ПІДХОДИ З РОЗРАХУНКУ ВОДОПРОПУСКНИХ СПОРУД ІЗ МЕТАЛЕВИХ ГОФРОВАНИХ КОНСТРУКЦІЙ НА СТАТИЧНІ ТА ДИНАМІЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2024.105.1.80Ключові слова:
вертикальний тиск, горизонтальні переміщення, горизонтальний тиск, дорожні водопропускні споруди, навантаження, напружено-деформований станАнотація
На сьогоднішній день підходи з розрахунку дорожніх водопропускних споруд з металевих гофрованих конструкцій не мають уніфікованих підходів, практично кожна країна виробник металевих гофрованих конструкцій має свої індивідуальні підходи розрахунку. В роботі наведено основні підходи з розрахунку водопропускних споруд із металевих гофрованих конструкцій на статичні та динамічні навантаження. Проведено аналіз теорії прогину, теорії стиснених кілець, теорії вигину. На основі проведених досліджень встановлено необхідність вдосконалення існуючих українських підходів. В роботі розглянуто найпоширеніші підходи розрахунку дорожніх водопропускних споруд США, Канади та Європи. В роботі розглянуто найбільш поширені методи розрахунку дорожніх водопропускних споруд з металевих гофрованих конструкцій для вирішення поставленої задачі з визначення переваг та недоліків існуючих методів розрахунку, що дає можливість проаналізувати та вибрати найбільш досконале рішення для розрахунку напружено-деформованого стану.
Посилання
Kovalʹ P.M., Falʹ A.YE., Babyak I.P., Sitdykova T.M. Normatyvne zabezpechennya proektu-vannya i budivnytstva sporud z metalevykh hof-rovanykh konstruktsiy. Dorohy i mosty. Kyi'v, 2008. Vyp. 8. S. 154 — 158 [in Ukrainian].
Transportation Research Circular E-C230: Culverts and Soil–Structure Interaction: Fifty Years of Change and a Twenty-Year Projection summarizes the presentations from the TRB 93rd Annual Meeting on January 14, 2014 in Washington, D.C. [in English].
Damian Beben (2020). Soil-Steel Bridges. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering. Springer Nature Switzerland AG 2020. Р. 214. [Electronic resource]. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34788-8 (access date:: 02.04.2024) [in English].
Spangler M. G. (1941). The structural design of flexible pipe culverts. Iowa Engineering Experimental Station Bulletin no. 153. The Iowa State College, Ames. [Electronic resource]. URL: https://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/hrbproceedings/17/17Pt1-014.pdf (access date: 02.04.2024) [in English].
White H. L., Layer J. P. (1960). Corrugated metal conduit as a compressible ring. Transportation Research Record, no 39. Transportation Research Board, Washington, DC, pp 389 – 397 [in English].
Meyerhof G. G., Baikie L. P. (1963). Strength of steel culvert sheets against compacted sand backfill. Highway Research Record, no. 30, Transportation Research Board, Washington, DC [in English].
Luscher U. (1966). Buckling of soil-surrounded tubes. J Soil Mech Found Div 92(6):211 – 228 [in English].
Kevin L. (2016). A Review of Depth of Cover Tables for Concrete and Corrugated Metal Pipe for the Iowa Department of Transportation. [Electronic resource]. URL: http://publications.iowa.gov/25791/1/IADOT_tr_703_A_Review_of_Depth_of_Cover_Tables_2016.pdf (access date: 02.04.2024) [in English].
Marston A. E., Anderson, A. O. (1913). The Theory of Loads on Pipes in Ditches and Tests of Cement and Clay Drain tile and Sewer Pipe. Bulletin 31 – Iowa Engineering Experiment Station at Iowa State College, Ames, IA [in English].
Marston A. E. (1930). The Theory of External Loads on Closed Conduits in the Light of the Latest Experiments. Bulletin 96, Vol. 28 – Iowa Engineering Experiment Station at Iowa State College, Ames, IA [in English].
Spangler M. G. (1933). The Supporting Strength of Rigid Pipe Culverts. Bulletin 112 – Iowa Engineering Experiment Station at Iowa State College, Ames, IA [in English].
Spangler M. G. (1950). Field Measurements of the Settlement Ratios of Various Highway Culverts. Bulletin 171 – Iowa Engineering Experiment Station at Iowa State College, Ames, IA [in English].
Molin J. (1981). Flexible pipes buried in clay. Proc. Int. Conference of Underground Plastic Pipe. ASCE, New Orleans, USA, pages 322-337 [in English].
Janson L-E. (2003). Plastic Pipes for Water Supply and Sewage Disposal. Borealis, Majornas CopyPrint AB, Stockholm, Sweden [in English].
Watkins R. K. (1959). Influence of soil characteristics on the deformation of embedded flexible pipe culverts. Bulletin 223, Hiqhway Research Board, Washinqton DC, 223:14-24 [in English].
Watkins R. K. and Nielsen F. D. (1964). Development and use of the modpares device. ASCE Journal of the Pipeline Division, 90:155-178 [in English].
Howard A. К. (1972). Laboratory load tests on buried flexible pipe. Journal of the AWWA, 64:655-662 [in English].
Howard A. K. and Salender С. E. (1974). Laboratory load tests on buried reinforced thermosetting, thermoplastic, and steel pipe. Journal of the AWWA, 66:540- 552 [in English].
Burns R. M., and Richard O. J. (1964). Attenuation of stresses for buried cylinders. Proc. Symp. on Soil-structure Interaction, University of Arizona, Tucson, pages 378-392 [in English].
White H. L., Layer J. P. (1960). Corrugated metal conduit as a compressible ring. Transportation Research Record, no 39. Transportation Research Board, Washington, DC, pp 389 – 397 [in English].
Duncan J. M. (1978). Soil-culvert interaction method for design of metal culverts. Transportation Research Record, 678:53-59 [in English].
Duncan J. M. (1979). Behaviour and design of long-span metal culverts. ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundation Engineering Div., 105(3):399- 418 [in English].
CHBDC (2014) Canadian Highway Bridge Design Code. CAN/CSA-S6-14, Canadian Standards Association International, Mississauga, 846 p [in English].
AASHTO LRFD (2017) LRFD bridge design specifications. American Association of State Highway and Transportation Officials, 8th edn. Washington, DC, 1781 p [in English].
Allgemeines Rundschreiben Strassenbau Nr 20/1997. Wellstahlrohre;-Bedingungen für die Anwendung von Wellstahlrohren, Ausgabe1997, Reg. Nr.05.40, ARS 20/97, Bonn 23 Mai 1997 [in German].
Standard BD 12/01 (2002) – Design of Corrugated Steel Buried Structures With Spans Greater Than 0.9 Metres andup to 8.0 Metres [in English].
Pettersson Lars, Sundquist Håkan (2014). Design of soil steel composite bridges. KTH Royal Institute of Technology, p. 82 [Electronic resource]. URL: https://www.diva-por-tal.org/smash/get/diva2:761594/FULLTEXT01.pdf (access date: 02.04.2024) [in English].
Vaslestad J. (1994). Long-Term Behavior of Flexible Large-Span Culverts. Norwegian Public Road Administration Publication No 74 [in English].
Vaslestad J. (1990). Soil Structure Interaction of Buried Culverts, Institutt for Geo-teknikk, Norges Tekniske Högskole Universitetet i Trondheim [in English].
Klöppel K. and Glock D. (1970). Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den Traglastproblemen beigewiecher, in die Erde eingebetteter Rohre, Veröffentlichung des Instituts Statik und Stahlbau der Technischen Hochschule Darmstadt, 3/1979, H-10 [in Swedish].
Andréasson L. (1973). Compressibility of Cohesionless Soils: A Laboratory Investigation. National Swedish Building Research, Stockholm, Sweden [in English].
Vaslestad J. (1990). Soil Structure Interaction of Buried Culverts. Doktor Ingeniøravhandling, Vol. 7, Institutt for Geoteknikk Trondheim [in English].
Pettersson L., Persson H. (1984). Fullskaleförsök på lågbyggd trumma, Examensarbete vid insti-tutionen för brobyggnad, KTH [in Swedish].
Temporal J., Barrat D. A., Hunnibell B. E. F. (1985). Loading tests on an Armco pipe arch culvert. Transport and Road Research Laboratory, Research Report no 32, Berkshire, UK [in English].
Beben D. and Manko Z., (2002). SuperCor Box Culvert, SC 56B, Gimån, Sweden, University of Opole and Technical University of Wroclaw [in English].
Pettersson L. (2007). Full Scale Tests and Structural Evaluation of Soil Steel Flexible Culverts with low Height of Cover, Doctoral Thesis in Civil and Architectural Engineering, Division of Structural Engineering and Bridges, TRITA_BKN Bulletin 93, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden [in English].
Flener E. B. (2009). Static and dynamic behaviour of soil-steel composite bridges obtained by field testing, TRITA-BKN. Bulletin 98, KTH, Stockholm [in English].
Pettersson L. & Wadi A. (2013). Full scale live load tests on older Soil-Steel Composite Bridges close to Skellefteå, Sweden, (test report) KTH Structural Engineering and Bridges [in Swedish].
EN 1991-2 Eurocode 1: Actions on structures. Part 2: Traffic loads on bridges. CEN 2003 [in English].
EKS 9 - Boverket (2013) The National Board of Housing, Building and Planning, BFS 2013:10. Boverkets föreskrifter och allmänna råd om tillämpning av eu-ropeiska konstruktionsstandarder (eurokoder), Swedish appli-cations for the structural Eurocodes [in Swedish].
TRVFS, Trafikverket (2011) The Swedish Transport Administration, TRVFS 2011:12 Swedish applications for using the structural Eurocodes for Bridges [in Swedish].
EN 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings. CEN 2005 [in English].
VBN V.2.3–218-198:2007 Sporudy trans-portu. Proektuvannya ta budivnytstvo sporud iz metalevykh hofrovanykh konstruktsiy na avto-mobilʹnykh dorohakh zahalʹnoho korystuvannya. Kyi'v, 2007 [in Ukrainian].
Posibnyk do VBN V.2.3–218-198:2007. Sporudy transportu. Proektuvannya ta budiv-nytstvo sporud iz metalevykh hofrovanykh kons-truktsiy na avtomobilʹnykh dorohakh zahalʹnoho korystuvannya. Kyi'v, 2007 [in Ukrainian].
Kovalʹchuk V. V., Kovalʹ P. M., Kovalʹ M. P. Metody obstezhennya ta vyprobovuvannya tu-nelʹnoho shlyakhoprovodu z metalevykh hofrova-nykh konstruktsiy na km 228+160 avtomobilʹnoyi dorohy Kyi'v –Kharkiv–Dovzhansʹkyy // Dorohy i mosty. – 2020. – Vyp. 21. – S. 250-269 [in Ukrainian].
DBN V.2.3-14:2006 Sporudy transportu. Mosty ta truby. Pravyla proektuvannya (Chas-tyna 1). Kyi'v, 2006 [in Ukrainian].
M 03450778-707:2012 Metodyka rozrakhu-nku sporud iz metalevykh hofrovanykh konstru-ktsiy v umovakh riznykh gruntiv osnov. Kyi'v, 2012 [in Ukrainian].
SOU 45.2-00018112-045:2010 Sporudy transportu. Proektuvannya ta budivnytstvo sporud z plastykovykh trub na avtomobilʹnykh dorohakh zahalʹnoho korystuvannya. Kyi'v, 2010 [in Ukrainian].
