Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Fatigue of composite railway bridges based on dynamic simulations
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Structural Engineering and Bridges.
2012 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utmattning av samverkansbroar baserad på dynamiska simuleringar (Swedish)
Abstract [en]

Many steel and composite railway bridges were designed using static analysis and a dynamic amplification factor. These bridges are subjected at present time and in future, to more axel loads and higher train speeds which may reduce substantially fatigue service life at specific parts.

The purpose of this study is to investigate two types of dynamic parameters to evaluate fatigue service life of the Banafjäl Bridge. It is structurally a composite railway bridge that is located in north of Sweden.

One of the dynamic parameters is the speed of different types of high-speed train models which will influence the resonance speed and its impact on fatigue. In addition, the overall damping ratio of the structure is varied which has shown to have a significant effect on the fatigue life.

Two dimensional finite element model was created to perform dynamic time history analyses which was utilizing load-time amplitude function. Two types of trains were used to simulate the bridge response dynamically. The model was verified with another study and the results were employed to evaluate the bridge in three critical welded connections with respect to fatigue.

The results show that the speed of the trains has great impact on the fatigue life especially at resonance speed, and that an increase in the damping ratio will prolong the bridge service life. A comparison of fatigue life between dynamic and static analysis of a specific train type is also presented which shows large differences in results.

Abstract [sv]

Många stål- och samverkansbroar har tidigare analyserats statiskt med en dynamisk¬förstorings¬faktor. Dessa järnvägsbroar utsätts och kommer i framtiden att utsättas för större axellaster och högre hastigheter vilket leder till att livslängden för specifika delare förkortas.

Syftet med denna studie är att undersöka två parametrar som har en inverkan på den dynamiska analysen för att utvärdera utmattningslivslängden på Banafjäl bron. Bron är strukturellt en samverkansbro som ligger på Botniabanan i norra Sverige.

En av de dynamiska parametrarna är hastigheten av olika typer av höghastighetståg vilka påverkar resonanshastigheten och i sin tur har en inverkan på utmattningen. I tillägg till detta så har dämpningen i bron varierats, vilket har visat sig ha en betydande effekt i studien.

En tvådimensionell finit element modell har skapats för att utföra de dynamiska analyserna. Två typer av tåg användes för att simulera den dynamiska responsen hos bron. Modellen verifierades med en annan studie och resultaten användes för att utvärdera bron i tre svetsade kritiska anslutningar med avseende på utmattning.

Resultaten visar att hastigheten på tågen har speciellt stor betydelse för utmattningen vid resonanshastighet, medan dämpningen bidrar till att förlänga livslängden på bron. En jämförelse av utmattningslivslängden mellan dynamisk och statisk analys av en specifik tågtyp har presenterats, vilket visar på stora skillnader i resultat.

Place, publisher, year, edition, pages
Trita-BKN-Examensarbete, ISSN 1103-4297 ; 342
National Category
Civil Engineering
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99378ISRN: KTH/BKN/EX-342-SEOAI: diva2:542056
Subject / course
Structural Design and Bridges
Educational program
Master of Science in Engineering - Urban Management
Available from: 2012-09-05 Created: 2012-07-29 Last updated: 2012-09-05Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Structural Engineering and Bridges
Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 432 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link