نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

تعیین ضریب ضربه دینامیکی در پل‌های فولادی راه‌آهن با در نظر گرفتن تأثیر هم‌زمان سرعت حرکت و نسبت فاصله محورهای قطار به طول دهانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری سازه دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس
10.22034/jss.2008.236512
چکیده
در روش متداول تحلیل پل، بار ترافیکی به‌عنوان یک بار استاتیکی لحاظ گردیده و با اعمال یک ضریب به نام ضریب ضربه افزایش می‌یابد. ضریب ضربه در آیین‌نامه‌های موجود صرفاً تابعی از طول دهانه یا فرکانس اول ارتعاشی پل می‌باشد. در این تحقیق اثرات پارامترهای مختلف مانند سرعت حرکت، فاصله محورهای قطار، تعداد محورها و طول دهانه پل بر پاسخ‌های دینامیکی پل‌های فولادی راه‌آهن و مقدار ضریب ضربه بررسی شده است. برای این منظور پاسخ‌های دینامیکی و ضریب ضربه برای چهار پل با طول دهانه‌های ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ متر در محدوده سرعت‌های ۱۰۰ تا ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت و فاصله محورهای ۱۳ تا ۲۴ متر محاسبه گردیده است. نتایج تحلیل‌های دینامیکی نشان می‌دهد که در بسیاری از شرایط، ضریب ضربه مقادیری بیش از مقادیر پیشنهادی آیین‌نامه‌ها به دست می‌آید و در نتیجه روابط پیشنهادی آیین‌نامه‌ها برای ضریب ضربه کفایت نمی‌کند. همچنین نشان داده شده است که سرعت حرکت قطار بر مقدار ضریب ضربه مؤثر می‌باشد، به‌نحوی که با افزایش سرعت، مقادیر ضریب ضربه افزایش چشمگیری دارد. نسبت فاصله محورهای قطار به طول دهانه پل یکی دیگر از پارامترهای مؤثر بر ضریب ضربه است، به‌نحوی که مقدار ضریب ضربه برای نسبت‌های کمتر از یک و بیشتر از یک متفاوت می‌باشد. تعداد محورهای قطار صرفاً در شرایط تشدید بر ضریب ضربه مؤثر می‌باشد. در این تحقیق روابطی با در نظر گرفتن سرعت حرکت، فاصله محورهای قطار و طول دهانه پل برای ضریب ضربه ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Determination of Impact Factor for Steel Railway Bridges Considering Simultaneous Effects of Vehicle Speed and Ratio of Axle Distance to Span Length

نویسندگان English

Sajad Ahmad Hamidi 1
Farhad Daneshjoo 2
چکیده English

In the traditional method of bridge design, traffic loads are considered as static loads which are increased by the application of Impact Factor. In current standards, the impact factor is only a function of span length or first flexural natural frequency of the bridge. In this research, the effects of different parameters like vehicle speed, axle distance, number of axles and span length on dynamic responses of steel railway bridges and impact factor are considered. For this purpose, dynamic responses and impact factors are calculated for four simple span steel bridges with 10, 15, 20 and 25 meter length. The vehicle speed varies from 100 to 400 km/h and axle distances from 13 to 24 meter. The results indicate that the impact factors calculated from dynamic analysis in various conditions are greater than those suggested in standards like AASHTO and AREMA so the quantities of impact factors in standards are not sufficient. The impact factor is increased rapidly as the vehicle speed is increased. The results also indicate that the ratio of axle distance to span length affects the quantity of impact factor. The impact factor differs for ratios smaller or greater than one. The number of axles affects the impact factor only in resonance conditions. In this research some formulas are proposed for impact factor considering different parameters such as span length, vehicle speed and axle distance.

کلیدواژه‌ها English

Impact factor
Dynamic analysis
Steel bridges
Train
Moving loads