Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Kunecki B.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2006

|

Vol. 28, nr 2-4

39-53

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.

2

Full-scale laboratory tests and FEM analysis of corrugated steel culverts under standardized railway load

Kunecki B., Kubica E.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2004

|

Vol. 4, no 4

41-53

EN

This paper describes a full-scale static test conducted on a corrugated steel culvert with 2.99 m span and 2.40 m in height. The test was carried out in the Bridge and Road Research Institute, Wrocław Branch, Poland, in 1998 for a Norwegian producer of culverts. The standardized railway load eon figuration UlC 71 for Europe was applied at various soil cover (from 0.3 m to 1.0 m). Several full-scale tests have been performed in the field to validate the long-term performance and great load bearing capacity of these structures, but few structures have been tested in controlled conditions in a test facility like the test in Poland. In order to verify the test results, a finite element model for the structures tested was constructed. The empirical results obtained were compared with results obtained by means of the Finite Elements Method (FEM). To perform the FEM analysis Cosmos/M system software was used. Only results obtained at 0.8 m soil cover were presented and compared.

PL

W roku 1998 w Instytucie Badawczym Dróg i Mostów, Filia Wrocław, przeprowadzono pełnowymiarowe badania modelowe przepustu typu GL4 wykonanego w technologii multiplate. Przedmiotowe badania zrealizowano na zlecenie norweskiego producenta przepustów firmy ViaCon, który dostarczył materiał do badań. Zaprezentowano sposób zamontowania konstrukcji na specjalnie przygotowanym stanowisku badawczym. Podczas badań wykonano wiele obciążeń statycznych oraz dynamicznych, którym towarzyszył pomiar takich wielkości fizycznych jak: odkształcenia, przemieszczenia i napór gruntu na powierzchnie przepustu w charakterystycznych punktach konstrukcji. Przedstawiono sposób montażu czujników naporu gruntu (presjometrów) wokół powłoki przepustu. Normowe obciążenie kolejowe (według normy europejskiej UlC 71) zostało zamodelowane przez zastosowanie sztywnej płyty przenoszącej obciążenia z siłowników na grunt. Badania przeprowadzono dla różnych wysokości naziomu (1,0 m; 0,8 m; 0,6 m; 0,3 m). Ze względu na dużą ilość otrzymanych wyników zaprezentowano jedynie wyniki dla naziomu 0,8 m otrzymane przy obciążeniu statycznym. Używając programu Cosmos/M, stworzono model numeryczny stanowiska badawczego i konstrukcji przepustu. Na wykresach i w tabelach porównano wyniki empiryczne z wynikami otrzymanymi metodą elementów skończonych. Z analiz porównawczych wynika zadawalająca zbieżność ugięć powłoki przepustu. Oznacza to, że sztywności całego układu grunt-przepust oraz rodzaje użytych elementów zostały właściwie dobrane. Równie zbieżny jest rozkład naprężeń zginających w powłoce przepustu. Naprężenia ściskające mierzone na powierzchni przepustu zachowują jedynie charakter rozkładu wyznaczonego numerycznie. Należy zastanowić się nad innym sposobem zamodelowania powierzchni kontaktu między gruntem a powłoką przepustu.. Sugeruje się zastosowanie elementów kontaktowych (np. typu GAP) lub zastosowanie między przepustem a gruntem sprężyn o określonej sztywności. Zauważono bardzo duży wpływ sztywności ścian oporowych na jakościowy i ilościowy rozkład naprężeń zarówno w gruncie, jak i w powłoce przepustu.

3

Badanie przemieszczeń i sił wewnętrznych przepustu stalowego

Kunecki B., Korusiewicz L., Kubica E.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 50, nr 19

227-237

PL

Przepusty stalowe znajdują coraz częstsze zastosowanie jako osłony rurociągów, kabli energetycznych i innych urządzeń infrastruktury podziemnej. Często wykorzystuje się do tego celu stalowe przepusty karbowane typu Arot HELCOR, ponieważ cechują je relatywnie niskie koszty wykonawcze oraz krótki czas montażu. Niewiele konstrukcji tego typu zostało przebadanych w tak kontrolowanych warunkach jak opisywany poniżej model. Prezentowany referat przedstawia wyniki badań przemieszczeń oraz sił wewnętrznych w przepuście stalowym typu Arot HELCOR o średnicy 0,8 m oraz sposób w jaki zasymulowano obciążanie kolejowe podczas badań przepustu w skali naturalnej.

EN

Steel pipes can be used as protection for pipeline, power cable and others underground devices. ArotHELCOR - corrugated steel culverts are often used to above-mentioned operation. Advantages of the steel culverts are following: the construction period is short and economical. This paper describes full-scale testing of a corrugated steel pipe with diameter D =0,80 m, length L=8,00 m and the steel thickness t=2,00 mm. The test was performed at the Road and Bridge Research Institute in Żmigród. Not very many structures have been tested in controlled conditions in a test facility like the test in Zmigrod. The paper describes internal forces and deformations obtained during test and the way to modelling of railway's load.

4

Identyfikacja doświadczalna rozkładów obciążeń przepustów stalowych

Kunecki B., Kubica E.

Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 81, nr 30

103-112

PL

W projektowaniu przepustów stalowych ważnym problemem jest określenie rozkładów działających obciążeń, Występuje bowiem interakcja podatnej konstrukcji stalowej z napierającym gruntem. Stosowanie czujników naporu gruntu jest kosztowne i nie zawsze możliwe. Godnym polecenia wydaje się teoretyczne wyznaczenie rozkładów obciążeń na podstawie pomiarów przemieszczeń przepustów traktując je jako odpowiedz konstrukcji. W pracy pokazano prosty sposób określenia rozkładów obciążenia weryfikując go wynikami badań doświadczalnych przepustu stalowego Arot HELCOR przeprowadzonych na modelu w skali naturalnej.

EN

In designing of steel culverts one of the problems is to determine the distribution of acting loads. In such cases (he interaction between the flexible steel structure and soil pressure has to be considered. The Application of soil pressure gauges is expensive and not always possible. Looking promising, can be a method based on the theoretical determination of loads distribution, obtained from the measurement of displacements of steel culverts as a response of the structure. A simple way haw to determine the loads distribution, supported by experimental results for steel culverts Arot HELCOR has been carried out on the full - scale model.