search query: @supervisor Salokangas, Lauri / total: 15
reference: 3 / 15
« previous | next »
Author:Sauna-aho, Niko
Title:Ajoneuvon törmäys teräksiseen kevyen liikenteen siltaan
Vehicle collision into steel pedestrian bridge
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:(11) + 89 s. + liitt. 10      Language:   fin
Department/School:Rakennustekniikan laitos
Main subject:Sillanrakennustekniikka   (Rak-11)
Supervisor:Salokangas, Lauri
Instructor:Noponen, Sami ; Järvinen, Vesa ; Alajoki, Ville
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:static impact load
dynamic load
nonlinear FEM model
plastic capacity
staattinen törmäyskuorma
dynaaminen kuorma
epälineaarinen FEM-malli
plastinen kapasitteetti
Abstract (eng): This master's thesis focuses on loads on superstructures of steel pedestrian bridge caused by vehicle impact, using a truck with loading crane as the colliding object.
Simple calculation formulas and FEM models have been made to evaluate the impact load.

Impact loads given in Euro code are based on the assumption that the bridge is completely rigid and immovable.
This assumption holds reasonably well for massive concrete bridges but not for lightweight bridges, hence the need to examine the impact load magnitudes for steel pedestrian bridges.

Impact load magnitude is affected by the mass distributions and rigidities of both the vehicle and the bridge, as well as vehicle velocity, damping, changes in geometry, nature of the contact surface and energy losses resulting from a collision.
The short duration of collisions, in the order of magnitude of 0,1 s, makes impact load difficult to determine.
In addition, determining the impact load under transient loading conditions is not straightforward; therefore, the load needs to be established with both dynamic and static models.

The thesis studies a number of different dynamic FEM models.
The models were used to determine displacements of bridges after which the dynamic contribution was removed, and the equivalent static displacements were determined by using the static point loads.
Dynamic FEM models take into account the plastic behaviour of the material and geometric non-linearity of the structure.
The material model used (in the models) was elastic-perfectly plastic.
Calculation sheets were made with mathematical program to compare the FEM results.

Finally, obtained collision loads were compared with loads given in Euro code and with bridge model capacities.
Furthermore, preliminary cost estimates were calculated for different structural solutions.
The results show that in collisions into pedestrian bridges, the biggest stresses are concentrated on the supports.
Abstract (fin): Työssä on tutkittu törmäyksen aiheuttamia kuormia teräksisen kevyen liikenteen sillan päällysrakenteeseen.
Törmäävänä objektina työssä on käytetty kuormausnosturilla varustettua kuorma-autoa.
Työssä on esitelty yksinkertaisia laskukaavoja sekä FEM-malleja törmäyksessä syntyvän voiman määrittämiseen.

Eurokoodin antamat törmäyskuormat perustuvat oletukseen, että silta on täysin jäykkä sekä liikkumaton.
Tämä oletus pätee kohtalaisen hyvin massiivisiin betonisiltoihin, muttei kevytrakenteisiin siltoihin.
Tästä syystä nähtiin tarpeelliseksi tutkia törmäyskuormien suuruuksia teräksisillä kevyen liikenteen silloilla.

Törmäyskuorman suuruuteen vaikuttaa ajoneuvon sekä sillan massajakaumat, jäykkyydet, ajoneuvon nopeus, vaimennukset, geometrian muutokset, kontaktipinta sekä törmäyksessä syntyvät energiahäviöt.
Törmäyksen lyhyt kesto, joka on suuruusluokkaa 0,1 s, tekee myös törmäyskuorman määrittämisen vaikeaksi.
Lisäksi törmäyksen aiheuttaman voiman määrittäminen tilapäisessä kuormituksessa ei ole suoraviivaista, joten kuorma joudutaan määrittämään sekä dynaamisen, että staattisen mallin avulla.

Työssä tutkittiin lukuisia erilaisia dynaamisia FEM-malleja.
Mallien avulla määritettiin siltojen siirtymät.
Tämän jälkeen malleista poistettiin dynaaminen osuus ja määritettiin staattisten pistekuormien avulla dynaamista siirtymää vastaava törmäyskuorma.
Dynaamisissa FEM-malleissa on huomioitu materiaalin plastinen käyttäytyminen sekä rakenteen geometrinen epälineaarisuus.
Materiaalimallina käytettiin ideaalista kimmoplastista mallia.
Työssä johdettujen dynaamisten kaavojen avulla luotiin laskentapohja matematiikkaohjelmalla FEM-tuloksien rinnalle.

Lopuksi saatuja törmäyskuormia verrattiin eurokoodin antamiin törmäyskuormiin sekä siltamallien kapasiteetteihin.
Eri rakenneratkaisuista laadittiin myös alustava kustannusarvio.
Tuloksista pystytään päättelemään, että suurimmat jännitykset törmäyksissä kevyen liikenteen siltaan ovat tukialueilla.
ED:2013-04-05
INSSI record number: 46046
+ add basket
« previous | next »
INSSI