* Drhab.in,AleksanderUrbaski,prof.PK,InstytutGeotechniki,WydziaInynieriirodowiska,PolitechnikaKrakowska.

** Drin.KarolRy,KatedrabudowyMostwiTuneli,InstytutMateriawiKonstrukcjiBudow-lanych,WydziaInynieriiLdowej,PolitechnikaKrakowska.

*** Mgrin.PrzemysawMilczarek,mgrin.MichaWszoek,WydziaInynieriiLdowej,Politech-nikaKrakowska.

ALEKSANDERURBASKI*,KAROLRY**,PRZEMYSAWMILCZAREK,MICHAWSZOEK***

PROJEKTOWANIEKOLEJOWEGOWIADUKTUGRUNTOWO-POWOKOWEGOZBLACHFALISTYCH.

PODEJCIEANALITYCZNEINUMERYCZNE

DESIGNOFSOIL-STEELRAILWAYVIADUCT.ANALYTICALANDNUMERICALAPPROACH

S t r e s z c z e n i e

W artykule przedstawiono oglne informacje na temat konstrukcji gruntowo-powokowychorazwynikikomputerowejanalizynonociprzeprowadzonejnaprzykadziedwuprzsowegowiaduktukolejowego.ZastosowanotrjwymiarowymodelMES(3D).Wykazanowpywinte-rakcjipomidzyssiadujcymizesobpowokaminawartocisiwewntrznych.

Sowa kluczowe: konstrukcja gruntowo-powokowa

A b s t r a c t

Thepaperpresentsgeneralinformationaboutdesignofthesoil-steelstructuresandtheresultsoftheloadcapacitycomputeranalysisofthedoublespanrailwayviaduct.Three-dimensionalFEMmodel(3D)hasbeenused.Theinfluenceoftheinteractionbetweenneighboringshellsontheinternalforceshasbeenshown.

Keywords: soil-steel structure

184

1. Wstp

Obiektyzbudowanezestalowychblachfalistychznajdujnawiecieszerokiezastoso-waniew budownictwie komunikacyjnymorazwodnym.Konstrukcje o niewielkich prze-krojachmogbystosowanejakoprzepustylubrurocigi.Wiksze(orozpitociachnawetpowyej20m)pozwalajnakonstruowaniemostw,wiaduktw,przejekologicznychdlazwierzt,przejpodziemnychoraztuneli.

Odpocztkulat90.ubiegegostulecianatereniePolskiwznosisicorazwicejobiektwwykonanychzblachyfalistej.Dziaaniateswynikiempewnychkorzyciwynikajcychzestosowaniategotypuobiektw.Wrdnichwymieninaleykonkurencyjnecenywrelacjidotradycyjniestosowanychkonstrukcjisztywnych,stosunkowoprostyikrtkiproceswzno-szeniaorazniemalbezobsugoweksploatacjwynikajczbrakuoyskidylatacji.

Konstrukcjewykonanezblachyfalistej,nazywaneskonstrukcjamipodatnymi.Wynikatoz ichstosunkowomaej sztywnociorazskonnocidodeformacji.Zasadnicz rnicpomidzy tradycyjnie stosowanymi konstrukcjami sztywnymi a konstrukcjami podatny-mizblachyfalistejjestfaktwykorzystaniagruntujakoelementunonego.Znajdujcysiwpewnymotoczeniuobiektugrunt,nazywanyjestzasypkinynierskipodlegaonapro-jektowaniu.Odjejwaciwociwduejmierzezaleynonocaegoobiektu.Monapo-wiedzie,ewtymprzypadkumasidoczynieniazkonstrukcjzespolontypustalgrunt.

Sukcesywnierozwijanemetodywymiarowaniapozwalajnapokonywaniecorazwik-szychrozpitoci.Obecniedostpnychjestkilkanaciemetod,niektresdalejrozwijane,powstajrwnienowe.Postpwtejdziedzinieumoliwiawykonywanielicznychbadanarzeczywistychobiektachtestowychorazcorazdokadniejszeanalizywykonywanezapomo-ctechnikkomputerowych.

Podstawowymprzedmiotembada jestwsppracagruntu z konstrukcj przyprzeno-szeniuobcie.Wspomnianezjawiskonazwane jestw literaturzeprzesklepieniempozy-tywnym(rys.1).Polegaononatym,eprzezdeformacjpodatnejpowoki,ktranastpujewwynikudziaaniaciarukolumnygruntuznajdujcejsinadni,powstajpionowesiytarcianastykuzkolumnamibocznymi.Dzikitemunastpujeodcieniepowokiwynika-jcezwczeniadowsppracyotaczajcegojgruntu.

Rys.1.Rozkadsiwkonstrukcjigruntowo-powokowej[1]

Fig.1.Distributionofforcesinasoil-steelstructure

185

2. Materiay wykorzystywane do budowy konstrukcji gruntowo-powokowych

2.1.Stal

Blachyfalisteprodukowaneszestalikonstrukcyjnej.Procesformowaniaprzeprowa-dzanyjestnazimno.Ztegowzglduwanejest,abystosowanysurowiecposiadadrob-noziarniststruktur,ktraniewykazujeskonnocidopkni.Wykorzystywanesstaleniestopoweoniskiejzawartociwgla.Ograniczeniemaksymalnejgrubociblachywynosi10mm.

Przekrjpoprzecznyfali(karbu)dlakonstrukcjitypuSuperCor,przyjtywomawianymdalejprzykadzieprzedstawiononarys.2.Dugoprostegoodcinkam

torazwartokta

zaleodgrubociblachy.

Rys.2.ProfilfalitypuSuperCor[2]

Fig.2.SuperCortypewaveprofile

2.2.Grunt(zasypkainynierska)

Obokstali,gwnymelementemzapewniajcymstabilnpracorazodpowiedninonokonstrukcjipodatnejjestzasypkainynierska.Powinnojstanowikruszywoziarniste,takiejak:wiry,mieszankiwirowo-piaskowe,piaski,pospki,kruszywoamane,klice.

Zasypkapodlegaszczeglnymwymaganiom.Otoniektreznich: wodoprzepuszczalno,k >8m/dob, wolnoodzbryle, zmarzliny, nierwnomierneuziarnienie,U >5wgPN-86/B-02480, wskanikkrzywizny1