effekterna på järnvägsbroar med korta spann,med särskilt fokus på inverkan av rälsojämnheter och den resulterande dynamiska förstoringsfaktorn, betecknad φ′′. Syftet med denna studie är att undersöka om dennuvarande formel, som är baserad på äldre undersökningar, är onödigt konservativ och kan förfinas för att öka de tillåtna axellasterna och förbättra effektiviteten ijärnvägstransportsystemet. Studien är inriktad på korta broar, med en spännvidd på mellan 4-20 m, eftersom de är mer känsliga för dynamiska effekter.Forskningen omfattar experimentell mätning på två betongbroar belägna på densödra stambanan i närheten av Katrineholm, Sverige. Syftet med detta är att validera de finita elementmodeller som används för ett större antal simuleringar. Den huvudsakliga modellen som används för simuleringar är en tvådimensionell modell som beaktar interaktion mellan tåg-spår-bro. Effekten av rälsens ojämnhetertas med i modellen för att beräkna deras isolerade effekt. De rälsojämnheter somanvänds kommer ifrån mätningar på bandelar i Sverige. Resultaten visar att den nuvarande formeln överskattar den dynamiska förstoringsfaktornför en betydande del av det studerade intervallet jämfört med formelnsom anges i Eurocode, med den övre gräns för egenfrekvens och för de studeradespännvidderna på 4-20 m och tåghastigheter på upp till 120 km/h, särskilt för lägre hastigheter. En stor skillnad mellan formlerna är att formeln i Eurocode inte längre påverkas av hastigheten efter 80 km/h, vilket inte var i linje med simuleringarna. Magnituden på skillnaden beror också på vilken typ av spårkvalitet som jämförsmed, den nya formeln för φ′′, som föreslås i denna studie, använder en skalningsfaktorsom beror på standardavvikelsen σ, istället för att bara använda ”bra spår”eller inte.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-363196