P O L I T E C H N I K A Ś W I Ę T O K R Z Y S K A W K I E L C A C H

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY

KIERUNEK: BUDOWNICTWO SPECJALNOŚĆ: KONSTRUKCJE BUDOWLANE

Agnieszka Gołąbek

PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

GRUNTOWO – STALOWY OBIEKT MOSTOWY Z BLACHY

FALISTEJ POD AUTOSTRADĄ.

SOIL – STEEL BUILDING WITH A CORRUGATED METAL BRIDGE UNDER

THE HIGHWAY.

Kierownik pracy dyplomowej:

Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew Kowal

KIELCE 2014

Składam serdeczne podziękowania

Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniewowi Kowalowi

za okazaną życzliwość, pomoc merytoryczną, cenne uwagi

oraz niezwykle miłą atmosferę sprzyjającą pisaniu

niniejszej pracy.

.

Spis

streściWSTĘP.

ROZDZI

1.  WYB

 1.1.

 1.2.

 1.3.

 1.4.

 1.5.

2.  WYB

GRU

 2.1.

 2.2.

 2.3.

3.  PRZ

 3.1.

 3.2.

 3.3.

 3.4.

 3.5.

ROZDZI

1.  KON

 1.1.

 1.2.

 1.3.

2.  WYB

 2.1.

 2.2.

 2.3.

2.3.2

 2.4.

......................

IAŁ I. CZĘŚĆ T

BRANE ZAG

Funkcje

Geometr

Posadow

Montaż p

Zasypka

BRANE MET

UNTOWO-PO

Metoda A

( AASH

Metoda C

Metoda S

ZEGLĄD ZRE

Most z b

Przejście

Tunel dr

Przejście

Wiadukt

IAŁ II. CZĘŚĆ

NCEPCJA PR

Koncepcj

Koncepcj

Koncepcj

BRANE ELE

Opis tech

Obliczen

Wymiaro

2.  Projekto

Wybrane

......................

TEORETYCZNA

GADNIENIA

konstrukcji po

ria stalowych k

wienie konstru

powłoki .........

inżynierska ..

TODY PROJ

OWŁOKOW

American Ass

HTO ) [18] ......

Canadian Hig

Sundquista – P

EALIZOWA

lach falistych

e dla zwierząt

rogowy pod sto

e dla zwierząt

t gruntowo–p

PROJEKTOWA

ROJEKTOW

cja projektowa

cja projektowa

cja projektowa

EMENTY PR

hniczny .........

nia statyczne ..

owanie konstr

wanie nakład

e rysunki arch

......................

A ....................

A KONSTRUK

odatnych .......

konstrukcji gr

ukcji podatnyc

.....................

.....................

JEKTOWAN

WYCH Z BLA

sociation of St

.....................

ghway Bridge

Petterssona [

ANYCH ROZ

w Whitehorse

t nad torami w

okiem narciar

t na autostradz

powłokowy w

A .....................

WA .................

a nr 1 ............

a nr 2 ............

a nr 3 ............

ROJEKTU BU

.....................

.....................

rukcji .............

dki wzmacniają

hitektoniczno –

......................

......................

KCJI PODAT

......................

runtowo-powł

ch ...................

......................

......................

NIA KONSTR

ACHY FALIS

tate Highway

......................

Design Code

[24, 36, 19, 39

ZWIĄZAŃ ....

e Creek, Alber

w Gajcu, Polsk

rskim „Koloro

dzie A2, Świeck

Świdnicy, Po

......................

......................

......................

......................

......................

UDOWLANE

......................

......................

......................

ącej [2] .........

– budowlane ..

......................

......................

TNYCH .......

......................

łokowych .......

......................

......................

......................

RUKCJI

STEJ [18,19,

and Transpor

......................

( CHBDC ) [

9, 37, N04] .....

......................

rta, Kanada. .

ka. .................

owa”, Karpac

ko – Nowy To

olska [35] .....

......................

......................

......................

......................

......................

EGO ..............

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

24, 27, N04,]

rtation Officia

......................

[18,24, N04]..

......................

......................

......................

......................

cz, Polska [34]

omyśl, Polska

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

................. 13

................. 15

................. 15

................. 15

................. 18

................. 27

................. 29

................. 32

................ 36

als

................. 36

................. 41

................. 49

................. 62

................. 62

................. 65

4]. .............. 66

. ................ 68

................. 70

................. 72

................. 72

................. 72

................. 73

................. 74

................. 75

................. 75

................. 79

................. 89

................. 89

................. 96

 

5 

5 

5 

8 

7 

9 

2 

6 

6 

 

9 

2 

2 

5 

6 

8 

0 

2 

2 

2 

3 

4 

5 

5 

9 

9 

9 

6 

3.  ELE

 3.1.

 3.2.

BIBLIOG

SPIS RYS

SPIS TAB

SPIS FOT

EMENTY PR

Rysunek

Zestawie

GRAFIA ........

SUNKÓW ....

BLIC .............

TOGRAFII ...

OJEKTU WY

zestawczo – m

enie elementów

......................

......................

......................

......................

YKONAWC

montażowy ko

w wysyłkowyc

......................

......................

......................

......................

ZEGO ..........

onstrukcji .......

ch ...................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

......................

................. 96

................. 96

................. 96

............... 100

............... 106

............... 107

............... 108

6 

6 

6 

0 

6 

7 

8 

13

WSTĘP

Powstanie pierwszych konstrukcji z blach falistych datowane jest na drugą połowę

XIX wieku. Pierwsze obiekty tego typu wykonane zostały na terenie Stanów Zjednoczonych

oraz Rosji [22]. Przepusty z tamtego okresu dały początek dziedzinie budownictwa, której

dynamiczny rozwój zaobserwowano dopiero po II Wojnie Światowej. Wiąże się to

bezpośrednio z rozwojem nowych i potrzebą odbudowy istniejących dróg lądowych i linii

kolejowych. Obecnie większa znajomość technologii wykonywania, nowoczesne

zabezpieczenia antykorozyjne oraz ogólna dostępność materiałów o lepszych parametrach

wytrzymałościowych przyczyniła się w dużym stopniu do odważnego sięgania projektantów

po rozwiązania nieszablonowe. W nowoczesnym budownictwie niebagatelną rolę odgrywa

też ekonomia oraz ochrona środowiska. Koncepcja zrównoważonego rozwoju, budownictwo

ekologiczne, ekoinnowacje. To tylko niektóre hasła sygnalizujące aktualne trendy. Między

innymi z tych względów podatne konstrukcje gruntowo-powłokowe z blachy falistej zyskują

coraz większe znaczenie i popularność w budownictwie komunikacyjnym.

W dzisiejszych czasach coraz większa uwaga konstruktorów zwrócona jest w kierunku

poprawy walorów estetycznych budowli. I choć ich ocena jest złożona i zależna od

indywidualnych upodobań, to obiekty gruntowo-powłokowe z blachy falistej, poprzez

wyzbycie się uczucia ciężkości i masywności, zdają się w sposób zbalansowany łączyć

funkcjonalność oraz formę.

O konieczności utworzenia w Polsce spójnej sieci infrastruktury drogowej wiadomo

nie od dziś. Obecnie jednak proces jej rozbudowy i modernizacji przebiega nieco sprawniej.

Kluczowym zdaje się tu być fakt pozyskiwania dofinansowań Unii Europejskiej a także

europejskiego Funduszu Spójności. Znacząco wzrosło także zainteresowanie tą kwestią

zarówno opinii publicznej jak i samych instytucji rządowych. Dodatkowym bodźcem

katalizującym omawiane procesy było niewątpliwie przyznanie Polsce i Ukrainie organizacji

Mistrzostw Europy w piłce nożnej Euro 2012. W toku przygotowań zrealizowano projekty

przejść dla zwierząt w ciągu dróg szybkiego ruchu oraz autostrad. W grudniu 2011 roku

oddany do użytku został odcinek Autostrady A2 Nowy Tomyśl - Świecko, na którym na

długości 106 km powstało niemal 200 przejść dla zwierząt, w tym 35 to obiekty dla dużych

zwierząt wolnożyjących [I 03]. W 2012 roku w Karpaczu wykonany został blisko stumetrowy

tunel z blachy falistej, której ciężar własny został zwiększony poprzez zastosowanie warstwy

ogniotrwałej grubości 12,5 cm [11]. Do sierpnia 2013 roku w ramach budowy kieleckiej

14

obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S7 powstały dwa obiekty gruntowo-powłokowe

o konstrukcji z blachy falistej [I 04]. To tylko nieliczne przykłady inwestycji tego rodzaju na

terenie Polski. Podsumowując, blacha falista jest materiałem, który cieszy się coraz większym

uznaniem. Od kilkunastu lat można zaobserwować niesłabnące zainteresowanie tym tematem

nie tylko w naszym kraju, ale też poza jego granicami. Wraz z biegiem czasu konstruktorzy

podejmują się realizacji coraz to śmielszych wyzwań, a zdobywane doświadczenie,

inżynierskie aspiracje i stawiane wysoko wymagania pozwalają na ciągłe przełamywanie

barier technologicznych i stałe przesuwanie granic tego, co możliwe.

W niniejszej pracy została podjęta tematyka wyżej wspomnianych obiektów

gruntowo–powłokowych z blachy falistej.

Wybór tematu pracy został uwarunkowany w znacznej mierze badawczymi

zainteresowaniami autora oraz chęcią poszerzenia wiedzy z owego bloku tematycznego.

RO

1

wyst

Blach

zasyp

blach

elem

nawi

najw

bezp

1

natur

zaang

sztuc

fragm

w ko

bezp

zagro

rozw

[Fot.

i wy

minim

pods

zwie

OZDZIAŁ

1. WYBRA

Obiekty

tępujące zna

ha falista n

pki stanowi

hy zależą

mentem nośn

ierzchnia

ważniejsza j

ieczeństwa

Funkcje1.1.

Dynamic

ralnego śro

gażowanie

czne bariery

mentację na

onsekwencji

ieczeństwa

ożeniem dla

wiązaniem t

1, 2]. Idea

ytrzymałośc

malnym zu

tawę do s

rzętach zau

Ł I. CZ

ANE ZAGA

z blach f

aczące defo

nie występu

i jedynie sz

przebiegu

nym w kon

drogowa.

jednak jes

[24, 27].

e konstrukc

czna rozbud

odowiska

w sprawy

y na trasac

aturalnych

i prowadzi

osób kor

a uczestnikó

tego proble

budowy m

ci konstruk

użyciu mate

stworzenia

ufanie i stan

ĘŚĆ TE

ADNIENIA

falistych ze

ormacje bar

uje tu w ro

zalunek dla

sił wypad

nstrukcjach

W trakc

st faza bu

cji podatny

dowa sieci

życia wiel

ochrony ś

h migracji

siedlisk wi

do zuboże

rzystających

ów ruchu dr

emu jest b

mostów ekolo

cji z jak n

eriałów. Wy

zielonej p

owić będzie

EORETY

A KONSTR

e względu

rdzo często

oli główneg

a warstwy g

dkowych o

h gruntowo-

cie powst

udowy, któ

ych

infrastruktu

lu gatunkó

środowiska

zwierząt. W

ielu gatunk

enia fauny

h z dróg

rogowego. P

budowa gru

ogicznych ł

najmniejszą

ykorzystany

przestrzeni,

e integralny

YCZNA

RUKCJI PO

na ich sto

określa się

go element

gruntu. Kszt

oraz działa

-powłokow

tawania o

óra ma ni

ury drogow

ów zwierz

. Nierzadko

Wprowadze

ów, tworze

. Nie bez

i autostrad

Powszechn

untowo-pow

łączy w sob

ą ingerencj

y jako zasy

która wzb

y fragment i

ODATNYC

osunkowo

ę mianem k

tu nośnego,

tałt konstru

ających ob

ych jest za

biektu gr

ebagatelne

wej, a co za

ąt, wymus

o nowopow

enie takich

enie tzw. „s

znaczenia

d. Zwierzęt

ie stosowan

włokowych

bie potrzebę

ą w środow

ypka grunt

budzi w k

ch życiowe

CH

małą sztyw

konstrukcji

, a w fazie

ukcji oraz p

bciążeń. Za

asypka grun

runtowo-pow

znaczenie

a tym idzie

sza na pr

wstałe drog

ograniczeń

sztucznych

jest równi

ta mogą b

nym w ostat

przejść dl

ę zachowani

owisko natu

stanowi je

korzystający

ego otoczen

15

wność oraz

podatnych.

e układania

profil samej

asadniczym

ntowa oraz

włokowego

e dla jego

degradacja

ojektantach

gi stanowią

ń powoduje

wysp”, co

ież kwestia

być dużym

tnich latach

la zwierząt

ia trwałości

uralne przy

ednocześnie

ych z niej

ia [Fot. 2].

5

z

.

a

j

m

z

o

o

a

h

ą

e

o

a

m

h

t

i

y

e

j

16

Fot. 1. Przejście dla zwierząt, autostrada A50, Holandia [I 02]

Konstrukcje gruntowo-powłokowe jako obiekty drogowe o niewielkich rozpiętościach

posiadają szereg zalet, dzięki którym stanowią doskonałą alternatywę dla tradycyjnych

mostów [Fot. 2]. Ich projektowanie, realizacja oraz eksploatacja wymaga niższych nakładów

finansowych oraz minimalizuje ilość potrzebnych materiałów konstrukcyjnych w stosunku

do projektowanej rozpiętości a technologia wykonania pozwala znacznie skrócić czas

budowy. Z technologicznego punktu widzenia atutem jest możliwość wykonywania prac

montażowych w ujemnych temperaturach. Bardzo ważną zaletą mostowych obiektów z blach

falistych jest też ich duża nośność użytkowa. Z dotychczasowego doświadczenia wynika

również, iż mostowe obiekty gruntowo-powłokowe odznaczają się dużą sztywnością,

mierzoną jako stosunek działającego obciążenia do powstałego ugięcia powłoki [27].

17

Fot. 2. Obiekt mostowy nad potokiem Badoń przy ul. Reymonta w Krośnie [I 05]

Ciekawym zastosowaniem blachy falistej jest tzw. metoda reliningu. Jest to technika

wzmacniania istniejących obiektów mostowych o niewielkiej rozpiętości, poprzez

wprowadzenie w jego światło stalowej blachy falistej. Dla zapewnienia współpracy między

blachą stalową a wzmacnianym obiektem przestrzeń pomiędzy nimi uzupełniana jest

materiałem pozwalającym na całkowite i skuteczne jej wypełnienie. W praktyce do tego celu

wykorzystuje się najczęściej mieszanki żwirowo-piaskowe bądź beton o klasie nie niższej niż

C16/20. Brak pustek powietrznych jest warunkiem prawidłowej pracy takiej pozornie

zespolonej konstrukcji. Relining pozwala na wzmocnienie całego obiektu bez konieczności

jego rozbiórki i wstrzymywania ruchu ulicznego przy stosunkowo niewielkich kosztach

wykonania [Fot. 3].

Fot.

krajo

kons

produ

popu

ciepl

1

1

zwią

pows

Kons

ziem

3. Wzm

owej nr 188

Obecnoś

trukcji, tak

ukcji tworz

ularnym ma

lnych czy ta

Geomet1.2.

1.2.1. Geom

Geometr

ązana z dz

szechnym z

strukcja bla

mne konstruk

macnianie is

Człuchów

ść blach f

kich jak prz

zyw sztuczn

ateriałem d

aśmociągów

ria stalowy

metria w p

ria przekroj

ziałającymi

zabiegiem m

ach falistych

kcje kompo

stniejącego

– Piła w mi

falistych m

zepusty dro

ych i stali o

do budowy

w w kopalnia

ych konstru

rzekroju p

ju poprzecz

na nie si

mającym n

h zapewnia

zytowe prze

obiektu m

iejscowości

można zauw

ogowe. Czę

o coraz leps

zbiorników

ach.

ukcji grunt

poprzecznym

znego kons

iłami. Już

na celu zwi

wysoką wy

ez przeniesi

mostowego

i Krajenka

ważyć rów

ęściowo zo

zych param

w retencyjn

towo-powło

m.

strukcji gru

od staroży

iększenie ro

ytrzymałość

ienie obciąż

metodą rel

[I 12]

wnież w pr

stało to po

metrach. Pon

nych [Fot.

okowych

untowo-pow

ytności zas

ozpiętości o

ć na ściskan

żeń na otacz

liningu w c

przypadku

odyktowane

nadto blacha

4], osłon p

włokowych

stosowanie

obiektów m

nie, „tworz

zającą zasyp

18

ciągu drogi

mniejszych

e rozwojem

a falista jest

przewodów

jest ściśle

łuku było

mostowych.

ąc stalowo-

pkę” [I 08].

8

i

h

m

t

w

e

o

.

-

.

19

Dobór kształtu przekroju poprzecznego projektowanego obiektu zależy od wielu czynników,

spośród których najbardziej istotne są: funkcja obiektu, skrajnia pod obiektem, wymiary

nasypu, kąt przecięcia z drogą, itp.

Fot. 4. Zbiorniki retencyjne z blachy falistej na terenie przemysłowym zrealizowane przez

firmę ViaCon Polska [I 12]

Najbardziej ogólnym podziałem konstrukcji z blach falistych jest podział na otwarte

i zamknięte. Istnieje wiele różnych kształtów przekrojów, co związane jest z dużą

różnorodnością zastosowań oraz ograniczeniami geometrycznymi i warunkami pracy

konstrukcji, które warunkują przyjęcie rozwiązań adekwatnych do konkretnych przypadków.

Istnieje także możliwość indywidualnego doboru kształtu przekroju poprzecznego, przy czym

należy pamiętać, iż jest on ograniczony sztywnością oraz minimalnym i maksymalnym

promieniem krzywizny wyginanych blach, który może zostać zastosowany. Ograniczenia

kształtu są często związane z możliwościami procesu technologicznego gięcia blach,

spełnieniem warunków nośności i użytkowania, rozpiętością konstrukcji, systemu blach oraz

obciążeń [24]. Najczęściej spotykane przekroje wraz z ich powszechnym zastosowaniem

przedstawiono w tablicy 1.

20

Tablica 1. Kształty przekroju poprzecznego powłok konstrukcji z blach falistych [24].

Kształt Zakres rozpiętości Powszechne zastosowanie

Przekroje zamknięte

Okrągły

a

150 mm – 15 800 mm

przepusty, mosty, rurociągi drenarskie,

kanalizacja deszczowa, zbiorniki retencyjne,

tunele serwisowe, relining

Elipsy pionowe (5%)

a

1500 mm – 6 700 mm

Przepusty, kanalizacja, tunele serwisowe,

relining

Łukowo- kołowy (kroplisty)

h

a

1200 mm – 12 000 mm

Przepusty, mosty, przejścia dla zwierząt,

relining

Tunelowy

1 700 mm – 12 000 mm

Przejścia i przejazdy podziemne, relining

Elipsa pozioma

1 600 mm – 12 000 mm

Przepusty, mosty, wiadukty, tunele,

przejścia dla zwierząt

Gruszkowy 7 200 mm – 8 600

mm

Wiadukty, tunele (szczególnie kolejowe)

Przekroje otwarte

21

Kształt Zakres rozpiętości Powszechne zastosowanie

Łukowy 1 500 mm – 21 000

mm Mosty, wiadukty

Łuk o wysokim profilu

6 300 mm – 23 000 mm

mosty, wiadukty, tunele, przejścia dla zwierząt

Łuk o niskim profilu

6 100 mm – 23 000 mm

mosty, wiadukty, tunele, przejścia dla zwierząt

Skrzynkowy 3 200 mm – 15 700

mm Mosty, wiadukty,

relining

Inne zmienne Zgodnie z wymogami

projektanta

Opisywane konstrukcje można również umieszczać koło siebie, tworząc obiekty

wielonawowe. Dzieje się tak między innymi w przypadku usytuowania nad drogą

wielopasmową o znacznej szerokości. Jedynym ograniczeniem zdaje się być tutaj minimalna

odległość pomiędzy konstrukcjami, która w zależności od wybranej metody wymiarowania

może być różna.

Oprócz oczywistego podziału ze względu na kształt, wyróżnia się zróżnicowanie

konstrukcji stalowo-powłokowych z uwagi na budowę konstrukcji, wielkość blach, ich

modularną szerokość, długość oraz metodę łączenia modułów. Spośród powłok stalowych

w powszechnym użytku występują:

- karbowane rur spiralne ze stali ocynkowanej (HelCor i HelCor PipeArch),

- konstrukcje wielopłaszczyznowe z karbowanej stali ocynkowanej (MultiPlate,

SuperCor, UltraCor).

22

Poszczególne systemy różnią się między sobą średnicą rury (w przypadku konstrukcji

zamkniętych), geometrią fali, rodzajem oraz ilością zastosowanego zabezpieczenia

antykorozyjnego, wymiarami pojedynczych modułów oraz sposobem łączenia arkuszy blach.

Grubości blach natomiast jest ściśle związana z geometrią fali i dobierana jest na podstawie

analizy sztywności przekroju z uwzględnieniem działających obciążeń zewnętrznych,

rozpiętości i kształtu konstrukcji oraz agresywności [24].

Sama grubość blachy ma z kolei wpływ na inne elementy konstrukcji podatnej. Są to

m.in. liczba i rozmieszczenie śrub, które zazwyczaj zostają narzucone przez producenta

poprzez odpowiednie umiejscowienie otworów na śruby. Rozstaw otworów mierzony jest od

wierzchołka do wierzchołka fali, czyli jest równy długości fali (rysunek 1, 2).

Rysunek 1. Powszechnie produkowane układy otworów na śruby blach falistych (od lewej:

mijankowy dwurzędowy, pełny dwurzędowy, dwurzędowy niepełny)

Najważniejsze parametry danego typu fali podawane są zwyczajowo w katalogu

producenta. Są to przede wszystkim [24]:

moment bezwładności na zginanie (I),

pole przekroju (A),

grubość blachy (t),

wskaźnik wytrzymałości na zginanie (W),

długość stycznej do krzywizny (T),

promień bezwładności (i),

kąt krzywizny (Λ).

23

Rodzaj wybranego zabezpieczania antykorozyjnego zależy od projektowanej

żywotności konstrukcji [30]. I tak w przypadku systemu MultiPlate do produkcji

wykorzystuje się galwanizowane blachy karbowane o grubości od 2,75 mm do 7 mm, łączone

za pomocą śrub M20. Długość blachy zależy od przyjętego typu konstrukcji, natomiast jej

szerokość sięga zazwyczaj 1,0 m. Standardowym zabezpieczeniem antykorozyjnym jest 85

μm powłoka cynkowa. Ponadto opcjonalnie stosuje się warstwę farby epoksydowej grubości

200 μm lub 400 μm. W systemie SuperCor zabezpieczenie antykorozyjne jest

analogiczne [30].

Stal wykorzystywana do produkcji blach falistych o opisywanym przeznaczeniu

powinna charakteryzować się dość wysoką granicą plastyczności. Zalecenia Generalnej

Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad podają, iż blachy faliste powinny być produkowane ze

stali o granicy plastyczności mieszczącej się w przedziale od 235 MPa do 400 MPa [16, 37].

W tablicy 2. przedstawiono niektóre parametry wytrzymałościowe przykładowych gatunków

stali wykorzystywanych do produkcji blach falistych spełniających te wymagania.

Tablica 2. Parametry wytrzymałościowe stali stosowanej do produkcji blach falistych

Gatunek stali Grubość wyrobu [mm]

Granica plastyczności [MPa]

Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]

S235JR < 3

235 360 ÷ 510

3 ÷ 100 340 ÷ 470

S355J2G3 < 3

355 510 ÷ 680

3 ÷ 100 490 ÷ 630

Katalogi firmy ViaCon [I 09], informują o gatunkach stali wykorzystywanych

w procesach wytwarzania blach falistych. W przypadku systemu SuperCor producent podaje

gatunek S315MC. Jest to stal niskostopowa ze strukturą drobnoziarnistą, przeznaczone do

formowania na zimno z wyższą granicą plastyczności przy kształtowaniu na zimno.

Parametry wytrzymałościowe stali mogą się różnić w zależności od producenta i rodzaju

systemu. Dopuszcza się także tworzenie konstrukcji podatnych z aluminiowych blach

falistych.

Wybrane systemy blach falistych, aktualnie wykorzystywanych na świecie wraz

z wielkością fali, przedstawiono w tablicy 3.

24

Tablica 3. Kształty przekroju poprzecznego powłok konstrukcji z blach falistych [24, 27].

Rodzaj systemu Wielkość fali [mm]

Konstrukcje spiralnie nawijane w postaci rur

68 x 13 (HelCor, HelCor PA)

100 x 20 (HelCor, HelCor PA)

125 x 26 (HelCor, HelCor PA)

Konstrukcje skręcane na śruby

100 x 20

150 x 50 (np. MultiPlate MP150)

200 x 50 (np. MultiPlate MP200)

380 x 140 (np. SuperCor SC 380)

400 x 150 (np. SuperCor SC 400)

500 x 238 (UltraCor UC 500)

Rysunek 2. Geometria blachy falistej powłoki SC 381 x 140 x 7,1 [I 09]

25

1.2.2. Geometria w przekroju podłużnym

W przekroju podłużnym ważne dla etapu projektowania są dwa wymiary. Jest to

długość górą i długość dołem, mierzone w osiach konstrukcji. Długość górą jest istotna ze

względu zapewnienia wymaganych wymiarów naziomu. Długość dołem jest ściśle

uzależniona od długości górą, zależy od sposób zakończenia konstrukcji na wlocie i wylocie,

jej umiejscowienia w planie, uwarunkowań ekonomicznych, terenowych, technologicznych

oraz od całkowitej wysokości konstrukcji.

Istnieją różne możliwości zakończenia konstrukcji z blach falistych. Wybór konkretnej

może być warunkowany tymi samymi czynnikami, które decydują w przypadku

dostosowywania długości konstrukcji. Cztery podstawowe sposoby zostały zaprezentowane

w tablicy 4.

W celu poprawy warunków estetycznych obiektów gruntowo-powłokowych, jak

również aby zapewnić stosowną trwałość systemu projektanci uciekają się do różnorodnych

metod profilowania ich wlotu i wylotu. Sposób ukształtowania elewacji takiej konstrukcji

wpływa na bezpośrednie wrażenie estetyki oraz dopasowania formy architektonicznej do

otoczenia.

W przypadku zakończenia ze ścięciem prostopadłym najprostszym rozwiązaniem jest

budowa pionowej ściany z prefabrykowanych powłok betonowych lub elementów

prefabrykowanych. Ściany usytuowane równolegle do osi podłużnej obiektu (portale), pełnią

dodatkowo rolę żeber usztywniających. Elementy prefabrykowane, wykorzystywane często

jako składowe konstrukcji oporowych, odznaczają się dużą stabilnością i efektywnością.

Zarówno dla ścięcia prostopadłego jak i ścięcia do skarpy odpowiednim materiałem

wykończeniowym są betonowe elementy drobnowymiarowe, stosowane jednak zazwyczaj na

obszarach miejskich. Stosowanie wykończenia betonowego jest natomiast zazwyczaj niemile

widziane ze względów ekonomicznych, gdyż w większości przypadków znacznie podnosi

koszty całkowite inwestycji. Dodatkowo, im mniejszy jest projektowany obiekt, tym większy

procentowy udział kosztów wykończenia. Między innymi z tego powodu na terenach

niezurbanizowanych lub zielonych szczególnym zainteresowaniem cieszą się przykuwające

wzrok elewacje z kamieni naturalnych, obrobionych bądź nie, dobrze wpisujące się

w otoczenie. Gabiony, czyli sformowane nasypy z kamieni zabezpieczonych siatką stalową,

mogą być układane w pionie lub ze stałym bądź zmiennym spadkiem. Innym sposobem

umocnienia skarpy jest zbrojenie geosyntetykami i obłożenie darniną. W wyjątkowych

26

sytuacjach dopuszcza się stosowanie skarp nieumocnionych. W tym przypadku

wzmocnieniem jest zakorzeniona w nasypie roślinność.

Tablica 4. Główne sposoby zakończenia obiektów z blach falistych [24].

Sposób zakończenia Szkic zakończenia

Ścięcie prostopadłe

Ścięcie do skarpy

Ścięcie do skarpy ze skrzydełkiem

Ścięcie do skarpy z uskokiem i skrzydełkiem

Obiekty z blach falistych, głównie ze względu na swoje przeznaczenie, nierzadko

konstruowane są ze spadkiem podłużnym. Zalecaną jego wartością minimalną dla obiektów

o profilu zamkniętym jest 0,5%. Niemniej ważne jest ponadto umiejscowienie

projektowanego obiektu względem osi drogi przebiegającej górą. Długość konstrukcji

powinna być dostosowana do kąta, pod jakim krzyżują się droga i obiekt z blachy falistej.

W przypadku konstrukcji o rozpiętościach powyżej 8,0 m doradza się, aby kąt skosu nie był

większy od 35°. Nie ogranicza się natomiast długości konstrukcji mierzonej górą ze względu

na sp

może

1

(prof

i prze

zarów

w prz

podło

200

bądź

stawi

przy

Rysu

zamk

pełnienie w

e być natom

Posadow1.3.

Sposób p

fil otwarty

emieszczeń

wno w kie

zypadku pro

podsypk

właściwe

z kształt

gruntu ro

Dolna w

ożu gruntow

kPa [24]. J

ź o nierów

iane wymag

udziale geo

unek 3. Sch

kniętym [24

warunków n

miast koniec

wienie kon

posadowien

lub zamk

ń konstrukcj

erunku pod

ofili zamkn

ki,

ego funda

em dolnej c

odzimego.

warstwa kon

wym (Rys

Jeśli w mie

wnej nośnoś

gania lub o

osyntetyków

hemat przy

4]

nośności i

czność przes

nstrukcji po

nia konstruk

knięty). Z

ji dąży się

dłużnym, ja

niętych jest u

amentu z

części powło

nstrukcji st

3). Niektór

ejscu posad

ści, należy

dpowiednio

w (geoteksty

gotowania

użytkowani

strzegania w

odatnych

kcji podatn

uwagi na

do uzyska

ak i poprze

układ warst

kruszywa,

oki stalowej

talowej ukła

re źródła o

dowienia ko

y rozważyć

o wzmocnić

ylii i geosia

podłoża po

ia. Czynnik

warunków o

nych zależy

a możliwoś

ania jednoro

ecznym [23

tw gruntu sk

płaskiego

j,

adana jest b

określają mi

onstrukcji w

zastąpieni

ć podłoże. W

atek) oraz ko

od konstruk

kiem determ

ochrony prze

głównie o

ść nierówn

odnych war

3]. Zgodnie

kładający si

bądź pr

bezpośredn

inimalną no

występują g

ie ich mat

Wzmacniani

olumn żwiro

kcję z blach

minującym

zeciwpożaro

od kształtu

nomiernego

runków jej

e z [24] fun

ię z:

rofilowaneg

nio na przyg

ośność pod

grunty słabe

teriałem sp

nie podłoża

owych.

h falistych o

27

tę wartość

owej.

konstrukcji

o osiadania

podparcia,

ndamentem

go zgodnie

gotowanym

łoża równą

e, nienośne

pełniającym

odbywa się

o przekroju

7

ć

i

a

,

m

e

m

ą

e

m

ę

u

28

W przypadku obiektów mostowych z blach falistych o powłokach otwartych wybór

sposobu posadowienia jest zależny głównie od rodzaju i nośności gruntu rodzimego,

czynników ekonomicznych, możliwości technologicznych oraz indywidualnych preferencji

projektanta (tablica 5).

Tablica 5. Sposoby posadowienia gruntowo-powłokowych obiektów mostowych z blachy

falistej o przekroju otwartym [27]

Posadowienie obiektów mostowych o powłokach otwartych z blach falistych

Sztywne fundamenty masywne Fundamenty żelbetowe

Prefabrykowane ławy żelbetowe

Podatne posadowienie liniowe Blacha fałdowa

Ścinka z blachy fałdowej z ostrogą

Podatne posadowienie na palach

Podparcie montażowe na słupach stalowych

Ściana podporowa posadowiona na palach żelbetowych

Bezpośrednie podparcie powłoki na palach

W dotychczas zrealizowanych projektach dominują tradycyjne, sztywne fundamenty

masywne: betonowe i żelbetowe. W tym przypadku należy zwrócić szczególną uwagę na

sposoby łączenia powłoki i fundamentu [27]:

mocowanie powłoki za pomocą śrub do zakotwionego w betonie stalowego

kształtownika,

mocowanie powłoki za pomocą śrub do wykształconej w betonie rynienki (elementy

prefabrykowane).

Dzięki licznym badaniom i doświadczeniu specjalistów wiadomo, że „fundamenty

masywne krępują przebieg strumienia obciążeń na niżej leżące warstwy gruntu

rodzimego” [27], zatem by zredukować ich negatywny wpływ na pracę powłoki stalowej

powinny one być zastąpione podparciem podatnym, które redukuje siły wewnętrzne

w powłoce. Do posadowienia podatnego można także zaliczyć podparcie na ściance z blachy

falistej, umieszczonej pionowo i stabilizowanej kruszywem miejscowym. Po zewnętrznej

stron

Stano

wyci

Rozw

szcze

obcią

Rozw

W os

blach

przyp

rozw

spręż

kons

przek

1

powł

pomo

karbo

nieco

ny powłoki

owi ona po

inka koła).

wiązanie

elnej [24, 27

W celu

ążeń przek

wiązanie to

statnim przy

hy falistej, w

padków sp

wiązaniami k

żenie z zas

trukcji w m

kroju” [27,

Montaż 1.4.

Na komp

Wykona

Dostawa

Wykona

Roboty

Montaż p

łok o przek

ocą złącz

owanej [1, I

o bardziej z

umiejscaw

dparcie dla

Główną p

to jest

7, 32].

zwiększeni

kazywanych

o znalazło

ypadku pos

wolne prze

pecjaliści

konwencjon

sypką, co w

momencie z

32, 38].

powłoki

pletny proce

anie fundam

a i montaż k

anie zasypk

wykończen

powłoki sta

krojach zam

zek opask

I 09]. W pr

łożony.

wia się wilg

połączonej

powłokę łąc

tańszym,

a nośności

h z budo

zastosowa

łużono się p

strzenie zaś

uznali wy

nalnymi. Stw

w konsekw

zakończenia

es budowy k

mentu,

konstrukcji,

ki inżyniersk

niowe.

alowej jest p

kniętych po

owych. Z

zypadku ko

gotną, beton

j z pionową

czy się ze

stalowy

gruntu tam

owli, możn

anie m.in.

palami stalo

ś wypełnion

yższość p

wierdzono,

wencji przek

a budowy i

konstrukcji

,

kiej,

procesem st

olega na po

Złączki w

onstrukcji o

nową podb

ą stalową śc

ścianką p

ym odpow

m, gdzie nie

na zastosow

w Bartnicy

owymi, um

no betonem

odatnego

iż „podatno

kłada się n

i przewidyw

z blachy fa

tosunkowo

ołączeniu ze

wykonanej

o przekroju

budowę o n

cianką ostro

odporową

wiednikiem

e jest on w

wać posad

y, Biernaci

ieszczonych

m. W wyniku

posadowien

ość podparc

na pewien

waną więks

alistej składa

prostym tec

e sobą gotow

są ze s

otwartym

niskiej wytr

ogi (blachy

za pomocą

m typowej

w stanie sam

dowienie n

icach i w

h pomiędzy

ku analizy p

nia na p

cia powłoki

zapas bezp

szą trwałość

a się [I 09]:

chnologiczn

wych odcin

stali gład

tok postępo

29

rzymałości.

w kształcie

ą zakładek.

j ścianki

m przenieść

na palach.

Świdnicy.

y arkuszami

powyższych

palach nad

i ułatwia jej

pieczeństwa

ć geometrii

nie. Montaż

nków rur za

dkiej bądź

owania jest

9

.

e

.

i

ć

.

.

i

h

d

j

a

i

ż

a

ź

t

30

Rysunek 4. Ogólna kolejność procesów w trakcie montażu konstrukcji o powłoce

otwartej [24]

W technice inżynierskiej wyróżnia się cztery podstawowe sposoby montażu obiektów

z blach falistych:

Montaż sekwencyjny,

Montaż z częściową prefabrykacją,

Montaż z pełną prefabrykacją ,

Montaż mieszany (hybrydowy).

Transport blach na miejsce wbudowania

Nadanie kształtu konstrukcji przez odpowiednie ułożenie blach 

Skręcanie konstrukcji (wykonanie połączeń śrubowych)

Końcowe dokręcanie śrub do wymaganej wartości momentu

Rysu

falist

Mo

unek 5. Po

tych [24, 27

Wybór k

Ukształt

Kształtu

Ogranic

Ogranic

Dostępn

Montaż s

Montaż zprefab

ontaż z pełn

Montaż(hybr

owszechnie

7]

konkretnej m

towania tere

u oraz wielk

czeń technol

czeń czasow

ności sprzęt

ekwencyjny

z częściowąbrykacją

ną prefabryk

ż mieszany rydowy)

e stosowan

metody zale

enu,

kości konstr

logicznych,

wych,

u i pracown

y

ą

kacją

ne metody

eży od [27]:

rukcji,

,

ników.

• Polega miejscu

monprzy

• Polega nkonstru

miejzazwy

łu

• Polegakonstru

nastwbudowa

obiektwzma

• Polega nawykorzysnajczęścirozpiętośtunelowyistniejący

montażu o

na łączeniubudowy, zg

ntażowego. ypadku obie

na wcześniejukcji (co najscu innym,

yczaj w przykowym, op

fu

a na wcześnukcji w mietępnie ustawania. Stosowtów o małycacniania istn

a montowanstaniem kilkiej w przypaści i kształciym, jak równych obiektów

obiektów i

u ze sobą kogodnie z wyStosowany

ektów o ksztkołowym.

jszym łączejmniej dwócniż docelow

ypadku obieartych bezp

undamencie

niejszym zmejscu innymwieniu calośwany najczęch gabarytaniejących obreliningu.

niu konstrukku sposobówadku powlokie kropli w onież podczaw metodą re

inżynierskic

olejnych blaytycznymi ryy zazwyczajtałcie łukow

eniu ze sobąch elementówe. Stosowaektów o ksztpośrednio na.

montowaniu m niż docelości w miejsęściej w prz

ach oraz podbiektów me

kcji z w. Stosowan

ok o dużej obiekcie as wzmacnieliningu.

31

ch z blach

ach na ysunku w

wo-

ą części ów) w any tałcie a

całej we, a cu

zypadku dczas etodą

ny

ania

h

1

wspó

wspó

pows

obiek

defin

nacis

dział

otacz

1.5.1

zasyp

kons

i eksp

spełn

proje

A

G

G

K

M

N

O

P

S

S

Ś

W

W

Zasypk1.5.

W obie

ółpracując z

ółpracy pod

staje zespol

któw trady

niowanego j

sku gruntu

łających na

zający kons

1. Paramet

Kluczow

pką inżynie

trukcyjną, g

Dla pra

ploatacji, z

niać szereg

ektowanie p

Agresywno

Gęstość obj

Gęstość wła

Kąt tarcia w

Moduł edom

Nierównom

Oporność,

Porowatość

Stopień pla

Stopień zag

Ściśliwość,

Wilgotność

Wodoprzep

ka inżyniers

ektach stal

z nawierzch

datnej pow

lony układ,

ycyjnych. D

jako „zjawi

na konstru

górną częś

trukcję.

try zasypki

wym podcza

erską. Wpły

gdyż podcza

awidłowego

zasypka gr

wymagań, k

powinno uw

ość,

jętościowa,

aściwa,

wewnętrzneg

metryczny (

mierne ziarn

ć,

styczności,

gęszczenia,

ć,

puszczalność

ska

lowo-powło

hnią drogi,

łoki oraz j

którego mo

Dodatkowo

isko redystr

ukcję poda

ć konstrukc

i inżyniersk

as wznoszen

ywa on bez

as zasypyw

o funkcjon

runtowa, tr

które są pod

względniać t

go ( 36˚ ≤ φ

( E ≥ 30 MP

ienie (U > 5

ć ( k > 8m/d

okowych k

stanowi w

jej zdolnoś

ożliwości n

występują

rybucji obci

atną” [37],

cji podatnej

kiej

nia obiektu

zpośrednio

wania w pow

nowania o

raktowana

dobne do w

takie parame

φ ≤ 45˚ ),

Pa – na pods

5 wg [N03])

dobę),

kluczową

właściwą wa

ści do podd

nośne są nie

ące zjawisk

iążeń w wy

powoduje

j i angażuje

z blachy fa

na bezpiecz

włoce występ

obiektu zar

tu jako m

wymagań sta

etry gruntu

stawie dośw

),

rolę odgry

arstwę nośn

dawania się

erzadko wię

ko pozytyw

yniku, które

zmniejszen

e do przenos

alistej jest p

zeństwo pra

pują bardzo

równo w

materiał kon

awianych na

jak [23,24,2

wiadczeń no

ywa grunt

ną konstruk

ę siłom ze

ększe niż w

wnego prze

ego następu

nie wartośc

szenia obci

proces jej za

acy obiektu

o duże naprę

fazie mo

nstrukcyjny

asypom dro

27, 30, 31,3

orweskich)

32

t. To on,

kcji. Dzięki

ewnętrznym

w przypadku

esklepienia,

uje redukcja

ci obciążeń

ążeń grunt

asypywania

u i nośność

ężenia.

ontażu jak

y, powinna

gowym. Jej

36]:

2

,

i

m

u

,

a

ń

t

a

ć

k

a

j

W

W

W

Z

norw

niż o

w ob

zależ

na po

dla w

[24, 2

mieć

możl

zbryl

elem

( rysu

Rysu

w za

1.5.2

Zwię

Fa

Wskaźnik u

Wskaźnik z

Wytrzymało

Zagęszczaln

Bezsporn

weskich wyt

ok. 20 000

bszarze pach

żne od grub

ołączeniu bl

właściwie z

28].

Ponadto

ć wpływ n

liwość skaż

Na zasyp

leń, zmarzl

mentów org

unek 4).

unek 6. D

leżności od

2. Wysoko

Zasypka

ększenie gr

ala 68 x 13, x

frakcje

uziarnienia g

zagęszczeni

ość na ścina

ność.

nie najbard

tycznych w

kPa. Ame

hwinowym,

bości blach

lach. Im wi

zagęszczony

należy wzi

na trwałość

enia środow

pkę powinn

liny, dobrz

anicznych”

opuszczaln

d wielkości f

ość naziomu

gruntowa

rubości zas

100 x 20, 126

e 0 ÷ 32

gruntu,

a ( 0,95 ≤ IS

anie,

dziej istotną

artość modu

erykańskie

, które powi

hy, rozpiętoś

ększy kąt ta

ych gruntó

iąć pod uw

ć konstrukc

wiska, agres

no się wybie

ze uziarnion

[1], natom

e frakcje k

fali powłok

u

jest zasadn

sypki grunt

25

S ≤ 1)

ą właściwo

ułu edomet

normy okr

inny zawier

ści konstruk

arcia wewn

ów (95% –

wagę wszelk

cji, np.: uz

sja chemiczn

erać kruszy

ne ( U ≥

miast ich

kruszywa w

ki [24]

niczym elem

towej w k

Fala 150 x

frakcje

ścią zasypk

trycznego z

reślają nato

rać się w pr

kcji, naziom

ętrznego tym

100%) mie

kie cechy, k

ziarnienie,

na [24,27,3

ywa „ziarnis

5), zagęszc

frakcje zal

wykorzystyw

mentem ko

luczu redu

50, 200 x 5

e 0 ÷ 62

ki jest jej z

asypki nie p

omiast wart

rzedziale 30

mu, klasy ob

m większe b

eści się on

które w jaki

zawartość

0,31].

ste (…) prze

czalne, niea

leżą od w

wanego jak

onstrukcji g

kuje siły w

0 F

zagęszczen

powinna by

rtości nośno

00 – 1000 k

bciążenia i

bezpieczeń

pomiędzy

ikolwiek sp

części org

epuszczalne

agresywne,

wielkości fa

ko zasypka

gruntowo-po

wewnętrzne

Fala 380 x 1

frakcje

33

ie. Według

yć mniejsza

ości gruntu

kPa. Są one

liczby śrub

stwo pracy,

36˚ a 45˚

posób mogą

ganicznych,

e, wolne od

wolne od

ali powłoki

a gruntowa

owłokowej.

e i ugięcia

140, 400 x 1

e 0 ÷ 120

3

g

a

u

e

b

,

˚

ą

,

d

d

i

a

.

a

150

34

powłoki, co zostało przedstawione w tablicy 6 dla przykładowej konstrukcji

gruntowo-powłokowej. Grubość naziomu jest sumą grubości warstwy zasypki oraz warstw

konstrukcyjnych nawierzchni.

Tablica 6. Wpływ grubości naziomu na siły wewnętrzne i ugięcia powłoki [27]

Grubość naziomu H [m]

Siły wewnętrzne Ugięcie w [mm]

M [kNm/m] N [kN/m] 0,75 6,93 121,4 6,77 0,90 3,70 80,4 4,32 1,20 1,85 57,0 2,97 1,50 1,1 43,0 1,86

Minimalna grubość naziomu H w Polsce jest regulowana wytycznymi Generalnej

Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad i dla wszystkich konstrukcji tego typu (z wyjątkiem

obiektów ramownicowych) określana jest wzorem:

max 8

0,2;6 , leczniemniejniż0,6m 1.1

gdzie: H – minimalna wysokość naziomu, B – średnica, rozpiętość przekroju poprzecznego.

Wysokość naziomu może się różnić w zależności od przyjętej metody obliczeniowej

(rozdział I punkt 2).

1.5.3. Technologia układania zasypki

Kluczową rolę podczas procesu budowy konstrukcji gruntowo-powłokowych odgrywa

proces technologiczny fazy montażu. Właściwie ułożona zasypka powinna zostać

odpowiednio zagęszczona. Na efektywność zagęszczania wpływają rodzaj i wilgotność

gruntu, grubości zagęszczanych warstw, sposób wykonania i rodzaj użytego sprzętu.

Technika układania zasypki inżynierskiej ma nadrzędne znaczenie w procesie budowy

i jest ściśle określona przez zalecenia wydane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych

i Autostrad. Dodatkowo producenci blach falistych w zaleceniach do projektowania mogą

określać własne, mniej lub bardziej restrykcyjne wytyczne.

Poniżej przedstawiono przykładowe zalecenia, wiodącej na polskim rynku w tego typu

konstrukcjach firmy ViaCon, dotyczące przebiegu układania zasypki w przypadku montażu

systemu SuperCor:

- na zasypkę i fundament kruszywowy można stosować: żwir, mieszanki żwirowo –

piaskowe, pospółkę, kruszywo łamane, kliniec;

35

- kruszywo powinno mieć frakcję 0-120 mm, wskaźnik różnoziarnistości Cu ≥ 4, wskaźnik

krzywizny 1 ≤ Cc ≤ 3 oraz wodoprzepuszczalność k10 > 6 m/dobę;

- materiał użyty do wykonania fundamentu kruszywowego i zasypki nie powinien być

agresywny oraz zawierać związków organicznych i zmarzlin, itp.;

- materiał zasypki powinien być układany warstwami o maksymalnej grubości 30 cm,

a następnie zagęszczany;

- układanie musi być wykonywane symetrycznie, aby wysokość zasypki była taka sama po

obydwu stronach konstrukcji stalowej, przy czym dopuszcza się różnicę wysokości równą

jednej warstwie. Przed przystąpieniem do układania kolejnej warstwy należy upewnić się czy

poprzednia została właściwie zagęszczona;

- wskaźnik zagęszczenia kruszywa zasypki, zgodnie z normą PN-B-0605 Geotechnika.

Raporty ziemne. Wymagania ogólne i normą europejską EN-1997-1 powinien wynosić

min. 0,98, a w bezpośrednim sąsiedztwie konstrukcji dopuszcza się 0,95.

Zalecenia projektowe i technologiczne dla podatnych konstrukcji inżynierskich

z blach falistych wydane przez GDDKiA precyzują wartość minimalnej szerokości, poza

którą zasypka powinna wykraczać poza obwód konstrukcji. W przypadku konstrukcji

zamkniętych wbudowanych w nasyp jest to wartość ta jest równa połowie rozpiętości obiektu

z każdej strony (rysunek 7 i 8).

Rysunek 7. Sposób układania zasypki inżynierskiej wokół konstrukcji z blach falistych w

nasypie [N 04]

Rysu

wyko

infor

powi

praco

wyko

2

2.1.

2

jako

wyw

unek 8. Sp

opie [N 04]

Oprócz t

rmuje nas

inien być ró

ować bliżej

orzystuje si

2. WYBRA

GRUNT

Metoda

( AASH

2.1.1. Infor

Metoda A

dominując

woływanie w

osób układ

tych zaleceń

doświadcze

ównoległy d

, niż 1 m o

ę wibratoró

ANE METO

TOWO-PO

American

TO ) [18]

rmacje ogó

AASHTO z

ce, pomijaj

w powłoce.

dania zasypk

ń ważne jes

enie wykon

do osi podłu

od powłoki

ów lekkich.

ODY PRO

OWŁOKOW

Association

ólne

z założenia

ąc jednocz

ki inżyniers

st także aby

nawców. S

użnej obiekt

. W bezpoś

OJEKTOWA

WYCH Z B

n of State H

przyjmuje

ześnie wpły

skiej wokół

y pamiętać o

Sposób poru

tu. Ciężki s

średnim sąs

ANIA KON

BLACHY F

Highway an

siły osiowe

yw momen

ł konstrukcj

o innych ws

uszania się

sprzęt zagęs

siedztwie bl

NSTRUKC

FALISTEJ

nd Transpo

od obciąże

ntów zginaj

cji z blach

skazówkach

ę maszyn i

szczający ni

lachy do za

CJI

[18,19, 24,

ortation Of

eń stałych i

jących na

36

falistych w

h, o których

i pojazdów

ie powinien

agęszczania

27, N04,]

fficials

zmiennych

naprężenia

6

w

h

w

n

a

h

a

37

Metoda AASHTO zakłada podział podatnych konstrukcji z blach falistych na trzy

typy [24,18]:

Konstrukcje, których promień krzywizny nie przekracza 4000 mm oraz których

(w przypadku konstrukcji łukowych) stosunek wysokości do rozpiętości nie jest mniejszy niż

0,3 lub 1/8 rozpiętości,

Konstrukcje nie spełniające warunków kryterium pierwszego o przekroju w kształcie

elipsy, łuków w kształcie gruszki, zamkniętych przekrojów gruszkowych o dużych

rozpiętościach, łuków niskoprofilowanych i wysokoprofilowanych,

Konstrukcje skrzynkowe, których rozpiętość nie przekracza 7750 mm.

2.1.2. Obliczeniowa siła w powłoce

Obliczeniową siłę w powłoce wyraża się wzorem [24]:

0,5 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 1.2

gdzie: ∙

gdzie: – obliczeniowa siła ściskająca w ściance konstrukcji,

– charakterystyczne obciążenie stałe na poziomie klucza konstrukcji [kN/m2],

– charakterystyczne, równomiernie rozłożone obciążenie zmienne na poziomie

klucza konstrukcji [kN/m2],

γ –ciężar objętościowy gruntu [kN/m2],

H – wysokość naziomu [m],

– rozpiętość konstrukcji [m],

i – współczynniki obciążeniowe, odpowiednio dla obciążeń stałych i zmiennych,

– współczynnik dynamiczny.

2.1.3. Kryterium nośności

Kryterium nośności wyraża się wzorem [24]:

∙ ∙ ∙ ∙ 1.3

gdzie: – współczynnik nośności; 0,67,

– nominalna nośność ścianki ze względu na rozpatrywany model zniszczenia,

– współczynnik obciążeń stałych, dla obciążeń gruntem równy 1,95,

38

– wartość charakterystyczna siły osiowej w ściance od obciążenia gruntem [kNm],

– współczynnik obciążeń zmiennych, równy (wg AASHTO) 2,171

– wartość charakterystyczna siły osiowej w ściance od obciążeń zmiennych [kNm],

– współczynnik dynamiczny.

2.1.4. Uplastycznienie ścianki konstrukcji

Warunek uplastycznienia ścianki konstrukcji [24]:

∙ ∙ 1.4

gdzie: – współczynnik nośności; 0,67,

– powierzchnia przekroju poprzecznego ścianki na jednostkę długości [mm2/mm],

– granica plastyczności materiału powłoki [MPa],

– siła normalna w powłoce.

2.1.5. Warunek bezpieczeństwa przed wyboczeniem

Warunek bezpieczeństwa przed wyboczeniem [1]:

∙

1.5

gdzie: – minimalne graniczne naprężenia krytyczne ścianki stalowej [MPa],

– współczynnik nośności; 0,67 dla połączeń śrubowych, 1,0 dla rur

spiralnie zwijanych,

– powierzchnia przekroju poprzecznego ścianki na jednostkę długości [mm2/mm].

Wartość jest związane z rozpiętością konstrukcji. Oblicza się ją z następujących

wzorów [1]:

gdzie: – rozpiętość konstrukcji [m],

– moduł sprężystości materiału z jakiego wykonana jest konstrukcja [MPa],

Jeżeli:24 ∙ ,

to

∙ ∙

48 ∙ 1.6 , 1.7

Jeżeli:24 ∙ ,

to 12 ∙

∙ , 1.8 , 1.9

39

– wytrzymałość na rozciąganie materiału z jakiego wykonana jest

konstrukcja [MPa],

– promień bezwładności przekroju poprzecznego fali [mm],

– współczynnik sztywności gruntu, 0,22.

2.1.6. Nośność połączeń śrubowych

Nośność złącza śrubowego można wyliczyć dwojako [24]:

Według metody stanów granicznych (LFD),

Według metody naprężeń dopuszczalnych (LSD).

Nośność złącza śrubowego – metoda LFD [1]:

∙ 1.10

gdzie: – nośność złącza śrubowego [kN/m],

– wartość charakterystyczna siły w ściance konstrukcji [kN/m],

– globalny współczynnik bezpieczeństwa; 3,0.

Nośność złącza śrubowego – metoda LSD [1]:

1.11

gdzie: – nośność złącza śrubowego [kN/m],

– wartość obliczeniowa siły w ściance konstrukcji [kN/m],

– współczynnik nośności równy 0,67.

2.1.7. Sztywność montażowa

Współczynnik podatności FF, definiujący sztywność na zginanie konstrukcji podatnej

(tzw. sztywność montażowa), określany jest wzorem [24]:

∙ 1.12

gdzie: – współczynnik podatności [mm/N],

– moment bezwładności ścianki konstrukcji podatnej [mm4/mm],

– moduł sprężystości materiału ścianki konstrukcji podatnej [MPa],

– rozpiętość konstrukcji [mm].

40

Wartości współczynnika podatności FF są dodatkowo normowane z uwagi na rodzaj

blachy i wysokość fali, co zostało przedstawione w tablicy 7.

Tablica 7. Wymagane wartości sztywności FF dla konstrukcji z blach falistych [24]

Rodzaj konstrukcji Wysokość fali

[mm]

Wartość współczynnika FF

[mm/N]

Rury spiralnie nawijane ze stali (HelCor) 6,35 ÷ 25,4

0,25 ≤ FF ≤ 0,19

Rury spiralnie nawijane z aluminium 0,54 ≤ FF ≤ 0,34

Konstrukcje skręcane z blach falistych

Przekroje okrągłe

150 x 50

FF ≤ 0,11

Przekroje łukowo-kołowe

i łuki FF ≤ 0,17

W przypadku obiektów o dużych rozpiętościach, tzw. long-span, norma odchodzi od

uwzględniania podczas obliczeń warunków wyboczenia i sztywności montażowej.

Obliczając siły w ściance (wzór 1.2) rozpiętość konstrukcji zastępuje się podwojoną wartością

promienia krzywizny sklepienia górnego:

2 ∙ 1.13

gdzie: – promień sklepienia górnego.

2.1.8. Wysokość naziomu oraz zakres ograniczeń geometrycznych

Wartości minimalnych naziomów oraz zakres ograniczeń geometrycznych,

określonych przez normę AASHTO przedstawiono w tablicy 8.

Tablica 8. Minimalne wymagania dla konstrukcji typu long-span z zastosowaniem

dodatkowych wzmocnień podłużnych i poprzecznych

Minimalna grubość blach górnego sklepienia [mm]

Górny promień [mm] ≤ 4500 4500 ÷ 5200 5200 ÷ 6100 6100 ÷ 7000 7000 ÷ 7600

Fala 150 x 50 mm, stal, min. grubość górnego

sklepienia [mm] 2,82 3,56 4,32 5,54 6,32

Mini

Tabl

doda

Gó

Grup

2

2

o nie

roku

kons

kons

wspó

siłę ś

kons

ramo

zgina

imalne wyma

MaksymalnyMaksymalnyMinimalny sMaksymalny

lica 9. cd

atkowych w

órny promień

ubość blachy spoza żebrem [m

2,82 3,56 4,32 4,78 5,54 6,32 7,11

Metoda 2.2.

2.2.1. Infor

CHBDC

estandardow

i obejmuj

trukcje skr

trukcję, u

ółczynników

ściskającą j

trukcji na

ownicowych

ającego.

gania dotyczą

y promień płyy kat ograniczstosunek kąta y stosunek kąt

d. Minimaln

wzmocnień p

M

[mm]

stalowej mm]

Canadian

rmacje ogó

C jako pierw

wej, większe

uje swoim

rzynkowe.

uwzględnia

w. Podobnie

ako dominu

ściskanie,

h, możliwo

ące geometrii:

t – 7600 mmzający górne skgórnego sklepta górnego skl

ne wymaga

podłużnych

Minimalny naz

≤ 4500

63 63 63 63 50 50 50

Highway B

ólne

wsza norma

ej fali. Meto

zasięgiem,

W metodz

się ich

e jak w met

ującą a obli

sztywności

ość uplastyc

klepienie – 80pienia do promlepienia do bo

ania dla ko

i poprzeczn

ziom dla obcią

4500 ÷ 5200

M

– 75 75 75 63 50 50

Bridge Desi

a mówi o

oda obliczan

poza obi

zie tej nie

współprac

todzie amer

iczenia pole

i montażow

cznienia śc

0,0˚ mienia boczneocznego – 5

onstrukcji ty

nych

ążenia ruchom

5200 ÷ 61

Minimalny na

– –

75 75 63 63 63

ign Code (

projektowa

na we wspo

ektami o

pomija si

cę poprze

rykańskiej m

egają na sp

wej obiektu

cianki kons

ego – 2

ypu long-sp

mego [cm]

00 6100 ÷

ziom [cm]

––––

777

CHBDC )

aniu konstru

omnianej no

przekroju z

ię wpływu

z zastosow

metoda kana

rawdzeniu w

oraz, w p

strukcji pod

pan z zast

÷ 7000 70

– – – –

75 75 75

[18,24, N04

ukcji z blac

ormie powst

zamkniętym

u gruntu ot

wanie odp

adyjska uzn

wytrzymało

przypadku

d wpływem

41

tosowaniem

000 ÷ 7600

– – – – –

100 100

4]

chy falistej

tała w 2000

m, również

taczającego

powiednich

naje osiową

ości ścianki

przekrojów

m momentu

m

j

0

ż

o

h

ą

i

w

u

42

2.2.2. Stany graniczne dla wymiarowania

Norma CHBDC wymusza na projektancie obowiązek wymiarowania konstrukcji ze

względu na następujące stany graniczne [18, 24]:

Stan graniczny nośności (ULS)

– W przypadku typowych konstrukcji stalowo-gruntowych:

Zniszczenie konstrukcji poprzez uplastycznienie ścianki wywołanego

ściskaniem osiowym (stan eksploatacji),

Powstanie przegubów plastycznych w fazie montażu,

Zniszczenie połączenia śrubowego.

– W przypadku konstrukcji o przekroju ramownicowym:

Powstanie przegubu plastycznego w sklepieniu,

Zniszczenie połączenia śrubowego.

Stan graniczny użytkowania (SLS)

– deformacje w trakcie budowy (zarówno dla konstrukcji typowych jak

i skrzynkowych).

Stan graniczny naprężeń zmęczeniowych (FLS)

– zakres dopuszczalnych zmian naprężeń od obciążeń zmiennych (wyłącznie

w przypadku konstrukcji skrzynkowych).

Zgodnie z [24] CHBDC przewiduje stosowanie współczynników bezpieczeństwa ze

względu na nośność (współczynniki nośności) w analizowanym stanie granicznym

wg następującego zestawienia:

W typowych konstrukcjach gruntowo-metalowych o małej fali ( do 200 x 55 mm):

- Wytrzymałość na ściskanie 0,80,

- Powstanie przegubu plastycznego w trakcie budowy 0,90,

- Wytrzymałość połączeń śrubowych 0,70;

W typowych konstrukcjach gruntowo-metalowych o dużej fali ( do 380 x 140 mm):

- Wytrzymałość na ściskanie 0,80,

- Powstanie przegubu plastycznego 0,85,

- Powstanie przegubu plastycznego w trakcie budowy 0,90,

- Wytrzymałość połączeń śrubowych 0,70;

43

W konstrukcjach metalowych o kształcie skrzynki:

- Wytrzymałość na ściskanie 0,80,

- Powstanie przegubu plastycznego 0,90,

- Wytrzymałość połączeń śrubowych 0,70.

Maksymalne odkształcenia konstrukcji dopuszczalne przez normę:

- 2 % wysokości konstrukcji dla typowych konstrukcji gruntowo-stalowych,

- 1 % rozpiętości dla konstrukcji skrzynkowych,

- 0,5 % rozpiętości dla konstrukcji skrzynkowych w trakcie użytkowania.

Ponadto norma narzuca wymiarowanie, korzystając z następujących współczynników

obciążenia:

- Dla obciążeń stałych 1,25,

- Dla obciążeń zmiennych 1,70.

Innym ważnym współczynnikiem wykorzystywanym w tej metodzie jest malejący

liniowo współczynnik dynamiczny .

1 1.14

gdzie: – współczynnik obliczeniowy, zależny od wysokości naziomu :

0,4 0,2 ∙ 0,1 1.15

0,3 0,15 ∙ 0,1 1.16

gdzie: – grubość nadsypki.

Wzór (1.15) ma zastosowanie w przypadku typowych konstrukcji zamkniętych oraz

konstrukcji skrzynkowych o rozpiętości nie większej niż 3,6 m. w przypadku większych

rozpiętości korzysta się ze wzoru (1.16).

2.2.3. Obliczanie siły w ściance

W stanie granicznym nośności całkowitą siłę ściskającą w ściance konstrukcji określa

się wzorem:

∙ ∙ ∙ ∙ 1.17

44

gdzie: – siła osiowa w ściance od obciążeń obliczeniowych [kN/m],

– współczynnik nośności: 0,8 (dla wytrzymałości na ściskanie), 0,7 (dla

wytrzymałości złącza śrubowego),

– wytrzymałość ścianki na ściskanie,

– współczynnik obciążeń stałych: 1,25,

– charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń stałych [kN/m]

(wzór 1.18),

– współczynnik obciążeń zmiennych: 1,70,

– charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń zmiennych

[kN/m] (wzór 1.20),

– współczynnik dynamiczny.

Charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń stałych:

0,5 ∙ 1 0,1 ∙ ∙ ∙ 1.18

gdzie: – współczynnik przesklepienia (rysunek 5),

– ciężar mas zalegających nad konstrukcją liczony na jednostkę długości [kN/m],

– bezwymiarowy parametr sztywności osiowej ścianki, zależny od parametrów

gruntu zasypki:

1000 ∙ ∙∙

1.19

gdzie: – moduł sieczny gruntu [MPa],

–wysokość konstrukcji [m] (rysunek 9),

– moduł sprężystości materiału konstrukcji [MPa],

– powierzchnia przekroju poprzecznego ścianki na jednostkę długości [mm2/mm].

45

Rysunek 9. Określenie wysokości i metodą CHBDC [24]

46

Charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń zmiennych:

0,5 ∙ ∙ ∙ 1.20

gdzie: – szerokość rozkładu obciążenia zmiennego; powiększona o wartość 2 [m],

– wysokość naziomu [m],

– zastępcze obciążenie równomierne na poziomie klucza konstrukcji [kPa],

przyjmując rozkład obciążenia pod kątem 45˚ do osi konstrukcji oraz pod kątem 63˚

w kierunku podłużnym,

– współczynnik uwzględniający ilość obciążonych pasów drogi: 1,0 (dla

jednego pasa ruchu), 0,9 (dla dwóch pasów ruchu).

2.2.4. Wytrzymałość ścianki konstrukcji na ściskanie oraz sprężyste wyboczenie

Decydującymi o nośności konstrukcji czynnikami są: wytrzymałość na sprężyste

wyboczenie oraz wytrzymałość na ściskanie. Naprężenia ściskające nie powinny być większe

co do wartości niż granica wytrzymałości na ściskanie , równa:

Jeśli

∙ ∙12 ∙

∙∙

∙1

1.21

Jeśli

3 ∙ ∙ ∙ ∙

∙ 1.22

gdzie: – zastępczy promień krzywizny (wg. wzoru (1.23)),

∙6 ∙ ∙ ,

1.23

– promień bezwładności przekroju poprzecznego fali [mm],

47

∙∙∙

,

1.25

– moment bezwładności przekroju fali na jednostkę długości [mm4/mm]

– współczynnik redukcyjny naprężeń wyboczeniowych (1.26),

1000 ∙,

1.26

– wysokość naziomu [m],

– połowa odległości od klucza do linii maksymalnej rozpiętości konstrukcji [m],

– promień górnej części konstrukcji [mm],

– współczynnik nośności,

– współczynnik korekcyjny zależny od liczby konstrukcji:

- dla jednej konstrukcji oraz dla górnej części konstrukcji o głębokiej fali

1,0,

- dla kilku równoległych konstrukcji

0,85 0,3 ∙ 1.27

– najmniejszy odstęp między konstrukcjami [m],

– największa z rozpiętości [m],

– granica plastyczności stali [MPa],

– moduł sprężystości materiału konstrukcji [MPa],

– zmodyfikowany moduł sztywności gruntu [MPa]:

Dla strefy bocznej i górnej ,

Dla strefy górnej:

11000 ∙

1.28

2.2.5. Nośność połączeń śrubowych

Odczytywana z tablic wartość obliczeniowa granicznej wytrzymałości połączeń

śrubowych na jednostkę długości powinna spełniać warunek:

48

∙ ∙ ∙ ∙ 1.29

gdzie: – współczynnik wytrzymałościowy: 0,7 ,

– współczynnik obciążeń stałych,

– charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń stałych [kN/m]

(wzór 1.18),

– współczynnik obciążeń zmiennych,

– charakterystyczna wartość siły normalnej w ściance od obciążeń zmiennych,

[kN/m] (wzór 1.20),

– współczynnik dynamiczny.

2.2.6. Minimalny zasięg zasypki gruntowej

Aby grunt w konstrukcji gruntowo-powłokowej spełnił swoje zadanie zasypka

inżynierska powinna mieć odpowiedni zasięg. Wielkości te przedstawione są w tablicy 9 oraz

na rysunku 5. Norma CHBDC określa ponadto wartość minimalną naziomu (wzór 1.30),

dodając, iż w dla przekrojów z blachy o głębokiej fali wartość ta może być nie większa niż

1,5m.

Tablica 10. Minimalny zasięg zasypki poza konstrukcją określany na wysokości

maksymalnej rozpiętości konstrukcji

Przypadek Minimalny zasięg w poziomie Konstrukcje wbudowane w wykop, w którym grunt naturalny jest równie dobry lub lepszy

niż grunt zasypowy Mniejsza wartość z 2,0 i 2⁄

Konstrukcje wbudowane w wykopie, w którym grunt naturalny jest gorszy od

gruntu zasypowego Mniejsza wartość z 5,0 i 2⁄ , lecz nie mniej niż mniejsza wartość z i 2⁄

Konstrukcje wbudowane w nasyp

Minimalną wartość naziomu w metodzie CHBDC określa się wzorem:

max

0,6

1,0 0,1 ∙ 8,0 ∙6∙

,

0,4 ∙

1.30

gdzie

2

2

najno

falist

i Håk

liczb

uaktu

rzecz

bardz

Rysu

Sund

e: – rozp

– rozp

Metoda 2.3.

2.3.1. Infor

Metoda

owocześniej

tej. Opublik

kana Sundq

bę parametr

ualnienie z

zywisty mod

zo duże mo

unek 10

dquista-Pett

piętość kon

piętość kon

Sundquist

rmacje ogó

Sundqui

ejszą anality

kowana w 2

quista w por

rów oblicze

zostało zap

del konstruk

ożliwości w

0. Kształ

erssona [24

strukcji [m]

nstrukcji [m]

ta – Petters

ólne

sta–Petterss

yczną metod

2000 roku p

równaniu z

eniowych. M

prezentowan

kcji, a sama

doborze ks

łty obiek

4]

] (rys. 5),

] (rys. 5).

ssona [24, 3

sona, zw

dą obliczan

przez duet s

z tradycyjny

Metoda doc

ane w 201

a metoda od

ztałtu i mat

któw gr

36, 19, 39, 3

wana takż

nia gruntowo

szwedzkich

ymi metoda

czekała się

10 roku. P

dwołuje się

teriału, z któ

runtowo–po

37, N04]

że szwedz

o–stalowych

h naukowcó

ami bierze p

już cztere

Podstawą j

do norm eu

órego wyko

włokowych

dzką, jest

h konstrukc

ów – Larsa

pod uwagę

ech odsłon,

jej opraco

uropejskich.

onana jest po

h objęte

49

t obecnie

cji z blachy

Petterssona

największą

najnowsze

owania był

. Daje także

owłoka.

metodą

9

e

y

a

ą

e

ł

e

ą

50

2.3.2. Ograniczenia stosowania metody

Stosowanie tej metody jest uwarunkowane ograniczeniami przedstawionymi poniżej:

Rozpiętość konstrukcji musi spełniać warunek: 2 ;

Parametr opisujący relację między sztywnością powłoki a sztywnością gruntu, opisany

wzorem (1.31) powinien zawierać się w przedziale: 100 50000.

∙∙

1.31

gdzie: – moduł sieczny gruntu,

∙ – sztywność powłoki na zginanie,

– charakterystyczna wartość modułu sprężystości stali [MPa],

– moment bezwładności powłoki [m4/m],

– średnica lub rozpiętość konstrukcji.

Początkowo górna granica zakresu parametru sztywności konstrukcji

wynosiła 100 000. Wartość ta została zmieniona, ponieważ w przypadku bardzo dużych

sztywności równanie momentu zginającego przybierało postać zera, co jest nieakceptowalne

w przypadku konstrukcji typu long-span;

Konstrukcja powinna zostać wykonana z blachy o stosunkowo dużej grubości.

Niemniej jednak dopuszcza się również stosowanie blach cienkich o wysokim profilu,

dopuszczając możliwość lokalnego wyboczenia;

Stosowanie metody jest ograniczone poprzez maksymalny wymiar konstrukcji;

Minimalna grubość nadsypki wynosi 0,5 w przypadku konstrukcji

normalnego zastosowania, oraz 1,0 , dla obiektów obciążonych taborem

kolejowym. Stosunek warstwy naziomu do rozpiętości konstrukcji powinien spełniać

warunek: 0,125 ⁄ ;

Wymagane jest zachowanie minimalnej odległości między konstrukcjami

dwunawowymi;

Parametry gruntu muszą gwarantować odpowiednią jego sztywność w stosunku do

sztywności konstrukcji, w tym grunt musi mieć odpowiedni wskaźnik zagęszczenia

(wzór 1.12). Grunt musi posiadać odpowiednią nośność i cechy gruntu

niewysadzinowego;

51

Stosując model obliczeniowy należy pamiętać, że spadek podłużny niwelety drogi nie

powinien przekraczać 10%

Grunt otaczający konstrukcję został umownie podzielony na pięć obszarów

(rysunek 11), z czego każdy musi spełniać określony wymagania, podane w tablicy 10.

Rysunek 11. Podział warstw gruntu wokół konstrukcji podatnej wg metody szwedzkiej [24,

37]

Tablica 11. Wymagania stawiane przez metodę szwedzką poszczególnym obszarom zasypki.

[1, 24, 39]

Obszar (zgodnie z rysunkiem x)

Wymagania

Obszar 1

0,5 ∙ ; 3,0 , 0,5 Nośność i odkształcalność gruntu należy badać w odległości nie

mniejszej niż 0,5 m od ścian konstrukcji. Ciężar objętościowy gruntu przyjmuje się w [kN/m3].

Obszar 2 0,2 , 0,5

Grunty znajdujące się w obszarze 1 i 2 powinny spełniać te same wymagania.

52

Tablica 121. cd. Wymagania stawiane przez metodę szwedzką poszczególnym obszarom

zasypki. [1, 24, 39]

Obszar 3 Wymagane jest określenie ciężaru właściwego gruntu. W przypadku

gdy nad konstrukcją przebiega droga kołowa lub kolejowa, grunt może zostać obarczony dodatkowymi wymaganiami.

Obszar 4

W przypadku, kiedy grubość naziomu jest mniejsza od 1 m, po drogą musi zostać umieszczona warstwa nośna gruntu o grubości nie

mniejszej niż 0,3 m. Ciężar objętościowy gruntów wchodzących w skład naziomu oblicza się jako średnią wartość ciężarów

objętościowych mieszczących się w obszarach 1, 3, 4.

Obszar 5 Metoda nie stawia specjalnych wymagań w tym obszarze.

W przypadku, że parametry konstrukcji są stałe na całe jej długości, analizę

obliczeniową sprowadza się do odcinka długość 1m. Z założenia obciążenie działa

prostopadle w stosunku do osi obiektu. Siłą, na którą projektuje się przekrój jest siła tnąca,

niezależnie od jej położenia. Ponadto ustala się, iż w sklepieniu obiektu siła normalna ma

stałą wartość, a moment zginający wywołany obciążeniem ruchomym na połowie sklepienia

jest dodatni, na drugiej połowie zaś ujemny. Największy moment rozciągający powłokę po jej

wewnętrznej stronie powstaje w tzw. punkcie ćwiartkowym konstrukcji, natomiast po

zewnętrznej stronie największy moment rozciągający występuje w kluczu

konstrukcji [19,24, 37].

2.3.3. Siła normalna – obciążenie stałe

Wartość charakterystyczną siły osiowej (normalnej) wywołaną ciężarem gruntu,

przy spełnieniu warunku:

0,125 , 1.32

wylicza się ze wzoru:

0,2 ∙ ∙ ∙ ∙ , ∙ 0,9 0,5 ∙ ∙ ∙ 1.33

gdzie: – współczynnik przesklepienia (wzór 1.37),

– ciężar objętościowy nienawodnionego gruntu zasypki znajdującego się nad

konstrukcja,

– średnica bądź rozpiętość konstrukcji [m],

53

– odległość od linii wyznaczającej maksymalną rozpiętość konstrukcji a jej

kluczem [m],

– ciężar objętościowy gruntu zasypki do klucza konstrukcji,

, – zredukowana wysokość warstwy gruntu ponad konstrukcją:

, δ 1.34

gdzie: – grubość naziomu,

– wypiętrzenie się konstrukcji podczas zasypywania wykopu:

δ 0,015 ∙ 1.35

lub

δ ∙∙ ⁄ , 0,013 ∙

∙∙

,

∙ , ,

1.36

gdzie: – moduł sieczny gruntu,

– współczynnik określający zależność pomiędzy sztywnością gruntu a sztywnością

konstrukcji na zginanie (wg. wzoru 1.31),

– parametr do wyznaczania wypiętrzenia powłoki w trakcie zasypywania

(rysunek 12).

54

Rysunek 12. Diagram do wyznaczania wypiętrzenia powłoki w trakcie zasypywania [24, 37]

Metoda Sundquista-Petterssona uwzględnia w swoich obliczeniach efekt

przesklepienia, który reprezentowany pod postacią współczynnika przesklepienia ,

określanego poniższym wzorem:

1 1.37

gdzie:

2 ∙ ∙ 1.38

0,8 ∙ tan ,

1 tan , 0,45 ∙ tan ,

1.39

gdzie: , – obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego dla materiału tworzącego

warstwę ponad konstrukcją:

tan ,tan ,

∙ 1.40

55

gdzie: , – charakterystyczna wartość kąta tarcia wewnętrznego dla materiału tworzącego

warstwę ponad konstrukcją,

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa zw. z kategorią obiektu,

– częściowy, materiałowy współczynnik bezpieczeństwa.

2.3.4. Siła normalna – obciążenie zmienne

W obliczeniach konstrukcji, postępując zgodnie z metodą szwedzką, należy wziąć pod

uwagę także siły osiowe powstałe pod wpływem obciążenia zmiennego, które przelicza się na

równoważne obciążenie liniowe, przedstawione za pomocą wzoru (1.41):

∙2

∙ 1.41

gdzie: – równoważne obciążenie liniowe,

– naprężenia na głębokości z:

w przypadku obciążenia liniowego przyłożonego do półprzestrzeni sprężystej:

2 ∙∙ 1.42

gdzie: – obciążenie liniowe działające na powierzchni,

– głębokość liczona od powierzchni przyłożenia obciążenia.

w przypadku obciążenia skupionego:

3 ∙ ∙2 ∙ ∙

1.43

gdzie: – odległość między obciążeniem skupionym a aktualnym punktem obliczeniowym

na głębokości .

Po przyjęciu równoważnego obciążenia liniowego siłę normalną działającą w powłoce

oblicza się z następujących wzorów:

Dla: , 0,25

2

∙ 1.44

Dla:0,25 , 0,75

56

1,25 ,

2∙ 1.45

Dla:0,75 ,

0,5 ∙2

∙ 1.46

gdzie: – powierzchniowe obciążenie od obciążeń zmiennych [kN/m2].

Obliczeniowa siła normalna:

SLS

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.47

ULS

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.48

FLS

, ∙ , ∙ 1.49

gdzie: – współczynnik redukcyjny,

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa,

– siła charakterystyczna powstała na skutek działania obciążenia stałego,

– siła charakterystyczna powstała na skutek działania obciążenia zmiennego,

, , – indeksy przyporządkowane stanom granicznym, odpowiednio: nośności,

użytkowania, zmęczenia.

2.3.5. Moment zginający – obciążenie stałe

Aby obliczyć moment zginający powstały w wyniku parcia gruntu należy skorzystać

ze wzoru:

∙∙ , ∙ ∙ ∙ ∙

,

∙ ∙ , 1.50

gdzie: – ciężar objętościowy gruntu zasypki do klucza konstrukcji;

– średni ciężar objętościowy gruntu nad kluczem konstrukcji;

57

– współczynnik wyznaczany zgodnie ze wzorami (1.51 – 1.53);

dla 0,2 ⁄ 0,35

0,67 0,87 0,2 1.51

dla 0,35 ⁄ 0,50

0,8 1,33 0,35 1.52

dla 0,50 ⁄ 0,60

2 1.53

gdzie: H – odległość od linii wyznaczającej maksymalną rozpiętość konstrukcji;

– współczynnik wyznaczany zgodnie ze wzorami (1.54 – 1.57). Równania (1.55)

oraz (1.57) obowiązują w fazie wypełniania wykopu zasypką.

dla 5000

, 0,0046 0,001 ∙ log 1.54

, 0,0018 0,004 ∙ log 1.55

dla 5000

, 0,0009 1.56

, 0,0032 1.57

– współczynnik wyznaczany zgodnie ze wzorem (1.58):

6,67 ∙ 1,33 1.58

58

Rysunek 13. Graficzne przedstawienie współczynników i w funkcji stosunku [37]

Rysunek 14. Graficzne przedstawienie współczynnika w funkcji względnej sztywności

[37]

59

2.3.6. Moment zginający – obciążenie zmienne

Moment zginający powstały pod wpływem obciążenia zmiennego:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙,

∙ ∙ , ∙ ∙ 1.59

gdzie:

0,65 ∙ 1 0,2 ∙ log 1.60

0,120 ∙ 1 0,15 ∙ log 1.61

0,15,

1.62

,

1.63

gdzie: – promień w kluczu,

– promień w narożu,

oraz spełniony warunek:

∙ 1,0 1.64

Obliczeniowy moment zginający:

SLS

, ∙ , ∙ ∙ , ∙

2 1.65

ULS

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.66

FLS

, ∙ , ∙ ∙ 1,5 1.67

gdzie: – współczynnik redukcyjny związany z czasem,

– częściowy współczynnik bezpieczeństwa,

60

– moment charakterystyczny powstały na skutek działania obciążenia stałego,

– moment charakterystyczny powstały na skutek działania obciążenia zmiennego,

, , – indeksy przyporządkowane stanom granicznym, odpowiednio: nośności,

użytkowania, zmęczenia.

2.3.7. Sprawdzenie warunków przekroczenia stanów granicznych

Zgodnie z [1] metoda Sundquista–Petterssona wymusza na projektancie obowiązek

wymiarowania konstrukcji ze względu na następujące stany graniczne [19,24, 37]:

Stan graniczny użytkowania (SLS)

Stan graniczny nośności (ULS)

Inne warunki

Przy wymiarowaniu obiektów opisywaną metodą szwedzką stosuje się największe

wartości siły normalnej i momentu zginającego, wyznaczonych osobno dla obciążenia stałego

i zmiennego. Sprawdzenie warunku maksymalnego naprężenia w ścianach konstrukcji

odbywa się przy wykorzystaniu wzoru Navier’a (wzór 1.68) [1, 25, 37]:

, , 1.68

61

gdzie: – maksymalne naprężenie w ściankach konstrukcji,

, – siła normalna dla stanu granicznego użytkowalności,

– pole przekroju poprzecznego,

, – moment dla stanu granicznego użytkowalności,

– wskaźnik wytrzymałości,

– granica plastyczności.

Działanie sił osiowych w dolnej części konstrukcji, w której wpływ momentu

zginającego jest pomijany, sprawdza się z zależności [19]:

∙ 1.69

gdzie: – działająca siła osiowa,

– granica plastyczności,

– powierzchnia przekroju ścianki konstrukcji na jednostkę szerokości [4].

3

3

Albe

kons

zosta

Grub

inżyn

zosta

miało

siatek

kons

proje

wypi

wska

kons

ok. 4

3. PRZEG

Most z b3.1.

Most zo

erta w Kan

trukcją o k

ała wykonan

bość powłok

Montaż

nierskiej or

ała ona wzm

o służyć osi

k stalowyc

trukcji zos

ektowanych

iętrzenia po

aźnik wypię

trukcji pod

480 mm.

GLĄD ZRE

blach falisty

ostał wybud

nadzie. Jest

kształcie łuk

na z blachy

ki wynosi 7

powłoki

raz elewacji

mocniona n

iągnięciu od

ch, które

stała w ten

h obciążeń

owłoki w fa

ętrzenia ⁄

datnych, ok

ALIZOWA

ych w Whi

dowany w 2

t dotychcza

ku jednopro

y falistej w

mm.

trwał niem

i kolejne 6

na całym ob

dpowiedniej

umieszczon

n sposób

eksploatac

azie zasypy

⁄ 0,396

kreślane jak

ANYCH RO

itehorse Cr

2005 roku

as najwięks

omienioweg

systemie S

mal dwa

tygodni. W

bwodzie sta

ej sztywnośc

no w niew

zwiększona

cyjnych. Po

ywania. Wy

6%, podcza

ko 2% jej

OZWIĄZA

reek, Alber

na terenie

szym tego

go o rozpię

SuperCor o

tygodnie,

W trakcie z

lowymi żeb

ci. Do zbroj

wielkiej od

a tak, aby

onadto, poz

yniosło ono

as gdy gran

rozpiętości,

AŃ

ta, Kanada

kopalni od

typu obie

ętości równe

wysokim p

natomiast

zasypywania

brami wype

jenia gruntu

dległości o

y była zdo

zwoliło to

zaledwie

niczne wyp

, w tym pr

a.

dkrywkowej

ektem na ś

ej 24

profilu SC

wykonani

a konstrukc

ełnionymi b

u użyto ocyn

od powłoki

olna do pr

na zminim

95

piętrzenie p

rzypadku r

62

j w stanie

wiecie. Jej

. Powłoka

381 x 140.

ie zasypki

cji gruntem

betonem, co

nkowanych

i. Nośność

rzeniesienia

malizowanie

, tak więc

powłoki dla

równało się

2

e

j

a

.

i

m

o

h

ć

a

e

c

a

ę

63

Fot. 5. Montaż systemu SuperCor w Whitehorse Creek [I07]

Podczas próby obciążenia obiekt został przeniósł obciążenie w postaci koparki

o całkowitej masie 1144 ton, co w konstrukcjach drogowych obiektów mostowych było, jak

dotąd, niespotykane.

Co ciekawe, analizy metodą CHBDC i metodą Sundquista–Petterssona wykazały, że

nośność konstrukcji nie została zachowana w fazie budowy i fazie użytkowania. Spełnienie

warunków zostało potwierdzone dopiero w analizie metodą elementów skończonych (MES)

za pomocą programu CandeCad Pro.

Elewacja obiektu została wykonana w z kamienia naturalnego, układanego warstwami

zagęszczanymi co 30 cm. Całość została zabezpieczona stalowymi siatkami, tworząc

efektywne wykończenie konstrukcji.

64

Fot. 6. Obiekt mostowy w trakcie realizacji zasypki inżynierskiej [I07]

Fot. 7. Obiekt z blachy falistej w Whitehorse Creek w końcowej fazie realizacji [I07]

3

najw

wyni

Obie

w sy

doda

i rozs

która

zasyp

pozio

Fot.

Kuno

Przejści3.2.

Przejście

większym ob

iósł ok. 5 m

ekt powstał

Konstruk

stemie Sup

atkowo użeb

stawie 1,52

a wynosi 20

Dodatko

pywania, k

omie ⁄

8. Gruntow

owice-Rzep

ie dla zwier

e dla zwie

biektem gru

mln euro,

w 2007 rok

kcja została

perCor, z b

browana w

24 m. Wzmo

0 m. Całkow

owe usztyw

które osiągn

0,695%.

wo-powłoko

pin w Gajcu

rząt nad tor

erząt w G

untowo–pow

z czego ni

ku.

a wykonan

blachy falis

środkowej

ocnienie to

wita długość

wnienie pom

nęło wielko

owy obiekt m

u [27].

rami w Gaj

Gajcu na te

włokowym w

iemal 75%

na w kształ

stej o prof

części bla

było koniec

ć obiektu wy

mogło ogr

ość 13

mostowy na

jcu, Polska

erenie Pusz

w Polsce. C

pochodziło

łcie łuku o

filu SC 380

chą o tym

czne ze wzg

yniosła 40 m

raniczyć w

39 , co

ad linią kol

a.

zczy Rzepi

Całkowity k

o ze środkó

o dwóch pr

x 140 x

samym pro

ględu na du

m przy wyso

wypiętrzenie

daje wska

ejową E20 n

ińskiej jest

koszt budow

ów Unii Eu

romieniach

7,1. Powło

ofilu gruboś

użą rozpięto

okości

e powłoki

aźnik wypi

na odcinku

65

t aktualnie

wy przejścia

uropejskiej.

krzywizny

oka została

ści 5,5 mm

ość obiektu,

7,424 .

w trakcie

ętrzenia na

5

e

a

.

y

a

m

,

e

a

Fot.

3

komu

narci

o pro

przec

Jako

o łąc

Tak

wyzw

Doda

uwag

powł

9. Widok o

Tunel dr3.3.

Obiekt p

unikacji prz

iarskiego. T

ofilu MP 20

Tunel,

ciwpożarow

zabezpiecz

cznej gruboś

więc zastos

wanie inżyn

atkowym pr

gę możliwo

łoki stalowe

od strony w

rogowy pod

powstały w

zy jednocz

Tunel zosta

00 x 55 x 7,0

z uwagi

wej. W przy

zenie przec

ści 12,5cm,

sowanie ob

nierskie, pr

roblemem p

ości „oddz

ej” [34] oraz

wewnętrznej

d stokiem n

w 2012 roku

esnym zach

ł wybudow

0 typu VBH

na chara

ypadku oma

iwpożarowe

, wykonaną

iektu grunt

rzede wszys

podczas pro

ielenia się

z deformacj

na powłokę

narciarskim

u w Karpa

howaniu do

wany ze stal

H 19. Całko

akter kons

awianego o

e zaprojekt

ą metodą to

towo-powło

stkim ze w

ojektowania

warstwy

ji powłoki,

ę obiektu m

m „Kolorow

aczu miał z

otychczasow

lowej blach

owita długoś

strukcji, m

obiektu nośn

towano trój

orkretowani

okowego jak

względu na

a była niewą

ogniotrwałe

zarówno w

mostowego w

wa”, Karpa

za zadanie

wej formy

hy falistej w

ść obiektu w

musi spełn

ność ogniow

warstwową

a o znaczny

ko tunelu n

działające

ątpliwie kon

ej od pow

fazie budow

w Gajcu.

acz, Polska

usprawnien

sąsiadujące

w systemie

wynosi ok.

niać wymo

wa wynosi

ą powłokę o

ym ciężarze

niewątpliwie

na obiekt

nieczność w

wierzchni w

wy, jak i ek

66

a [34].

nie lokalnej

ego kurortu

MultiPlate

100 m.

ogi normy

min R240.

ogniotrwałą

e własnym.

e stanowiło

obciążenia.

wzięcia pod

wewnętrznej

ksploatacji.

6

j

u

e

y

.

ą

.

o

.

d

j

67

Fot. 10. Zabezpieczanie wykopu podczas realizacji tunelu w Karpaczu [34]

Fot. 11. Tunel o konstrukcji gruntowo-powłokowej w Karpaczu w trakcie układania zasypki

inżynierskiej [34].

Fot.

3

odcin

w his

na fo

Elew

12. Widok

Przejści3.4.

Budowa

nku Świec

storii firmy

otografiach

wacja obiekt

k na tunel w

ie dla zwier

trzynastu

cko – Nowy

ViaCon Po

12 – 15. D

tu została w

raz z elewa

rząt na auto

przejść dl

y Tomyśl a

olska. Jedno

Do budowy

wykonana ze

acją po odda

ostradzie A

dla zwierzą

autostrady A

o z najbard

obiektu wy

e ściany opo

aniu obiektu

A2, Świecko

ąt o konstr

A2 jest dot

dziej efektow

ykorzystano

orowej ViaW

u do użytku

o – Nowy T

rukcji grun

tychczas na

wnych prze

o systemy S

Wall firmy V

[34]

Tomyśl, Po

ntowo-powł

ajwiększym

edstawiono

SuperCor i

ViaCon.

68

olska.

łokowej na

m zleceniem

w tej pracy

MultiPlate.

8

a

m

y

.

69

Fot. 13. Montaż nakładek usztywniających w trakcie budowy konstrukcji podatnej na

autostradzie A2 [I 11]

Fot. 14. Przejście dla zwierząt na odcinku Świecko – Nowy Tomyśl autostrady A2 w trakcie

układania zasypki inżynierskiej [I 11]

Fot.

końc

3

z pow

w mi

kons

zapro

tunel

posad

300/

wzgl

grunt

z bla

Blach

powł

15. Przej

cowej fazie r

Wiaduk3.5.

Gruntow

włoką z bl

iejscu najw

trukcji, mi

ojektowana

lu o grubośc

Zainteres

dowienie tu

12 mm), wb

lędu na zał

tu zastosow

achy falistej

ha od strony

Na pods

łoki dla om

jście dla zw

realizacji [I

kt gruntow

wo–powłoko

lachy falist

większej sze

erzona wzd

jako żelbe

ci 50 cm.

sowanie p

unelu. Jako

bitych w gru

łożenie, iż i

wano pochy

j z przestrz

y wewnętrz

stawie prze

mawianego

wierząt na

I 11]

wo–powłoko

owy wiaduk

ej w system

erokości wy

dłuż torów

etowa ścian

pod względ

podparcie z

unt rodzimy

ich zadanie

ylenie 10˚.

zenią pomię

znej stanowi

eprowadzon

obiektu są

odcinku Ś

owy w Świ

kt w Świd

mie MultiP

ynosi

, to wielko

na oporowa

dem inżyn

zastosowan

y w odległo

em jest głó

„ Na wyso

ędzy nimi

i przedłużen

nych badań

ą prawidłow

Świecko – N

idnicy, Pol

dnicy pows

Plate MP 2

9,88 a w

ość rzędu

a z elemen

nierskim w

o tu zespół

ości co 2,25

wnie przen

okości 2,12

wypełnioną

nie blachy p

stwierdzon

we (wskaźn

Nowy Tom

lska [35]

tał na mie

200 x 55 x

wysokość

12 m. Elew

ntami wieńc

wzbudza n

słupów z ru

m po 5 szt

noszenie od

m utworzo

ą betonem

powłoki” [3

no, iż wyp

ik wypiętrz

myśl autostr

ejscu stareg

x 7. Jego

4,56

wacja obie

czącymi w

niewątpliwi

ur stalowyc

tuk z każdej

ddziaływań

ono podwój

konstrukcy

35].

piętrzenie i

zenia ⁄

70

rady A2 w

go obiektu,

rozpiętość

. Długość

ktu została

lot i wylot

ie podatne

ch (średnica

j strony. Ze

poziomych

jną ściankę

yjnym (…).

sztywność

0,6% ).

0

w

,

ć

ć

a

t

e

a

e

h

ę

.

ć

.

71

Podatne posadowienie zaowocowało redukcją sił wewnętrznych w powłoce w porównaniu

z posadowieniem sztywnym oraz ułatwiło sprężenie powłoki z zasypką, co z kolei przełożyło

się na „zapas bezpieczeństwa konstrukcji w momencie zakończenia budowy” [35].

Fot. 16. Gruntowo–powłokowy wiadukt w Świdnicy [35]

RO

1.

1

pokry

zapew

funda

Rysu

OZDZIAŁ

KONCE

Koncep1.1.

Konstruk

ywa jedną

wniających

amentach ż

unek 15. Ry

Ł II. CZ

EPCJA PR

pcja projek

kcja dwunaw

nitkę komu

h wymagan

elbetowych

ysunek konc

ZĘŚĆ PR

OJEKTOW

ktowa nr 1

wowa z bla

unikacyjną.

ną skrajni

h. Elewacja

cepcji proje

ROJEKT

WA

achy falistej

Stalowa ko

ię drogow

obiektu wy

ektowej nr 1

TOWA

o wysokim

onstrukcja o

wą. Ściank

ykonana z pł

1

m profilu SC

oparta na ś

i żelbetow

łyt elewacyj

C-56B . Poje

ściankach ż

we posado

yjnych ViaW

72

edynczy łuk

elbetowych

owione na

Wall.

2

k

h

a

1

żelbe

piesz

słupa

Rysu

Koncep1.2.

Projekt z

etowego. N

zych. Pojed

ach nośnych

unek 16. Ry

pcja projek

zespolonego

Na każdym d

dyncza nitk

h dla każdej

ysunek konc

ktowa nr 2

o mostu że

dwa jednok

ka wsparta

j poprzeczn

cepcji proje

elbetowego.

kierunkowe

na czterec

nicy.

ektowej nr 2

Całość sta

pasy ruchu

ch żelbetow

2

anowią dwie

u, pas awary

wych poprz

e odrębne n

ryjny oraz c

zecznicach

73

nitki mostu

chodnik dla

i czterech

3

u

a

h

1

przek

żelbe

natom

Rysu

pody

oraz

Koncep1.3.

Projekt

kroju SC-

etowych ław

miast elewa

unek 17. Ry

Do kole

yktowany an

ekonomicz

pcja projek

pojedyncze

21NA. Ko

wach funda

ację obiektu

ysunek konc

ejnego etap

nalizami tec

ne.

ktowa nr 3

ej konstrukc

onstrukcja

amentowych

u stanowi ga

cepcji proje

pu została

chnicznymi

cji stalowej

stalowa

h. Wykońc

abion z loka

ektowej nr 3

a wybrana

i. Na wybó

ej z wysoko

oparta bez

zeniem kon

alnego krusz

3

koncepcja

ór koncepcji

o profilowa

zpośrednio

nstrukcji je

zywa.

a numer 3

i miały wpł

anej blachy

na mono

est żelbetow

3. Wybór

ływ walory

74

y falistej o

olitycznych

wy wieniec,

nie został

y estetyczne

4

o

h

,

ł

e

2.

2

2

2

przez

akad

2

[1]

[2] R

W

i

[3] R

w

D

[4] „

i

[5] „

[6] M

f

[7] „

f

2

doku

Brze

2

o głę

WYBRA

Opis tec2.1.

2.1.1. Pods

2.1.1.1. Zlec

Podstaw

z władze W

demickim 20

2.1.1.2. Wyk

PN-85/S-10

Rozporządz

W sprawie

inżynierskie

Rozporządz

warunków t

Dziennik U

„Katalog D

i Mostów. W

„Katalog D

Materiały

falistych.

„Zalecenia

falistych” G

2.1.2. Prze

Przedmio

umentacji d

sko nad aut

2.1.3. War

Dla rozp

ębokości od

ANE ELEM

chniczny

stawa opra

cenie i umo

ą opracowa

Wydziału B

013/2014.

kaz norm,

0030 Obiek

zenie Minis

warunków

e i ich usytu

zenie Minis

technicznyc

Ustaw Nr 43

Drogowych

Warszawa 2

etali Mosto

informacyjn

projektowe

GDDKiA, IB

edmiot opra

otem oprac

otyczącej p

tostradą A2

runki geote

poznania wa

d 22.0m do

MENTY PR

cowania

owa

ania jest tem

Budownictw

przepisów

kty mostowe

stra Transp

w techniczn

uowanie. Dz

tra Transpo

ch, jakim po

poz. 430 z

h Urządzeń

2002.

owych”. GD

ne produce

e i technolog

BDiM, Żmi

acowania

cowania jes

przepustu dr

na odcinku

chniczne i

arunków gru

o 25.0m. W

ROJEKTU

mat zadani

wa i Archite

prawnych

e. Obciążen

portu i Gos

nych, jakim

ziennik Ust

ortu i Gospo

owinny odp

dnia 2.03.1

ń Ochrony

DDKiA War

entów pod

giczne dla p

igród 2004.

st część pro

rogowego n

u Świecko -

hydraulicz

untowo – w

Wiercenia wy

U BUDOWL

ia na pracę

ektury Polit

i innych op

nia.

spodarki M

m powinny

aw Nr 63 p

odarki Mors

powiadać dr

1999 r.

y Środowis

rszawa 2002

datnych kon

podatnych k

ojektu wyko

nad drogą d

Poznań w k

zne

wodnych wy

ykazały ma

LANEGO

dyplomow

techniki Św

pracowań.

Morskiej z d

y odpowiad

oz. 735 z dn

skiej z 2 ma

rogi publicz

ska” Insty

2.

nstrukcji in

konstrukcji

onawczego

dojazdową

km 52+443

ykonano 12

ałe zróżnico

wą magister

więtokrzysk

dnia 30 ma

dać drogow

nia 3.08.200

arca 1999 r

zne i ich us

ytut Badaw

nżynierskic

inżynierski

przejazdu

D-76 w mi

,00.

otworów w

owanie grun75

rką wydany

kiej w roku

aja 2000 r.

we obiekty

00 r.

. w sprawie

sytuowanie.

wczy Dróg

ch z blach

ich z blach

drogowego

iejscowości

wiertniczych

ntów. Są to5

y

u

.

y

e

.

g

h

h

o

i

h

o

76

w główne mierze grunty niespoiste, tj. piaski, żwiry. We wszystkich otworach na głębokości

1,93-1,55m pod terenem zlokalizowano swobodne zwierciadło wód gruntowych. Obiekt

został zaprojektowany tak, aby wykop pod fundament konstrukcji stalowej wykonany był

w gruntach niespoistych.

2.1.4. Stan istniejący

Projektowany obiekt zastał zlokalizowany na obszarze lekko pofałdowanym

o charakterze pozamiejskim. Na terenie bezpośrednio przylegającym do obszaru zawartego

w projekcie występują łasy iglaste oraz, w niewielkim stopniu, łąki. Dzięki zebranej

dokumentacji stwierdzono brak uzbrojenia terenu.

2.1.5. Stan projektowany

Jako przepust została zaprojektowana wielopłaszczyznowa konstrukcja stalowa

w postaci łuku z blachy falistej. Konstrukcja wykonana została nad autostradą A2. Rozpiętość

łuku w świetle przejazdu wynosi 15,50 . Obiekt powinien być wykorzystywany

zgodnie z przeznaczeniem, tj. wyłącznie do ruchu drogowego.

Podane poniżej dane geometryczne (rozpiętość, szerokość, wysokość, długości) są

teoretyczne – projektowe, rzeczywiste wymiary nie mogą się różnić od nich więcej

niż +2%, -0%.

Dane identyfikacyjne:

Województwo: wielkopolskie;

Powiat i gmina: powiat: buski, gmina: Brzesko;

Usytuowanie: obiekt nad drogą dojazdową D-76;

Kilometraż 52+443,00 D76;

Funkcja użytkowa: przejazd drogowy górą.

Dane ogólne:

Szerokość całkowita: 55,88 m (w końcach fundamentów);

(wzdłuż ścian): 41,91 m (w koronie nasypu);

Długość całkowita: 15,56 m ( w końcach zwieńczeń pali podpór łuków);

77

Układ statyczny: łuk w postaci stalowej konstrukcji wielopłaszczowej, zakotwionej

w przyczółkach, współpracujący z zasypką inżynierską;

Rozstaw ścian: 15,50 m;

Szerokość użytkowa: 4 x 3,5 m (pas jezdni), 2 x 2,75 (pas awaryjny), 2 x 1,25 (chodniki

robocze przy obu krawędziach obiektu);

Przeszkoda: droga dojazdowa D-76 Ciekoty – Brzesko;

Kąt skosu obiektu: 90,0˚;

Nawierzchnia na obiekcie: warstwa ścieralna – beton asfaltowy gr. 5 cm, warstwa

wiążąca – beton asfaltowy gr. 8 cm, podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego gr. 12

cm, podbudowa pomocnicza z betonu asfaltowego gr. 22 cm;

Urządzenia na obiekcie: ekrany akustyczne przeciwlśnieniowe EA-18a wysokości

h=3,0 m na drogi klasy A, balustrady na krawędziach nasypu;

Ochrona antykorozyjna: powierzchnie betonowe stykające się z gruntem i 10 cm powyżej

powierzchni betonowych terenu: izolacja cienka bitumiczna;

Urządzenia obce: przygotowano konstrukcję do ewentualnego podwieszenia

oświetlenia;

2.1.6. Wpływ obiektu budowlanego na środowisko

Obiekt jest neutralny dla środowiska. Nie spowoduje utrudnień w migracji dziko

żyjących zwierząt. Obiekt nie przyczyni się do emisji hałasu, zanieczyszczenia powietrza,

wód powierzchniowych i środowiska gruntowo-wodnego. Projekt zakłada, że teren budowy

po jej zakończeniu będzie uporządkowany, a wszelkie odpady usunięte przez Wykonawcę

robót.

2.1.7. Zabezpieczenia antykorozyjne

Elementy konstrukcyjne zabezpieczone są antykorozyjnie przez cynkowanie ogniowe

o gr. powłoki zgodnej z normą PN-EN 1461:2000. Dodatkowo elementy konstrukcyjne

zabezpieczone zostaną przez malowanie w następujący sposób:

od strony wewnętrznej konstrukcji głównej - zabezpieczenie przez malowanie zestawem

farb epoksydowo – poliuretanowych. Zabezpieczenie to wykonane zostanie w dwóch

warstwach: pierwsza warstwa: farba epoksydowa o gr. 100μm wykonana w wytwórni,

78

druga warstwa: farba poliuretanowa w kolorze jasnobeżowym RAL1014 o gr. 100μm

nałożona na budowie po zmontowaniu konstrukcji;

od strony zewnętrznej konstrukcji głównej oraz od strony zewnętrznej i wewnętrznej

żeber wzmacniających - zabezpieczenie przez malowanie farbami epoksydowymi

w kolorze szarym o gr. 200 μm. Zabezpieczenie to wykonane zostanie w wytwórni.

2.1.8. Zabezpieczenia przeciwpożarowe

Obiekt spełnia warunki ochrony przeciwpożarowej określone w [N09].

2.1.9. Wytyczne dotyczące montażu konstrukcji stalowej

2.1.9.1. Zmontowanie konstrukcji podstawowej

Skręcanie śrub powinno być wykonane zgodnie z rysunkiem montażowym,

określającym między innymi ustawienie każdego arkusza blachy konstrukcji oraz szczegóły

kolejności montażu. Wszystkie nakrętki powinny być umieszczane na grzbietach karbów, po

zewnętrznej stronie konstrukcji. Jeżeli instrukcja producenta nie określa innych

wymagań - należy wstępnie zmontować konstrukcję za pomocą śrub w ilości pozwalającej na

zachowanie stateczności, natomiast końcowe dokręcenie powinno zostać wykonane po

upewnieniu się, że blachy konstrukcji są odpowiednio usytuowane względem siebie i jej

geometria nie budzi zastrzeżeń. Śruby powinny być montowane w kierunku od środka

arkusza ku jego narożom a ich dokręcanie powinno następować stopniowo i równomiernie.

Zaleca się ponowienie operacji dokręcenia śrub sprawdzając jednocześnie napięcie śrub.

Ostateczny moment skręcający dla konstrukcji otwartych powinien wynieść: min. 360 Nm,

max. 450 Nm. Zadana w instrukcji montażu siła naciągu śrub nie może zostać przekroczona.

Przed przystąpieniem do dalszej części montażu zaleca się sprawdzenie rozpiętości i

wysokości pierścienia konstrukcji oraz dokonanie ewentualnych poprawek. Połączenia

konstrukcji powinny być szczelne, przy maksymalnych odchyłkach od założonego kształtu

nie przekraczających +10cm / -0cm. Ewentualne uszczelnianie styków powinno zostać

uzgodnione i zatwierdzone przez inżyniera budowy.

2.1.9.2. Wykonanie zasypki inżynierskiej i konstrukcyjnej

Zasypka inżynierska powinna zostać w obszarze określonym w dokumentacji

projektowej, przy czym obszar ten nie może być mniejszy od zaleconego. Zasypka powinna

spełn

zasto

zasto

Z

p

w

7

p

S

o

Z

s

5

W

w

k

w

W

z

N

p

2

2

wielk

param

niać wszys

osowanie.

Jeżeli wy

osować się d

Zasypkę po

przekroju s

warstwa za

77/8931-12

powłok oc

Szczególną

otoczeniu b

Zasypka zn

stalowej (ok

5 mm, wg z

W czasie za

wymiarów

kilku punk

wynosi 10 c

W trakcie

zasypki.

Nasyp przy

projektowej

Obliczen2.2.

Obliczen

2.2.1. Geom

Jako pro

kości fali

metrach (ry

stkie wyty

ytyczne pro

do poniższy

owinna być

stalowego

asypki pow

2. Należy zw

chronnych

ostrożność

blach konstr

najdująca s

k. 10 cm)

zaleceń norm

agęszczania

wewnętrzny

ktach przek

cm. Montow

układania

y wlocie i

j.

nia statyczn

nia projekto

metria obie

ofil obiektu

381 x 14

ys. 16):

czne wska

ojektowe ni

ych zaleceń

ć konstruow

warstwami

winna spełni

wrócić szcz

podczas

ć należy za

ukcji. Zalec

się w bezp

powinna z

my PB-B-1

a zasypki na

ych konstru

kroju poprz

wane arkusz

zasypki na

wylocie ko

ne

we konstruk

ektu

u dobrano p

40 mm (Su

azane w i

ie stanowią

uniwersaln

wana naprz

nie więks

iać zalecen

zególną uwa

mechaniczn

achować po

ca się stosow

pośrednim

zostać wyko

1112.

ależy stale k

ukcji odbyw

zecznego. M

ze blachy ni

ależy ułożyć

onstrukcji n

kcji wykon

profil w sys

uperCor S

15,5

15,4

instrukcji p

inaczej, pr

nych:

zemiennie i

szymi niż

nia dotycząc

agę na nieu

nego i rę

odczas zagę

wanie płyt w

otoczeniu

onana z gry

kontrolowa

wa się równ

Maksymalne

ie mogę stra

ć geokomp

należy zazb

ane zostały

stemie Supe

C 380) (ry

500

41

projektowej

zy konstruo

równomie

30 cm. Ka

ce zagęszcz

szkodzenie

ęcznego z

ęszczania za

wibracyjnyc

zewnętrzn

ysu klasy I

ć wymiary

nocześnie w

e dopuszcz

acić swej pi

ozyt do od

broić geosia

metodą Su

erCor firmy

ys. 15), gr

j lub inn

owaniu zasy

ernie po ob

ażda kolejn

zenia wg n

konstrukcj

zagęszczania

asypki w b

ch.

nej części

o średnicy

wewnętrzn

w pionie i p

zalne przem

ierwotnej kr

dprowadzen

atką wg do

undquista–P

y ViaCon S

rubości 7,1

79

ej mającej

ypki należy

bu stronach

no ułożona

normy BN-

i stalowej i

a zasypki.

bezpośredni

konstrukcji

ziaren 2 –

ne. Kontrola

poziomie w

mieszczenie

rzywizny..

nia wody z

okumentacji

Petterssona.

SC-21NA o

mm oraz

9

j

y

h

a

-

i

.

i

i

–

a

w

e

z

i

o

z

80

5,520

A 67,55

9930

α 83,31°

3430

β 55,84°

δ 7,50°

łącznie ∗ 52,0

kąt skrzyżowania - 90°

Konstrukcje SuperCor wykonane są ze stali o gatunku S315MC, której gwarantowana

charakterystyczna granica plastyczności wynosi:

315 a

2.1

gdzie: – obliczeniowa granica plastyczności,

– współczynnik bezpieczeństwa [N05];

1,1

3151,1

286,36 wg2.1

Moduł sprężystości stali:

210 210000 210000 ∙ 10 /

Rysunek 18. Geometria blachy falistej powłoki SC 381 x 140 x 7,1 [I 09]

81

Rysunek 19. Schemat przyjętego profilu SC-21NA [katalog ViaCon]

Charakterystyki geometryczne profilu blachy o fali 381 x 140 mm i grubości blachy

7,1 :

9,81 / 9,81 ∙ 10 /

24164,64 / 24164,64 ∙ 10 /

308,24 / 308,24 ∙ 10 /

– pole przekroju,

– moment bezwładności,

– wskaźnik wytrzymałości.

2.2.2. Parametry zasypki inżynierskiej

Jako zasypka inżynierska została wykorzystana mieszanka żwirowo – piaskowa o

średnicy ziaren 0 45 mm przy zawartości frakcji ilastej i pylastej mniejszej niż 5%.

Ponadto zasypka ma parametry co najmniej:

1,9 / (gęstość objętościowa),

2,65 / (gęstość właściwa),

19,0 / (ciężar objętościowy),

3% (wilgotność naturalna),

82

, 41,9° (wartość charakterystyczna kąta tarcia wewnętrznego ),

238257 (moduł pierwotnego odkształcenia gruntu),

265546 (edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej),

265546 (edometryczny moduł ściśliwości wtórnej),

stopień zagęszczenia wg próby Proctora 0,98 ,

stopień zagęszczenia wg próby Proctora bezpośrednio przy konstrukcji 0,95 ,

24,0 (sieczny moduł sprężystości gruntu przyjęty w zależności od rodzaju

gruntu sklasyfikowanego wg ujednoliconej amerykańskiej klasyfikacji gruntów IAEG)

2.2.3. Zebranie obciążeń

Obciążenia stałe

Tablica 12. Obciążenia stałe konstrukcji wywołane ciężarem nawierzchni drogowej

Rodzaj obciążenia Grubość warstwy

[m]

Ciężar objętościowy

[ / ]

Obciążenie charakterystyczne

[ / ]

Warstwa ścieralna – beton asfaltowy

0,05 23 23 ∙ 0,05 1,15

Warstwa wiążąca – beton asfaltowy

0,08 23 23 ∙ 0,08 1,84

Podbudowa zasadnicza z betonu asfaltowego

0,12 23 23 ∙ 0,12 2,76

Podbudowa pomocnicza z betonu

asfaltowego 0,22 23 23 ∙ 0,08 5,06

0,47 - 10,81

obciążenie wywołane warstwami nawierzchni drogowych;

10,81 /

2. 2

wysokość zastępcza dodatkowej równoważnej warstwy gruntu od obciążeń stałych;

10,8119

0,57 2. 2

83

Gęstość objętościowa równoważnej warstwy gruntu jest równa co do wartości gęstości

objętościowej zasypki inżynierskiej.

Obciążenia zmienne

Obciążenie zmienne zostało uwzględniony w sposób uproszczony. Składa się ono z

obciążenia równomiernie rozłożonego kl. A o intensywności 4,0 / oraz

obciążenia pojazdem ciężkim kl. A o ciężarze całkowitym

800 . Obciążenie zostało uwzględnione na całej szerokości jezdni.

2.3

obciążenie zastępcze w przypadku obciążonego naziomu poza konstrukcją,

umowne pole powierzchni, na które działa obciążenie,

ciężar pojazdu K bez współczynnika dynamicznego,

∙ 2.4

umowna długość pojazdu K,

4,80

szerokość konstrukcji.

Przy szerokości konstrukcji 5,40 przyjmuje się szerokość:

5,40

8004,80 ∙ 5,40

30,86 / . 2.3, 2.4

Całkowite równomiernie rozłożone obciążenie zmienne 34,86 /

Dodatkowo przyjmuję zmienne obciążenie skupione p o wartości 120

minimalna grubość naziomu

, max 8

0,2;6 0,6 1.1

, 12,3158

0,2;12,3156

max 1,74; 2,05 2,05 0,6

, 2,05

Ze względu na warunek minimalnej grubości naziomu jak również warunki terenowe

dla projektowanego obiektu przyjmuję grubość naziomu:

84

4,45

2.2.4. Siły przekrojowe

2.2.4.1. Siła normalna – obciążenie stałe

warunek konstrukcyjny stosowania wzorów

0,125 , 1.32

gdzie: – średnica bądź rozpiętość konstrukcji [m],

, – zredukowana wysokość warstwy gruntu ponad konstrukcją,

– wypiętrzenie się konstrukcji podczas zasypywania wykopu,

δ 0,015 ∙ 0,015 ∙ 15,50 0,233 m 1.35

, δ 4,45 0,233 4,217 m 1.34

0,125 , 4,21715,500

0,272 1.32

Warunek został spełniony.

Warunek relacji między sztywnością powłoki a sztywnością gruntu, opisany

wzorem (1.31)

100 50000 2.5

∙∙

24 ∙ 10 ∙ 15,50

210 ∙ 10 ∙ 24164,64 ∙ 1017611,92 1.31

100 17611,92 50000 2.5

Warunek został spełniony.

obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego dla materiału tworzącego warstwę ponad

konstrukcją

tan ,tan ,

∙ 1.40

, 41,9°

1,35, 1,1

85

tan ,tan 41,9°1,35 ∙ 1,1

0,604 1.40

, 0,604 31,13°

współczynnik pomocniczy do obliczenia współczynnika przesklepienia (1)

0,8 ∙ tan ,

1 tan , 0,45 ∙ tan ,

1.39

0,8 ∙ tan 31,13

1 tan 31,13 0,45 ∙ tan 31,130,233 1.39

współczynnik pomocniczy do obliczenia współczynnika przesklepienia (2)

2 ∙ ∙ 2 ∙ 0,233 ∙4,4515,50

0,138 1.38

współczynnik przesklepienia

11 ,

0,138 0,934 1.37

wartość charakterystyczna siły osiowej (normalnej)

0,2 ∙ ∙ ∙ ∙ , ∙ 0,9 0,5 ∙ ∙ ∙ 1.33

5,52

0,2 ∙5,5215,50

∙ 19,0 ∙ 15,50 0,934 ∙4,21715,50

∙ 0,9 0,5 ∙5,5215,50

∙ 19,0 ∙ 15,5

1162,53 [kN/m]

2.2.4.2. Siła normalna – obciążenie zmienne

Naprężenia na głębokości z ( – głębokość liczona od powierzchni przyłożenia

obciążenia) dla obciążenia skupionego

3 ∙ ∙2 ∙ ∙

3 ∙ 120 ∙ 4,452 ∙ ∙ 5,52

0,985 / 1.43

86

równoważne obciążenie liniowe

∙2

∙ ∙ 4,452

∙ 0,985 6,885 / 1.41

wartość charakterystyczna siły normalnej działającej w powłoce od obciążenia

zmiennego dla:

0,25 , 0,272 0,75 2.6

1,25 ,

2∙ 1.45

1,25 0,272 ∙ 6,88515,52

∙ 34,86 276,90 / 1.45

2.2.4.3.Siła normalna – wartości obliczeniowe

SLS (stan graniczny użytkowalności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.47

, , 1,0

, , 1,0

, 1,0 ∙ 1,0 , ∙ 1162,53 1,0 ∙ 1,0 , ∙ 276,90 1439,43 / 1.47

ULS (stan graniczny nośności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.48

, , 1,0

, 1,35

, 1,50

, 1,0 ∙ 1,35 , ∙ 1162,53 1,0 ∙ 1,50 , ∙ 276,90 1984,77 / 1.48

2.2.4.4. Moment zginający – obciążenie stałe

wartość współczynnika wyznaczanego dla

0,35 5,5215,50

0,356 0,50 2.6

87

0,8 1,335,5215,50

0,35 0,808 1.52

wartość współczynnika wyznaczanego dla:

5000

, 0,0009 1.56

, 0,0032 1.57

wartość współczynnika

6,67 ∙ 1,33 6,67 ∙5,5215,50

1,33 1,045 1.58

wartość momentu zginającego w wyniku parcia gruntu

∙∙ , ∙ ∙ ∙ ∙

,

∙ ∙ , wg1.50

19 ∙ 15,500,808 ∙ 0,0009 ∙ 1,045 0,934 ∙

1919

∙4,4515,50

∙9,933,43

,

∙ 0,808 ∙ 0,0009

7,983 ∙ 10 ∙ 19 ∙ 12,315 283,278

2.2.4.5. Moment zginający – obciążenie zmienne

współczynnik

0,65 ∙ 1 0,2 ∙ log 17611,92 0,098 1.60

współczynnik

0,120 ∙ 1 0,15 ∙ log 17611,92 0,044 1.61

współczynnik

0,15,

4,4515,50

0,15,

1,860 1.62

współczynnik

88

, 9,933,43

,

1,304 1.63

warunek współczynników

∙ 0,098 ∙ 1,304 0,128 1,0 1.64

Warunek został spełniony.

Moment zginający powstały pod wpływem obciążeń zmiennych:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙,

∙ ∙ , ∙ ∙ 1.59

0,098 ∙ 0,044 ∙ 1,86 ∙ 1,304 ∙ 15,5 ∙ 6,885 0,934 ∙9,933,43

,

∙ 0,808 ∙ 0,0009

∙ 34,86 ∙ 15,50 13,74

Redukcja momentu zginającego powstałego pod wpływem obciążeń zmiennych dla:

9,933,43

2,895 1,0 2.7

313,743

4,58 2.8

2.2.4.6.Moment zginający – wartości obliczeniowe

SLS (stan graniczny użytkowalności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙

2 1.65

, , 1,0

, , 1,0

, 1,0 ∙ 1,0 , ∙ 283,278 1,0 ∙ 1,0 , ∙

4,582

285,568 1.65

ULS (stan graniczny nośności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.66

, , 1,0

, 1,35, , 1,50

2

2

Waru

2

doda

użeb

w pr

odno

bazo

Rysu

,

Wymia2.3.

2.3.1. War

SGN

unek nie zo

2.3.2. Proj

Z uwag

atkowych na

rowanie cią

rzypadku p

oszące się d

wego.

unek 20. Up

1,0 ∙ 1,3

arowanie ko

runek maks

N ze względ

1439,439,81 ∙ 10

stał spełnio

ektowanie

gi na niew

akładek usz

ągłe wykona

profili blach

do nakładki

proszczony

35 , ∙

onstrukcji

symalnego

du na uplast

,

285308,24

ny.

nakładki w

wystarczając

ztywniający

ane z blachy

h bazowych

zostały ozn

przekrój po

283,278

naprężenia

tycznienie)

,

5,574 ∙ 10

1

wzmacniają

cą nośność

ych. W proj

y falistej o t

h, tj. SC 3

naczone ind

oprzeczny p

1,0 ∙ 1,5

a w ścianac

)

1073,18 ≮

ącej [2]

konstrukc

jekcie nakła

tym samym

381 x 140

deksem „n”.

projektowan

50 , ∙ 4,5

ch konstruk

286

cji zasadny

adki zostały

m profilu, jak

x 7,1. Dl

. Indeks „b”

nego obiektu

58 375

kcji (spraw

6,36

ym jest za

y zaprojekto

ki został wy

la ułatwieni

” odnosi się

u [1, 2]

89

,56

wdzenie

1.68

1.68

astosowanie

owane jako

ykorzystany

ia wartości

ę do profilu

9

e

o

y

i

u

90

Rysunek 21. Siły wewnętrzne oraz geometria w projektowanym elemencie z nakładką [1]

2.3.2.1. Sztywność powłoki z nakładką

Pole powierzchni nakładki w odniesieniu do blachy bazowej

∙1 2.9

7,17,1

∙1

2.9

odległość środków geometrycznych dwóch elementów przekroju poprzecznego

32∙ 2.10

gdzie: – wysokość profilu blachy,

– średnia arytmetyczna grubości profilu bazowego i nakładki.

140

14032∙7,1 7,1

2150,65 2.9

0,5 ∙ 0,5 ∙ 150,65 75,325

całkowity moment bezwładności (w przypadku połączenia idealnego) obliczany ze wzoru

Steinera:

∙ ∙ 2.11

91

2 ∙ 24164,64 ∙ 10 2 ∙ 9,81 ∙ 10 ∙ 0,075325 159,65 ∙ 10 2.11

wskaźnik wytrzymałości powłoki z nakładką

1,0598 ∙ 10

sztywność powłoki z nakładką

210 ∙ 10 ∙ 159.65 ∙ 10 33526500 33526,5

Warunek relacji między sztywnością powłoki a sztywnością gruntu, opisany

wzorem (1.31)

100 50000 2.5

∙∙

24 ∙ 10 ∙ 15,50

210 ∙ 10 ∙ 159650 ∙ 102665,74 1.31

100 2665,74 50000 2.5

Warunek został spełniony.

2.3.2.2.Moment zginający – obciążenie stałe

wartość współczynnika wyznaczanego dla:

0,35 5,5215,50

0,356 0,50 2.6

0,8 1,335,5215,50

0,35 0,808 1.52

wartość współczynnika wyznaczanego dla:

5000

, 0,0046 0,001 ∙ log 2665,74 0,0012 1.54

, 0,0018 0,004 ∙ log 2665,74 0,0119 1.55

wartość współczynnika

92

6,67 ∙ 1,33 6,67 ∙5,5215,50

1,33 1,045 1.58

wartość momentu zginającego w wyniku parcia gruntu

∙∙ , ∙ ∙ ∙ ∙

,

∙ ∙ , wg1.50

19 ∙ 15,500,808 ∙ 0,0012 ∙ 1,045 0,934 ∙

1919

∙4,4515,50

∙9,933,43

,

∙ 0,808 ∙ 0,0012

1,590 ∙ 10 ∙ 19 ∙ 15,50 112,50

2.3.2.3. Moment zginający – obciążenie zmienne

współczynnik

0,65 ∙ 1 0,2 ∙ log 2665,74 0,205 1.60

współczynnik

0,120 ∙ 1 0,15 ∙ log 2665,74 0,059 1.61

współczynnik

0,15,

4,4515,50

0,15,

1,860 1.62

współczynnik

, 11,431,016

,

1,304 1.63

warunek współczynników

∙ 0,205 ∙ 1,304 0,267 1,0 1.64

Warunek został spełniony.

Moment zginający powstały pod wpływem obciążeń zmiennych:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙,

∙ ∙ , ∙ ∙ 1.59

93

0,205 ∙ 0,059 ∙ 1,86 ∙ 1,304 ∙ 15,50 ∙ 6,885 0,934 ∙9,933,43

,

∙ 0,808 ∙ 0,0012

∙ 34,86 ∙ 15,5 19,96

Redukcja momentu zginającego powstałego pod wpływem obciążeń zmiennych dla:

9,933,43

2,895 1,0 2.7

319,963

6,66 2.8

2.3.2.4.Moment zginający – wartości obliczeniowe

SLS (stan graniczny użytkowalności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙

2 1.65

, , 1,0

, , 1,0

, 1,0 ∙ 1,0 , ∙ 112,50 1,0 ∙ 1,0 , ∙

6,662

115,83 1.65

ULS (stan graniczny nośności)

, ∙ , ∙ ∙ , ∙ 1.66

, , 1,0

, 1,35

, 1,50

, 1,0 ∙ 1,35 , ∙ 112,50 1,0 ∙ 1,50 , ∙ 6,66 141,885

2.3.3. Warunek maksymalnego naprężenia w ścianach konstrukcji (sprawdzenie

SGN ze względu na uplastycznienie)

, , 1.68

1439,432 ∙ 9,81 ∙ 10

115,831,0598 ∙ 10

182659,65 182,66

182,66 286,36

Warunek został spełniony.

94

2.3.4. Sprawdzenie stanu granicznego nośności (przekształcenie konstrukcji w

łańcuch kinematyczny) [1]

,

∙ ∙ , 1,0 2.9

,

∙ 2.10

współczynnik

1,0 2.11

4,459,93

0,669 1,0 2.11

współczynnik κ

κ4,459,93

0,446 2.12

redukcja modułu siecznego gruntu

, 11

1 κ 2.13

, 11

1 0,4460,522 2.13

współczynnik μ

1,22 1,95 ∙∙ , ∙

,

∙1 2.14

gdzie: , – obliczeniowy moduł sieczny gruntu

1,22 1,95 ∙33526,5

0,522 ∙ 240 ∙ 10 ∙ 15,50

,

∙1

0,5222,711 2.14

siła krytyczna dla ścian konstrukcji umieszczonej w gruncie [1]

,3 ∙

∙ , ∙ 2.15

95

,3 ∙ 0,6692,711

∙240 ∙ 10 ∙ 33526,5

15,5016867,54 2.15

współczynnik ω

16867,542 ∙ 9,81 ∙ 10 ∙ 286,36 ∙ 10

3,002 2.10

współczynnik

∙ 2.16

gdzie: 1,35 dla konstrukcji z blach falistych

1,35 ∙ 3,002 5,471 2.16

moment

1,35 ∙ ∙ 2.17

1,35 ∙ 1,0598 ∙ 10 ∙ 286,36 ∙ 10 409,70 2.17

sprawdzenie warunku SGU

1984,773,002 ∙ 286,36 ∙ 10 ∙ 2 ∙ 9,81 ∙ 10

, 141,885

409,700,347 1,0 2.9

Warunek został spełniony.

2.3.5. Sprawdzenie warunku sztywności konstrukcji w czasie montażu i

eksploatacji [1]

0,20 2.18

gdzie: – sztywność konstrukcji

Wartość 0,20 jest wartością porównawczą dla przekrojów łukowych i profili niskich.

∙2665,74

240 ∙ 10 ∙ 15,500,0007 m/kN 0,20 2.19

Warunek został spełniony.

2

3.

3

3

Tabl

Lp.

1

2

3

4

5

6

7

8

Wybran2.4.

Rysunek

Rysunek

Rysunek

Rysunek

ELEME

Rysune3.1.

Rysunek

Rysunek

Rysunek

Zestawi3.2.

lica 13. Zes

Nazwa elementu

K-A

K-B

K-C

Ż-1

Ż-2

Ż-3

Ż-4

A

ne rysunki

k 1. Schema

k 2. Schema

k 3. Plan syt

k 4. Przekroj

ENTY PRO

ek zestawcz

k 5. Rysunek

k 6. Szczegó

k 7. Szczegó

ienie eleme

stawienie el

Liczba sztuk

62

2

2

107 Ż

214 Ż

107 Ż

107 Ż

107

architekton

at powłoki s

at przekroju

tuacyjny, sk

je + widoki

OJEKTU W

zo – montaż

k montażow

óły rysunku

óły rysunku

entów wysy

lementów w

Opi

Zesta

Ceownusztywni

Ceownusztywni

Ceownusztywni

Z

Żebro uszty

Żebro uszty

Żebro uszty

Żebro uszty

Blacha b

niczno – bu

talowej Sup

przez autos

kala 1:200

i obiektu, sk

WYKONAW

żowy konst

wy konstruk

montażowe

montażowe

yłkowych

wysyłkowyc

is

awienie kszt

nik iający

nik iający

nik iający

Zestawienie

ywniające

ywniające

ywniające

ywniające

boczna

udowlane

perCor SC-2

stradę A(I)2

kala 1:100

WCZEGO

trukcji

kcji SC-21N

ego (1)

ego (2)

ch

Masa

1 sztuki

tałtowników

190,598

166,671

172,260

e blach

181,481

200,462

219,443

238,434

219,443

21NA, skala

2-2/2, skala

NA, skala 1:

a [kg]

całkowita

w

11817,076

333,342

350,520

19418,467

42898,868

23480,401

25512,438

23480,401

a 1:100

1:100

100

Uw

Pro

96

wagi

-

-

-

-

-

-

-

mień 3,43

6

97

9 B 107 Blacha boczna 238,465 25515,755 Promień

3,43

10 C 107 Blacha górna 181,481 19418,467 Promień

9,93

11 D 214 Blacha górna 200,462 42898,868 Promień

9,93

12 1 1 Blacha cięta 18,702 18,702 -

13 2 1 Blacha cięta 52,950 52,950 -

14 3 1 Blacha cięta 77,916 77,916 -

15 4 1 Blacha cięta 105,509 105,509 -

16 5 1 Blacha cięta 134,171 134,171 -

17 6 1 Blacha cięta 168,399 168,399 -

18 7 1 Blacha cięta 206,290 206,290 -

19 8 1 Blacha cięta 236,985 236,985 -

20 9 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

21 10 1 Blacha cięta 238,434 238,434 -

22 11 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

23 12 1 Blacha cięta 4,896 4,896 -

24 13 1 Blacha cięta 24,158 24,158 -

25 14 1 Blacha cięta 96,514 96,514 -

26 15 1 Blacha cięta 157,009 157,009 -

27 16 1 Blacha cięta 200,462 200,462 -

28 17 1 Blacha cięta 187,113 187,113 -

29 18 1 Blacha cięta 15,681 15,681 -

30 19 1 Blacha cięta 181,481 181,481 -

31 20 1 Blacha cięta 163,098 163,098 -

32 21 1 Blacha cięta 78,410 78,410 -

33 22 1 Blacha cięta 43,226 43,226 -

34 23 1 Blacha cięta 238,434 238,434 -

35 24 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

36 25 1 Blacha cięta 238,434 238,434 -

37 26 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

38 27 1 Blacha cięta 207,966 207,966 -

39 28 1 Blacha cięta 168,384 168,384 -

40 29 1 Blacha cięta 134,154 134,154 -

98

41 30 1 Blacha cięta 105,094 105,094 -

42 31 1 Blacha cięta 77,904 77,904 -

43 32 1 Blacha cięta 52,875 52,875 -

44 33 1 Blacha cięta 18,696 18,696 -

45 34 1 Blacha cięta 18,754 18,754 -

46 35 1 Blacha cięta 52,853 52,853 -

47 36 1 Blacha cięta 77,913 77,913 -

48 37 1 Blacha cięta 104,705 104,705 -

49 38 1 Blacha cięta 134,164 134,164 -

50 39 1 Blacha cięta 207,754 207,754 -

51 40 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

52 41 1 Blacha cięta 238,434 238,434 -

53 42 1 Blacha cięta 219,443 219,443 -

54 43 1 Blacha cięta 238,434 238,434 -

55 44 1 Blacha cięta 43,226 43,226 -

56 45 1 Blacha cięta 78,455 78,455 -

57 46 1 Blacha cięta 170,877 170,877 -

58 47 1 Blacha cięta 200,462 200,462 -

59 48 1 Blacha cięta 5,748 5,748 -

60 49 1 Blacha cięta 175,930 175,930 -

61 50 1 Blacha cięta 7,307 7,307 -

62 51 1 Blacha cięta 181,481 181,481 -

63 52 1 Blacha cięta 151,281 151,281 -

64 53 1 Blacha cięta 97,436 97,436 -

65 54 1 Blacha cięta 24,149 24,149 -

66 55 1 Blacha cięta 4,795 4,795 -

67 56 1 Blacha cięta 219,459 219,459 -

68 57 1 Blacha cięta 238,465 238,465 -

69 58 1 Blacha cięta 219,459 219,459 -

70 59 1 Blacha cięta 236,896 236,896 -

71 60 1 Blacha cięta 207,745 207,745 -

72 61 1 Blacha cięta 168,272 168,272 -

73 62 1 Blacha cięta 134,078 134,078 -

74 63 1 Blacha cięta 104,601 104,601 -

99

75 64 1 Blacha cięta 77,919 77,919 -

76 65 1 Blacha cięta 52,746 52,746 -

77 66 1 Blacha cięta 18,749 18,749 -

Zestawienie kotew, śrub i nakładek

78 M20x225 54 Kotew gruntowa - - -

79 M20x365 48 Kotew gruntowa - - -

80 M20x225 270 Kotew fundamentowa - - -

81 N 550 Nakrętka kotwy fundamentowej

- - -

82 N20 9100 Nakrętka śruby M20 - - -

83 M20 8.8 650 min. 37 mm - - -

84 M20 8.8 6850 min. 50 mm - - -

85 M20 8.8 580 min. 70 mm - - -

86 M20 8.8 820 63 mm CS - - -

Łącznie blachy konstrukcji bazowej

A,B,C,D 535 Blachy całe - 111313,491 -

1-66 66 Blachy cięte 8842,551 -

Σ 601 120156,042 -

Łącznie blachy konstrukcji dodatkowej

Ż-1, Ż-2, Ż-3, Ż-4

535 Blachy całe żeber usztywniających

(nakładki) 111310,174 -

Masa całkowita blach konstrukcji 231466,216 -

Masa całkowita kształtowników 12500,938 -

Masa całkowita 243967,154 -

100

Bibliografia

Wydawnictwa zwarte

[1] Antoniszyn Grzegorz, Machelski Czesław. Influence of live loads on the soil-steel

bridges. Studia Geotechnica et Mechanica, Vol. XXVI, No. 3–4, 2004.

[2] Bayoglu Flener Esra. Testing the Response of Box-Type Soil-Steel Structures under Static

Service Loads. Journal of Bridge Engineering. Vol. 11, no 1, 2010.

[3] Bednarek Barbara, Janusz Leszek, Staszczuk Anna, Wysokowski Adam. Zmniejszenie

negatywnego wpływu inwestycji komunikacyjnych (drogowo-kolejowych) na możliwość

migracji zwierząt. [w:] B. Jackowiak (red.). Oddziaływanie infrastruktury transportowej

na przestrzeń przyrodniczą. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, s. 209-217.

Warszawa-Poznań-Lublin 2007.

[4] Bednarek Barbara, Janusz Leszek, Tomala Piotr, Doświadczenia w budowie obiektów z

blach falistych o bardzo dużej rozpiętości, Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne, Maj

– Czerwiec 2009, s. 96 –98.

[5] Bęben Damian. Trwałość konstrukcji gruntowo-stalowych. Roczniki Inżynierii

Budowlanej. 2009, nr 9.

[6] Bęben Damian. Deformacje powłoki mostu wykonanej z blach falistych podczas

zasypywania gruntem. Górnictwo i Geoinżynieria 2010. Rok 34, z. 2, s. 97-104.

[7] Bęben Damian, Mańko Zbigniew. Problemy projektowe i wykonawcze związanie

z gruntowo-stalowymi obiektami mostowymi. Geoinżynieria. Drogi, Mosty, Tunele. 2009,

nr 1.

[8] Dąbska Danuta, Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze

komunikacyjnej – cz.11. Metody obliczeń konstrukcji przepustów – cz. V. Przykłady

obliczeń konstrukcji przepustów. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2011. Nr 6

(39), s. 88-94.

[9] Esmaeili Morteza, Haji Abdulrazagh Parisa, Ali Zakeri Jabbar. Minimum depth of soil

cover above long-span soil-steel railway bridges. International Journal of Advanced

Structural Engineering 2013, 5:7.

[10] Howis Jerzy, Kubiak Zygmunt, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze

komunikacyjnej – cz.3. Przepusty tradycyjne. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

2008. Nr 4 (19), s. 54-59.

101

[11] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.1.

Artykuł wprowadzający. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2008. Nr 2 (17),

s. 52-56.

[12] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.2.

Aspekty prawne projektowania, budowy i utrzymania przepustów. Nowoczesne

Budownictwo Inżynieryjne 2008. Nr 3 (18), s. 68-73.

[13] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.4.

Przepusty nowoczesne. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2008. Nr 5 (21), s. 84-

88.

[14] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.5.

Przepusty jako przejścia dla zwierząt. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2009. Nr

1 (22), s. 70-75.

[15] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.6.

Materiały do budowy przepustów – cz. I. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2009.

Nr 3 (24), s. 99-104.

[16] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.6.

Materiały do budowy przepustów – cz. II. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2009.

Nr 5 (26), s. 36-43.

[17] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.7.

Metody obliczeń konstrukcji przepustów – cz. I. Ogólne zasady obliczeń. Nowoczesne

Budownictwo Inżynieryjne 2010. Nr 2 (29), s. 88-95.

[18] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.8.

Metody obliczeń konstrukcji przepustów – cz. II. Tradycyjne metody obliczeń.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2010. Nr 3 (30), s. 96-103.

[19] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.9.

Metody obliczeń konstrukcji przepustów – cz. III. Nowe metody obliczeń. Nowoczesne

Budownictwo Inżynieryjne 2010. Nr 5 (32), s. 72-81.

[20] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.10.

Metody obliczeń konstrukcji przepustów – cz. IV. Obliczenia przepustów metodą

elementów skończonych (MES). Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2011. Nr 3 (36),

s. 55-57.

102

[21] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.13.

Projektowanie przepustów według eurokodów - Cz. I. Wprowadzenie. Nowoczesne

Budownictwo Inżynieryjne 2013. Nr 2 (47), s. 72-78.

[22] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.14.

Projektowanie przepustów według eurokodów - Cz. II. Podstawy projektowania i

oddziaływania na konstrukcje. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2013. Nr 3 (48),

s. 76-81.

[23] Howis Jerzy, Wysokowski Adam. Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz.15.

Projektowanie przepustów według eurokodów - Cz. III. Posadowienie i zasypka

gruntowa. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2013. Nr 6 (51), s. 20-25.

[24] Janusz Leszek, Madaj Arkadiusz. Obiekty inżynierskie z blach falistych.

Projektowanie i wykonawstwo. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 2007.

ISBN 978-83-206-1639-2

[25] Janusz Leszek, Wysokowski Adam. Mostowe konstrukcje gruntowo-powłokowe.

Laboratoryjne badania niszczące. Awarie w czasie budowy i eksploatacji. Materiały

konferencyjne z XXIII Konferencji Naukowo-Technicznej. Szczecin – Międzyzdroje

2007.

[26] Korusiewicz Leszek, Kunecki Bartłomiej. Behaviour of the steel box-type culvert

during backfilling. Archives of Civil and Mechanical Engineering. Vol. 11, no 3.

Wrocław 2011. S. 637-650.

[27] Machelski Czesław. Budowa konstrukcji gruntowo-powłokowych. Dolnośląskie

Wydawnictwo Edukacyjne. Wrocław 2013. ISBN 978-83-7125-234-1

[28] Machelski Czesław. Deformacja stalowych powłok mostowych obiektów gruntowo-

powłokowych podczas zasypki. Geoinżynieria. Drogi, Mosty, Tunele. 2010, nr 6.

[29] Machelski Czesław. Maksymalne rozpiętości konstrukcji gruntowo-powłokowych z

blach falistych. Materiały konferencyjne z XXIII Seminarium Instytutu Inżynierii

Lądowej Politechniki Poznańskiej. Poznań 2013.

[30] Machelski Czesław. Modelowanie mostowych konstrukcji gruntowo-powłokowych.

Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne. Wrocław 2008. ISBN 978-83-7125-163-4

[31] Madryas Cezary, Kolonko Andrzej, Machajski Jerzy, Olearczyk Dorota, Wysocki

Leszek. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia tuneli, przejść

podziemnych i przepustów. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa

2009.

103

[32] Michalski Bernard, Michalski Jan Bernard. Przykłady posadowienia na palach

obiektów gruntowo-powłokowych. Materiały konferencyjne z XIX Seminarium Instytutu

Inżynierii Lądowej Politechniki Poznańskiej. Poznań 2009.

[33] Michalski Bernard, Michalski Jan Bernard. Najczęściej spotykane błędy w realizacji

obiektów gruntowo-powłokowych. Materiały konferencyjne z XXI Seminarium Instytutu

Inżynierii Lądowej Politechniki Poznańskiej. Poznań 2011.

[34] Michalski Bernard, Michalski Jan Bernard. Tunel o konstrukcji gruntowo-powłokowej

(propozycja czy wyzwanie inżynierskie?). Materiały konferencyjne z XXIII Seminarium

Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Poznańskiej. Poznań 2013.

[35] Michalski Jan Bernard, Posadowienie na rurach stalowych wiaduktu

gruntowo-powłokowego w Świdnicy, Obiekty inżynierskie, nr 3/2009, s. 19-27.

[36] Milczarek Przemysław, Ryż Karol, Urbański Aleksander, Wszołek Michał.

Projektowanie kolejowego wiaduktu gruntowo-powłokowego z blach falistych. Podejście

analityczne i numeryczne. Czasopismo Techniczne z. 27. Środowisko z. 3-Ś/2012.

Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej. Kraków 2012.

[37] Pettersson Lars, Full Scale Tests and Structural Evaluation of Soil Steel Flexible

Culverts with low Height of Cover, TRITA-BKN. Bulletin 93, Stockholm 2007.

[38] Pryga Aneta, Rowińska Wiesława, Wysokowski Adam. Zalecenia projektowe i

technologiczne dla podatnych konstrukcji inżynierskich z blach falistych. Generalna

Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Żmigród 2004.

[39] Bednarek Barbara, Janusz Leszek, Staszczuk Anna, Wysokowski Adam. Zmniejszenie

negatywnego wpływu inwestycji komunikacyjnych (drogowo-kolejowych) na możliwość

migracji zwierząt. [w:] B. Jackowiak (red.). Oddziaływanie infrastruktury transportowej

na przestrzeń przyrodniczą. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, s. 209-217.

Warszawa-Poznań-Lublin 2007.

Normy i przepisy

[N01] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w

sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty

inżynierskie i ich usytuowanie;

104

[N02] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w

sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich

usytuowanie (Dz.U.1999.43.430);

[N03] PN-81 B-03020 Posadowienie bezpośrednie budowli.

[N04] Pryga Aneta, Rowińska Wiesława, Wysokowski Adam. Zalecenia projektowe i

technologiczne dla podatnych konstrukcji inżynierskich z blach falistych. Generalna

Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Żmigród 2004.

[N05] PN-EN 1990- Eurokod 0- Podstawy projektowania konstrukcji

[N06] PN-EN-1993-1-1 Eurokod 3- Projektowanie konstrukcji stalowych, Część 1-1: reguły

ogólne i reguły dla budynków.

[N07] Madryas Cezary, Kolonko Andrzej, Machajski Jerzy, Olearczyk Dorota, Wysocki

Leszek. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia tuneli, przejść

podziemnych i przepustów. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa

2009.

[N08] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010

r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i

terenów Dz.U. 2010 nr 109 poz. 719

Wydawnictwa internetowe

[I 01] http://en.wikipedia.org/wiki/File:Trans-Canada-wildlife_overpass.JPG [dostępne w

dniu 22.04.2014]

[I 02] http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cerviduct.jpg

[I 03] http://autostrada-a2.pl/pl/a2-do-swiecka/aktualnosci/153/autostrada-a2-do-swiecka-juz-

otwarta [dostępne w dniu 22.04.2014]

[I 04] http://www.gddkia.gov.pl/pl/a/10531/Pierwsze-takie-przejscie-dla-zwierzat-w-

swietokrzyskiem [dostępne w dniu 22.04.2014]

[I 05] http://wiadomosci.onet.pl/rzeszow/powstal-nowy-most-nad-badoniem-w-krosnie/0sxw7

[dostępne w dniu 24.04.2014]

[I 06] http://nvfnorden.org/lisalib/getfile.aspx?itemid=654 [dostępne w dniu 24.04.2014]

[I 07 ]http://www.ailmining.com/en/home/gallery/whitehorsecreek.aspx

[dostępne w dniu 24.04.2014]

[I 08] http://www.infracon.pl/materialy.html [dostępne w dniu 28.04.2014]

105

[I 09] http://viacon.pl/upload/content/Do%20pobrania/Katalogi/2013%20ViaCon%20Katalog

%20produktow%20-%20zbiorczy.pdf [dostępne w dniu 17.05.2014]

[I 10] http://viacon.pl/pl/konstrukcje-multiplate [dostępne w dniu 25.05.2014]

http://www.zdw.krakow.pl/uzp/bsobula/2010/11/429/9_konstrukcje_stalowe_-

_przepusty_stalowe_1_.pdf [dostępne w dniu 25.05.2014]

[I 11] http://viacon.pl/pl/wczesniejsze-realizacje/id/123/p/2#a2-swiecko-nowy-tomysl

[dostępne w dniu 25.09.2014]

[I 12] http://viacon.pl/en/wzmocnienie-istniejacego-mostu-wraz-z-poszerzeniem [dostępne w

dniu 25.09.2014]

106

SPIS RYSUNKÓW

Rysunek 1. Powszechnie produkowane układy otworów na śruby blach falistych (od lewej: mijankowy

dwurzędowy, pełny dwurzędowy, dwurzędowy niepełny) ...................................................................................... 22 

Rysunek 2. Geometria blachy falistej powłoki SC 381 x 140 x 7,1 [I 09] ............................................................ 24 

Rysunek 3. Schemat przygotowania podłoża pod konstrukcję z blach falistych o przekroju zamkniętym [24] .... 27 

Rysunek 4. Ogólna kolejność procesów w trakcie montażu konstrukcji o powłoce otwartej [24] ....................... 30 

Rysunek 5. Powszechnie stosowane metody montażu obiektów inżynierskich z blach falistych [24, 27] ............. 31 

Rysunek 6. Dopuszczalne frakcje kruszywa wykorzystywanego jako zasypka gruntowa w zależności od wielkości

fali powłoki [24] .................................................................................................................................................... 33 

Rysunek 7. Sposób układania zasypki inżynierskiej wokół konstrukcji z blach falistych w nasypie [N 04] ......... 35 

Rysunek 8. Sposób układania zasypki inżynierskiej wokół konstrukcji z blach falistych w wykopie [N 04] ........ 36 

Rysunek 9. Określenie wysokości i metodą CHBDC [24] ....................................................................... 45 

Rysunek 10. Kształty obiektów gruntowo–powłokowych objęte metodą Sundquista-Petterssona [24] ................ 49 

Rysunek 11. Podział warstw gruntu wokół konstrukcji podatnej wg metody szwedzkiej [24, 37] ........................ 51 

Rysunek 12. Diagram do wyznaczania wypiętrzenia powłoki w trakcie zasypywania [24, 37] ........................... 54 

Rysunek 13. Graficzne przedstawienie współczynników 1 i 3 w funkcji stosunku [37] .......................... 58 

Rysunek 14. Graficzne przedstawienie współczynnika 2 w funkcji względnej sztywności [37] .................... 58 

Rysunek 15. Rysunek koncepcji projektowej nr 1 ................................................................................................. 72 

Rysunek 16. Rysunek koncepcji projektowej nr 2 ................................................................................................. 73 

Rysunek 17. Rysunek koncepcji projektowej nr 3 ................................................................................................. 74 

Rysunek 18. Geometria blachy falistej powłoki SC 381 x 140 x 7,1 [I 09] .......................................................... 80 

Rysunek 19. Schemat przyjętego profilu SC-21NA [katalog ViaCon] .................................................................. 81 

Rysunek 20. Uproszczony przekrój poprzeczny projektowanego obiektu [1, 2] ................................................... 89 

Rysunek 21. Siły wewnętrzne oraz geometria w projektowanym elemencie z nakładką [1] ................................. 90 

107

SPIS TABLIC

Tablica 1. Kształty przekroju poprzecznego powłok konstrukcji z blach falistych [24]. ...................................... 20 

Tablica 2. Parametry wytrzymałościowe stali stosowanej do produkcji blach falistych ...................................... 23 

Tablica 3. Kształty przekroju poprzecznego powłok konstrukcji z blach falistych [24, 27]. ................................ 24 

Tablica 4. Główne sposoby zakończenia obiektów z blach falistych [24]. ........................................................... 26 

Tablica 5. Sposoby posadowienia gruntowo-powłokowych obiektów mostowych z blachy falistej o przekroju

otwartym [27] ........................................................................................................................................................ 28 

Tablica 6. Wpływ grubości naziomu na siły wewnętrzne i ugięcia powłoki [27] ................................................. 34 

Tablica 7. Wymagane wartości sztywności FF dla konstrukcji z blach falistych [24] ......................................... 40 

Tablica 8. Minimalne wymagania dla konstrukcji typu long-span z zastosowaniem dodatkowych wzmocnień

podłużnych i poprzecznych .................................................................................................................................... 40 

Tablica 9. cd. Minimalne wymagania dla konstrukcji typu long-span z zastosowaniem dodatkowych wzmocnień

podłużnych i poprzecznych .................................................................................................................................... 41 

Tablica 10. Minimalny zasięg zasypki poza konstrukcją określany na wysokości maksymalnej rozpiętości

konstrukcji ............................................................................................................................................................. 48 

Tablica 11. Wymagania stawiane przez metodę szwedzką poszczególnym obszarom zasypki. [1, 24, 39] .......... 51 

Tablica 11. cd. Wymagania stawiane przez metodę szwedzką poszczególnym obszarom zasypki. [1, 24, 39] ... 52 

Tablica 12. Obciążenia stałe konstrukcji wywołane ciężarem nawierzchni drogowej ......................................... 82 

Tablica 13. Zestawienie elementów wysyłkowych ................................................................................................ 96 

108

SPIS FOTOGRAFII

Fot. 1. Przejście dla zwierząt, autostrada A50, Holandia [I 02] ........................................................................ 16 

Fot. 2. Obiekt mostowy nad potokiem Badoń przy ul. Reymonta w Krośnie [I 05] ............................................. 17 

Fot. 3. Wzmacnianie istniejącego obiektu mostowego metodą reliningu w ciągu drogi krajowej nr 188

Człuchów – Piła w miejscowości Krajenka [I 12] ................................................................................................ 18 

Fot. 4. Zbiorniki retencyjne z blachy falistej na terenie przemysłowym zrealizowane przez firmę ViaCon Polska

[I 12] ..................................................................................................................................................................... 19 

Fot. 5. Montaż systemu SuperCor w Whitehorse Creek [I07] .............................................................................. 63 

Fot. 6. Obiekt mostowy w trakcie realizacji zasypki inżynierskiej [I07] .............................................................. 64 

Fot. 7. Obiekt z blachy falistej w Whitehorse Creek w końcowej fazie realizacji [I07] ...................................... 64 

Fot. 8. Gruntowo-powłokowy obiekt mostowy nad linią kolejową E20 na odcinku Kunowice-Rzepin

w Gajcu [27]. ........................................................................................................................................................ 65 

Fot. 9. Widok od strony wewnętrznej na powłokę obiektu mostowego w Gajcu. ................................................. 66 

Fot. 10. Zabezpieczanie wykopu podczas realizacji tunelu w Karpaczu [34] ...................................................... 67 

Fot. 11. Tunel o konstrukcji gruntowo-powłokowej w Karpaczu w trakcie układania zasypki inżynierskiej [34].

............................................................................................................................................................................... 67 

Fot. 12. Widok na tunel wraz z elewacją po oddaniu obiektu do użytku [34] ...................................................... 68 

Fot. 13. Montaż nakładek usztywniających w trakcie budowy konstrukcji podatnej na autostradzie A2 [I 11] .. 69 

Fot. 14. Przejście dla zwierząt na odcinku Świecko – Nowy Tomyśl autostrady A2 w trakcie układania zasypki

inżynierskiej [I 11] ................................................................................................................................................ 69 

Fot. 15. Przejście dla zwierząt na odcinku Świecko – Nowy Tomyśl autostrady A2 w końcowej fazie realizacji [I

11] ......................................................................................................................................................................... 70 

Fot. 16. Gruntowo–powłokowy wiadukt w Świdnicy [35] .................................................................................... 71