Dynamic coefficients for the evaluation of existing highway bridges.

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: AGB1998/104
• Projekttitel Englisch: Dynamic coefficients for the evaluation of existing highway bridges.

Schlüsselwörter (Englisch)

Dynamique coefficient, dynamique behaviour of bridge decks, structural safety of existing road bridges.

Schlüsselwörter (Französisch)

Coefficient dynamique, comportement dynamique de tablier de ponts, sécurité structurale des ponts-routes existants.

Alternative Projektnummern (Deutsch)

89/98

Kurzbeschreibung (Englisch)

When evaluating existing bridges, the application of the dynamic coefficient in the codes to actual loads, frequently leads to a violation of structural safety criteria for bridge decks. This may lead to costly bridge strengthening measures. Consequently it is of interest to better determine the actual dynamic coefficients for the bridge decks in order to perform more realistic evaluations.

Existing knowledge on dynamic coefficients is based primarily on measurements taken on the principal structural elements of bridges. It is difficult to interpret these coefficients to determine the values that should be used for bridge decks and other secondary elements carrying loads in the transverse direction. In addition, due to difficulties linked to data acquisition, there are few studies where the dynamic coefficients have been measured in a systematic way over the entire structure.

The numerical models that simulate the passing of a vehicle on a bridge allow identification of the most important parameters that influence the dynamic behaviour of the system. The results obtained by these means are influenced by the degree of sophistication of the model of the bridge as well as the vehicle and the roughness of the wearing surface.

The research work proposed involves analysing the dynamic behaviour of a system consisting of one bridge and one vehicle. The bridges will be typical concrete highway bridges in Switzerland. The vehicles will be representative, with respect to their load and dynamic characteristics, of the heavy vehicles found on Swiss roads. The majority of work will be on determining the most appropriate dynamic model to represent the behaviour of the bridge-vehicle system using the results of existing analysis and of future, to be defined, in situ tests

Using the calibrated model, analysis on the bridges will be carried out to establish the spatial repartition of the dynamic coefficients for evaluation of the serviceability and the structural safety (ultimate limit states) of a bridge.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Lors de la vérification de ponts existants, l'application du coefficient dynamique de la norme de charge actuelle conduit souvent à une violation des critères de sécurité pour la dalle de roulement, ce qui peut entraîner des renforcements coûteux sur l'ensemble du pont. En conséquence, il est intéressant de mieux connaître les coefficients dynamiques valables pour les dalles de roulement afin d'effectuer des vérifications plus réalistes.

Les connaissances actuelles relatives aux coefficients dynamiques se basent surtout sur les mesures effectuées sur les éléments structuraux principaux des ponts. Ces coefficients sont difficiles à interpréter pour en tirer des recommandations concernant les valeurs à utiliser dans le cas des dalles et des éléments secondaires des ponts portant dans le sens transversal. De plus, les contraintes liées à l'acquisition des données font qu'il existe peu d'études où les coefficients dynamiques ont été mesurés de façon systématique sur l'ensemble d'un ouvrage.

Les modèles numériques qui simulent le passage d'un véhicule sur un pont permettent de mettre en évidence les paramètres les plus importants qui influencent le comportement dynamique du système. Les résultats obtenus par ce moyen sont influencés par le degré de sophistication du modèle et, ceci autant pour le pont, que pour le véhicule et la rugosité du revêtement.

Le travail de recherche proposé consiste à analyser le comportement dynamique du système composé d'un pont et d'un véhicule. Les ponts considérés seront des ponts-routes en béton qui constituent l'essentiel des ponts en Suisse. Les véhicules devront être représentatifs, relativement à leur charge et à leurs caractéristiques dynamiques, des véhicules lourds rencontrés sur nos routes. L'étendue du travail porte sur la définition d'un modèle dynamique le mieux approprié pour représenter le comportement du système pont-véhicule et ceci en regard de résultats d'analyses existantes et de résultats d'essais in situ à définir.

Sur la base d'un modèle calibré, des analyses sur des ponts-types seront effectuées afin d'établir la répartition spatiale des coefficients dynamiques pour la vérification de l'aptitude au service et la sécurité structurale (à l'état ultime) d'un pont.

Projektziele (Englisch)

To determine the repartition of the dynamic coefficients on the highway bridges to help validate a simulation program.

Projektziele (Französisch)

Déterminer la répartition des coefficients dynamiques sur les ponts-routes à l'aide d'un programme de simulation validé.

Berichtsnummer (Deutsch)

571