Steel plate curvatures of soil-steel structures during construction and exploitation

• Autorzy: Machelski C.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.016.013

Warianty tytułu

PL

Krzywizny powłok obiektów gruntowo-powłokowych podczas budowy i eksploatacji

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper analyses the deformation of circumferential bands of shells made of corrugated metal sheets in soil-steel structures. A change of curvature in the crown of a shell is assumed as a measure of deformation. In the upper part of analysed objects, regardless of their cross-sectional geometry, e.g. arched or elliptical shaped, a section of shell with a constant radius of curvature R is nowadays designed. As a result of earth pressure, moving loads and the self-weight of metal sheets, the shape of this part is subjected to deformation with a noticeable deviation from the circular shape. The change of curvature radius is determined in the paper on the basis of three coordinates of measuring points that form a triangle inscribed in a circle. Every (asymmetrical) position of the measuring points is taken into account. A system of three such points is transformed into a form of an equilateral triangle, and thus the radius of curvature is determined. Based on the change of curvature formulated during the construction and exploitation of soil-steel structures, the bending moments and normal stresses in the shell crown can be estimated and therefore a safety evaluation of the objects is possible.

PL

W pracy analizuje się deformacje pasm obwodowych powłok wykonanych z blach falistych w obiektach gruntowo-powłokowych. Jako miarę deformacji przyjmuje się zmianę krzywizny w kluczu powłoki. W analizowanych obiektach, niezależnie od ich geometrii przekroju poprzecznego, przykładowo o kształcie łukowym czy eliptycznym, projektuje się w górnej części wycinek powłok o stałym promieniu krzywizny R. W wyniku ciężaru własnego blachy, parcia gruntu i obciążeń ruchomych kształt tej części podlega deformacji z widocznym odstępstwem od koła. Zmianę tego promienia krzywizny określa się w pracy na podstawie trzech współrzędnych punktów pomiarowych, tworzących trójkąt wpisany w okrąg. Uwzględnia się przy tym dowolne (niesymetryczne) położenie punktów pomiarowych. Układ trzech takich punktów transformuje się do formy trójkąta równobocznego, a stąd wyznacza się promień krzywizny. Na podstawie zmiany krzywizny powstałej podczas budowy i eksploatacji obiektów gruntowo-powłokowych można szacować momenty zginające i naprężenia normalne w kluczu powłoki, a więc możliwa jest ocena bezpieczeństwa obiektu.

Słowa kluczowe

EN

assessment of structures; construction; exploitation phase; soil-steel structures; curvature of shells made of corrugated metal

PL

badania obiektów; faza budowy; eksploatacja; konstrukcje gruntowo-powłokowe; krzywizna powłoki z blachy falistej

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 15, no. 3
• Strony: 207--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machelski C.

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering; 11 Grunwaldzki pl., 50-377 Wrocław

Bibliografia

• 1. Machelski C., Mońka M.: Prognosis and measurements of deformation of soil-steel structure settled on steel corrugated plate foundations. Archives of Institute of Civil Engineering, 12, 2012, 147-156
• 2. Kunecki B., Korusiewicz L.: Field tests of large-span metal arch culvert during backfilling. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12, 3, 2013, 283-295
• 3. Machelski C., Janusz L.: Deformations of Corrugated Steel Tunnel During Construction, in: Underground Infrastructure of Urban Areas 3. Taylor & Francis Group, London, 2015, 97-104
• 4. Kunecki B.: Field Test and Three-Dimensional Numerical Analysis of Soil-Steel Tunnel During Backfilling. Solid Mechanics, 2462, 2014, 55-60
• 5. Wadi A., Pettersson L., Karoumi R.: Flexible culverts in sloping terrain. Numerical simulation of soil loading effects. Engineering Structures, 101, 2015, 111-124
• 6. Machelski C.: Budowa konstrukcji gruntowo-powłokowych. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wroc- ław, 2013
• 7. Machelski C.: Zmiany promienia krzywizny powłoki mostowego obiektu gruntowo-powłokowego podczas budowy. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 9, 4, 2010, 47-67
• 8. Machelski C.: Dependence of deformation of soil-shell structure on the direction of load passage. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 13, 3, 2014, 223-233
• 9. Machelski C., Mońka M.: The changes of forces and displacements of a soil-steel structure in the function of time. V Międzynarodowa Konferencja Mostowa “Mosty Tradycja i Nowoczesność”, Bydgoszcz, 2015, 113-121
• 10. Cowherd D.C., Corda L.J.: Lesson learned from culvert failures and non-failures. 89 Annual Meeting Transportation Research Board, Washington, 2010, 10-0903
• 11. Czerepak A., Zouhar J.: Deformation control during assembly and backfilling of a corrugated steel structure. Archives of Institute of Civil Engineering, 12, 2012, 85-93
• 12. Machelski C., Janusz L., Michalski J.B.: Estimation of Stress level in the Corrugated Soil-Steel Structure Based on deformation in the Crown. 95 Annual Meeting Transportation Research Board, Washington, 620, 2016, 15-3359
• 13. Madaj A., Bednarek B.: Animal passages over the A2 motorway. Archives of Institute of Civil Engineering, 12, 2012, 167-174
• 14. Machelski C.: Skuteczność pomiarów geodezyjnych podczas budowy obiektów gruntowo-powłokowych. Mosty, 5, 2016, 51-54
• 15. Pettersson L.: Full Scale Tests and Structural Evaluation of Soil Steel Flexible Culverts with low High of Cover. Doctoral Thesis in Civil and Architectural Engineering, Stockholm, 2007
• 16. Bayoglu Flener E., Sundquist H.: Full-scale testing of two corrugated steel box culverts with different crown stiffness. Archives of Institute of Civil Engineering, 1, 2007, 35-44
• 17. Manko Z., Bęben D.: Research on Steel Shell of a Road Bridge Made of Corrugated Plates during Backfilling. Journal of Bridge Engineering, 10, 5, 2005, 592-603
• 18. Pettersson L., Bayoglu Flener E., Sundquist H.: Design of Soil-Steel Composite Bridges. Structural Engineering International, 25, 2, 2015, 159-172