In this paper, existing knowledge on the behaviour of soil-steel composite structures (SSCSs) has been reviewed. In particular, the response of buried corrugated steel plates (CSPs) to static, semistatic, and dynamic loads has been covered. Furthermore, the performance of SSCS under extreme loading, i.e., loading until failure, has been studied. To investigate the behaviour of the type of composite structures considered, numerous full-scale tests and numerical simulations have been conducted for both arched and box shapes of the shell. In addition, researchers have examined different span lengths and cover depths. Furthermore, to enhance the load-bearing capacity of the composite structures, various stiffening elements have been applied and tested. The review shows that the mechanical features of SSCSs are mainly based on the interaction of the shell with the soil backfill. The structures, as a composite system, become appropriately stiff when completely backfilled. For this reason, the construction phase corresponds to the highest values of shell displacement and stress. Moreover, the method of laying and compacting the backfill, as well as the thickness of the cover, has a significant impact on the behaviour of the structure at the stage of operation in both the quantitative and qualitative sense. Finally, a limited number of studies are conducted on the ultimate bearing capacity of large-span SSCS and various reinforcing methods. Considerably more works will need to be done on this topic. It applies to both full scale tests and numerical analysis.
PL
W artykule podsumowano dotychczasową wiedzę na temat zachowania się mostowych konstrukcji gruntowo-powłokowych. W szczególności przeprowadzony przegląd dotyczy mechanicznej odpowiedzi obiektów z blach falistych na obciążenia statyczne, quasi-statyczne i dynamiczne. Ponadto, studium literaturowe obejmuje badania konstrukcji gruntowo-powłokowych przy ich ekstremalnym obciążeniu, tj. do poziomu obciążenia niszczącego. W tym zakresie zachowanie rozpatrywanego typu konstrukcji badano w licznych testach obciążeniowych w pełnej skali jak również na drodze symulacji numerycznych zarówno dla kształtów łukowych, jak i skrzynkowych powłoki. Analizom takim poddano obiekty o różnych rozpiętościach I przy różnych grubościach zasypki. Ponadto, w celu zwiększenia nośności obiektów inżynierskich z blach falistych zastosowano i przetestowano różnego rodzaju elementy usztywniające. Z przeprowadzonego przeglądu wynika, że najważniejsze cechy mechanicznego zachowania się konstrukcji gruntowo-powłokowych opierają się głównie na wzajemnej współpracy powłoki z gruntową zasypką inżynierską. Obiekty takie, jako swego rodzaju układy zintegrowane, nabierają odpowiedniej sztywności dopiero po całkowitym zasypaniu powłoki. Z tego powodu największe deformacje oraz wytężenie powłoki występują w fazie budowy. Sposób układania i zagęszczania zasypki oraz jej minimalna wysokość ponad powłoką mają ponadto istotny wpływ na zachowanie się konstrukcji pod obciążeniem użytkowym na etapie eksploatacji, zarówno w sensie ilościowym, jak i jakościowym. Podsumowując przegląd, wskazano na fakt, że liczba badań, w których określano nośność graniczną, jest ograniczona w przypadku obiektów o dużej rozpiętości i przy zastosowaniu różnych sposobów wzmocnienia konstrukcji. W tym zakresie temat badań obiektów inżynierskich z blach falistych powinien zostać rozszerzony. W opinii autorów w najbliższych latach pojawią się nowe prace w tym zakresie. Dotyczy to zwłaszcza pełnoskalowych testów obciążeniowych ale także analiz numerycznych.
Pod pojęciem trwałości rozumiemy z reguły zdolność obiektu do spełniania przez określony czas wymagań użytkowych, bez wyraźnego obniżenia właściwości użytkowych lub wystąpienia nadmiernych kosztów użytkowania. Trwałość mierzona jest okresem eksploatacji, podczas którego właściwość użytkowa lub zespół takich właściwości nie ulegnie degradacji poniżej założonego poziomu dopuszczalnego, którego miernikiem mogą być nadmierne koszty utrzymania czy stany graniczne nośności i stany graniczne użytkowalności. Tak rozumiana trwałość mostu jest czasem, w którym obiekt spełnia określone kryteria.
EN
Multi-span buried flexible steel structures are often used as wildlife crossings over dual carriageways. In the paper, the author presents the types of such structures as well as damages that occur after a few years of their use. The causes of damages are determined on the basis of observation. The author also gives some recommendations concerning the design, construction and maintenance of such structures to increase their durability.
Autor artykułu krótko omawia historie zastosowań konstrukcji podatnych z blach falistych, przytaczając także zdarzenia i osoby z nimi związane. Poza informacjami technicznymi opisuje po krótce mechanizmy stanowiące modus operandi rozwoju tego sektora mostownictwa. Rozważania zawarte w tekście sięgają końca XIX w. i kończą się na czasach współczesnych. Autor posiada 25-letnie doświadczenie w tej branży i aktywnie uczestniczył w zmianach, które miały miejsce na rynku światowym w tym okresie.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania porównawcze przepustów wykonanych z tworzywa GRP (Glass Reinforcement Poliester) zabudowanych w warunkach naturalnych i obciążanych układem sił symulujących obciążenia komunikacyjne zgodne z „Modelem Obciążenia 1” wg [7]. Analizowano dwie konstrukcje o identycznym przekroju poprzecznym (profil dzwonowy DN3000/2400), ale różnej grubości ścianki: standardowej 45 mm i zredukowanej 35 mm. Badania obejmowały pomiary przemieszczeń pionowych i poziomych konstrukcji oraz odkształceń ścianki w części środkowej odcinka i przy złączu. Wyniki badań poddano analizie w celu sprawdzenia wpływu redukcji grubości ścianki na odkształcenia wewnętrznego przekroju konstrukcji oraz na naprężenia w ściankach.
EN
The article presents comparative research of culverts made of GRP (Glass Reinforcement Polyester) built in natural conditions and loaded with a system of forces simulating traffic loads in accordance with the „Load Model 1” according to [7]. Two structures with the same cross-section (bell profile DN3000/2400) but with a different wall thickness: standard 45 mm and reduced 35 mm were analyzed. The tests included measurements of vertical and horizontal displacements of the structure as well as wall deformations in the middle part of the section and at the joint. The test results were analyzed in order to check the influence of the wall thickness reduction on the deformation of the internal cross-section of the structure and on the wall stresses.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono rozwiązania obiektów mostowych zastosowanych na odcinku drogi ekspresowej S7 oraz drogi krajowej nr 16. Przeanalizowano i omówiono najważniejsze obiekty, w tym m.in. most typu extradosed MS-3 oraz most belkowy wzmocniony łukiem MS-4. Zwrócono uwagę na główne problemy oraz aspekty związane z metodami realizacji.
EN
The paper concerns on construction Ostróda Bypass which consist of two tasks: expressway no. S7 and national road no. 16. Major bridge structures were analyzed and presented, including extradosed bridge MS-3 and tied-arch bridge MS-4. Main problems, construction methods and obtained conclusions were discussed.
Znaczny wzrost wydatków na modernizację infrastruktury kolejowej w naszym kraju pod koniec XX w. oraz obecnie przyczynił się do poszukiwań nowych i szybkich technologii usprawniających prowadzenie robót i ograniczających do minimum czas zamknięć torowych.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A long-span buried flexible steel structure in Norway was instrumented for monitoring long-term behaviour. The structure is a horizontal ellipse with a span of 10.78 m completed in 1985. Eight hydraulic earth pressure cells of the Glozl-type were used to measure earth pressure. The height of cover on the horizontal ellipse is 4.2 m and earth pressure cells are used to measure arching on a long term basis. The long-term observations of the buried flexible steel structure in this study shows that the arching is around 30 % of the vertical earth pressure and is stable on a long term basis. The study shows that the long-term deflections, stresses and earth pressure can be controlled by using well compacted high quality back-filling material and following established construction procedures.
PL
Kontroli poddane zostało długoterminowe zachowanie się konstrukcji podatnej dużej rozpiętości z blachy falistej w Norwegii. Konstrukcja jest poziomą elipsą o rozpiętości 10.78 m ukończona w roku 1985. Do pomiarów naprężeń w gruncie wykorzystano osiem hydraulicznych czujników typu Giótzl. Wysokość naziomu nad konstrukcją wynosi 4,2 m a czujniki wykorzystane zastały użyte do pomiaru przesklepiania w perspektywie długoterminowej. Obserwacje przeprowadzone na konstrukcji podatnej z blachy falistej wykazują, że efekt przesklepienia redukuje około 30% poziomego nacisku gruntu i jest stabilny długoterminowo. Badania wykazały, że długoterminowe odkształcenia, naprężenia i napór ziemi mogą być kontrolowane przy użyciu dobrze zagęszczonego materiału do zasypki o wysokiej jakości oraz stosowanie się do zaleconych procedur budowlanych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This research presents the results of long-term measurements of stresses in a flexible steel structure used to build an grade separation under railway line. The structure has a pipe-arch shape and is placed directly on the ground and backfilled with sand-gravel mix. Strains were measured with use of electric resistance wire strain gauges. Tests were carried out during the construction time and then systematically (a few times a year starting from 1998) until end 2006. On the basis of tests results changes in structure's internal forces distribution have been described. It has been affirmed that distribution of stresses changed slightly everywhere but haunch area where the changes were significant. Short discussion of results is presented
PL
Referat prezentuje wyniki wieloletnich badań konstrukcji z blach falistych użytej do budowy wiaduktu kolejowego. Konstrukcja ma kształt łukowo-koło wy ( kroplisty). Posadowiona jest bezpośrednio na podłożu gruntowym i otoczona została mieszanką żwirowo-piaskową. W trakcie badań dokonano pomiarów tensometrycznyeh. Badania wykonano w trakcie wznoszenia konstrukcji i następnie systematycznie ( parę razy do roku) aż do końca 2006 roku. W oparciu o wyniki pomiarów określono zmiany w rozkładzie naprężeń w powłoce stalowej. Na tej podstawie stwierdzono, że zasadniczo zmiany naprężeń w powłoce są niewielkie, z wyjątkiem strefy pachwinowej, w której nastąpiła istotna ich zmania. Dyskusja wyników załączona została w końcowej części referatu.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Bridges of soil-steel structure built as traffic objects of small spans are attractive because of their architectonic values as well as technical qualities and low costs associated with them. Essential elements of such structures are: steel shell supported on a foundation, soil backfill surrounding it and the kind of roadway. Some aspects related to numerical modeling of this kind of structures are considered in the paper. Steel shell and soil interaction is the main factor affecting general stiffness of the structure and this very factor is considered. A moving load corresponding to a single vehicle traffic is taken into account. Influence of friction coefficient between soil and steel sheet on the general response of the structure is analysed. The analysis has been performed by means of the system COSMOS/M based on finite element method. Geometrical and material parameters adopted in the analysis have corresponded to an actual bridge which was analysed experimentally in situ.
PL
Mosty z konstrukcji stalowo-gruntowych budowane jako obiekty drogowe o małych rozpiętość i ach są bardzo atrakcyjne z powodu ich wartości architektonicznych oraz jakości technicznej i niskich kosztów. Głównymi elementami takich konstrukcji są: powłoka stalowa oparta na fundamencie, zasypka gruntowa otaczająca konstrukcję oraz rodzaj drogi. W referacie rozważono niektóre aspekty związane z numerycznym modelowaniem tych konstrukcji. Współdziałanie powłoki stalowej i gruntu jest głównym czynnikiem oddziałującym na ogólna sztywność konstrukcji. Ten właśnie aspekt brany jest pod uwagę w niniejszym referacie. Rozważone było ruchome obciążenie samochodem ciężarowym. Przeanalizowano wpływ współczynnika tarcia pomiędzy gruntem a blachą stalową na ogólną reakcję konstrukcji. Analiza została przeprowadzona z użyciem systemu COSMOS/M w oparciu o metodę elementów skończonych. Użyte w analizie parametry geometryczne i materiałowe odnoszą się do istniejącego rnostu.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Number of various tests of corrugated steel structures and pipes have been performed over 100 years of history of those. Not very many of those were full scale tests performed in fully controlled laboratory conditions under cyclic loads. This paper presents 10 years experience of full-scale in laboratory tests of corrugated steel structures and pipes with additional remarks to corrugated plastic pipe tests. All tests discussed included both static and dynamic loads with loads cycles ranging from 500 000 to 1000 000 cycles. General conclusions from these tests are presented at the last chapter.
PL
W ciągu 100 letniej historii wykonano wiele badań rur i konstrukcji z blach falistych. Niewiele z nieb wykonano w skali naturalnej i kontrolowanych warunkach w zakresie obciążeń dynamicznych. Niniejszy referat prezentuje 30 -letnie doświadczenia badań nad konstrukcjami i rurami z blach falistych w skali naturalnej z dodatkowymi uwagami na temat badań rur podatnych z rur z tworzysz sztucznych. Wszystkie badania obejmowały obciążenia cykliczne w zakresie od 500 000 do 1000 000 cykli. Generalne wnioski z badań zestawione sav w ostatnim rozdziale referatu.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Since January 2007 at the Road and Bridge Institute in Żmigród two steel arch made from the HelCor pipe are tested in natural scale. The structures have a span of 2,5 m, rise of 1,25 m and are manufactured from the 100 x 20 mm corrugated steel with plate thickness of 2,5 mm. One of the structure is placed on flexible steel foundation, the second on the rigid concrete foundation. With the use of hydraulic servos and a steel frame which is a support structure for the hydraulic load generating equipment, construction is going to be loaded by static and fatigue loads. The tests are oriented to show the differences between the flexible steel construction placed on corrugated flexible foundations and rigid concrete foundations The paper focuses on results obtained during backfilling the two constructions.
PL
Od stycznia 2007 roku w Instytucie Dróg i Mostów w Żmigrodzie dwie stalowe konstrukcje o kształcie łukowym w skali naturalnej wykonane z rur HelCor są poddane testom. Kontrakcje mają rozpiętość 2,5 m, wysokość 1,25 i zostały wyprodukowane z blachy falistej o fali 100 na 20 mm i o grubości 2,5 mm. Jedna z konstrukcji jest umieszczona na podatnych fundamentach z blach falistych, druga na fundamentach betonowych. Przy użyciu obciążników hydraulicznych i stalowych rarn które wspierają przyrządy generujące obciążenie hydrauliczne, konstrukcja jest poddana obciążeniom stałymi i zmiennymi. Testy mają na celu pokazanie różnicy w zachowaniu się konstrukcji podatnych na fundamentach podatnych i fundamentach sztywnych. Praca koncentruje się na wynikach otrzymanych w trakcie zasypywania obu konstrukcji.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper shows an example of a quick reconstruction of a small road bridge with the use of a compilation of two technologies using prefabricates: prefabricated reinforced concrete driven piles and a Super-Core span structure type 35B. Combination of these two technologies allowed the reconstruction of a bridge in Czajkowa. comprising the disassembly of the existing bridge and construction of a new one, within only 33 calendar days. The work was carried out in late fall, from November 4 to December 6 2005, with the working day relatively short and unfavorable weather conditions.
PL
Referat prezentuje przykład szybkiej rekonstrukcji małego mostu drogowego z zastosowaniem połączenia dwóch technologii wykorzystujących prefabrykaty: prefabrykowane, żelbetowe pale wbijane oraz konstrukcja Super-Cor typu 35B. Kombinacja tych dwóch technologii umożliwiła rekonstrukcje rnostu w miejscowości Czajkowa. na którą złożyły się: rozbiórka dotychczasowego mostu i montaż nowego w ciągu zaledwie 33 dni. Prace zostały wykonane późna jesienią od 4 listopada do 6 grudnia 2005 roku przy relatywnie krótkich dniach pracy i niesprzyjających warunkach pogodowych.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW