Lateral torsional buckling of steel twin plate girder systems with torsional braces only: Fid-Bau Portal

Lateral torsional buckling of steel twin plate girder systems with torsional braces only

Chen, Xi

This paper presents results of both an experimental and a finite element study on the lateral torsional buckling behaviour and strength of twin plate girder systems with only discrete torsional braces. Two scaled twin-beam specimens with different arrangements of lateral and torsional braces were tested and results were used to validate the finite element model. The finite element study considered the effect of individual brace member stiffness and the number of braces. Results showed that for twin plate girders braced with only torsional braces, the critical buckling moment has the most significant increase when the number of interior braces increases from two to three. For a given girder section, the increase in the critical moment capacity by increasing the cross-frame member size is minimal. The lateral torsional buckling moment equation as well as the brace force design procedure contained in the Canadian Highway Bridge Design Code were examined. A relationship between the ratio of provided-to-required torsional stiffness and the effective length factor was discussed.

Le présent article a été rédigé à la suite d’une étude expérimentale et basée sur la méthode des éléments finis, portant sur le phénomène de flambage latéral torsionnel et la résistance de systèmes de poutres jumelles à âme pleine disposant uniquement de barres de renfort torsionnelles indépendantes. On a mis à l’essai deux spécimens de poutres jumelles construits à échelle réelle et comportant différentes configurations d’assemblage de barres de renfort torsionnelles et latérales et les résultats ont servi à valider le modèle d’éléments finis. L’étude basée sur la méthode des éléments finis a tenu compte de l’effet de la rigidité de barres de renfort prises individuellement et du nombre de barres de renfort. Les résultats ont montré que dans le cas de poutres jumelles à âme pleine disposant uniquement de barres de renfort torsionnelles indépendantes, le moment de flambage critique subit une augmentation maximale lorsque le nombre de barres de renfort internes passe de deux à trois. Pour une portion donnée de poutre, la capacité à augmenter le moment critique en augmentant la taille d’une poutre transversale est minimale. On a examiné dans le Code canadien sur le calcul des ponts routiers l’équation du moment de flambage torsionnel latéral et la procédure de calcul des forces exercées par les barres de renfort. On a également analysé la relation entre le rapport de la rigidité torsionnelle obtenue sur la rigidité torsionnelle requise et le facteur de longueur efficace. [Traduit par la Rédaction]