Dynamik och Dämpning för Samverkansbroar med Tågtrafik

Sammanfattning: För att svensk järnvägsinfrastruktur skall kunna vara konkurrenskraftig i jämförelse med mindre miljövänliga alternativ krävs kapacitetsutbyggnad och hastighetsökning av det svenska järnvägsnätet. Vid hastigheter över 200 km/h finns krav på att dynamiska analyser behöver utföras. För vissa brotyper, exempelvis samverkansbroar med ändskärmar, är det svårt att påvisa acceptabel vertikal acceleration i en förenklad dynamisk analys. Förenklad dynamisk analys är dock konservativ i det avseende att den försummar fördelaktiga effekter vilka i praktiken bidrar till högre dämpning. I detta examensarbete utfördes dynamiska analyser för en enkelspårig samverkansbro med ändskärmar med en spännvidd på 30 meter. Det huvudsakliga syftet var att utreda om det gick att tillgodoräkna sig extra dämpning från jordtrycket som uppstår vid ändskärmen. Den specifika bron analyserades med finita elementmetoden med hjälp av Brigade/Plus. Den dynamiska analysen har utförts för att studera responsen för vertikala accelerationer i brodäcket samt deformationer för både brodäcket och ändskärmen. För att undersöka vilken effekt som jord-bro interaktionen har för responsen på bron implementerades horisontella fjädrar och viskösa dämpare (dashpots) längs ändskärmens höjd för att efterlikna jordens beteende. Analysen bekräftar att det är svårt att tillgodose dynamiska krav med en förenklad beräkningsmodell som försummar flera potentiellt fördelaktiga effekter. Genom implementering av fjädrar och dashpots enligt använd metod uppvisas betydande positiva effekter, genom både minskade deformationer samt minskade vertikala accelerationer. Detta gäller även om dessa implementerades med konservativa antagande. Sammanfattningsvis visar resultaten på att modellering utan jord-bro interaktion är konservativt.