Full-scale test of corrugated steel culvert and FEM analysis with various static systems

• Autorzy: Kunecki B.

Warianty tytułu

PL

Testowanie w skali naturalnej przepustu z blachy falistej. Porównanie wyników otrzymanych empirycznie z wynikami metody elementów skończonych dla różnych schematów statycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Corrugated steel culverts are increasingly being used in road and railway projects as the solutions alternative to small-span concrete and steel bridges. Their construction period is short, and the structures have both technical and economical advantages. This paper describes full-scale static test of an instrumented corrugated steel culvert with 2.99 m span and 2.40 m height. The corrugation is 159 50 mm, and the steel thickness is 3.75 mm. The standardized railway loads configuration UIC 71 for Europe was applied at 0.80 m soil cover. The present test was carried out in the Bridge and Road Research Institute in Żmigród, Poland, in 1998. Several full-scale field tests have been per-formed to validate the long-term performance and great load bearing capacity of these structures, but not very many structures have been tested in controlled conditions in a test facility, such as that de-scribed here. The test results were compared with the results obtained from numerical analysis. Two Finite Element Method (FEM) models of tested structure were built within the Cosmos/M software. Various static systems with different boundary conditions were used for each FEM model.

PL

Przepusty z blachy falistej są coraz częściej wykorzystywane w budownictwie drogowym i kolejowym jako rozwiązanie alternatywne dla małych mostów betonowych i stalowych oraz przepu-stów betonowych. Krótki czas wznoszenia powoduje, że konstrukcje tego typu charakteryzują się za-równo technicznymi, jak i ekonomicznymi zaletami. W artykule opisano statyczny test pełnowymiaro-wego przepustu o rozpiętości 2,99 m i wysokości 2,40 m. Blacha o wymiarach fałdy 159 50 mm miała grubość 3,75 mm. Zastosowano kolejowe obciążenie normowe według normy europejskiej UIC 71. Opi-sane badania przeprowadzono w Instytucie Badawczym Dróg i Mostów w Żmigrodzie w 1998 przy na-ziomie wynoszącym 0,8 m. Aby potwierdzić długą żywotność i wytrzymałość konstrukcji podatnych z blachy falistej, do tej pory wykonano kilkanaście testów w pełnej skali w warunkach polowych, ale nie-wiele konstrukcji było testowanych w tak kontrolowanych warunkach jak opisana poniżej. Otrzymane wyniki empiryczne porównano z wynikami otrzymanymi Metodą Elementów Skończonych (MES). Wy-konano dwa modele numeryczne MES testowanej konstrukcji w systemie Cosmos/M. Dla każdego mo-delu MES zastosowano inny schemat statyczny różniący się warunkami brzegowymi.

Słowa kluczowe

EN

steel culvert; static test

PL

przepusty stalowe; test statyczny

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 28, nr 2-4
• Strony: 39--53
• Opis fizyczny: bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Kunecki B.

• Institute of Civil Engineering, Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland.

Bibliografia

• [1] KUNECKI B., Full-scale laboratory static tests of steel corrugated pipe-arch culvert, Proceedings of the 8th International Conference: Shell Structures, Theory and Application, Gdańsk, October 2005, 589–593.
• [2] KUNECKI B., KUBICA E., Full-scale laboratory tests and FEM analysis of corrugated steel culverts under standardize railway load, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2004, Vol. 4, No. 4, 41–53.
• [3] VASLESTAD J., MADAJ A., JANUSZ L., BEDNAREK B., Field measurements of an old brick culvert slip lined with a corrugated steel culvert, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2004, No. 1892, TRB National Research Council, Washington D.C., 227–234.
• [4] KORUSIEWICZ L., KUNECKI B., Experimental and numerical analysis of internal forces in steel culverts of the multiplate type, Proceedings of the 7th International Conference: Shell Structures, Theory and Application, Gdańsk, October 2002, 137–138.
• [5] RUSIŃSKI E., Finite Elements Method – Cosmos/M system (in Polish), Publication of Transport and Communication, Warsaw, 1994.