Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyczne zmiany momentów zginających w powłokach obiektów gruntowo-powłokowych

Machelski Czesław

Przegląd Komunikacyjny

|

2021

|

R. 76, nr 1

24--28

PL

W modelu obiektu gruntowo-powłokowego wyróżnia się dwa podukłady konstrukcyjne: podatną powłokę z blachy falistej oraz zasypkę gruntową. Charakterystyczną cechą analizowanych konstrukcji, w odróżnieniu od klasycznych mostów np. murowanych jest bardzo duży wpływ zasypki gruntowej na siły wewnętrzne i deformację powłoki. Zwykle w trakcie budowy naprężenia w powłoce są wielokrotnie większe niż powstałe od obciążeń użytkowych. W pracy poddano analizie zmiany momentów zginających w powłoce podczas eksploatacji obiektu jako skutek deformacji powstałej w fazie budowy. W wynikach badań wskazano na to, że deformacja powłoki zależy od geometrii obiektu ale z dużym udziałem technologii układania zasypki gruntowej. W pracy przedstawiono algorytm szacowania zmian momentów zginających w powłoce na podstawie zmiany krzywizny powstałej w fazie budowy. W przykładach wskazano na korzystną redukcję momentów zginających w powłokach o kształcie łukowym. Wykazano niekorzystną geometrię w przypadku powłok o kształcie skrzynkowym. Wyniki analiz podane w pracy mogą być podstawą metodologii pomiarów w monitoringu obiektów zarówno podczas budowy jak też w fazie użytkowej.

EN

There are two structural subsystems in the soil-steel structure model: a flexible corrugated steel shell and a soil backfill. A characteristic feature of the analyzed structures, in contrast to classic bridges, e.g. brick ones, is a very large influence of the soil backfill on internal forces and deformation of the steel shell. Usually, during construction, the stresses in the shell are many times greater than those arising from the operational loads. In the paper analyzes changes bending moments in the steel shell during the operation of the object as a result of deformation occurring during the construction phase. The test results indicate that the bending moments of the steel structure depends on the geometry of the bridge but with a large influence of the technology of the backfill process. The paper presents an algorithm for estimating shell shape changes based on displacements occurring in the construction phase. The examples show a favorable reduction of bending moments in shells with a regular arc. An unfavorable geometry for box-shaped shells has been demonstrated. The results of the analysis presented in the paper may be the basis for the measurement methodology in the monitoring of soil-steel structure bridges, both during construction and in the operational phase.

2

Effects of Surrounding Earth on Shell During the Construction of Flexible Bridge Structures

Machelski Czesław

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2019

|

Vol. 41, nr 2

67--73

EN

A characteristic feature of soil-steel structures is that, unlike in typical bridges, the backfill and the carriageway pavement with its foundation play a major role in bearing loads. In the soil-steel structure model, one can distinguish two structural subsystems: the shell made of corrugated plates and the backfill with the pavement layers. The interactions between the subsystems are modelled as interfacial interactions, that is, forces normal and tangent to the surface of the shell. This is a static condition of the consistency of mutual interactions between the surrounding earth and the shell, considering that slip can arise at the interface between the subsystems. This paper presents an algorithm for determining the internal forces in the shell on the basis of the unit strains in the corrugated plates, and subsequently, the interfacial interactions. The effects of loads arising during the construction of a soil-steel bridge when, for example, construction machines drive over the structure, are taken into account in the analysis of the internal forces in the shell and in the surrounding earth. During construction, the forces in the shell are usually many times greater than the ones generated by service loads. Thus, the analytical results presented in this paper provide the basis for predicting the behaviour of the soil medium under operational loads.

3

Analogia efektów sprężenia w konstrukcjach gruntowo-powłokowych

Machelski Czesław

Mosty

|

2019

|

nr 3/4

42--48

PL

Geometria powłoki w podatnych konstrukcjach gruntowo-powłokowych podlega ciągłym zmianom od czasu jej zmontowania z arkuszy blach falistych do analizowanego stanu obiektu. Istotny jest zatem bezpieczny zakres tej deformacji w okresie budowy i użytkowania obiektu. Do oceny bezpieczeństwa zaproponowano w pracy, jako miarodajny wskaźnik, zmianę krzywizny jako funkcję ugięcia klucza powłoki. W artykule analizuje się podobieństwo zachowania się powłoki do konstrukcji belkowej wykonanej z betonu sprężonego.

EN

Shell geometry in flexible soil-steel structures is subject to constant changes since the assembling of the shell from corrugated steel sheets to the analysed state of the structure. Therefore the safe range of such a deformation during the construction and service of the structure is crucial. The change of curvature as a function of the deflection of the shell’s crown point is proposed in the paper as a meaningful indicator to assess the safety of the structure. The article analyses the similarity of the shell’s behaviour to a beam structure made of prestressed concrete.

4

Testing the load capacity of a soil-steel box structure

Machelski C., Korusiewicz L.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2018

|

Vol. 17, no. 3

181--191

EN

The deformation of the circumferential section of a box culvert shell made of corrugated steel plates is analysed. Deflections and unit strains in selected shell points were adopted as the measure of the deformation of the corrugated steel shell. The quantities were measured using inductive displacement gauges and electric resistance strain gauges. The investigations were carried out in laboratory conditions under specifically selected configurations of a distributed load. Loading intensity, surcharge thickness and the area of load action on the surcharge were adopted as variable test parameters. The effectiveness of the interaction between a geo-grid and the soil in the surcharge in reducing the deformation of the shell was analysed.

PL

W pracy analizowana jest deformacja pasma obwodowego powłoki wykonanej z blachy falistej w przepuście o konstrukcji skrzynkowej. Za miarę deformacji stalowej blachy przyjęto ugięcia i odkształcenia jednostkowe w wybranych punktach powłoki. Pomiarów tych wielkości dokonano z wykorzystaniem indukcyjnych czujników przemieszczenia i tensometrów elektrooporowych. Badania realizowano w warunkach laboratoryjnych, stosując specjalnie dobrane układy obciążenia statycznego konstrukcji o postaci rozłożonej. Jako zmienne parametry badań przyjęto: intensywności obciążenia, grubość naziomu oraz pole powierzchni oddziaływania obciążenia na naziom. Analizowano skuteczność współdziałania geosiatki z gruntem w naziomie w zakresie redukcji deformacji powłoki.

5

Budowlane obciążenia podatnych obiektów inżynierskich

Machelski C.

Przegląd Komunikacyjny

|

2018

|

R. 73, nr 10

30--35

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 warstwami nawierzchni. Współdziałanie pomiędzy nimi modeluje się jako oddziaływanie kontaktowe, czyli siły o kierunku normalnym i stycznym do powierzchni powłoki. W pracy podano algorytm, w którym na podstawie odkształceń jednostkowych określa się siły wewnętrzne w powłoce a stąd oddziaływania kontaktowe. W rozwiązaniu wykorzystuje się warunek zgodności wzajemnych oddziaływań pomiędzy gruntem a powłoką. Dopuszcza się powstawanie poślizgu w styku tych podukładów. W analizie zwrócono uwagę na minimalne grubości naziomu bezpieczne dla obciążeń budowlanych.ych 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 warstwami nawierzchni. Współdziałanie pomiędzy nimi modeluje się jako oddziaływanie kontaktowe, czyli siły o kierunku normalnym i stycznym do powierzchni powłoki. W pracy podano algorytm, w którym na podstawie odkształceń jednostkowych określa się siły wewnętrzne w powłoce a stąd oddziaływania kontaktowe. W rozwiązaniu wykorzystuje się warunek zgodności wzajemnych oddziaływań pomiędzy gruntem a powłoką. Dopuszcza się powstawanie poślizgu w styku tych podukładów. W analizie zwrócono uwagę na minimalne grubości naziomu bezpieczne dla obciążeń budowlanych.

EN

A characteristic feature of the soil-steel structure, unlike conventional bridges, is greatly influenced by the backfill ground and the road surface as a load-bearing elements. In the model of soil-steel structure there are two structural parts: steel shell with corrugated pates and backfilling ground with road surface.The interaction between them is modelled as an contact interaction (interface), which is a normal and tangential force to the surface of the shell. The paper provides an algorithm in which the internal forces in the shell are determined on the basis of unit deformations and hence contact effects. The solution uses the condition of compatibility of contact between the soil and the shell and it is allowed to slip at the interface between these two structural parts. In the analysis, attention was paid to the minimum backfilling cover thickness above the shell crown that is safe for construction loads.

6

Oddziaływanie pojazdu na powłokę w obiektach gruntowo-powłokowych

Machelski C.

Przegląd Komunikacyjny

|

2017

|

R. 72, nr 9

12--17

PL

W pracy omówiono wyniki badań obiektów gruntowo-powłokowych poddanych obciążeniom pojazdami drogowymi i kolejowymi, zmieniającymi swoje położenie wzdłuż toru ruchu. Rozpatrywane są obciążenia quasi statyczne w ujęciu kroczącym i ciągłym (z minimalną prędkością przejazdu). Analizowano wpływy oddziaływań dynamicznych pojazdów w funkcji prędkości przejazdu. Rozpatrywane są ciężkie, przejazdy eksploatacyjne z małymi prędkościami. Odrębna grupą są przejazdy pasażerskich pociągów w przejazdach z dużymi prędkościami. W tym przypadku realizowane są symulacje numeryczne z wykorzystaniem złożonych modeli obiektów gruntowo-powłokowych. W pracy sprecyzowana jest specyfika (odmienność) efektów oddziaływań dynamicznych taboru kolejowego na obiekty gruntowo-powłokowe w odniesieniu do klasycznych mostów stalowych. Z przedstawianych wyników badań obiektów gruntowo-powłokowych widoczne jest korzystne współdziałanie nawierzchni kolejowej i podbudowy z powłoką z blachy falistej zanurzonej w zasypce gruntowej jak w nasypach kolejowych.

EN

The paper presents the results of soil steel structures tests under road and rail vehicles loads, which change their position along the track. Quasi static loads are considered in both stepping and continuous measurement method (with minimum travel speed). The impact of dynamic loads from vehicles as a function of vehicle speed was analyzed. Heavy, low-speed driving rides and as a separate group the passage of passenger trains in high speed journeys were considered. In this cases numerical simulations are performed using complex models of soil-steel structures. The specificity (difference) of dynamic effects from dynamic loads of rolling stock on soil-steel structures in relation to classic steel bridges is specified in the paper. The presented results from tests shows the favorable interaction of the railway tracks and substructures with the corrugated steel shell in the backfilling as in the railway embankments.

7

Dopuszczalna deformacja powłoki obiektów gruntowo-powłokowych z blach falistych

Machelski C.

Mosty

|

2017

|

nr 1

14--18

PL

W obiektach gruntowo-powłokowych, niezależnie od geometrii przekroju poprzecznego, np. o kształcie łukowym czy eliptycznym, projektuje się górny wycinek powłok o stałym promieniu krzywizny R. W wyniku ciężaru własnego blachy, parcia gruntu i obciążeń ruchomych kształt tej części podlega deformacjom z widocznym odstępstwem od projektowanego wycinka koła. Zmianę promienia krzywizny pasma obwodowego powłoki określa się w pracy na podstawie współrzędnych trzech punktów pomiarowych, tworzących trójkąt wpisany w okrąg.

EN

In the design process of soil-steel structures, regardless of the cross-sectional geometry, e.g. in the shape of an arc or elliptical designs, the upper section of the shell with a constant radius of curvature R is designed. As a result of the steel structure's own weight, earth pressure from backfilling and live load above the structure, the shape of the upper section deforms with a visible deviation from the circle shape. The change in the radius of the circumferential curvature of the steel shell is determined in this paper on the basis of the coordinates of three measuring points, forming a triangle inscribed in a circle. Any (asymmetric) position of the measuring points, defined by geodetic techniques, is taken into account. The paper analyzes the deformation indicators of the shell made of corrugated steel sheets, during the construction or operation of structures. The change of the curvature in the crown of the shell is assumed as a basic deformation measurement and limit values are defined.

8

Zastosowanie metody georadarowej do oceny poprawności wykonania konstrukcji gruntowo-powłokowej

Świt G., Kosno Ł.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

153--164

PL

Konstrukcje gruntowo-powłokowe są obecnie szeroko stosowane ze względu na swoje zalety, wśród których wymienić można: niższe koszty budowy i utrzymania obiektu, skrócony czas wykonania oraz uproszczenie konstrukcji w porównaniu z konstrukcjami klasycznymi. Nie bez znaczenia są również ich walory architektoniczne. Konstrukcje podatne wykazują jednak istotne różnice w budowie oraz sposobie pracy w stosunku do klasycznych konstrukcji sztywnych. Niezrozumienie zachodzących zjawisk może powodować występowanie błędów projektowych oraz wykonawczych, które mogą być przyczyną awarii, a w skrajnym przypadku nawet katastrofy. Odpowiednio wczesne wykrycie błędów i ich eliminacja pozwalają zatrzymać degradację obiektu i wydłużyć okres jego użytkowania. W celu wykrycia występujących nieprawidłowości należy zastosować nieniszczące metody badawcze (NDT), które umożliwiają ocenę poprawności wykonania zakrytych elementów konstrukcyjnych. Jedną z najpopularniejszych metod badawczych jest technika georadarowa,. Obecnie znajduje ona szerokie zastosowanie w budownictwie komunikacyjnym, gdzie wykorzystuje się ją do oceny stanu technicznego klasycznych konstrukcji mostowych, nawierzchni drogowych oraz lotniskowych, czy nasypów kolejowych. Do chwili obecnej metoda georadarowa nie znalazła jednak zastosowania w badaniach podatnych konstrukcji gruntowopowłokowych. W artykule przedstawiono przykład zastosowania techniki georadarowej do oceny poprawności wykonania oraz stanu technicznego obiektu mostowego typu SuperCor. Jako rezultat badań uzyskano serię radargramów przetworzonych przy użyciu dedykowanego oprogramowania, co umożliwiło określenie prędkości propagacji fali w warstwach konstrukcyjnych oraz wykrycie niewłaściwego wykonania warstw i elementów konstrukcyjnych obiektu. Występowanie tych anomalii może istotnie wpływać na trwałość obiektu.

EN

Soil-steel structures are widely used due to its advantages including lower cost of construction and maintenance, quicker construction process and simplification of structure in comparison to traditional structures. Architectural values are also significant. However flexible structures present relevant differences in structure and work manner in relation to traditional rigid objects. Lack of understanding of these phenomena may lead to design and execution faults that may be a reason of failure, and in an extreme case even a building collapse. Early detection of faults and its elimination allows to stop the deterioration of an object and to extend its service life. In order to detect existing incorrectness, the non-destructive testing methods (NDT) should be applied. These methods enable the assessment of inaccessible construction members execution correctness. One of the most popular testing methods is Ground Penetrating Radar technique. Presently it is widely applied in communication engineering for technical condition assessment of traditional bridge structures, road and airfield pavements or railway embankments. To date GPR method is not applied for flexible soil-steel structures assessment. This paper presents an example of GPR technique application for assessment ofexecution correctness and technical condition of a SuperCor flexible bridge structure. As a result a series of processed radargrams were obtained which allowed determination of wave propagation velocity, detection of improper execution of structural layers and construction members. The anomalies recorded may affect the life span of the structure.

9

Steel plate curvatures of soil-steel structures during construction and exploitation

Machelski C.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2016

|

Vol. 15, no. 3

207--220

EN

The paper analyses the deformation of circumferential bands of shells made of corrugated metal sheets in soil-steel structures. A change of curvature in the crown of a shell is assumed as a measure of deformation. In the upper part of analysed objects, regardless of their cross-sectional geometry, e.g. arched or elliptical shaped, a section of shell with a constant radius of curvature R is nowadays designed. As a result of earth pressure, moving loads and the self-weight of metal sheets, the shape of this part is subjected to deformation with a noticeable deviation from the circular shape. The change of curvature radius is determined in the paper on the basis of three coordinates of measuring points that form a triangle inscribed in a circle. Every (asymmetrical) position of the measuring points is taken into account. A system of three such points is transformed into a form of an equilateral triangle, and thus the radius of curvature is determined. Based on the change of curvature formulated during the construction and exploitation of soil-steel structures, the bending moments and normal stresses in the shell crown can be estimated and therefore a safety evaluation of the objects is possible.

PL

W pracy analizuje się deformacje pasm obwodowych powłok wykonanych z blach falistych w obiektach gruntowo-powłokowych. Jako miarę deformacji przyjmuje się zmianę krzywizny w kluczu powłoki. W analizowanych obiektach, niezależnie od ich geometrii przekroju poprzecznego, przykładowo o kształcie łukowym czy eliptycznym, projektuje się w górnej części wycinek powłok o stałym promieniu krzywizny R. W wyniku ciężaru własnego blachy, parcia gruntu i obciążeń ruchomych kształt tej części podlega deformacji z widocznym odstępstwem od koła. Zmianę tego promienia krzywizny określa się w pracy na podstawie trzech współrzędnych punktów pomiarowych, tworzących trójkąt wpisany w okrąg. Uwzględnia się przy tym dowolne (niesymetryczne) położenie punktów pomiarowych. Układ trzech takich punktów transformuje się do formy trójkąta równobocznego, a stąd wyznacza się promień krzywizny. Na podstawie zmiany krzywizny powstałej podczas budowy i eksploatacji obiektów gruntowo-powłokowych można szacować momenty zginające i naprężenia normalne w kluczu powłoki, a więc możliwa jest ocena bezpieczeństwa obiektu.

10

Szacowanie oddziaływania zasypki na powłokę w obiekcie gruntowo-powłokowym na podstawie deformacji powłoki

Machelski C.

Przegląd Komunikacyjny

|

2016

|

Nr 11

31--36

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 normalne te są zmienne w czasie budowy jak również podczas eksploatacji. W pracy do ich określenia 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. Zaletą takiego algorytmu 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.

EN

A characteristic feature of the soil-steel structure, unlike conventional bridges, is greatly influenced by the backfill ground and the road surface as a load-bearing elements. In the model of soil-steel structure there are two structural parts: steel shell with corrugated pates and backfilling ground with road surface. The interaction between them is modeled as an contact interaction (interface), which is a normal and tangential force to the surface of the shell. These normal interactions are variable during the construction phase as well as during operation. In this paper the collocation condition is use to determine these interactions, based on the fact that the calculation result obtained from the model of the geometry of the shell is to be consistent in the result of the measurement of the movement of the collocation point in real structure. The physical characteristics of the soil in layers of backfill and especially the technology of laying and compacting is to taken into account and this is the advantage of this algorithm. The results of these analyzes can be the basis for comparing the effectiveness of conventional geotechnical models.

11

Strefa oddziaływań obciążeń budowlanych na powłokę obiektu gruntowo-powłokowego

Machelski C., Mumot M.

Mosty

|

2016

|

nr 2

55--57

PL

Powłoka z blachy falistej w obiekcie gruntowo-powłokowym charakteryzuje się dużą sztywnością, ale dopiero w otoczeniu ośrodka gruntowego. W początkowej fazie budowy deformacja powłoki jest wielokrotnie większa niż od obciążeń budowlanych. W fazie budowy dla bezpieczeństwa powłoki istotne znaczenie mają obciążenia od pojazdów i urządzeń stosowanych do układania i zagęszczania zasypki. Jest to szczególnie ważne w sytuacji, gdy przemieszczenia powłoki od obciążenia budowlanego naziomu są sumowane ze skutkiem ciężaru własnego gruntu – jak w powłokach o kształcie łukowym.

EN

The influence of technological loads on the safety of soil-steel structures is analysed in the paper. Shell deformation and hence displacements resulting from the soil backfilling during construction are several times greater than at the service stage. The influence of technological loads (e.g. weight of soil compactors, loaders or transporters) on the safety of the shell is important in this case. A FEM numerical model has been developed for the study with the use of the Plaxis software. To determine the influence function of the shell’s crown deflection, the reciprocal displacement and reaction theorem has been used. The paper presents the influence lines of the shell uplift changes depending on the soil backfill height. It also gives examples of the practical use of influence lines. The significant impact of the backfill height on the deformation of shell under technological loads is shown.

12

Skuteczność pomiarów geodezyjnych podczas budowy obiektów gruntowo-powłokowych

Machelski C.

Mosty

|

2016

|

nr 5

51--54

PL

Z postaci deformacji powłoki obiektu gruntowo-powłokowego można szacować momenty zginające i naprężenia w paśmie obwodowym blachy falistej. Na tej podstawie ocenia się bezpieczeństwo konstrukcji podczas jej budowy, a także eksploatacji. Jako miarę deformacji powłoki przyjmuje się zmianę krzywizny w kluczu pasma obwodowego. Taką metodykę badań wykorzystuje się w analizowanych obiektach dzięki stosowaniu geodezyjnej techniki pomiarowej.

EN

Flexural stresses calculated on the basis of the deformation of the peripheral stripes of corrugated metal shells in soil-steel structures are analyzed in the paper. The curvature change of a peripheral stripe in a shell crown is assumed as a measure of deformation. The upper part of the analysed shells, regardless of their cross-sectional geometry (e.g. arch or elliptical), has a constant radius of curvature R. The shape of this shell part becomes deformed, differing from the circular shape as a result of the shell’s self-weight, soil pressure and other dead loads. The change of the radius of the curvature is determined in the paper on the basis of the coordinate system consisting of points forming triangles inscribed in circles. The change of the curvature during the construction stage and the maintenance stage allows to estimate bending moments and normal stresses in the shell crown and hence to evaluate the safety of the structure. The effectiveness of surveying techniques is assessed with the reference to the results of tensiometric measurements.

13

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.

14

Predicting bending moment in crown of soil-steel structure built as ecological crossing for animals

Mumot M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2013

|

No. 10

85--98

EN

The paper concerns soil-metal structures made of a thin shell (usually - corrugated steel) and soil backfill. During backfilling significant deformations of the structure can be observed (the upper part of the shell buckles and its width narrows). This phenomenon results in a subsequent prestressing effect during placing the backfill material above the crown of the structure. In the paper the method of bending moment determination in the crown of the structure, which is the main component affecting stresses in the steel shell, is proposed. The results obtained using in-situ method were compared with the results obtained using FEM software. The conclusions were drawn and the diagrams presenting the curvatures necessary to estimate values of the bending moment in the crown of the structure were obtained from the studies. Relations that could help in development of the methodology for determining internal forces in the crown of the structure of different geometry were found. The studies will help in designing of that type of structures and will allow to prevent critical forces in the steel shells during the erection process.

PL

Praca dotyczy konstrukcji gruntowo-powłokowych wykonanych z wiotkiej powłoki (przeważnie blacha falista) oraz zasypki gruntowej. Podczas zasypywania konstrukcja deformuje się w znacznym stopniu (wypiętrza się góra powłoki i zwęża na szerokości). Zjawisko to przekłada się na późniejszy efekt sprężenia, gdy grunt układamy nad kluczem powłoki. W artykule zaproponowano metodę wyznaczania momentu zginającego w kluczu powłoki, który jest głównym czynnikiem wpływającym na naprężenia w stalowej powłoce. Wyniki otrzymane metodą in-situ zostały porównane z wynikami otrzymanymi w programie MES. Z badań nad różnymi kształtami powłok wyciągnięto wnioski oraz otrzymano krzywe potrzebne do szacowania momentów zginających w kluczu powłoki. Znaleziono zależności które pomogą w opracowaniu metodyki wyznaczania sił wewnętrznych w kluczu powłok o różnej geometrii. Badania pomogą projektować tego typu konstrukcje oraz pozwolą na zapobieganie występowania krytycznych sił w powłoce w trakcie budowy.

15

Numerical analysis of box-type soil-steel structure under static service loads

Haji Abdulrazagh P., Bayoglu Flener E.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2012

|

Nr 12

95-108

EN

The paper presents the numerical analysis of a long-span deep-corrugated steel box culvert with a span of 14m with soil covers of 0.45m and 1.20m. Current design codes and researchers usually approximate the effect of live loads on such soil-steel culverts, especially for stiffened ones. On the other hand, full-scale field tests are expensive and not always available. Therefore, it is essential to apply accurate numerical analyses with the real material characteristics for soil, steel structure and interface elements. This could be achieved only in lieu to verification of analytical models with experimental results. In this study, three- dimensional finite element analyses (3D FEA) of stiffened and non-stiffened deep corrugated soil-steel culverts are performed and compared with field test results which were obtained in part during experiments. The study shows that owing to precise modelling of the structure, results of 3D FE analyses for the thrust correspond well with the experimentally measured ones. The FE results for bending moments show less agreement with test results, and also show smaller values in the haunches and higher values in the crown in comparison with those obtained from design calculations. This shows that design codes are conservative when estimating moments in haunches, and underestimate bending moments in the crown. The 3D FE model studied in this research was found to be accurate enough to be used in future researche aimed at etimating thrust in box culverts in order to replace design codes, which fail at this task.

PL

Praca przedstawia analizę numeryczną przepustu skrzynkowego o rozpiętości 14 m wykonanego ze stalowej blachy falistej o głębokiej fali z naziomem gruntowym o wysokości 0,45 m i 1,20 m. W aktualnie stosowanych przepisach projektowych oraz badaniach zwykle przedstawia się przybliżone wartości obciążeń zmiennych działających na przepusty gruntowo-stalowe tego typu, szczególnie w wersji usztywnionej. Z drugiej strony, próby terenowe w pełnej skali są kosztowne i nie zawsze dostępne. Z tej przyczyny kluczowe znacznie ma stosowanie dokładnych analiz numerycznych z wykorzystaniem rzeczywistych własności materiałowych dla gruntu, konstrukcji stalowej oraz elementów łączących. Można to uzyskać jedynie dzięki weryfikacji modeli analitycznych, jaką umożliwiają rezultaty eksperymentów. W tym badaniu wykorzystano trójwymiarową analizę elementów skończonych (3D FEA) usztywnionych i nieusztywnionych przepustów gruntowo-stalowych z blachy o głębokiej fali, której wyniki porównano z rezultatami prób terenowych, uzyskanych częściowo podczas eksperymentów. Badanie pokazuje, że dzięki dokładnemu modelowaniu konstrukcji, rezultaty analizy 3D FE dla sił osiowych charakteryzuje dobra zgodność z wartościami zmierzonymi eksperymentalnie. Rezultaty analizy elementów skończonych dla momentów zginających wykazują mniejszą zgodność z rezultatami prób, a także wskazują na występowanie mniejszych wartości w pachwinie i wyższych wartości w koronie, w porównaniu do wartości uzyskanych podczas obliczeń projektowych. Te rezultaty pokazują, że przepisy projektowe przeszacowują momenty w pachwinach, a jednocześnie prowadzą do niedoszacowania momentów zginających w koronie. Badany model 3D FE okazał się wystarczająco dokładny do użycia w przyszłych badaniach nakierowanych na szacowanie sił osiowych w przepustach skrzynkowych, co pozwoli na zastąpienie przepisów projektowych, które nie radzą sobie z tym zadaniem.

16

Evolution of the design methods for soil-metal structures in Canada

Bakht B.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2007

|

Nr 1

7-22

EN

The term 'soil-steel' structures was first coined in 1976, when the author began his involvement in the first edition of the Ontario Highway Bridge Design Code (OHBDC) in Canada. Since that time, Canadian engineers have been involved in many innovations in the design and construction of soil-steel and soil-aluminum structures, collectively referred to as 'soil-metal structures.' The author had been fortunate enough to have been involved, directly or indirectly, in at least some of these innovations. This paper essentially chronicles his journey in the field of soil-metal structures, which covers a span of neariy 30 years, three editions of the OHBDC and two editions of the Canadian Highway Bridge Design Code.

PL

Sformułowanie "konstrukcje gruntowo-stalowe" pojawiło się po raz pierwszy w 1976 roku, kiedy to autor zaangażował się w stworzenie pierwszej edycji Ontario Highway Bridge Design Code (OHBDC) w Kanadzie. Od tego czasu inżynierowie kanadyjscy byli zaangażowani w wiele innowacji dotyczących konstrukcji stalowo-gruntowych oraz aluminiowo-gruntowych, które ogólnie można określić mianem konstrukcji gruntowo-metalowych. Autor miał szczęście uczestniczyć bezpośrednio lub pośrednio w co najmniej w jednej z takich innowacji. Referat przedstawia w chronologicznym porządku podróż autora referatu w kramie konstrukcji metalowo-gruntowych, obejmując okres 30 lat, w tym trzy wydania OHBDC oraz dwa wydania Canadian Highway Bridże Design Code.