Abstract
This paper presents a study on the energy-absorbing capacities of viscoelastic dampers (VEDs) for reducing the resonant vibrations of simply supported high-speed railway bridges of short to medium span. The proposed solution is based on retrofitting the bridge with a set of discrete VEDs connected to the slab and to an auxiliary structure, placed underneath the bridge deck and resting on the abutments. In this investigation attention is focused on mitigating flexural vibrations; therefore, both the bridge and the auxiliary structure are modelled as simply supported beams with Bernoulli–Euler (B–E) behavior, whereas a discrete fractional derivative model simulates the behavior of the damping material. Firstly, a parametric study of this planar model is carried out, which has led to a dimensioning procedure of the dissipative system. The technical feasibility of this particular retrofit design is numerically evaluated by applying it to a numerical model of a simply supported railway bridge with inadmissible vertical accelerations. Numerical results show that the dynamic response of the structure can be significantly reduced in resonance with the proposed damping system
چكيده
در این مقاله، مطالعهای درمورد ظرفیت جذب انرژی میراگرهای ویسکوالاستیک (VEDها) برای کاهش ارتعاشات تشدید پلهای راهآهن با تکیهگاه ساده و به فواصل کوتاه تا متوسط ارائه می شود. راه حل پیشنهادی مبتنی بر مقاومسازی پل توسط مجموعه ای از VEDهای گسسته متصل به دال و یک سازه کمکی مستقر در زیر عرشه پل و متکی به پایه کناری پل است. در این بررسی، توجه متمرکز بر تضعیف ارتعاشات خمشی است، بنابراین هم پل و هم سازه کمکی به صورت تیرهای با تکیهگاه ساده و رفتار برنولی-اویلر (B-E) مدلسازی میشوند، در حالیکه یک مدل مشتق کسری گسسته، رفتار ماده میراگر را شبیهسازی میکند. ابتدائاً یک مطالعه پارامتری این مدل مسطح انجام میشود که منجر به یک روال بعدگذاری سیستم اتلاف شده است. امکان سنجی فنی این طراحی خاص مقاومسازی با بکارگیری آن برای یک مدل عددی از یک پل راهآهن با تکیهگاه ساده با شتابهای قائم غیرمجاز ارزیابی میشود. نتایج عددی نشان میدهند که میتوان پاسخ دینامیک سازه را با سیستم میراگری پیشنهادی، به طور چشمگیری به لحاظ تشدید کاهش داد.
1- مقدمه
رفتار دینامیک پلهای راه آهن به یک دغدغه اصلی بین دانشمندان و مهندسان طی بیش از 20 سال اخیر تبدیل شده است که به علت ساخت گسترده خطوط پرسرعت و همچنین استفاده از خطوط قدیمی در سرعتهای بالاتر است...