Ultimate and fatigue limit states of existing steel railway bridges – LRFD with historical steel products and connection types

Abstract

The assessment of the load‐bearing capacity and fatigue strength of existing railway bridges has been playing an increasingly important role in the infrastructure management of railway operators for several years now. Currently, many bridge structures have been in operation longer than it was foreseen during their planning and construction. In addition, the axle loads on many lines, as well as the demands on the reliability of the verification results, have steadily increased. As the material properties and construction techniques in existing structures differ to some extent from nowadays structures, e.g., riveting instead of welding, it is important to provide engineers and operators with recommendations for the assessment of existing steel bridges. This article summarises the studies conducted as part of a research project initiated by Deutsche Bahn Netz AG for possible updates to DB RiL 805, which is used for the verification of railway bridges in the Deutsche Bahn (DB) network. The studies concerned the transition of verification concepts against static and fatigue loads used in the past to limit state verifications with partial safety factors in accordance with the Eurocodes. While initially related to an upgrade of a specific operator's design recommendation, the findings in this article are of more general nature and could form the basis for similar developments of recommendations for the assessment of existing, riveted structures independently throughout Europe.

Verbesserte Restlebensdauerberechnung von stählernen Eisenbahnbrücken – Grundsatzstudie zur Eignung von Schadensäquivalenzfaktoren λ

“…SIA 269/3 [7] für stahlbauspezifische Festlegungen) in der Schweiz. Über jüngste Anpassungen in der Richtlinie 805 wird in [8,9] [12] verdeutlicht.…”

“…Anstelle von λ ref erfolgt lediglich der Bezug auf λ sys (Berechnung am untersuchten System mit zutreffender Einflusslinie und σ c;0 nach Bild 3b) und es gilt entsprechend Gl. (8).…”

Review of the damage equivalence factors for steel railway bridges in the Eurocodes

“…In this case, the fatigue resistance of the material is described using S-N curves with a constant slope [10]. Since the background for calibration of the damage equivalence factors in EN 1993-2 is unknown in detail, a first attempt to recalculate those values follows the procedure presented in [11]. For existing bridges, a S-N curve with a constant slope of m = 5 is appropriate.…”

Semi‐probabilistische Bemessung tragender Silikonverklebungen mit Teilsicherheitsbeiwerten

“…Bild 1 Bemessungspunkt P, Versagensbereich sowie Verteilung der Einwirkung und des Widerstandes, nach [12] Für traditionelle Baustoffe wie Beton oder Stahl basieren die Teilsicherheitsbeiwerte in den Tragfähigkeitsgrenzzuständen auf theoretischen Überlegungen und Erfahrungswerten, wobei im Wesentlichen drei Anteile berücksichtigt werden: Streuung der Material eigenschaften (bezeichnet mit γ m ), geometrische Streuungen sowie Modellunsicherheit (die beiden letzten werden mit γ Rd bezeichnet). Somit bestimmt sich nach [11,15] unter Verwendung der Lognormalverteilung (wie in [16] für kleine Stichprobengrößen empfohlen), der Designwert einer Baustoffwiderstandsgröße X zu:…”