Examination of the deformation of an animal overpass soil-steel structure by means of geodetic measurements

• Autorzy: Machelski Czesław

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.022.008

Warianty tytułu

PL

Badanie deformacji powłoki ekologicznego obiektu gruntowo-powłokowego z wykorzystaniem pomiarów geodezyjnych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The algorithm presented in this paper processes data in the form of the coordinates of points located on the shell’s circumferential section, obtained from geodetic measurements. The change in curvature is a geometric parameter used to study the deformation of the shell in a corrugated steel buried structure and to estimate the bending moment and hence the normal stress in the corrugated plate. The results of exemplary calculations of the analysed structure show that places with extreme values can be determined in this way. For this purpose a dense grid of measuring points needs to be created using precision land surveying. For stress estimation it is essential to correct the geodetic measurements base since the points in the initial measurement do not lie on the circular sector used as a reference line for determining the deformation of the shell.

PL

Przedstawiony w pracy algorytm dotyczy przetwarzania danych w postaci współrzędnych punktów pasma obwodowego powłoki, uzyskanych z pomiarów geodezyjnych. Parametrem geometrycznym wykorzystywanym w pracy do badania deformacji powłoki w obiekcie jest zmiana krzywizny. Służy ona do szacowania momentu zginającego, a stąd – naprężenia normalnego w blasze falistej. Z rezultatów podanych w przykładach obliczeń analizowanej konstrukcji wynika możliwość określania miejsc o wartościach ekstremalnych. Do tego celu niezbędna jest gęsta siatka punktów pomiarowych utworzona z wykorzystaniem techniki geodezji precyzyjnej. Istotne znaczenie w szacowaniu naprężeń ma korekta geodezyjnej bazy pomiarowej. Wynika to z faktu, że punkty w pomiarze początkowym nie leżą na wycinku okręgu jako linii odnoszącej, wykorzystywanej do określenia deformacji powłoki.

Słowa kluczowe

EN

deformation; geodetic measurements; internal forces; soil-steel structure

PL

deformacja; obiekty gruntowo-powłokowe; pomiary geodezyjne; siły wewnętrzne

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 21, no. 2
• Strony: 133--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machelski Czesław

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Mostów i Kolei, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• 1. Machelski C.: Badanie konstrukcji gruntowo-powłokowych. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2020
• 2. McVay M., Papadopoulos P.: Long-term behavior of buried large-span culverts. Journal of Geotechnical Engineering, 112, 4, 1986, 424-442
• 3. Machelski C.: Soil-steel structure shell displacement functions based on tensometric measurements. Studia Geotechnica et Mechanica, 40, 3, 2018, 170-179, DOI: 10.2478/sgem-2018-0020
• 4. Machelski C., Michalski J.B., Janusz L.: Deformation Factors of Buried Corrugated Structures. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2116, 1, 2009, 70-75, DOI: 10.3141/2116-10
• 5. Maleska T., Bęben D.: Numerical analysis of soil-steel bridge during backfilling using various shell models. Engineering Structures, 196, 1, 2019, 109358, DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.109358
• 6. Miśkiewicz M., Sobczyk B., Tysiac P.: Non-Destructive Testing of the Longest Span Soil-Steel Bridge in Europe-Field Measurements and FEM Calculations. Materials, 13, 16, 2020, 3652, DOI: 10.3390/ma13163652
• 7. Bęben D.: Application of the interferometric radar for dynamic tests of corrugated steel plate (CSP) culvert. NDT & E International, 44, 5, 2011, 405-412, DOI: 10.1016/j.ndteint.2011.04.001
• 8. Machelski C.: The use of the collocation algorithm for estimating the deformation of soil-shell objects made of corrugated sheets. Studia Geotechnica et Mechanica, 42, 4, 2020, 319-329, DOI: 10.2478/sgem-2019-0048
• 9. Machelski C.: Effects of surrounding earth on shell during construction of flexible bridge structure. Studia Geotech- nica et Mechanica, 41, 2, 2019, 67-73, DOI: 10.2478/sgem-2019-0002
• 10. Ahmed M.R., Tran V.D.H., Meguid M.A.: On the role of geogrid reinforcement in reducing earth pressure on buried pipes: experimental and numerical investigations. Soils and Foundations, 55, 3, 2015 588-599, DOI: 10.1016/j.sandf.2015.04.010
• 11. Yu W.S., Li Z.L., Xie X.R., Guo L.Y.: Experimental study on earth pressure of corrugated steel culvert under high fill embankment. Applied Mechanics and Materials, 405-408, 2013, 1815-1819, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.405-408.1815
• 12. Vaslestad J.: Soil structure interaction of buried culverts. Institutt for Geoteknikk, Norges Tekniske Hogskole, Universitetet I Trondheim, 1990
• 13. Kunecki B.: Field test and three-dimensional numerical analysis of soil-steel tunnel during backfilling. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2462, 1, 2014, 55-60, DOI: 10.3141/2462-07
• 14. Machelski C.: Zmiany promienia krzywizny powłoki mostowego obiektu gruntowo-powłokowego podczas budowy. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 9, 4, 2010, 47-67
• 15. Korusiewicz L.: Weryfikacja metody szacowania momentów zginających w obiektach gruntowo-powłokowych na podstawie deformacji powłoki. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 3, 2016, 221-230, DOI: 10.7409/rabdim.016.014
• 16. Pettersson L., Flaner E.B., Sundquist H.: Design of soil-steel composite bridges. Structural Engineering International, 25, 2, 2015, 159-172, DOI: 10.2749/101686614X14043795570499
• 17. Sobótka M., Łydżba D.: Live load effect in soil-steel flexible culvert: role of apparent cohesion of backfill. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 26, 2, 2022, 620-634, DOI: 10.1080/19648189.2019.1670264
• 18. Wadi A., Pettersson L., Karoumi R.: Flexible culverts in sloping terrain: Numerical simulation of soil loading effects. Engineering Structures, 101, 2015, 111-124, DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.07.004
• 19. Bęben D., Wrzeciono M.: Numerical analysis of soil-steel composite (SSC) culvert under static loads. Steel and Composite Structures, 23, 6, 2017, 715-726, DOI: 10.12989/scs.2017.23.6.715
• 20. Bęben D.: Experimental study on the dynamic impacts of service train loads on corrugated steel plate culvert. Journal of Bridge Engineering, 18, 4, 2013, 339-346, DOI: 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000395
• 21. Milewski S.: Meshless Finite Difference Method with Higher Order Approximatio-Applications in Mechanics. Archives of Computational Methods in Engineering, 19, 1, 2012,1-49, DOI: 10.1007/s11831-012-9068-y
• 22. Jenkins D.A.: Non-Linear Analysis of Buried Arch Structures. Australasian Structural Engineering Conference, Auckland, 1998, https://www.interactiveds.com.au/Publications/auckland98.pdf (11.10.2021)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).