Toteutunut väsytyskertymä teräksisten rautatiesiltojen mitoitusta varten

The main goal of this master's thesis is to determine the damage equivalent factors due to the increment in axle weights for the fatigue assessment of existing steel railway bridges in the Finnish railway network. The design lifespan for a bridge in Finland is 100 years. Some steel bridges in Finland are 100 years old or even older, and calculations shown in a case study in chapter 6 of this work indicate that they have reached their fatigue life. However, no damages are occurring in the structures. That is why an accurate measure is needed to evaluate their remaining working lives. Current methods are based on fatigue analysis, for example, in Eurocodes and NCCI guidelines. The damage equivalent method has been widely adopted in bridge fatigue design. This work aims to develop a calculation model to evaluate the damage equivalent factors for different span lengths of existing steel railway bridges, considering traffic volume and axle weights of passenger and freight trains. In addition, this thesis focuses only on steel railway bridges in the Finnish railway network. The final result is a table of fatigue equivalent factors and their indicative use in calculations.Tämän tutkimuksen päätavoitteena on määrittää akselipainojen kasvusta johtuvat väsytyskertymät Suomen rataverkolla olevien teräksisten rautatiesiltojen väsymismitoitusta varten. Siltojen suunnitteluikä on 100 vuotta. Suomessa useat terässillat ovat jo 100 vuotta vanhoja ja niiden käyttöikä on saavutettu nykyisillä laskentamenetelmillä, mutta niiden rakenteissa ei ole havaittavissa kuitenkaan mitään vaurioita. Tämän takia tarvitaan tarkempaa laskentaa, jotta voidaan arvioida niiden jäljellä olevaa käyttöikää. Nykyiset menetelmät pohjautuvat väsymisanalyysiin, joka on esitetty Euro-koodeissa ja NCCI-ohjeissa. Ekvivalentin jännitysvaihteluvälin menetelmä on yleisin menettelytapa sillan väsymiskestävyyden arvioimiseen. Väsymisen ekvivalentti vauriokerroin voidaan määrittää yksityiskohtaisemmin sillan todellisesta liikenteestä. Tämän työn tarkoitus on luoda laskentamenetelmä, jota voidaan käyttää määrittämään ekvivalentti vauriokerroin väsymiselle terässiltojen erilaisilla jännemitoilla ottaen huomioon liikennemäärät, eli tavarajunien ja matkustajajunien kokonaismassat ja niiden lukumäärät. Sen lisäksi, tutkitaan vain Suomen rataverkolla olevien teräksisten rautatiesiltojen toteutunutta väsytyskertymää ja niiden väsymismitoitusta. Lopputuloksena saadaan esitetty väsytyskertymien taulukko ja niiden ohjeellinen käyttö mitoituslaskennassa