Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Contact interaction between corrugated steel shell and the soil backfill determined based on the measurements of shell deformations

Machelski Czesław, Korusiewicz Leszek

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

57--79

EN

Unlike in conventional bridges, the backfill and the roadway pavement have a major bearing on the load capacity of buried corrugated metal structures. In the soil-steel structure model one can distinguish two structural subsystems: the shell made of corrugated steel plates and the soil backfill with the road pavement. The interaction between them is modelled as a contact (interfacial) interaction, i.e. forces normal and tangent to the surface of the shell. The normal interactions are variable during both construction and service life. Two algorithms are presented. In the first algorithm on the basis of unit strains the internal forces in the shell are determined and consequently the contact interactions are calculated. A large number of measuring points distributed on the circumferential section of the shell is needed for the calculations. In the second algorithm the collocation condition, according to which the result obtained from the shell geometry model must agree with the measured displacement of the structure’s collocation point, is used. When there are more such points, the estimated result is more precise. The advantage of both algorithms is that they take into account the physical characteristics of the soil in the backfill layers, but above all the backfill laying and compacting technology. The results of such analyses can be the basis for comparing the effectiveness of conventional geotechnical models.

PL

Charakterystyczną cechą konstrukcji gruntowo-powłokowych, w odróżnieniu od klasycznych mostów, jest duży wpływ zasypki gruntowej i nawierzchni jezdni jako elementów nośnych obiektu. W modelu obiektu gruntowo-powłokowego wyróżnia się dwa podukłady konstrukcyjne: powłokę z blachy falistej oraz zasypkę gruntową z nawierzchnią. Współdziałanie pomiędzy nimi modeluje się jako oddziaływanie kontaktowe, czyli siły o kierunku normalnym i stycznym do powierzchni powłoki. Oddziaływania te są zmienne w czasie budowy jak również podczas eksploatacji. W pracy podano dwa algorytmy wyznaczania sił kontaktowych. W pierwszym na podstawie odkształceń jednostkowych określa się siły wewnętrzne w powłoce a stąd oddziaływania kontaktowe. Do obliczeń niezbędna jest duża liczba punktów pomiarowych rozmieszczonych na paśmie obwodowym powłoki. W drugim algorytmie wykorzystuje się warunek kolokacji polegający na tym, że wynik obliczeń uzyskany z modelu geometrii powłoki ma być zgodny w rezultatem pomiaru przemieszczenia punktu kolokacyjnego obiektu. Gdy takich punktów jest więcej oszacowanie wyniku jest dokładniejsze. Zaletą obydwu algorytmów jest uwzględnienie cech fizycznych gruntu w warstwach zasypki a przede wszystkim technologii jej układania i zagęszczania. Wyniki tych analiz mogą być podstawą do porównań skuteczności klasycznych modeli geotechnicznych. Chociaż zależność między siłami kontaktowymi a deformacją powłoki jest znana, to procedury określenia oddziaływań kontaktowych na podstawie doświadczalnie wyznaczonych odkształceń czy też przemieszczeń powłoki nie są ściśle opisane. Celem pracy było przedstawienie takich procedur na przykładzie dwóch różnych obiektów gruntowo-powłokowych.

2

Verification of the method of estimating bending moments in soil-shell structures on the basis of shell deformation

Korusiewicz L.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2016

|

Vol. 15, no. 3

221--230

EN

The paper concerns soil-shell bridge structures of arch cross-section made from corrugated plates. During backfilling the shell crown is deflected upwards and the sides move inwards at the shoulder (haunch) level. The measured displacements are used to represent the arch deformation. With large displacements that typically occur during backfilling it is possible to measure them with surveying instruments. This enables monitoring the changes in the shell deformations on site as the work proceeds. This study analyses the accuracy of the method to estimate the bending moments induced in the structure - the main factor influencing the values of normal stresses in the shell – on the basis of the deformation of curvature at the crown, determined by measuring the displacements. The measurements and calculations carried out for an existing structure were used for comparative analysis. The structure identified for this purpose is an arch shell made of single, deep-corrugated metal plate (Super Cor). The experimental study included measurement of unit strain of the shell to determine the bending moments used for independent verification of the computed values.

PL

Praca dotyczy mostowych obiektów gruntowo-powłokowych o łukowym kształcie przekroju poprzecznego powłok, wykonanych ze stalowej blachy falistej. Podczas układania zasypki gruntowej powłoka o takim kształcie ulega wypiętrzeniu w kluczu i zwężeniu w pachwinie. Na podstawie pomiarów tych przemieszczeń odwzorowuje się jej deformację. Dzięki znacznym wartościom przemieszczeń występującym podczas zasypki pomiary te mogą być realizowane z użyciem technik geodezyjnych. Umożliwia to śledzenie na budowie zmian deformacji powłoki wraz z postępem robót na obiekcie. W pracy poddano analizie dokładności metodę szacowana momentów zginających – głównego czynnika wpływającego na wartość naprężeń normalnych w powłoce – na podstawie zmiany krzywizny w jej kluczu, określonej z pomiarów przemieszczeń. Analizę porównawczą oparto na wynikach pomiarów i obliczeń uzyskanych na wybudowanym obiekcie. Wykorzystano do tego celu powłokę o kształcie łukowym, wykonaną z pojedynczej blachy o wysokim profilu (Super Cor). W badaniach tych dokonano jednocześnie pomiarów odkształcenia jednostkowego powłoki, które wykorzystano do określenia momentów zginających, pozwalających na niezależną weryfikację wyników obliczeń.

3

Deformacja powłoki obiektu gruntowo-powłokowego jako efekt obciążenia stałego

Machelski C., Mońka M.

Mosty

|

2014

|

nr 5

40--43

PL

W pracy analizuje się zmiany deformacji powłoki z blachy falistej poddanej obciążeniom stałym pochodzącym wyłącznie od zasypki gruntowej, bez udziału obciążeń komunikacyjnych – jak w konstrukcjach gruntowo-powłokowych, użytkowanych jako obiekty ekologiczne. Właśnie taka sytuacja występuje w analizowanym w pracy obiekcie wybudowanym wyłącznie do celów badawczych na terenie firmy ViaCon w Rydzynie.