Comprehensive study on underslung girder bridge under different loading conditions

Abstract

The comprehensive study on the structural behaviour of underslung girder bridge is examined in this study through both numerical modelling and experimental 3D model tests. The structural design of steel bridges in many cases is governed by their ability to withstand asymmetric loading conditions. Three different symmetric and asymmetric load cases were investigated to capture the deformational and flexural response of the main girder. It was found that under distributed load the structural response of underslung girder bridge was similar to beam-column with intermediate elastic supports. The numerical model was validated against experimental data with good agreement perceived, allowing an extensive parametric study to be performed. The observed influence of initial geometric imperfections and nonlinearities are discussed. It was found that symmetric load governs the ultimate limit state. However, the asymmetric one takes over in the case of serviceability. Finally, the study presented herein summarises experimental investigations, numerical simulations and design proposals obtained through the recent few years research program, carried on to deepen the knowledge on the structural behaviour of underslung girder bridges.

Straipsnyje pateikiama išsami, skaitinio modeliavimo būdu ir eksperimentiniais tyrimais grindžiama paspyrinių tiltų įtempių deformacijų būsenos analizė. Projektuojant plieninius tiltus, dažnai asimetrinių apkrovų sukeliami įtempiai ir deformacijos lemia jų laikomąją galią. Straipsnyje analizuojama tilto standumo sijos elgsena, veikiant trims skirtingiems apkrovų atvejams. Buvo nustatyta, kad veikiant tolygiai paskirstytai apkrovai paspyrinių tiltų standumo sijos elgsena atitinka gniuždomojo lenkiamojo elemento ant tampriai paslankių atramų elgsenos matematinį modelį. Tilto skaitinio modelio tikslumas buvo aprobuotas eksperimentiniais rezultatais. Straipsnyje taip pat detalizuojama geometrinių netobulumų ir netiesiškumo įtaka plieninių paspyrinių tiltų elgsenai. Buvo nustatyta, kad simetrinės apkrovos lemia konstrukcijos laikomąją galią atliekant stiprumo ribinį būvį, tačiau asimetrinė apkrova sukelia didesnius poslinkius tinkamumo ribinio būvio atveju. Apibendrinant straipsnyje pateikiami skaitinių bei eksperimentinių tyrimų rezultatai, taip pat rekomendacijos paspyrinių tiltų standumo sijos laikomosios galios patikrai, sukauptos pastarųjų metų tyrimų programos metu, kurios tikslas – praplėsti paspyrinių tiltų elgsenos ir projektavimo srities žinias.