The prediction of the joint stifness of riveted steel bridges

Abstract

Mnoho nýtovaných ocelových mostů bylo postaveno zhruba před sto lety. Problém spočívá v tom, že mnohé z těchto mostů nebyly navrženy pro svůj současný životní cyklus nebo pracovní služby. Tato zpráva se zabývá modelováním jedenácti připojení v programu IDEA StatiCa pěti typů starých nýtovaných ocelových mostů v České republice a zaměřuje se na predikci dvou typů formulací týkajících se rotační tuhosti v závislosti na jeho setrvačnosti: založené na těch částech s nízkou setrvačností a druhé v těch částech s vyššími setrvačností. Vznikly dva typy spojení: průřezy nosníků a příčné nosníky v mostích, které jsou převážně příhradové. Je třeba uvažovat, že v minulosti nedošlo k technologickému pokroku, který by umožňoval správnou predikci strukturálního chování, a proto byly spojení považovány za připoutané nebo pevné, tento postup výpočtu přináší s nejistými vnitřními silami v prvku. Pro analyzovaná spojení (nýtovaná) je obtížné předvídat jejich chování a jejich počáteční rotační tuhost v důsledku počtu prvků, které tvoří: desky, nýty, úhly. V dnešní době existují lepší nástroje, které zlepšují obecnou analýzu struktur a umožňují nám mít lepší představu o strukturálním chování, výpočetní model se podobá skutečnosti. Výsledkem je, že obě vzorce byly porovnány nezávisle, což znamená, že každý most a jeho charakterizace (typ mostu, druh spojení, výška prvku atd.). Rovněž průměrná procentuální hodnota pro každý vzorec prezentovaná na předchozích studiích byla porovnána s průměrem získaným v této studii. Proto je doporučeno, aby tyto vzorce šetřily čas výpočtu v nýtovaných mostních přiměřených bezpečnostních koeficientech s přihlédnutím k výše uvedeným chybovým hodnotám.

Many riveted steel bridges were built around one hundred years ago. The problem lay down on many of those bridges have not been designed for their current life cycle or work services. The present report considers the modeling of eleven connections in the program IDEA StatiCa of five different types of old riveted steel bridges in the Czech Republic and focuses on the prediction of two types of formulas regarding the rotational stiffness depending on its inertia: the first one is based on those sections with low inertia and the second one in those sections with higher inertias. It has taken two types of connections: beam-cross sections and cross beam-stringers, in bridges that are mostly trussed. It has to be consider, on the past there were not technological advances which allowed a correct prediction of the structural behavior, consequently, the connections were considered pinned or fixed, this calculation procedure delivers with uncertain internal forces in the element. For the analyzed connections (riveted) it is difficult to predict their behavior and their initial rotational stiffness, due to the number of elements that make up such as: plates, rivets, angles. Nowadays, exist better tools which improve the general analysis of structures, and allows us to have a better idea of the structural behavior, the computational model resembles reality. As a result, the two formulas were compared independently which every bridge and its characterization (Type of bridge, type of connection, height of the element, etc.). Also, the average percentage for each formula presented on previous studies were compared to the one obtained in this study, Therefore, it is recommended these formulas to save calculation time in riveted bridges with adequate safety coefficients, taking into account the error values previously mentioned.