تعيين گام زماني مناسب در تحليل ديناميكي پل‌هاي فلزي راه‌آهن تحت بارهاي متحرك

DETERMINATION OF PROPER TIME STEP FOR DYNAMIC ANALYSIS OF BRIDGES UNDER MOVING LOADS

در تحليل سازه‌ها تحت بارهاي ديناميكي، انتخاب گام زماني در دست‌يابي به پاسخ‌هاي دقيق بسيار حايز اهميت است. در اين تحقيق نيز انتخاب گام زماني مناسب به‌منظور تحليل ديناميكي پل‌هاي راه‌آهن تحت حركت بارهاي متحرك مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به ماهيت ديناميكي بارهاي متحرك، در اين تحقيق پاسخ‌هاي ديناميكي چهار پل فلزي با دهانه‌هاي 10، 15، 20 و 25 متر به حركت قطار درمحدوده‌ي سرعت‌هاي 100 تا 400 كيلومتر بر ساعت و فاصله محورهاي 13 تا 23 متر، با در نظر گرفتن گام‌هاي زماني متفاوت در تحليل، محاسبه شده است. نتايج حاصله نشان مي‌دهد كه با افزايش سرعت حركت قطار (يا افزايش سرعت اعمال بار)، گامِ زمانيِ مناسب براي تحليل ديناميكي پل كاهش مي‌يابد. در مقابل، با افزايش طول دهانه‌ي پل (يا افزايش پريود ارتعاشي سازه) مي‌توان گام زماني را در تحليل ديناميكي بزرگ‌تر انتخاب كرد. در اين تحقيق با مقايسه‌ي نتايج حاصل از تحليل ديناميكي با گام‌هاي زماني متفاوت، رابطه‌يي براي انتخاب گام زماني مناسب در تحليل ديناميكي پل‌ها تحت بارهاي متحرك ارايه شده است.

In the analysis of structures under dynamic loads, selection of a proper time step has great influence on reaching exact results. In this research, determination of the proper time step in the dynamic analysis of railway bridges under high speed moving loads is considered. Dynamic responses of four simple span steel bridges, with lengths of 10, 15, 20 and 25 meters, to moving trains with speeds from 100 to 400 km/h and axle distances from 13 to 23 meters, are calculated, considering different time steps in the analysis. The results indicate that increasing the moving speed of vehicles (increase in loading speed), reduces the length of the proper time step for dynamic analysis. In contrast, by increasing span length (increase in bridge vibration period), longer time steps can be used in dynamic analysis. In this research by investigation of dynamic analysis results, an equation is suggested for determination of proper time step for dynamic analysis of bridges under moving loads.