Composite dowels opened new possibilities for engineers designing composite structures. The fundamental and most important characteristic of composite dowels is the shape of the cutting pattern (called line). It is important to understand why only one particular shape of the cutting line, the modified clothoidal (MCL) shape, is being used in bridge engineering, while so many different shapes have been investigated by many researchers. The essential part of the process of developing composite dowels – the development of shape of the cutting line – is presented in this paper. The investigation, development, and evolution of the MCL shape, which is the final form of composite dowels for bridges and has been widely introduced in bridge engineering, are presented. The results of comparative tests of different shapes under cyclic loads are discussed. The background for the design formulas for the steel part and the fabrication aspects are highlighted.
W artykule przedstawiono wyniki eksperymentów niszczących, które rzucają nowe światło na projektowanie mostów zespolonych w Polsce. Różnica między tradycyjnymi normami a nowoczesnym podejściem opartym na Eurokodzie 4 jest widoczna. Wyniki badań opisane przez autorów stanowią solidny argument za zmianą tradycyjnych praktyk.
EN
The article presents the results of destructive experiments, which shed new light on the design of composite bridges in Poland. The difference between traditional norms and a modern approach based on Eurocode 4 is evident. The test findings described by the authors provide a strong argument for changing traditional practices.
Investigation on the behaviour of hybrid beams is presented. Hybrid beam stands for an element with hybrid cross sections. This means sections that consist of steel and concrete parts, connected together with composite dowels, and both are considered for shear flow analysis. In practice, a more general solution may be used for bridges in the form of a beam in which the span sections are hybrid and the support sections are concrete. For the first time in the world, it was decided to introduce a girder in bridge construction, in which a concrete web with a thickness of only 20 cm was formed, directly connected to the steel web, so that a hybrid cross-section is created in accordance with the new European design regulations currently being developed (1994-1-102). The solution is new itself and requires also a new approach for internal forces determination. In this paper a parametric analysis of different hybrid beams with span range from 20 to 40 m and with different reinforcment ratio is performed to get knowledge on the influence of (1) concrete cracking and (2) rheology of concrete on the redistribution of internal forces. Results are analysed and conclusions are presented. As a final step, a general method for computer aided modelling of hybrid beams (hybrid beam concept) is proposed, which is based on the uncracked analysis. Such an analysis is designer-friendly and while appropriate benchmarked (as in this paper) can spare a lot of time needed for detailed iterative cracked analysis.
PL
W artykule przedstawiono rozważania związane z globalną analizą statyczną belek hybrydowych, czyli takich, w których występują przekroje hybrydowe. Przekrój hybrydowy złożony jest z części stalowej oraz betonowej, połączonych ze sobą zespoleniem typu composite dowels, w którym obie części (stalowa i betonowa) biorą niepomijalny udział w przenoszeniu ścinania poprzecznego (w przeciwieństwie do standardowych przekrojów zespolonych stalowo-betonowych, które składają się z belki stalowej i umieszczonej na niej płyty betonowej, pomijanej zazwyczaj w analizie ścinania poprzecznego). W praktyce stosuje się też (w mostach) rozwiązania bardziej ogólne, w których w strefach przęsłowych belek ciągłych wykorzystuje się przekroje hybrydowe, natomiast w strefach podporowych – przekroje betonowe. Przedstawiono przykłady takich obiektów. Opisywane rozwiązania są nowe i wymagają też nowego podejścia w procesie projektowania. Kwestia nośności (na zginanie, siłę osiową oraz ścinanie) samego przekroju poprzecznego została już opisana, brak jest jednak wytycznych co do prowadzenia globalnej analizy statycznej. Inaczej bowiem, niż w przypadku stosowanych do tej pory belek stalowych zespolonych z płytą betonową, zarysowanie części betonowych ma miejsce nie tylko w samej płycie betonowej, ale też w betonowych środnikach przekrojów hybrydowych, i to zarówno w strefach momentów ujemnych, jak i dodatnich. Wpływa to na swoistą dla belek hybrydowych redystrybucję momentów zginających. Również reologia betonu ma inny wpływ na wzbudzane siły wewnętrzne niż w przypadku standardowych belek zespolonych. Zagadnienia wpływu zarysowania betonu oraz jego reologii na redystrybucję sił wewnętrznych w belkach hybrydowych są przedmiotem niniejszego artykułu. Przedstawiono sposób modelowania efektu tension-stiffening z wykorzystaniem materiałowo nieliniowej analizy. Zbadano wpływ zarysowania betonu na siły wewnętrzne w belce w zależności od ilości zbrojenia w rozciąganych częściach betonowych. Obliczenia przeprowadzono dla czterech rozpiętości przęseł, od 10 do 40 m długości, przy założeniu schematu dwuprzęsłowej belki ciągłej. Geometrię (przekroje poprzeczne) dobrano tak, aby w części stalowej uzyskiwać naprężenia charakterystyczne ok. 260 MPa, a w zbrojeniu w strefie rozciąganej około 160 lub 320 MPa (rozważono te dwa przypadki jako skrajne oszacowania wartości mogących występować w realnej konstrukcji). Pokazano skalę redystrybucji w przypadku oddziaływania obciążeń grawitacyjnych: stałych i zmiennych oraz reologicznych: pełzania i skurczu oraz ich współdziałania. Ukazano zmiany momentu podporowego i przęsłowego, a wnioski uogólniono tak, aby możliwe było uproszczone szacowanie redystrybucji momentów także w układach wieloprzęsłowych. Na koniec przedstawiono wnioski prowadzące do powstania koncepcji globalnej analizy belek hybrydowych, w której autorzy proponują zupełne odwrócenie zasad opisanych w EN 1994.
Investigation on the behaviour of a hybrid beam is presented. Hybrid beam stands for an element with hybrid cross sections. This means sections that consist of steel and concrete parts, connected together with composite dowels, and both are considered for shear flow analysis. In practice, a more general solution may be used for bridges in the form of a beam in which the span sections are hybrid and the support sections are concrete. Recently such a solution has been introduced for bridge engineering in Poland and a new problem with performing a global analysis of hybrid beams was identified. The solution is new itself and requires also a new approach for internal forces determination. Discussion of this problem is made in the paper. Influences of (1) concrete cracking, (2) rheology of concrete and (3) methods of modelling on the redistribution of internal forces are highlighted. On an example of one of the real bridge girder (being currently under design) analysis is made to show how the abovementioned factors are affecting obtained results. Results are analysed and conclusions are presented. As a final step, a new concept of hybrid beam design is proposed. The proposed solution enables a quick and easy engineering approach to perform a static calculation of the considered structure.
W artykule przedstawiono podstawowe założenia naprawy węzłów zakotwień want mostu Uniwersyteckiego w Bydgoszczy. Pokazano etapy luzowania want, ich analizy i złożenia i odpowiadające im schematy statyczne. Szczegółowo opisano metodę numerycznej analizy węzłów.
EN
The paper presents the basic assumptions of anchoring nodes repair in the University Bridge in Bydgoszcz. Assembly analyses and their static schemes are shown. The method of numerical analysis of nodes is described in detail.
W artykule omówiono kwestie związane z definicją i koncepcją projektowania belek hybrydowych. Odniesiono się do zagadnienia ramienia sił wewnętrznych w przekrojach hybrydowych oraz przedstawiono problematykę związaną z analizą globalną belek hybrydowych.
EN
The term ‘hybrid’ has not been clarified yet and it actually appears in Polish bridge engineering in a book by Professor Biliszczuk [1], presenting the bridges designed by Europrojekt Gdańsk in cooperation with Professor Lorenc, in which composite dowels were used and in which the created cross-section deviates from the geometry that allows the application of the shear design concept according to Eurocode 4. Thus, the definition of a hybrid cross-section was formed, which was implicitly and ad-hoc [2] used for the first time on a bridge over Łososina, the so called „Faithful River”, in the vicinity of Kielce. In the paper the author presents the origins of a design concept for cross-sectional resistance of hybrid sections and goals to be achieved for establishing the rules of global analysis of hybrid beams.
Przedstawiono problematykę oceny nośności istniejących mostów kolejowych. Na przykładzie mostów stalowych z pomostem otwartym podano, że obciążenia poziome będące składowymi ruchu kolejowego mają ogromny wpływ na nośność obiektów. Brak uznanych wytycznych czy uregulowań prawnych w zakresie postępowania z obiektami istniejącymi prowadzi często do braku wiarygodnych ocen nośności.
EN
The paper presents the issues of assessing the load-bearing capacity of existing railway bridges. The example of steel bridges with an open deck shows that horizontal loads, being components of rail traffic, have a huge impact on the load capacity of structures. The lack of accepted guidelines or legal regulations for the dealing with existing structures often leads to the lack of reliable load-bearing capacity assessments.
W artykule przedstawiono stan przedawaryjny dźwigara kratowego budynku maszynowni. Przeprowadzono dyskusję na temat zasadności zastosowania obudowy z blachy trapezowej jako elementu konstrukcyjnego. Rozważania te oparto na podstawie symulacji numerycznych wykonanych obliczeń wg literatury przedmiotu. W artykule sformułowano wymogi oraz opisano błędy wynikające z trudności poprawnego wykonywania usztywnień – przepon w postaci blachy trapezowej podczas realizacji.
EN
The article presents the pre-failure of the lattice girder of the engine room building. There was a discussion on the validity of using a trapezoidal sheet metal casing as a structural element. These article formulates additional requirements and describes errors resulting from the difficulty of correct execution of stiffeners.
Duża liczba inwestycji infrastrukturalnych w naszym kraju wymusza na wykonawcach konieczność stosowania rozwiązań pozwalających już nie tylko na maksymalne zoptymalizowanie kosztów budowy, ale również przyspieszenie czasu realizacji. Opisane poniżej rozwiązanie z dwuteowników walcowanych zastosowane w moście przez San wpisuje się w zapotrzebowanie rynku na obiekty zespolone o średniej rozpiętości.
Coraz większe problemy związane ze szkodami dotyczącymi mostów oraz długofalowe oddziaływanie na ruch drogowy pokazały, jak ważne jest zapewnienie trwałości infrastruktury w celu zapewnienia ciągłej komunikacji. W przyszłości można będzie w sposób zrównoważony uniknąć uszkodzeń powodowanych przez korozję, stosując alternatywne systemy antykorozyjne dla mostów stalowych oraz zespolonych. Uwzględniając cały cykl życia mostu, zarówno cynkowanie ogniowe warstwą o grubości co najmniej 200 μm, jak również stosowanie stali „samopatynującej”, oferują istotne korzyści w porównaniu do tradycyjnych systemów antykorozyjnych – nie wymagają konserwacji, co pozwala uniknąć zakłóceń w ruchu pojazdów.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, the authors present studies leading to the evaluation of the elastic resistance of the steel part of a continuous shear connection named MCL dowel. The MCL dowel is now the most commonly used shape of continuous connector, chosen among many others for its combination of good fatigue, elastic, and ultimate resistances. A method for the calculation of stress in the steel dowel is described in the paper. It is based on mathematical derivations followed by FE analysis. It is assumed that the steel connector is stressed as a result of a global stress state at the dowel root (being a part of the entire beam) and of a local effects of longitudinal shearing between the steel and concrete parts. Results of the mathematical derivations are confirmed experimentally. Full-scale tests of beam elements were performed with measures of strain in many points of selected connectors. A comparison of strains derived from the proposed design methodology and measured during the experimental tests is shown and discussed. The results herein presented are fundamental research which were one of backgrounds for fatigue limit states of composite dowels for purposes of implementation of composite dowels to the second version of Eurocode 1994-2.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.