Mechanical behavior of soil-steel structure subjected to live loads and different water conditions

• Autorzy: Łydżba D. , Różański A. , Sobótka M. , Stefaniuk D. , Chudy G. , Wróblewski T.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-4007.2017.23.16

• Konferencja: European Conference on Buried Flexible Steel Structures (3 ; 24-25.04.2017 ; Rydzyna, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the analysis of a three-span soil-steel bridge along the road section crossing a dry anti-flood reservoir. The structure can be occasionally filled with water. The authors investigate internal forces and stresses in the shells due to live loads at different water conditions. Finite element simulations are carried out assuming elastic-plastic behavior of soil, elastic shell and nonlinear (frictional) contact zone. The analysis takes into account soil load history. In particular, the construction and operation of the bridge under quasi-static live loads is considered. The construction stage includes laying and compaction of the backfill. Then, the bridge in operation is investigated at three different water conditions: normal use (dry reservoir), maximum water level (flood) and lowering of the water level in the reservoir. The results show that during the flood the maximum stress in the shell significantly increases. Moreover, some of non-linear effects, typical in such structures, e.g. hysteretic effect, become more evident in comparison to normal use of the bridge.

Słowa kluczowe

EN

soil-steel structure; soil-steel bridge; bridge; dry anti-flood reservoir

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 23
• Strony: 163--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łydżba D.

• Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering

autor

Różański A.

• Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering

autor

Sobótka M.

• Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering

autor

Stefaniuk D.

• Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering

autor

Chudy G.

• Hydroprojekt Wrocław Sp. z o. o.

autor

Wróblewski T.

• Hydroprojekt Wrocław Sp. z o. o.

Bibliografia

• [1] Janusz L., Madaj A., Obiekty inżynierskie z blach falistych: projektowanie i wykonawstwo. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2009.
• [2] Katalog: Konstrukcje podatne z blachy falistej SuperCor. ViaCon. Ed. 01/2013.
• [3] Machelski C., Modelowanie mostowych konstrukcji gruntowo-powłokowych. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, 2008.
• [4] Machelski C., Antoniszyn G., Michalski B., "Live load effects on a soil-steel bridge founded on elastic supports." Studia Geotechnica et Mechanica 28, 2-4 (2006): 65-82.
• [5] PN-85/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia.
• [6] Sobótka, M., Wieloskalowe modelowanie numeryczne współpracy zasypki z powłoką w konstrukcjach gruntowo-powłokowych, Praca doktorska. Politechnika Wrocławska 2016.
• [7] Sobótka M., "Numerical simulation of hysteretic live load effect in a soil-steel bridge". Studia Geotechnica et Mechanica 36.1 (2014): 103-109.
• [8] ZSoil manual, Elmepress and Zace Services Limited, Lausanne, Switzerland, 2014.
• [9] Bayoglu Flener E., Sandquist H., "Field testing of a long-span arch corrugated-steel culvert under dynamic and static loads." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska. 1 (2007): 25-33.
• [10] Bayoglu Flener E., Sandquist H., "Full-scale testing of two corrugated steel box culverts with different crown stiffness." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 1 (2007): 35-44.
• [11] Bednarek B., Czerepak A., "Animal crossing built over A2 motorway in Poland." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 1 (2007): 45-51.
• [12] El-Sawy K.M., "Three-dimensional modeling of soil-steel culverts under the effect of truckloads." Thin-walled structures 41.8 (2003): 747-768.
• [13] Korusiewicz L., Kunecki B., "Field test of a large-span soil-steel arch without stiffeners during backfilling operations." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 12(2012): 133-139.
• [14] Kunecki B., "Full-scale test of corrugated steel culvert and FEM analysis with various static systems." Studia geotechnica et mechanica 28.2-4 (2006): 5-19.
• [15] Kunecki B., Zachowanie się ortotropowych powłok walcowych w ośrodku gruntowym pod statycznym i dynamicznym obciążeniem zewnętrznym. Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 2006.
• [16] Kunecki B., Korusiewicz L., "Field Test of Soil-Steel Corrugated Arch with Ribs and Three-Dimensional Analysis." Transportation Research Board 91st Annual Meeting. 12-1507. (2012).
• [17] Kunecki B., Vaslestad J., Janusz L., "Przykłady kształtowania przestrzeni komunikacyjnej z zastosowaniem konstrukcji podatnych - doświadczenia z Polski i Norwegii." Czasopismo Techniczne. Architektura 104.4-A (2007)
• [18] Machelski C., Marcinowski J., "Numerical modelling of moving load effect in a soil-steel bridge." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 1(2007): 155-165
• [19] Mattsson H-Å., Sundquist H., "The real service life and repair methods of steel pipe culverts in Sweden." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska (2007): 185-193.
• [20] Michalski J.B., Michalski B., "Charakterystyczne cechy sprężenia w obiektach gruntowo-powłokowych." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 8 (2010): 215-244.
• [21] Pettersson L., Leander J., Hansing L., "Fatigue design of soil steel composite bridges." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 12 (2012): 237-242.
• [22] Sobótka M., Łydżba D., "Shape Optimization of Soil-Steel Structure by Simulated Annealing." Procedia Engineering 91 (2014): 304-309.
• [23] Tomala P., Markowicz K., Bresch B., "Elements of the design process of the flexible steel arch over double track electrified railway." Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej/Politechnika Poznańska 1 (2007): 225-232.
• [24] van Genuchten, M.T. (1980), A closed-form equation for predicting hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil Science Society of America Journal, 44(5): pp. 892-898.
• [25] Richard, L.A. (1931), Capillary conduction of liquids through porous mediums, Journal of Applied Physics, 1: pp. 318-333.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).