agnieszka gołąbekchodor-projekt.net/wp-content/uploads/2014/10/go... · 1 1 zwią pows kons ziem...
TRANSCRIPT
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