| Popis: |
Under de senaste decennierna parallellt med klimatdiskussionen har det vuxit fram ett stort intresse för höghastighetståg och en förbättrad infrastruktur i Sverige. I delar av Europa men speciellt i Kina och Japan har utvecklingen av höghastighetståg fått ett enormt lyft. Ett problem vid höjda tåghastigheter är att broarna vid en kombination av låg massa och låg egenfrekvens riskerar att orsaka resonans och höga accelerationsnivåer vid passage. Ballastspår är namnet för det traditionella järnvägsspåret i Sverige. Ballastfria spår är motsatsen till ballastspår. Andra namn för ballastfria spår är Fixerat spår eller slab track. Det är stora skillnader mellan de två olika järnvägssystemen. Det som skiljer traditionella järnvägsspår och ballastfria järnvägsspår är att vid traditionella järnvägsspår fästs rälerna på slipers som därefter packas i makadam. Vid ballastfria järnvägsspår byggs spåret av en längsgående betongplatta istället för makadam. Systemet befästs sedan i betongplattan eller via betongblock som gjuts in i den betongplattan. Ballastfria spår är vanligare vid tunnel- och brobyggen i Europa än de är i Sverige, speciellt vid höghastighetsjärnvägar. Vid dimensionering av olika bärande element i byggnader och anläggningar finns det laster som är tidsberoende. Dessa laster kommer från maskiner, anordningar med rörliga massor, jordbävningar eller fordon på broar. Detta medför svängningar i konstruktionen. I vissa fall är det möjligt att förenkla beräkningen och behandla lasterna som statiska laster. Till exempel genom att tillföra ett så kallat dynamiskt tillskott (schablonvärden) på den statiska lasten. Vid brodimensionering är det krav att en dynamisk analys görs vid hastigheter överstigande 200 km/h. I detta examensjobb har de vertikala accelerationsnivåerna i en järnvägsbro vid högre tåg-hastigheter jämförts för ballasterad- och ballastfri överbyggnad. De tåghastigheter som undersökt är mellan 200 – 300 km/h med steg om 20 km/h. Beräkningarna för järnvägsbron har gjorts i datorprogrammet Brigade plus som är baserat på finita elementanalyser. Scanscot Technology AB är ansvariga utgivare för datorprogrammet. Examensarbetets upplägg har innehållit litteraturstudier angående dynamik samt normer och krav från Eurokod och Trafikverket. During the last decade with the world’s climate changes a discussion has develop about high speed trains and the ambition to improve the infrastructure in Sweden. In parts of Europe and especially China and Japan it has been in the last decade a very fast growing development in the infrastructure for high speed trains. One of many problems with higher train speed is that the bridges are a combination of low mass and low frequency. This is a risk that can cause resonance and higher vertical acceleration. Ballast track is the name for the traditional railway system in Sweden. The ballastless track is the opposite of ballast track system. Other names for ballastless track is Fixed track or slab track. There are big differences between the two railway systems. The differences between the traditional railway track and the ballastless track are the traditional railroad rails attached to sleepers who then are packed into macadam. The ballastless track built track of a longitudinal concrete slab instead of macadam. The system then consolidated in the concrete slab or through concrete blocks cast in the concrete slab. Ballastless tracks are common in tunnel and bridge construction in Europe than in Sweden, especially in high-speed railways. When dimensioning different carrying elements in buildings and constructions there are time-dependent loads to take in account. These loads come from machines, constructions with dynamic masses, earthquakes or vehicles on bridges and causes oscillations in the construction. It is possible in some cases to simplify the calculations and treat the loads as static loads, for example, by adding a so called dynamic contribution to the static load. When calculating the dimensions for a bridge, a dynamic analysis for speeds above 200 km/h is required. In this thesis has the vertical acceleration that arises in the lane been compared for ballast and non-ballast systems for a railway bridge. The speeds that have been investigated are 200 – 300 km/h with 20 km/h interval. The calculations for the bridge have been done in the programme Brigade plus that is based on FEM analysis. Scanscot Technology AB is the company who is accountable for the software program Brigade plus. The thesis setup has been literature studies about dynamic analysis, standards and demands from Eurokod and Trafikverket. |
