Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Fatigue assessment of riveted bridges
2009 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

The majority of the railways used today were built in the beginning of the 20th century. Most of the bridges constructed at that time are still in service. This was achieved by designing the bridges with an over capacity, this extra reserve in the design of the bridges was done since the axle load of trains and locomotives were changed during this period. To ensure that the bridge stock could manage future axle load alterations a buffer was assigned to their resistance.The situation with an increasing number of old bridges still in service that are reaching their design service life is similar in all of Europe, and because of their quantity it is impossible to replace all bridges at the same time.To be able to make old bridges stay in service longer enhancement of the existing assessment methods has to be made. To do this the procedure of an assessment must be known to be able to recognize where improvements can be made and areas that are critical in a bridge must be identified.This thesis has focused on the material properties of steel bridges constructed before the 1940's and how to estimate the remaining fatigue life of riveted bridges.By gathering information from bridges where the material properties have been determined a data base was created. From the information in the data base a better prediction concerning the properties to expect in steel bridges constructed before the 1940's is obtained. By using information from the data base a more accurate calculation of the resistance can be achieved which opens for the possibilities for higher loads to be allowed.Concerning the fatigue life of riveted bridges this thesis has focused on two areas. The first area is the girders of the secondary structure, stringers and cross girders, transferring loads from trains or cars to the main girders of the bridge. These girders are often in focus in assessments, due to their length and position in the bridge that makes them more exposed to fatigue damage than other parts. The work has focused on determining which detail category that should be used in calculations of the fatigue life for riveted structures. A survey was performed containing information of large scale fatigue tests performed on riveted bridge girders taken out from service and tests on small scale specimens to investigate influencing factors of the fatigue life.The second area concerning fatigue and how to estimate remaining time in service is the connections between the stringers and cross girders. The connections between these girders are often exposed to unintended load exposure causing cracking in these joints. A fracture mechanic approach was used to estimate the degradation of stiffness in these connections and the propagation rates of cracks. Also investigations were carried out concerning the best way of modelling these connections by comparing the results from the FEanalyses to field measurements.

Abstract [sv]

Många av dagens järnvägssträckningar byggdes i början av 1900-talet, de flesta av broarna som uppfördes är fortfarande i drift. Anledningen till detta är att vid 1900-talets början ändrades axellaster på lok och vagnar, för att fastställa att de broar som då konstruerades skulle kunna fortsätta att vara i drift trots liknande ändringar dimensionerades dessa så att det skulle finnas en extra reserv. Situationen med en ökande andel av äldre broar som börjar närma sig sin dimensionerande livslängd är liknande i många av de Europeiska länderna och på grund av det stora antalet är det omöjligt att byta ut alla. För att kunna utföra grundligare beräkningar angående resterade livslängd måste förbättringar av nuvarande bärighetsberäkning genomföras. För att göra en bedömning var dessa ändringar är möjliga att utföras och få störst inverkan måste beräkningsprocessen kännas till samt de områden identifieras i en bro som är kritiska och behöver extra tillsyn. För att tillmötesgå detta har denna avhandling fokuserat på områdena materialegenskaper hos broar uppförda innan 1940 och hur den kvarvarande utmattningskapaciteten av nitade broar ska utvärderas. Genom att samla information om materialegenskaper hos broar uppförda innan 1940 och sammanställa dessa till en databas har en bättre bild av de parametrar som påverkar bärförmåga hos broar blivit fastställd. Genom att använda denna information vid beräkningar av broars bärförmåga kan ett bättre utnyttjande uppnås vilket öppnar för möjligheten till en lasthöjning.Gällande utmattning har forskning bedrivits på, balkar i sekundärstrukturen hos broar, lång och tvärbalkar. På grund av deras utsatta position är dessa balkar exponerade för högre grad av utmattning än övriga delar i en bro. Arbete har bedrivits för att utvärdera vilken detaljkategori som bäst beskriver utmattning hos nitade balkar. Detta har gjorts genom att undersöka utmattningsförsök från tidigare forskningsprojekt och att sammanställa dessa för att erhålla en bild av vilken detaljkategori som beskriver nitade balkars utmattnings kapacitet bäst.Ytterligare arbete som har utförts beträffande utmattning har varit att fastställa kvarvarande livslängd hos förband mellan lång och tvärbalkar. Brottmekanik har varit basen för denna undersökning av hur styvheten hos förband mellan balkar avtar med längden på en spricka. Undersökningar utfördes även om hur dessa förband ska modelleras för att erhålla de egentliga spänningarna i en bro, modellerna validerades mot mätningar.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2009. , 165 p.
Series
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544
Research subject
Structural Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-18628Local ID: 9823bac0-fc29-11dd-9fef-000ea68e967bISBN: 978-91-86233-13-6OAI: oai:DiVA.org:ltu-18628DiVA: diva2:991637
Note
Godkänd; 2009; 20090216 (toblar); DISPUTATION Ämnesområde: Konstruktionsteknik Opponent: Docent Mohammad Al-Emrani, Chalmers tekniska högskola Ordförande: Professor Ove Lagerqvist, Luleå tekniska universitet Tid: Fredag den 20 mars 2009, kl 10.00 Plats: F 1031, Luleå tekniska universitetAvailable from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5270 kB)4 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5270 kBChecksum SHA-512
8b02d5e150cb06a2e37b7945a7803297e3f059f1af67963f2b518efc21e72b415ce140df2ae339dfb55789c6fee23b0888728173aa3e07719c4d2a658183dd61
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Larsson, Tobias

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 4 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 10 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link