Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Vibration propagation in subsoil: in-situ testing and numerical analyses

Pradelok S., Łupieżowiec M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 1

79--86

EN

This paper presents results obtained with the use of accelerometers during in-situ testing and its comparing with results from numerical simulations. Horizontal accelerations of propagating impulses caused by driving the prefabricated piles were recorded. Range of the quakes as well as amplitudes of longitudinal and transverse horizontal accelerations of propagating vibrations on the terrain surface were determined. The recorded results were used to calibrate the numerical model of the finite element method. The most important factor influencing the propagation of impacts is the phenomenon of damping of the propagating wave in the soil. The mechanism of damping proposed by Rayleigh was used in the analysis, which, when selecting the appropriate parameters of the model, is able to realistically simulate the observed phenomena. The soil, in which the propagation of impulses occurred, was described with the use of linear-elastic model. Modulus of deformation correspond to the values of small deformations, which occur during the wave propagation in the subsoil. The impulse giving vibrations was caused by the falling hammer on the driven pile. The axial symmetry of the border condition was used in the analyses. The results of numerical simulations were compared with the results of field measurements of accelerations at different distances from the source of vibration. A good consistency of acceleration amplitudes in the direction of vibration propagation was achieved and it depended on the distance from location of the driven pile. The obtained results will be used in the future to assess the extent of the impacts on the environment and values of acceleration on elements located in the vicinity of the structure.

PL

W artykule przedstawiono wyniki uzyskane za pomocą akcelerometrów podczas badań in-situ. Rejestrowano przyspieszenia poziome rozchodzących się wstrząsów powstałych podczas wbijania pali prefabrykowanych. Określono zasięg wpływu wstrząsów, jak i amplitud podłużnych i poprzecznych przyspieszeń poziomych rozchodzących się drgań na powierzchni terenu. Zarejestrowane rezultaty zostały wykorzystane do kalibracji modelu obliczeniowego metody elementów skończonych. Najbardziej istotnym czynnikiem mającym wpływ na propagację oddziaływań jest zjawisko tłumienia propagującej fali w ośrodku gruntowym. W analizach wykorzystano mechanizm tłumienia zaproponowany przez Rayleigha, który przy doborze odpowiedniej wartości parametrów modelu, jest w stanie realistycznie symulować obserwowane zjawiska. Ośrodek gruntowy, w którym następowała propagacja oddziaływań, opisywano modelem liniowo-sprężystym. Moduły odkształcenia odpowiadały wartościom dla małych odkształceń, które występują przy propagacji fal w podłożu gruntowym. Impuls powodujący powstanie drgań powodowany był przez spadający młot do wbijania pali. W analizach wykorzystano osiową symetrię rozwiązywanego zagadnienia brzegowego. Wyniki symulacji numerycznych zostały porównane z wynikami pomiarów terenowych przyspieszeń w różnych odległościach od źródła drgań. Uzyskano dobrą zgodność amplitud przyspieszeń w kierunku rozchodzenia się drgań w zależności od odległości od miejsca wbijania pala. Uzyskane rezultaty analiz posłużą w przyszłości do oceny zasięgu oddziaływań na otoczenie oraz wartości przyspieszeń na elementach znajdujących się w pobliżu konstrukcji.

2

Analysis of local influences in structural details of the bridges

Rudzik A., Pradelok S.

Transport Problems

|

2015

|

T. 10, z. 1

115--120

EN

The article analyses the problems of local influences in structural details of bridges as the critical locations, whose damages or excessive force may directly affect the safety of users. These analyses are shown on selected examples. Presented is the example of local changes in the forms of proper vibrations in the node of the truss bridge that can be used in expert issues concerning the causes of damages. The second example are the changes in stresses in the stay cable anchorage element including the nonlinear material models. Models of this type can be successfully used by engineers as they allow for analysis of selected structural details without the need for detailed mapping of the entire structure, but only a selected section.

PL

W artykule podjęto problematykę analizy lokalnych wpływów w szczegółach konstrukcyjnych mostów, jako miejscach newralgicznych, których uszkodzenia lub nadmierne wytężenie może bezpośrednio wpłynąć na bezpieczeństwo użytkowania. Możliwość takich analiz pokazano na wybranych przykładach. Przedstawiono przykład lokalnych zmian postaci drgań własnych w wyniku uszkodzenia w węźle mostu kratownicowego, który może być wykorzystany w zagadnieniach eksperckich, dotyczących poszukiwań przyczyny powstałego uszkodzenia. Drugim przykładem są zmiany naprężeń w elemencie zakotwienia cięgna podwieszającego z uwzględnieniem nieliniowych modeli materiału. Modele tego typu mogą być z powodzeniem wykorzystywane przez projektantów, gdyż pozwalają na analizę wybranych detali konstrukcyjnych bez konieczności szczegółowego odwzorowania w modelu całego obiektu, a jedynie wybranego fragmentu.

3

Propagacja drgań powstających podczas wbijania pali

Łupieżowiec M., Pradelok S.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2014

|

nr 4

291--296

PL

Model do analizy numerycznej MES zagadnienia rozchodzenia się drgań spowodowanych impulsem powstałym przy wbijaniu pali prefabrykowanych. Symulacje wykonane przy użyciu modelu liniowo-sprężystego z tłumieniem według Rayleigha. Przyjęte do obliczeń wartości modułów odkształcenia dla poszczególnych gruntów zalegających w podłożu odpowiadające małym odkształceniom (rzędu 10-4), które towarzyszą propagacji drgań. Wykorzystanie w analizie elementów nieskończonych, symulujących pochłanianie energii na brzegach modelu. Impuls powodujący powstawanie drgań powodowany przez zadanie prędkości początkowej elementom modelującym spadający młot. Porównanie uzyskanych wyników z wynikami pomiarów polowych z wykorzystaniem akcelerometrów. Dobra zgodność zależności amplitud przyspieszeń w kierunku rozchodzenia się drgań w zależności od odległości od miejsca wbijania.

EN

The model of the numerical analysis FEM of vibration propagation caused by the impact of driving the prefabricated piles. The simulations conducted with the use of the linear-elastic material model with the Rayleigh’s damping mechanism. The values of stiffness modulus for particular soil in the substrate used in the calculations corresponded to the small deformations (in the order of 10-4), which accompany the propagation of waves. The use of infinite elements, which simulated the absorption of the energy on the borders of the numerical model. The impact, which caused the vibrations, simulated by assigning the initial velocity to the model representing the falling hammer. The comparison of the obtained results and the field measurements with the use of accelerometers. The sufficient consistency of the obtained amplitudes of acceleration in the direction of wave propagation depending on the distance from the location of driving.

4

Obiekty mostowe na liniach kolejowych dużych prędkości: studium przypadku

Poprawa G., Pradelok S., Łaziński P., Rudzik A

Inżynieria i Budownictwo

|

2014

|

R. 70, nr 11

636--640

PL

Opisano główne obszary decydujące o specyfice tych konstrukcji. Przedstawiono analizę dynamiczną przeprowadzoną w ograniczonym zakresie, dotyczącą rozwiązania obiektu mostowego średniej rozpiętości. Jest to most trójprzęsłowy o konstrukcji zespolonej ciągłej.

EN

Authors describes main areas deciding about the uniqueness of those structures. Dynamic analysis, limited in scope, was made for a typical bridge of medium span. It is a tree span, continuous, steel-concrete composite bridge.

5

Zmiany częstotliwości drgań własnych kratownicowego mostu kolejowego w wyniku postępującego uszkodzenia

Rudzik A, Pradelok S., Poprawa G.

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

|

2014

|

z. 61, nr 4

179--191

PL

W pracy przedstawiono analizę teoretyczną zmian częstotliwości drgań własnych kratownicowego mostu kolejowego w wyniku postępującego uszkodzenia. Do analizy wybrano istniejący obiekt, w którym wystąpiło uszkodzenie analogiczne do analizowanego teoretycznie – pęknięcie górnej półki pasa dolnego dźwigara kratownicowego. Zakres analizy teoretycznej zwiększono, modelując uszkodzenie postępujące aż do pełnego pęknięcie pasa dolnego, abstrahując od faktu, że takie uszkodzenie wyczerpuje nośność konstrukcji. Na podejście takie zdecydowano się dla lepszego zobrazowania wpływu uszkodzenia na zmianę częstotliwości drgań własnych. W pracy dokonano krótkiej charakterystyki rzeczywistego obiektu przęsła kratownicowego z jazdą dołem o rozpiętości teoretycznej 93,0 m oraz pewnych jego osobliwości. Omówiono i zilustrowano budowę modelu obliczeniowego umożliwiającego generowanie w nim uszkodzenia, jakim jest postępujące pęknięcie pasa dolnego kratownicy. Opisano sposób modelowania uszkodzenia oraz zilustrowano jego wybrane etapy. W dalszej części pracy przedstawiono wyniki analizy modalnej. Skupiono się na zmianach częstotliwości drgań własnych konstrukcji w kolejnych etapach uszkodzenia. Wyniki przedstawiono w sposób tabelaryczny oraz zilustrowano na wykresie. Zaprezentowano również widoki wybranych postaci drgań w kolejnych krokach uszkodzenia. Szczególną uwagę zwrócono na lokalne postacie drgań w bezpośrednim otoczeniu pęknięcia. W zakończeniu przedstawiono wnioski ogólne traktujące o wpływie analizowanego uszkodzenia na zmianę częstotliwości drgań własnych. Zasygnalizowano również pewne lokalne efekty ujawniające się w miarę zwiększania się uszkodzenia (ujawnianie i zanikanie lokalnych postaci drgań) oraz kierunki dalszych analiz.

EN

This paper presents a theoretical analysis of changes in the natural frequency of the truss railway bridge as a result of progressive damage. The analysis includes an existing object, in which appeared damage that is analogous to the theoretically – crack of the lower girder truss. The range of the theoretical analysis has been extend until full crack of the lower girder, quite apart from the fact that such damage exhaust bearing capacity of the structure. This approach was intended to better illustrate the impeach of the damage for changes in the natural frequency. The paper presents a brief characterization of the real object – truss bottom-road bridge with a span of 93 m and some of its peculiarities. Then discusses and illustrates the construction of computational model and generating its damage. In the following part of the paper the results of modal analysis. It focus on the changes in the natural frequency of the structure in the next stages of damage. In the ending, beyond to a summary of each chapter, a general conclusions enunciated. In conclusion, in addition to presenting general conclusions also indicate some local effects that occurred with increasing damage (disclosure and disappearance of local form of vibrations), and directions for further analysis.

6

Badania przemieszczeń dużego mostu wykonanego w technologii nasuwania podłużnego w okresie 20 lat użytkowania

Salamak M., Radziecki A., Pradelok S.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2014

|

Nr 18

179--190

PL

Referat przedstawia wyniki wieloletnich obserwacji zmian geometrycznych mostu betonowego, który był pierwszym w naszym kraju, tej wielkości obiektem, wykonanym w technologii nasuwania podłużnego. Prowadzone od 20 lat cykliczne pomiary obejmowały osiadania i wychylenia podpór z pionu, przesuwy na łożyskach oraz zmiany strzałek wygięć w przęsłach. Nie stwierdzono przy tym żadnych nieprawidłowości, ważnych z punktu widzenia bezpieczeństwa konstrukcji. Natomiast zaobserwowano kilka ciekawych zjawisk, charakteryzujących tego typu obiekty.

EN

The border bridge across Olza valley in Cieszyn is one of the largest prestressed constructions in Poland. It has been monitored since the very beginning of its exploitation because of its magnitude, geometrical complexity and building technology used. At the turn of 2013, after 20 years of exploitation, additional measurements were made as well as detailed viewing of the construction. In this paper the conclusions of these works are presented together with those coming from the dozen years of observation. These concern first and foremost the changes on geometry of the bridge and the condition of the super structure and its finishing elements.

7

Niektóre aspekty budowy mostów na terenach górniczych

Weseli J., Pradelok S., Radziecki A.

Inżynieria i Budownictwo

|

2013

|

R. 69, nr 7-8

408--412

PL

Przedstawiono przykłady błędów w realizacjach mostów na terenach objętych górniczymi deformacjami terenu. Błędy te wynikają głównie ze źle pojętego określenia „układ statycznie wyznaczalny”. W jednym z przykładów błąd doprowadził do awarii, w drugim – wybudowany ustrój jest uciążliwy w użytkowaniu. Wyjaśniono genezę błędów i podano wskazówki właściwych rozwiązań.

EN

The paper presents examples of errors in construction of bridges in areas subject to mining related terrain deformations, focusing on problems resulting from incorrect implementation of statically determined concept. In one of the examples such error led to the serious failure. In the second – a built structure is problematic to use and harmful to the environment. The paper attempts to explain the sources of such errors and provides guidance for appropriate solutions.

8

Modelowanie inżynierskie szczegółów konstrukcyjnych mostu

Pradelok S., Bętkowski P., Rudzik A, Łaziński P.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 2

55--62

PL

W referacie przedstawiono sposób inżynierskiego modelowania szczegółów konstrukcyjnych, który umożliwia analizowanie lokalnych wpływów statycznych i dynamicznych w złożonej konstrukcji przy wykorzystaniu komputera osobistego. Analizowany szczegół konstrukcyjny, wymodelowany z użyciem powłokowych elementów skończonych, jest mocowany w przestrzennym ustroju prętowym. Następnie, na tak przygotowanym modelu obliczeniowym, przeprowadza się analizę statyczną lub dynamiczną. Zaproponowany sposób modelowania pozwala na wykrycie teoretyczne lokalnych wpływów. Przeprowadzone analizy potwierdziły poprawne zachowanie się tak zbudowanego modelu obliczeniowego. Przedstawiony w referacie sposób modelowania pozwala więc analizować lokalne wpływy na zwykłym komputerze osobistym, a wyniki takich obliczeń są dostępne w stosunkowo krótkim czasie. Przykładowe obliczenia przeprowadzono analizując lokalne wpływy w węźle stalowego, kolejowego mostu kratowego.

EN

This paper presents a method of engineering modelling of structural details, which enables the analysis of local static and dynamic effects in a complex structure with the use of a personal computer. An analysed structural detail, modelled with the use of shell finite elements, is mounted to a spatial truss member system. Then, on the basis of prepared computational model, a static or dynamic analysis is carried out. The proposed model allows to detect the local effects in a theoretical. Conducted analyses confirmed the correct operation of such a computational model. Hence, the method of modelling presented in this paper allows to analyse the local effects on ordinary personal computer and more importantly, the results of such calculations are available within a relatively short period of time. The calculations are carried out by analysing the local effects in a steel node of the truss railway bridge.

9

Analiza obliczeniowa możliwości zabezpieczenia ramownicowego obiektu mostowego na znaczne wpływy górnicze

Bętkowski P., Pradelok S.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 2

7--14

PL

W referacie została dokonana analiza obliczeniowa wpływu eksploatacji górniczej na pewien obiekt mostowy o konstrukcji ramowej. Górnicze deformacje podłoża powodują powstanie dodatkowych sił wewnętrznych w tego typu konstrukcjach. Ze względu na ramową konstrukcję obiektu szczególną uwagę zwrócono na interakcję konstrukcji i podłoża oraz na powstanie dodatkowych sił wewnętrznych w konstrukcji. Określono rozkład sił wewnętrznych w konstrukcji oraz wzrost wytężenia w wybranycch, newralgicznych dla bezpieczeństwa, elementach obiektu. Zaproponowano zmianę schematu statycznego jako rozwiązanie technizne dostosowujące konstrukcję do przeniesienia planowanych dodatkowych odkształceń od górniczych deformacji terenu. Podano przykład analizy obliczeniowej.

EN

Computational analysis of influences of mining exploitation on certain frame object was described in this paper. The mining deformations of the area give rise to additional internal forces in such constructions. The method of static scheme change as a technical solution is discussed, in which the construction that can take additional loads from mining deformations of the area is adapted. The example of computational analysis is given.

10

Analiza dynamiczna wiaduktu na węźle Murckowska w Katowicach

Pradelok S.

Inżynieria i Budownictwo

|

2012

|

R. 68, nr 10

529-532

PL

W trakcie próbnego obciążenia wiaduktu drogowego stwierdzono jego dużą wrażliwość na oddziaływania dynamiczne. Zarejestrowano występowanie dudnień przy częstotliwości 2,50 Hz. W celu wyjaśnienia przyczyn tego zjawiska przeprowadzono analizę modalną przedmiotowego obiektu. Na tej podstawie zalecono montaż systemu monitoringu.

EN

A high sensitivity to the dynamic loads was established during one road viaduct test loading. Rumbling was observed at 2,50 Hz frequency. That coincided with feedback which combined with low dumping was leading to a resonance. To explain the fact a modal analysis of the bridge was conducted. The theoretical analysis led to a recommendation of an appropriate monitoring system, which is yet to be implemented.

11

The influence of higher modes vibrations on local cracks in node of lattice girders bridges

Pradelok S.

Archives of Civil Engineering

|

2012

|

Vol. 58, nr 2

209-221

EN

Several previous investigations on failure of a certain type lattice girders railway bridge (on so called BJD line) have not convincingly explained reasons nor have they described potential hazards. This paper attempts to provide an answer, employing static, dynamic, and fatigue analysis of the structure, focusing on previously not analyzed vibrations of elements constituting a lattice node. Detailed models of two types of such nodes – damaged and non-damaged were compared, inside carefully defined limits of applicability.

PL

W kolejowym moście kratowym zdarzyły się trudne do wytłumaczenia awarie. Mimo licznych wcześniejszych ekspertyz i badań naukowych nie udało się w sposób jednoznaczny ustalić przyczyn tych awarii. Ustrój nośny, który uległ awarii, jest częścią wiekszego obiektu mostowego złożonego z sześciu niezależnych, swobodnie podpartych stalowych przeseł. Cztery z nich to przesła blachownicowe, a dwa pozostałe to bliźniacze przęsła kratowe. W blachownicowych przęsłach nie stwierdzono żadnych uszkodzeń. Natomiast w jednym z przęseł kratowych zauważono pęknięcia w dolnym pasie kratownicy. Pojawiły się one w wezłach położonych w okolicy przerwy w betonowym korycie pomostu. W drugim, bliźniaczym przęśle kratowym, położonym w tym samym torze, nie stwierdzono żadnych uszkodzeń pomimo wielokrotnych i dokładnych oględzin. Wykorzystano te szczególne okoliczności sprzyjające przeprowadzeniu badań porównawczych. W celu wyjaśnienia przyczyn pękania zbudowano szczegółowe modele obliczeniowe węzłów kratowego ustroju nośnego mostu kolejowego. Przedmiotem analiz były dwa węzły kratownic. Pierwszy to ten węzeł kratownicy, który uległ awarii, a drugi to jego odpowiednik w nieuszkodzonej kratownicy. W wyniku przeprowadzonych analiz obliczeniowych wykazano, że przyczyną uszkodzeń są lokalne wpływy statyczne i dynamiczne działające na tle rzeczywistego poziomu naprężeń. Współczesne metody numerycznej analizy mostów pozwalają na uzyskanie bardzo dokładnych wyników. Nie jest to jednak cała prawda, gdyż wyniki te są zależne od dokładności danych wprowadzonych do modelu obliczeniowego. Z tych względów należy otrzymane teoretycznie wyniki zweryfikować w badaniach terenowych. Badania terenowe dają dobrą podstawę do przeprowadzenia analizy jakościowej teoretycznych modeli obliczeniowych. Umożliwiają one weryfikację otrzymanych wyników z tych analiz. Przeprowadzona analiza obliczeniowa, potwierdzona badaniami terenowymi, pozwoliła jednoznacznie wyjaśnić przyczyny awarii. Zdołano obliczeniowo wykazać, dlaczego doszło do awarii w jednym przęśle kratowym, a w drugim, bliźniaczym, identycznie obciążonym przęśle kratowym takie uszkodzenia nie powstały.

12

Tests of local vibration in the node of a truss bridge

Pradelok S.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 4

61--68

EN

The paper describes results of dynamic tests of a truss railway bridge. Placement of the sensors (accelerometers and tensometers) allowed detection of local vibration patterns in a node being subject to the tests. In addition that placement of deflection sensors made possible recording of main natural frequency in the tested bridge. Prevailing part of the identified vibration frequency was near the theoretically obtained natural frequencies of the structure which proves that the properly planned and conducted dynamic tests can be a good basis for verification and qualitative analysis of theoretical models.

PL

W referacie opisano wyniki badań dynamicznych dźwigara kratowego mostu kolejowego. Zastosowany w czasie badań sposób rozmieszczenia akcelerometrów i tensometrów elektrooporowych zapewnił ujawnienie lokalnych postaci drgań w badanym węźle kratownicy. Natomiast zastosowany w czasie badań sposób rozmieszczenia indukcyjnych czujników przemieszczeń umożliwił zarejestrowanie podstawowych częstotliwości drgań własnych w badanym przęśle. Zdecydowana większość ze zidentyfikowanych częstości drgań odpowiada wyznaczonym teoretycznie częstotliwościom drgań własnych konstrukcji. Tak przeprowadzone badania dynamiczne dają więc dobrą podstawę do weryfikacji i analizy jakościowej teoretycznych modeli obliczeniowych.

13

Uszkodzenie i naprawa kratowego mostu kolejowego

Bętkowski P., Pradelok S.

Inżynieria i Budownictwo

|

2008

|

R. 64, nr 1-2

60-62

PL

Przedstawiono awarię kratowego mostu kolejowego. Podano sposób doraźnego (praktycznie natychmiastowego) przywrócenia ruchu przez zmianę schematu statycznego konstrukcji. Opisano naprawę przez wymianę uszkodzonego pręta kratownicy. Omówiono wyniki próbnego obciążenia mostu. Metoda naprawy i sposób analiz mogą mieć zastosowanie w przypadku innych podobnych obiektów.

EN

Failure of truss railway bridge is described in this paper. The temporary (practical immediate) manner of coming back railway traffic on the bridge by changing of the static scheme is given. Reparation of bridge by exchange broken down element and testing load of bridge is described. The method of repair and the way of static analysis may be applied in some others similar objects.