Pravděpodobnostní posouzení rovnováhy ocelových železničních mostů na základě zkoušek ve větrném tunelu, záznamů o provozu a větru
Probabilistic Assessment of Equilibrium of Steel Railway Bridges Based on Wind Tunnel Testing, Traffic and Wind Records
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Jan Žitný
Vedoucí práce
Ryjáček Pavel
Oponent práce
Diamantidis Dimitris
Studijní obor
Konstrukce a dopravní stavbyStudijní program
Stavební inženýrstvíInstituce přidělující hodnost
katedra ocelových a dřevěných konstrukcíPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Ocelové železniční mosty tvoří významnou část evropské železniční sítě a některé z těchto mostů pocházejí z počátku 19. století. Tyto mosty často vykazují nedostatečnou spolehlivost při hodnocení metodou dílčích součinitelů dle Eurokódu, a to především v mezním stavu překlopení (EQU) při uvážení současného působení lehké dopravy a silného větru nebo v mezním stavu únosnosti (STR), kde se kombinují účinky větru s extreémním vlivem dopravního zatížení. To často vede k nákladným dopravním omezením, konstrukčním úpravám nebo výměně nosné konstrukce mostu. Aby bylo možno těmto konstrukčním zásahům předejít, bylo potřeba najít přiléhavější řešení k nadhodnoceným postupům dle platných předpisů. Z tohoto důvodu bylo vytvořeno 8 modelů charakteristických ocelových železničních mostů a vybraných typů vlakových souprav a byla provedena série měření ve větrném tunelu pro aktualizaci aerodynamických součinitelů. Hodnoty součinitelů založené na zkouškách ve větrném tunelu odpovídají v průměru 70-80 % hodnot stanoveným dle EN 1991-1-4. Dále byly využity záznamy o dopravních intenzitách ve třech vybraných dopravních uzlech na jejichž základě byl vytvořen pravděpodobnostní model zatížení lehkou železniční dopravou. Data o rychlostech větru za posledních 50 let byla využita k tvorbě rozdělení zatížení větrem pro větrné oblasti České Republiky reprezentativní pro středoevropské klima. Podrobná pravděpodobnostní analýza založená na aktualizovaných aerodynamických součinitelích, reálných rozdělení železniční dopravy a větru ukazuje, že přestože většina vybraných mostů nevychází dle platných předpisů Eurokódu, jejich spolehlivost je dostatečná. Při využití zpřesněných modelů zatížení lze snížit nadbytěčné rezervy při posouzení spolehlivosti, které jsou často zahrnuty v modelech pro stálá zatížení a geometrii, tlak větru, dopravní zatížení a v popisu kombinace těchto dvou proměnných zatížení. The European railway network includes many steel bridges, both plate girder and truss girder, often dated back to the end of the 19th century. The assessment by the partial factor method according to Eurocodes often reveals insufficient reliability of these bridges. In particular, they often fail to satisfy the equilibrium limit state (EQU) when strong wind occurs simultaneously with an unloaded train crossing the bridge or in the strength limit state (STR) when the strong wind is combined with extreme traffic live load. To avoid unnecessary structural interventions and expensive traffic restrictions, eight representative types of these bridges are tested in the wind tunnel to refine force coefficients of wind pressure for the specific bridge shape and selected types of light-weight vehicles. The values of force coefficients based on wind tunnel tests correspond on average to 70-80 % of those determined according to EN 1991-1-4. Traffic flow records for three representative railway lines are then utilized to obtain distributions of weights and heights of light-weight trains, for low to high traffic intensity. Wind records covering around last 50 years are utilized to establish wind speed distributions characteristic for wind zones in the Czech Republic, thus representative for the Central European inland mild climate. Detailed probabilistic analysis of all cases demonstrates that reliability of these bridges is close to the target level specified for EQU assessment when the wind tunnel force coefficients are considered along with site-specific free-field wind and railway traffic records. It is shown that case-specific information may help to reduce numerous “hidden safeties” in reliability assessments, often included in the models for permanent actions and geometry, wind pressure, traffic load, and the combination of the last two.
Kolekce
- Disertační práce - 11000 [457]