Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

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

100%

Kunecki B.

|

tom 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

Expected service life analysis of steel culverts in Finland

75%

Kukkonen P.

|

tom Nr 1

121-127

EN

In the middle of 1990's The Finnish Road Administration created new method for corru-cated steel culverts and pipe arches for public roads. One of the targets of these new regulations was to improve the corrosion protection of corrugated steel structures and to create a method on how to estimate expected service life of a structure. The result was a simple formula with a few variable factors to calculate the expected service life of a steel culvert. The idea and basis for the formula was found by studying international research material and reports. The formula is not " the absolute truth" but it gives an estimate of the expected service life of a steel culvert and it also enables to compare alternative coating combinations. The starting point of the calculation is to determine what are the circumstances under which the bridge is situated. For these circumstances there are four catergories. The categories are dependent on the maintenance levels of the crossing roads and on which part and surface is investigated at a time. Within these four categories (for circumstances) pipe bridges are then divided in two categories from the functional point of view; underpasses and viaducts. The components that are considered in the calculation for the expected service life of a structure are: 20% of the culverts material thickness, galvanizing and some type of painting. The expexted service life is calculated by using estimated corrsosion speed for each of these components. When paint and galvanized steel are used together, the corrosion control is superior to either individual method. This combination of both protection methods in what is commonly referred to as a duplex system. The galvanized coating protects the base steel and the paint gives additional barrier protection to the galvanized coating by isolating it from the corrosive attack of chlorides and sulfides in the atmosphere. With this synergistic effect, it is typical for a duplex system to provide corrosion protection 1.5 to 2.5 times longer than the sum of the lifetimes of zinc and paint used individually. This equates to steel that is maintenance-free for 15 to 100 years, in most instances. This paper describes the calculation method of expexted service life analysis for corrugated steel culverts and 1 pipe arches used in Finland.

PL

W połowie lat dziewięćdziesiątych Fińska Administracja Drogowa stworzyła nowa metodę dla karbowanych konstrukcji z blach falistych i rur o kształcie łukowym na drogach publicznych. Jednym z celów tych regluacji było ulepszenie ochrony przed korozją konstrukcji stalowych i stworzenie nowej metody szacowania oczekiwanej żywotności konstrukcji. Wynikiem był prosty wzór z kilkoma zmiennymi czynnikami by oszcować oczekiwany czas żywotności konstrukcji stalowej. Pomysł oraz podstawa dla stworzenia tego wzoru została znaleziona przy analizie międzynarodowych badań i raportów. Wzór nie jest „prawda absolutną'', ale daje szacowaną żywotność konstrukcji z blach falistych i umożliwia porównanie z alternatywnymi kombinajcami pokryć. Punktem wyjścia obliczeń jest określenie warunków w jakiś znajduje się most. Są cztery kategorie warunków. Są one zależne od poziomu utrzymania drówg przebiegających nad przepustem oraz części powierzchni nad którą prowadzone są badania. W tych czterech kategoriach (warunków) mosty z konstrukcji podatnych są podzielone na dwie grupy zależnie od ich funkcji; wiadukty oraz przejścia pod drogami. Składniki które rozważane są w obliczeniach oczekiwanej żywotności konstrukcji to: 20% grubości materiału, z którego wykonana jest konstrukcja, galwanizowanie, rodzaj farby. Oczekiwana żywotność konstrukcji jest obliczna przy użyciu szacownej prędkości korozji dla każdego ze składników. Kiedy farba i galwanizowana stal są użyte jednocześnie, kontrola korozji jest lepsza od innych selektywnych metod. Połączenie obu metod ochrony jest powszechnie odnoszone do innych systemów typu duplex. Powłoka galwaniczna chroni stal, a farba daje dodadkową ochronna warstwę dla powłoki galwanicznej poprzez izolację od korozji przez chlorki i siarczany w atmosferze. Wraz z synergicznym efektem, typową ochroną jaką daje system typu duplex jest 1,5 do 2.5 rażą dłuższy okres trwałości niż suma okresów dla każdej z metod użytych osobno. Jest to równe okresowi użytkowania stali bez zabiegów utrzyma ni o wy c h przez okres 70 do 100 lat. w większości przypadków.

3

Numerical model for the analysis of construction process of soil-steel culverts

63%

Szajna W. S.

|

tom Nr 1

215-223

EN

A numerical model of a metal arch culvert on concrete footings, subjected to a backfilling process is presented. A special procedure in ABAQUS commercial program is prepared to analyse the process via finite elements. The construction stages are taken into account. For each stage an additional layer of finite elements is added and an interaction task is solved, which results in calculating a new configuration of the structure and the state of stresses. An elastic-plastic strain hardening constitutive model of soil and a unilateral soi) culvert contact model is used. An example of the analysis of a circular steel culvert is presented.

PL

W pracy przedstawiono numeryczny model procesu zasypywania gruntem metalowego przepustu o kształcie luku, spoczywającego na fundamentach betonowych. Do analizy procesu wykorzystano metodę elementów skończonych, przygotowując specjalną procedurę do programu ABAQUS. Analizowano poszczególne etapy procesu wznoszenia przepustu. Dla każdego etapu wznoszenia tworzona jest dodatkowa warstwa elementów skończonych i rozwiązywane jest zadanie interakcji, które daje w efekcie nową konfigurację i stan naprężenia w konstrukcji. Przyjęto sprężysto-plastyczny model konstytutywny gruntu ze wzmocnieniem gęstościowym oraz jednostronne warunki kontaktu przepustu z podłożem. Zamieszczono przykład analizy kołowego przepustu stalowego.

4

Field tests of large-span metal arch culvert during backfilling

51%

Kunecki B. , Korusiewicz L.

|

2013

|

tom Vol. 12, no. 3

283--295

PL

Przepusty podatne ze stalowych blach falistych są stosowane w budownictwie od wielu lat, z pierwszym odnotowanym zastosowaniem w roku 1931. Od tego czasu popularność tego typu konstrukcji znacznie wzrosła. Artykuł opisuje badania polowe jednego z dwóch identycznych przepustów podatnych o dużej rozpiętości, zbudowanych na autostradzie A4 w pobliżu Bolesławca. Rozpatrywana konstrukcja służy jako przejście dla zwierząt i jest jedną z naj większych tego typu konstrukcji w Europie. Badany obiekt jest niskoprofilowym, metalowym łukiem o długości 75 m, rozpiętości 19,5 m i wysokości 6 m. Głównym celem prowadzonych badań była ocena zachowania się konstrukcji złożonej z dwóch identycznych przepustów łukowych podczas procesu zasypywania gruntem. Mierzono pionowe i poziome przemieszczenia oraz odkształcenia metalowej powłoki przepustu. Wyniki badań przedstawiono na wykresach i w tablicach.

EN

Flexible corrugated steel culverts have been used in engineering for many years, with the first application in 1931. Since that time the popularity of such structures has enormously increased. This paper describes full-scale field tests of one of two identical large-span flexible structures (culverts) built on the A-4 motorway in the vicinity of Bolesławiec city in Poland. The culverts serve as a wildlife crossing. The 75 m long structure is a low-profile metal arch with a span of 19.5 m and a rise of 6 m. The tested animal crossing is one of the largest buried structure in Europe. The main goal of the full-scale field tests was to evaluate the behaviour of the culvert in the twin-arch configuration during backfilling. The horizontal and vertical deflections of the arch and strains of the metal plates were measured. The results of the measurements are presented in the form of graphs and tables.

5

Konstrukcje podatne z blach falistych – przepusty stalowe

51%

Dolata-Swaczyna J. A.

|

tom nr 4

60--64