Dynamika ortotropowego mostu kolejowego w świetle norm PN-EN

The paper presents selected aspects of dynamic numerical simulations of an orthotropic steel railway bridge loaded by high-speed trains. The model of moving loads was adopted in accordance with the models set out in the applicable standards. The current European code requirements are referred in which the computer calculations of the dynamic response of the structure are the basis for assessing the suitability of the structure to carry high-speed rail traffic ( v > 160 km/h ). In this research the calculations are based on the author's method of generating traffic roads in Abaqus FEM environment. lt is emphasized in the paper that in most commercial FEM codes (including Abaqus), moving loads are not implemented in modules responsible for defining of loads. The author's approach to this issue allowed to obtain results confirming its adequacy. In the longer term, the authors will develop a plan to adapt this algorithm in order to generale traftic loads on bridges discretized as spatial and plane numerical models.Zagadnienia modelowania i symulacji mostów obciążonych pociągami szybkobieżnymi są istotne w świetle obowiązujących wymagań dotyczących obiektów inżynieryjnych na liniach kolejowych dużych prędkości. W konstrukcjach nowoprojektowanych lub przystosowywanych do nowych warunków eksploatacji, współczesne przepisy, oprócz rozwiązania zagadnienia własnego (analiza modalna), wymagają wykonania obliczeń dynamicznej odpowiedzi ustroju na obciążenia kolejowe (tzw. analiza czasowa). Analizy tego typu są konieczne, gdyż metody quasi-statyczne nie dają możliwości przewidywania skutków rezonansowych wywołanych pociągami poruszającymi się z dużymi prędkościami. W pracy przedstawiono pokrótce literaturę dotyczącą problematyki ruchomych obciążeń. Zagadnienia sprężystych belek i płyt są wykorzystywane w dynamice konstrukcji mostowych, a także w szacowaniu wytężenia nawierzchni kolejowych i drogowych, gdzie dodatkowo uwzględnia się dyskretne lub ciągłe modele podłoża, na których spoczywają wymienione elementy konstrukcyjne, przenoszące obciążenia. Rozpatrywane są siły o charakterze inercyjnym albo bezmasowym, zarówno skupione jak i rozłożone. Bardziej zaawansowane aplikacje dotyczą obciążeń w postaci ruchomych oscylatorów. W przypadku analiz czasowych wzory ścisłe znane z dynamiki budowli dotyczą elementarnych modeli konstrukcji i nieskomplikowanych schematów obciążeń. W realnych ustrojach, z uwagi na złożoność normowych modeli obciążeń pociągami dużych prędkości, do rozwiązania równań ruchu niezbędne są metody numeryczne. Przedstawiono sformułowanie podstawowych zadań w dynamice mostów kolejowych, obciążonych pociągami szybkobieżnymi oraz zasady opracowywania modeli fizycznych i matematycznych układu most-tor-pociąg (MTP), w którym uwzględnia się interakcję jego składników. W tym zakresie współczesne normy PN-EN dopuszczają pewne uproszczenia, które wynikają z trudności w określaniu dokładnych charakterystyk dynamicznych pojazdów szynowych