Train-induced vibration in bridge piers
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Altınbaş Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
The movement of trains across bridges could create forces that potentially cause significant
vibrations in supporting piers. These are important parts of the whole structure of a bridge, which
would fall without them. Knowledge about how these shakes work is so important for designing
and keeping bridges safe. Engineers have used Plaxis 3D, a tool that uses finite element analysis,
to build a model and show how a train moves. There hasn't been enough study on how train
vibrations affect bridge piers. This research will shed light on this issue. Simulations with three
different train speeds to examine their effect on a bridge pier in the middle and the most soil
settling were run. Maximum shear force and bending moments values for two specific
columns that are located in the middle and end of the platform were also recorded. It was
found that the middle column’s end settlement reached a peak then started to decline as
train’s speed increases. For the settlement of soil, maximum value was found in the part of
soil that was just over first two columns. When the speed of train grows, the soil settlement
exhibited a minor drop which can be negligible. For maximum shear force for both columns,
there was a similar trend. At first, maximum value became greater notably but then started
to fall off. For maximum bending moment, there was also a same trend for both columns.
As train’s speed climbs, an increment was observed. However, a serious amount of reduction
was seen as the train reached its maximum speed. Based on these results, we could easily
state the critical speed of the train. Even though, this research is simulation based, the outcomes of this study can give engineers and architectures an idea of how a railway bridge
can affect bridge piers and even nearby buildings.
Trenlerin köprüler üzerindeki hareketi, destekleyici ayaklarda önemli titreşimlere neden olabilecek kuvvetler yaratabilir. Köprü ayakları, bir köprünün bütün yapısının önemli parçalarıdır; bunlar olmadan köprü çökerdi. Bu titreşimlerin nasıl çalıştığına dair bilgi, köprülerin güvenli bir şekilde tasarlanması ve korunması için son derece önemlidir. Mühendisler, bir trenin nasıl hareket ettiğini göstermek için sonlu elemanlar analizi kullanan Plaxis 3D adlı bir aracı kullanarak modeller oluşturdu. Tren hareketinden kaynaklı titreşimlerinin köprü ayakları üzerindeki etkileri üzerine yeterince çalışma yapılmamıştır. Bu çalışma, bu konuya ışık tutacaktır. Tren hareketinin etkisini gözlemleme amacıyla ,orta bölgede bulunan köprü ayaklarından biri ve en fazla zemin oturmasının meydana geldiği bölgede üç farklı tren hızıyla simülasyonlar yapıldı. Platformun ortasında ve sonunda bulunan iki belirli kolon için maksimum kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri de kaydedildi. Orta kolon ayağında meydana gelen oturmanın bir zirveye ulaştığı ve ardından trenin hızı arttıkça azalmaya başladığı tespit edildi. Zeminin maksimum oturma gösterdiği değer, ilk iki kolonun hemen üzerindeki bölgede tespit edildi. Trenin hızı arttıkça, zemin yer değiştirmesi hafif bir düşüş gösterdi ki bu da göz ardı edilebilir. Her iki kolon için maksimum kesme kuvveti açısından benzer bir eğilim vardı. Başlangıçta, maksimum değer belirgin bir şekilde arttı ama sonra düşmeye başladı. Maksimum eğilme momenti için, her iki kolon için de benzer bir eğilim vardı. Trenin hızı arttıkça, bir artış gözlemlendi. Ancak, tren maksimum hızına ulaştığında dikkate değer bir azalma gözlemlendi. Bu sonuçlara dayanarak, trenin kritik hızını kolayca belirtebiliriz. Bu araştırma simülasyona dayalı olsa da, bu çalışmanın sonuçları mühendisler ve mimarlar için bir demiryolu köprüsünün köprü ayakları ve hatta yakınlardaki binalar üzerindeki etkisini anlamalarına yardımcı olabilir.
Trenlerin köprüler üzerindeki hareketi, destekleyici ayaklarda önemli titreşimlere neden olabilecek kuvvetler yaratabilir. Köprü ayakları, bir köprünün bütün yapısının önemli parçalarıdır; bunlar olmadan köprü çökerdi. Bu titreşimlerin nasıl çalıştığına dair bilgi, köprülerin güvenli bir şekilde tasarlanması ve korunması için son derece önemlidir. Mühendisler, bir trenin nasıl hareket ettiğini göstermek için sonlu elemanlar analizi kullanan Plaxis 3D adlı bir aracı kullanarak modeller oluşturdu. Tren hareketinden kaynaklı titreşimlerinin köprü ayakları üzerindeki etkileri üzerine yeterince çalışma yapılmamıştır. Bu çalışma, bu konuya ışık tutacaktır. Tren hareketinin etkisini gözlemleme amacıyla ,orta bölgede bulunan köprü ayaklarından biri ve en fazla zemin oturmasının meydana geldiği bölgede üç farklı tren hızıyla simülasyonlar yapıldı. Platformun ortasında ve sonunda bulunan iki belirli kolon için maksimum kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri de kaydedildi. Orta kolon ayağında meydana gelen oturmanın bir zirveye ulaştığı ve ardından trenin hızı arttıkça azalmaya başladığı tespit edildi. Zeminin maksimum oturma gösterdiği değer, ilk iki kolonun hemen üzerindeki bölgede tespit edildi. Trenin hızı arttıkça, zemin yer değiştirmesi hafif bir düşüş gösterdi ki bu da göz ardı edilebilir. Her iki kolon için maksimum kesme kuvveti açısından benzer bir eğilim vardı. Başlangıçta, maksimum değer belirgin bir şekilde arttı ama sonra düşmeye başladı. Maksimum eğilme momenti için, her iki kolon için de benzer bir eğilim vardı. Trenin hızı arttıkça, bir artış gözlemlendi. Ancak, tren maksimum hızına ulaştığında dikkate değer bir azalma gözlemlendi. Bu sonuçlara dayanarak, trenin kritik hızını kolayca belirtebiliriz. Bu araştırma simülasyona dayalı olsa da, bu çalışmanın sonuçları mühendisler ve mimarlar için bir demiryolu köprüsünün köprü ayakları ve hatta yakınlardaki binalar üzerindeki etkisini anlamalarına yardımcı olabilir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Plaxis 3D, Settlement, Shear Force, Bending Moment, Bridge Pier, Plaxis 3D, Oturma, Kesme Kuvveti, Eğilme Momenti, Köprü Ayağı
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Çaktur, F. (2024). Train-induced vibration in bridge piers. (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Altınbaş Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
