Abstract

W pracy przedstawiono kompleksową analizę optymalizacyjną kolejowego wiaduktu łukowego. Szczególną uwagę zwrócono na zachowanie dynamiczne konstrukcji. Odpowiedź dynamiczna przęsła pod obciążeniem taboru Kolei Dużych Prędkości (KDP) jest jednym z kluczowych elementów podlegających ocenie przy projektowaniu obiektów wzdłuż KDP. Drgania przęsła ograniczane są ze względu na trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji oraz komfort pasażerów. Sformułowano procedurę, w której połączono analizę numeryczną Metodą Elementów Skończonych oraz wielokryterialną optymalizację rojem cząstek (PSO) do poszukiwania zestawu najlepszych rozwiązań ze względu na ilość zużytego materiału i odpowiedź dynamiczną konstrukcji. Procedurę zaprezentowano na przykładzie istniejącego łukowego wiaduktu kolejowego WK-2 o rozpiętości 70 m w ciągu Pomorskiej Kolei Metropolitalnej. Parametry dynamiczne obiektu zidentyfikowano za pomocą procedury NExT-ERA Operacyjnej Analizy Modalnej. Zbudowany model MES skalibrowano wykorzystując wyniki badań i metodę optymalizacji PSO. Przeanalizowano dziewięć wariantów optymalizacji różniących się układem wieszaków oraz maksymalną prędkością przejazdu. Uwzględniono wieszaki pionowe, ukośne i Network oraz prędkości 160, 200 i 300 km/h. Zestawione wyniki pozwoliły na ocenę przydatności i opłacalności poszczególnych wariantów konstrukcji w zastosowaniach w ciągu KDP. Podjęto również próbę określenia zależności pomiędzy wielkością głównych elementów konstrukcyjnych, a odpowiedzią dynamiczną wiaduktu.

Author (1)