- Tytuł:
-
Improving the procedure of probabilistic load testing design of typical bridges based on structural response similarities
Wzbogacenie procedury probabilistycznego projektowania próbnego obciążenia mostów typowych na podstawie cech wspólnych mechanicznej odpowiedzi konstrukcji - Autorzy:
-
Owerko, P.
Winkelmann, K. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1849805.pdf
- Data publikacji:
- 2020
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
obciążenie próbne
most
imperfekcja
niepewność
analiza wrażliwości
analiza probabilistyczna
metoda powierzchni odpowiedzi
symulacja Monte Carlo
metoda elementów skończonych
MES
projektowanie eksperymentu
bridge
in-situ test
load testing
imperfection
uncertainty
sensitivity analysis
probability analysis
response surface method
Monte Carlo simulation
finite element model
FEM
experiment design - Opis:
-
This paper concerns load testing of typical bridge structures performed prior to operation. In-situ tests of a two-span post-tensioned bridge loaded with three vehicles of 38-ton mass each formed the input of this study. On the basis of the results of these measurements an advanced FEM model of the structure was developed for which the sensitivity analysis was performed for chosen uncertainty sources. Three uncorrelated random variables representing material uncertainties, imperfections of positioning and total mass of loading vehicles were indicated. Afterwards, two alternative FE models were created based on a fully parametrised geometry of the bridge, differing by a chosen global parameter – the skew angle of the structure. All three solid models were subjected to probabilistic analyses with the use of second-order Response Surface Method in order to define the features of structural response of the models. It was observed that both the ranges of expected deflections and their corresponding mean values decreased with an increase of the skewness of the bridge models. Meanwhile, the coefficient of variation and relative difference between the mean value and boundary quantiles of the ranges remain insensitive to the changes in the skew angle. Owing to this, a procedure was formulated to simplify the process of load testing design of typical bridges differing by a chosen global parameter. The procedure allows - if certain conditions are fulfilled - to perform probabilistic calculations only once and use the indicated probabilistic parameters in the design of other bridges for which calculations can be performed deterministically.
Pracę otwiera przegląd najnowszej literatury fachowej o zasięgu międzynarodowym, dotyczącej próbnych obciążeń obiektów mostowych. W licznych publikacjach badawczych jednoznacznie stwierdzono, iż zasadne jest, by często stosowane w tym zakresie metody deterministyczne uzupełniać lub zastępować analizami probabilistycznymi. Niniejsza praca stanowi zatem rozwinięcie dotychczasowych osiągnięć i spostrzeżeń. Przedmiotem pracy jest analiza możliwości zwiększenia efektywności procesu przygotowania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń typowych konstrukcji mostowych, różniących się wybranym parametrem geometrycznym (w tym przypadku – kątem ukosu konstrukcji „α”) przed ich dopuszczeniem do eksploatacji w zakresie pomiarów statycznych. Punktem wyjściowym przedstawionej analizy jest próbne obciążenie in-situ typowego, drogowego mostu sprężonego. Jednym z podstawowych kryteriów dopuszczenia obiektu mostowego do użytkowania w niektórych krajach, jest wykazanie, iż ugięcia dźwigarów głównych obiektu mostowego wywołane statycznym obciążeniem próbnym są mniejsze niż te określone teoretycznie w modelu MES obiektu. W pierwszej kolejności zatem, wyniki pochodzące z rzeczywistych badań próbnego obciążenia zostały zestawione z ich teoretycznymi odpowiednikami, pochodzącymi z prostego modelu rusztowego mostu. Ten przykład ogranicza się do analizy maksymalnych ugięć jednego z dźwigarów głównych obiektu. Wykazano, iż ugięcia z pomiarów in-situ (pomierzone przemieszczenia zostały odpowiednio przeliczone na ugięcia, aby uwzględnić wpływ osiadania podpór i zgniotów łożysk) były mniejsze niż te określone teoretycznie. Nie było zatem podstaw do niedopuszczenia mostu do użytkowania ze względu na niespełnienie kryterium ugięć. Jednakże, w rezultacie analizy wykazano, iż wyniki odpowiedzi konstrukcji z prostego modelu deterministycznego różniły się znacznie od wyników pomiarów. W związku z tym, w celu opracowania procedury zwiększenia efektywności procesu przygotowywania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń obiektów typowych, do dalszych analiz porównawczych i probabilistycznych wygenerowany został znacząco bardziej zaawansowany model bryłowy MES. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2020, 66, 4; 325-342
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł