No abstract

This data article provides a series of 220 optimal parameter sets of steel radial network arch pedestrian bridge schemes. Each set includes 10 design parameters for a two-dimensional bridge frame: the arch rise, the number of hangers, their (variable) spread and central angles, and the dimensions of the arch, girder, and hangers. Additionally, solutions are provided for different initial conditions such as constant hanger angles, given ratio values between the arch rise and the bridge span, given hanger diameters, and for the condition of hangers’ verticality. These data are related to the research article “Parametric study on mass minimization of radial network arch pedestrian bridges” (Belevičius et al., 2021). In this paper, the bridge scheme was optimized seeking for the minimal bridge mass under different loading cases according to recommendations of Eurocode EN 1991–2. Since the optimization problem is multimodal, and the employed stochastic global optimization algorithms provide different solutions for each run of the algorithm, we render the five best parameters’ sets for every problem. In many cases, close objective function values correspond to fairly distinct parameter values. This dataset could be used by bridge designers as an initial design hint by choosing the appropriate parameters set.

The dominant axial compressive force makes the arches become extremely sensitive to the loss of stability. Their stability analysis was first initiated in the late 20th century. The first stability research of single arches was carried out inplane at the elastic stage of the arches. Later the behaviour of arches in the elastic-plastic stage, the initial stresses and geometric imperfections before the arch buckles were also assessed, the effective length of the arches and the out-of-the-plane arch strength conditions were being identified as well as the effect of the temperature on the stability of the arch. The expression of the critical force of the arches connected by vertical hangers with a chord and its dependant elements were defined by Petersen in the late 20th century. The design methodology for the formal design of arches connected by vertical hangers with a stiffening girder is presented in Annex D of the Eurocode 1993-2. Nevertheless, the area of application and the main assumptions are not defined. The first part of the comparative analysis identifies the assumptions for arch bridge modelling under which the buckling factor β dependence curves in Figure D.4 of Annex D to Eurocode 1993-2 can be applied. In the second part a comparison of the the normative βEC factor value and the one established by the numerical experiment with the increase in the number of hangers and change in the hanger network form is presented.

Network arch bridges as a new structural form were invented in the middle of 21st century, describing the row of hangers which intersect each other two or more times. The bending moments in the arch and grinder are approximately ten times smaller due to network hangers arrangement. Additionally, an arch buckling length is smaller comparing with traditional vertical hangers, due to the slope of hangers in the network. However, the search pattern of the net rational angle, other composite parameters, and strain-strain state includes only automotive and rail traffic network arched bridges. This paper presents a geometric analysis of the behaviour of network arch pedestrian steel bridges and geometrical parameters of hangers net. Santrauka Tinkliniai arkiniai tiltai – tai XX a. viduryje atsiradusi nauja konstrukcinė tilto forma, apibūdinama mažiausiai dviem eilėmis pasvirusių pakabų, prasilenkiančių viena su kita. Dėl kryžminio pakabų tinklelio arkoje ir standumo sijoje pasireiškia apie 10 kartų mažesni lenkimo momentai nei tradiciniame arkiniame tilte su vertikaliomis pakabomis. Taip pat dėl pasvirusių pakabų tokių tiltų arkos skaičiuojamasis ilgis yra mažesnis nei tradicinių. Pažymėtina, kad tinklelio racionalaus kampo bei kitų komponuojamųjų parametrų paieškos spektras daugelyje tyrimų apima tik automobilių ar geležinkelio eismo paskirties tinklinius arkinius tiltus. Šiame straipsnyje pateikta plieninių tinklinių arkinių pėsčiųjų tiltų elgsenos analizė ir pakabų tinklo geometrinių parametrų paieška.

2016 © Straipsnio autoriai. Leidėjas VGTU leidykla "Technika". Šis straipsnis yra atvirosios prieigos straipsnis, turintis Kūrybinių bendrijų (Creative Commons) licenciją (CC BY-NC 4.0), kuri leidžia neribotą straipsnio ar jo dalių panaudą su privaloma sąlyga nurodyti autorių ir pirminį šaltinį. Straipsnis ar jo dalys negali būti naudojami komerciniams tikslams. ISSN 2029-2341 / eISSN 2029-2252 Straipsnyje pateikiamas plieninių arkinių tiltų su vertikaliomis pakabomis ir tinklinių arkinių tiltų geometrinio netiesiškumo vertinimas skaitiniais metodais. Nustatomas plieninių tinklinių arkinių tiltų įtempių-deformacijų būvis ir esminiai elgsenos ypatumai, veikiant simetrine ar asimetrine pėsčiųjų apkrovomis. MOKSLAS -LIETUVOS ATEITIS SCIENCE -FUTURE OF LITHUANIA Plieninių arkinių tiltų įtempių-deformacijų būvisArkinių tiltų konstrukcijos elgsena priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip apkrovos dydis ir apkrovimo pobūdis, tilto statinė schema, visos sistemos ir atskirų elementų geometriniai rodikliai. Tačiau, deformuojantis konstrukcijai, matmenys ir geometrija kinta vienu metu. Atitinkamai negalioja mažų poslinkių principas, negalima taikyti statybinės mechanikos tiesinės teorijos metodų. Todėl geometriškai netiesinės konstrukcijos būvį apibūdinančios deformacijų ir poslinkių priklausomybės turi netisinių narių (Karkauskas, Popov 2009):[Kτ]u e = f,čia [Kτ] -visos konstrukcijos globalioji tangentinė standumo matrica; u e -konstrukcijos globaliųjų poslinkių vektorius; f -apkrovos vektorius.Geometriniam netiesiškumui vertinti modeliuojami keturi neskėtrieji plieninių arkinių tiltų modeliai baigtinių elementų programos SOFiSTiK dvimatėje erdvėje: vienas arkinis tiltas su vertikaliomis pakabomis (1 pav., a) ir trys tinkliniai arkiniai tiltai (1 pav., b, c, d). Parenkami originalūs kampai tarp susikertančių pakabų, kurie atitinkamai lygūs α = 9° (2 pav., b), α = 28° (2 pav., c) ir α = 41° (2 pav., d). Tinklinių arkinių tiltų tinklelio geometrija yra apskritiminė (Brunn, Schanack 2003; Brunn et al. 2004): pakabos, kertančios arką pastoviu kampu, dalija ją į lygias dalis. Tokiu būdu vertikaliosios apkrovos perkeliamos kiek įmanoma radialine kryptimi ir pasireiškia vietinis arkos spindulio kreivumas, o visa tai sukelia mažus lenkimo momentus arkoje ir atsparumą klupimui. Vertikalios pakabos išbrėžtos iš tinklinės arkos pakabų ir arkos sankirtos taškų. Yra 26 pakabos arka su styga jungiamos lanksčiai.Visų modelių arkinių tiltų arkos, standumo sijos ir pakabų geometriniai rodikliai yra vienodi. Arkos ir standumo sijos lenkiamųjų standžių santykis I a /I s lygus 1. Pakabos projektuojamos iš pilnavidurių vamzdžių. Visų tinklinių arkinių tiltų modelių (1 pav., b, c, d) pakabos yra tempiamos.Arkos pakylos aukštis lygus 15 % nuo tilto tarpatramio ilgio pagal Tveit (2011) rekomendacijas. Tiltas apkraunamas tolygiai išskirstyta nuolatine (g = 7,5 kN/m) ir kintamąja apkrovomis (v = 7,5 kN/m) per standumo siją per visą tilto tarpatramį (simetrinis apkrovimas) ir puse tarpatramio (asimetrinis apkrovimas).1 lentelėje pateikiami skait...