Silesian University of Technology
Department of Mechanics and Bridges
This paper presents results obtained with the use of accelerometers during in-situ testing. Horizontal accelerations of propagating impacts caused by driving the prefabricated piles were recorded. Range of the shocks as well as amplitudes... more
This paper presents results obtained with the use of accelerometers during in-situ testing. Horizontal accelerations of propagating impacts caused by driving the prefabricated piles were recorded. Range of the shocks as well as amplitudes of longitudinal and transverse horizontal accelerations of propagating vibrations on the terrain surface were determined. This paper presents only the field tests results of vibration propagations caused by the shocks induced by pile driving near the road bridge. The recorded results were used to calibrate the numerical model of the finite element method. A good consistency of acceleration amplitudes in the direction of vibration propagation was achieved and it depended on the distance from location of the driven pile. The results of numerical analyses of wave propagation in the ground will be presented in another paper at this conference.
This paper discusses the analysis of vibration propagation in the subsoil in relation to the finite element method. Theoretical analyses of the problem mentioned in the title are of key importance in the design of geoengineering... more
This paper discusses the analysis of vibration propagation in the subsoil in relation to the finite element method. Theoretical analyses of the problem mentioned in the title are of key importance in the design of geoengineering technologies involving impacts. These technologies involve prefabricated driven piles, which are extremely effective and readily used, especially in bridges. In order to rationally use the impacts in construction works, the extent of the impact and the magnitude of acceleration amplitudes generated in adjacent objects or engineering structures should be determined at first.
The most important factor influencing the propagation of impacts is the phenomenon of damping of the propagating wave in the ground. The mechanism of damping proposed by Rayleigh was used in the analysis, which, when selecting the appropriate parameters of the model, is able to realistically simulate the observed phenomena. Ground, in which the propagation of impacts occurred, was described with the use of linear- elastic model. Modules of deformation correspond to the values of small deformations, which occur at the wave propagation in the subsoil. The impulse causing vibrations was caused by the falling hammer on the driven pile. The axial symmetry of the border condition was used in the analyses.
The results of numerical simulations were compared with the results of field measurements of accelerations at different distances from the source of vibration. These results were the subject of another paper published at this conference. The obtained results will be used in the future to assess the extent of the impacts on the environment and values of acceleration on elements located in the vicinity of the structure.
The most important factor influencing the propagation of impacts is the phenomenon of damping of the propagating wave in the ground. The mechanism of damping proposed by Rayleigh was used in the analysis, which, when selecting the appropriate parameters of the model, is able to realistically simulate the observed phenomena. Ground, in which the propagation of impacts occurred, was described with the use of linear- elastic model. Modules of deformation correspond to the values of small deformations, which occur at the wave propagation in the subsoil. The impulse causing vibrations was caused by the falling hammer on the driven pile. The axial symmetry of the border condition was used in the analyses.
The results of numerical simulations were compared with the results of field measurements of accelerations at different distances from the source of vibration. These results were the subject of another paper published at this conference. The obtained results will be used in the future to assess the extent of the impacts on the environment and values of acceleration on elements located in the vicinity of the structure.
- by Stefan Pradelok and +1
- •
- Ground vibrations
Referat omawia w sposób ogólny wybrane problemy związane z projektowaniem, budową i zarządzaniem infrastrukturą kolejową na terenach górniczych ze szczególnym uwzględnieniem kolejowych obiektów mostowych. Wskazuje na specyfikę budowlanych... more
Referat omawia w sposób ogólny wybrane problemy związane z projektowaniem, budową i zarządzaniem infrastrukturą kolejową na terenach górniczych ze szczególnym uwzględnieniem kolejowych obiektów mostowych. Wskazuje na specyfikę budowlanych obiektów liniowych w aspekcie ich odporności na wpływy deformacji terenu, obrazując to kilkoma przykładami charakterystycznych uszkodzeń torów i mostów. Zwraca uwagę na niektóre zapisy prawne związane z projektowaniem zabezpieczeń obiektów kolejowych na terenach górniczych oraz podkreśla rolę monitoringu, jako jednego ze współczesnych elementów tych zabezpieczeń. Proponuje też wykorzystanie dotychczasowej wiedzy i doświadczeń środowiska naukowego, do podjęcia międzysektorowych innowacyjnych projektów badawczych, które pozwolą na poprawę skuteczności zabezpieczeń i poprawę walorów użytkowych na modernizowanych liniach kolejowych, przechodzących przez tereny górnicze. Title: Designing, construction and management of railway infrastructure with partic...
- by Marek Salamak and +3
- •
Streszczenie: W referacie przedstawiono sposób inżynierskiego modelowania szczegółów konstrukcyjnych, który umożliwia analizowanie lokalnych wpływów statycznych i dynamicznych w złożonej konstrukcji przy wykorzystaniu komputera... more
Streszczenie: W referacie przedstawiono sposób inżynierskiego modelowania szczegółów konstrukcyjnych, który umożliwia analizowanie lokalnych wpływów statycznych i dynamicznych w złożonej konstrukcji przy wykorzystaniu komputera osobistego. Analizowany szczegół konstrukcyjny, wymodelowany z użyciem powłokowych elementów skończonych, jest mocowany w przestrzennym ustroju prętowym. Następnie, na tak przygotowanym modelu obliczeniowym, przeprowadza się analizę statyczną lub dynamiczną. Zaproponowany sposób modelowania pozwala na wykrycie teoretyczne lokalnych wpływów. Przeprowadzone analizy potwierdziły poprawne zachowanie się tak zbudowanego modelu obliczeniowego. Przedstawiony w referacie sposób modelowania pozwala więc analizować lokalne wpływy na zwykłym komputerze osobistym, a wyniki takich obliczeń są dostępne w stosunkowo krótkim czasie. Przykładowe obliczenia przeprowadzono analizując lokalne wpływy w węźle stalowego, kolejowego mostu kratowego. Abstract: This paper presents a m...
- by Adam Rudzik and +2
- •
Artykuł jest głosem w dyskusji nad koniecznością standaryzacji badań odbiorczych obiektów mostowych kolejowych pod próbnym obciążeniem dynamicznym. Autorzy wskazują na sprzeczności i niejednoznaczności krajowych przepisów w tym względzie.... more
Artykuł jest głosem w dyskusji nad koniecznością standaryzacji badań odbiorczych obiektów mostowych kolejowych pod próbnym obciążeniem dynamicznym. Autorzy wskazują na sprzeczności i niejednoznaczności krajowych przepisów w tym względzie. Title: The acceptance dynamic load tests of railway bridges - requirements and practice.
- by Marek Salamak and +2
- •
In the incremental launching technology a new method was proposed to achieve some benefits by applying a two-stage construction method. The fabrication yard was divided into two parts. In the first part, the bottom part of the... more
In the incremental launching technology a new method was proposed to achieve some benefits by applying a two-stage construction method. The fabrication yard was divided into two parts. In the first part, the bottom part of the cross-section is constructed, while the upper one is constructed once the segment has been moved – in the second part. After gaining adequate strength, segments in the fabrication yard are stressed with the assembly cables that are placed by sections in the interior part of the concrete. Significant cracks occurred in the junctions of segments while sliding a bridge launched longitudinally into a new location. The cause of these cracks was detected after constructing a model with asymmetric support within the fabrication area. Appropriate countermeasures and the way of removing the damages were proposed, and the influence of cracks on the bridge operations was described. According to the authors, this method cannot be recommended.
- by Piotr Bętkowski and +1
- •
Computational analysis of influences of mining exploitation on a certain frame bridge are described in this paper. Mining deformations of the ground cause internal additional forces in structures. Due to the frame structure of the object,... more
Computational analysis of influences of mining exploitation on a certain frame bridge are described in this paper. Mining deformations of the ground cause internal additional forces in structures. Due to the frame structure of the object, it is necessary to pay special attention to interaction of the structure and ground, i.e. the existence of internal additional forces in the structure. Distribution of inner strengths in the structure is determined in these elements of the object which are important for safety. The method of changing the static scheme as a technical solution, which adapted the construction to take additional loads from mining deformations of the area, is discussed. The example of computational analysis is given. A system of monitoring will make it possible to control the risk of the structure's failure.
- by Piotr Bętkowski and +2
- •
Due to the land configuration and type of obstacles in Poland, Polish designers often choose steel through arch bridges. Within a program of motorway and expressway construction that has been implemented for a few years, several dozens of... more
Due to the land configuration and type of obstacles in Poland, Polish designers often choose steel through arch bridges. Within a program of motorway and expressway
construction that has been implemented for a few years, several dozens of structures of this type have been built. They differ among themselves not only by the span, but also the applied solutions in terms of transfer of the outward forces of the arch, hanger arrangement and type of the bridge deck. A team of authors completed a load testing of
several structures of this type. The load testing was complemented with the results from other research institutes and as a result of this, a database of several of steel through arch bridges was created. It became a basis for the development of a series of summaries and analyses that allowed drawing some interesting conclusions on how the structures work as well as the models adopted in the calculations and the basic dynamic features.
construction that has been implemented for a few years, several dozens of structures of this type have been built. They differ among themselves not only by the span, but also the applied solutions in terms of transfer of the outward forces of the arch, hanger arrangement and type of the bridge deck. A team of authors completed a load testing of
several structures of this type. The load testing was complemented with the results from other research institutes and as a result of this, a database of several of steel through arch bridges was created. It became a basis for the development of a series of summaries and analyses that allowed drawing some interesting conclusions on how the structures work as well as the models adopted in the calculations and the basic dynamic features.
- by Andrzej Radziecki and +3
- •
- Bridges, Bridge Load Test
Bridges during exploitation are often subjected to external forces. Arising vibrations can affect the quality of usage and the safety of structure. Studying the dynamics of building is a major problem because of the need to describe... more
Bridges during exploitation are often subjected to external forces. Arising vibrations can affect the quality of usage and the safety of structure. Studying the dynamics of building is a major problem because of the need to describe fast-changing movements. Measurement technique should provide the high accuracy and high frequency of displacement observation. In addition, it must be independent on weather conditions to carry out field tests. Reliable description of the behaviour of the bridge under load requires the use of method, which enables observation of many points simultaneously. No need for direct access of the measuring device to the observed object is also a desirable feature. The authors present the possibility of use the novel groundbased radar interferometer for measuring displacement of the structure. The instrument used for dynamic testing enables displacement measurements of 0.1 mm accuracy and up to 200 Hz sampling frequency. Moreover, it allows the observation of the entire bridge simultaneously and does not require any elements on the structure. The results obtained were compared with other measuring devices.
- by Stefan Pradelok
- •
Streszczenie Przedstawiono przykłady błędów w realizacjach mostów na terenach objętych górniczymi deformacjami terenu. Błędy te wynikają głównie ze źle pojętego określenia „układ statycznie wyznaczalny”. W jednym z przykładów błąd... more
Streszczenie Przedstawiono przykłady błędów w realizacjach mostów na terenach objętych górniczymi deformacjami terenu. Błędy te wynikają głównie ze źle pojętego określenia „układ statycznie wyznaczalny”. W jednym z przykładów błąd doprowadził do awarii, w drugim – wybudowany ustrój jest uciążliwy w użytkowaniu. Wyjaśniono genezę błędów i podano wskazówki właściwych rozwiązań. Abstract: The paper presents examples of errors in construction of bridges in areas subject to mining related terrain deformations, focusing on problems resulting from incorrect implementation of statically determine concept. One of such errors led to the serious failure. The paper attempts to explain sources of such errors and provides guidance for appropriate solutions.
- by Stefan Pradelok
- •
Streszczenie: Opisano główne obszary decydujące o specyfice tych konstrukcji. Przedstawiono analizę dynamiczną przeprowadzoną w ograniczonym zakresie, dotyczącą rozwiązania obiektu mostowego średniej rozpiętości. Jest to most... more
Streszczenie: Opisano główne obszary decydujące o specyfice tych konstrukcji. Przedstawiono analizę dynamiczną przeprowadzoną w ograniczonym zakresie, dotyczącą rozwiązania obiektu mostowego średniej rozpiętości. Jest to most trójprzęsłowy o konstrukcji zespolonej ciągłej. Abstract: Authors describes main areas deciding about the uniqueness of those structures. Dynamic analysis, limited in scope, was made for a typical bridge of medium span. It is a three span, continuous, steel-concrete composite bridge.
- by Stefan Pradelok
- •
In the article, the model of the numerical analysis the problem of propagation the vibrations caused by the impact by driving the piles was presented. It was used the finite element method in numerical calculations. The simulations were... more
In the article, the model of the numerical analysis the problem of propagation the vibrations caused by the impact by driving the piles was presented. It was used the finite element method in numerical calculations. The simulations were done by using the linear elastic material model with the Rayleigh’s damping mechanism. Taking to the calculations values of stiffness modulus corresponded to the small stains (of the order of 10-4), which accompanied the wave’s propagations. Additionally it was used the infinite elements, which simulated the absorption of the energy on the border of numerical model. The impact, which caused the vibrations, was simulated by taking the initial velocity to the elements of the falling hammer. Obtained results were comparised with the field measurements, which using the accelerometers. It acquired good conformity of the dependence of the acceleration’s amplitudes in the direction of wave propagation versus the distance from the drive location.
- by Marian Łupieżowiec and +1
- •
W kwietniu 2013 roku Zespół Badań Terenowych Politechniki Śląskiej przeprowadził próbne obciążenie wieloprzęsłowego wiaduktu kolejowego WK-3 budowanego w technologii nasuwania poprzecznego w ramach zadania „Trasa Górna” w Łodzi.... more
W kwietniu 2013 roku Zespół Badań Terenowych Politechniki Śląskiej przeprowadził próbne obciążenie wieloprzęsłowego wiaduktu kolejowego WK-3 budowanego w technologii nasuwania poprzecznego w ramach zadania „Trasa Górna” w Łodzi. Konieczność zminimalizowania utrudnień w ruchu kolejowym wymusiła zastosowanie nasuwania poprzecznego obiektu. Podpory montażowe zostały wykonane w sąsiedztwie czynnej linii kolejowej po obu stronach nasypu w ściankach szczelnych. Ustrój nośny został zmontowany obok nasypu wraz z ułożeniem nawierzchni. W ciągu 68 godzin nastąpiła rozbiórka starej nawierzchni i nasypu oraz przesunięcie poprzeczne konstrukcji nośnej na wykonane wcześniej podpory. Po uciągleniu torów został dopuszczony tymczasowy ruch pociągów, z ograniczeniem prędkości do 30 km/h. Warunkiem tego dopuszczenia była ocena poprawności pracy dźwigarów przy obciążeniu ciężarem własnym i dodatkowym oraz pociągiem trakcyjnym. Po ostatecznym wyrównaniu i podbiciu torów zrealizowano właściwe, statyczne ...
- by Stefan Pradelok
- •
The paper presents a theoretical analysis of impact a progressive cracking has on a truss bridge natural frequency. First, a generation of a computational model of a truss’s lower chord progressive fracture of is discussed. Such model is... more
The paper presents a theoretical analysis of impact a progressive cracking has on a truss bridge natural frequency. First, a generation of a computational model of a truss’s lower chord progressive fracture of is discussed. Such model is then used to for modal analysis of selected damage stages. The computational model was based on an existing structure with a damage similar to the one analyzed theoretically. The analysis was however progressed further with modeling of a progressing damage up to the point of complete break of the lower chord.
- by Stefan Pradelok
- •
The article analyses the problems of local influences in structural details of bridges as the critical locations, whose damages or excessive force may directly affect the safety of users. These analyses are shown on selected examples.... more
The article analyses the problems of local influences in structural details of bridges as the critical locations, whose damages or excessive force may directly affect the safety of users. These analyses are shown on selected examples. Presented is the example of local changes in the forms of proper vibrations in the node of the truss bridge that can be used in expert issues concerning the causes of damages. The second example are the changes in stresses in the stay cable anchorage element including the nonlinear material models. Models of this type can be successfully used by engineers as they allow for analysis of selected structural details without the need for detailed mapping of the entire structure, but only a selected section. W artykule podjęto problematykę analizy lokalnych wpływów w szczegółach konstrukcyjnych mostów, jako miejscach newralgicznych, których uszkodzenia lub nadmierne wytężenie może bezpośrednio wpłynąć na bezpieczeństwo użytkowania. Możliwość takich analiz po...
- by Adam Rudzik and +1
- •
The increase in the expenditures on transport infrastructure in Poland in recent years has resulted in a large number of road sections of high technical parameters. These roads are mostly connected with the existing infrastructure by... more
The increase in the expenditures on transport infrastructure in Poland in recent years has resulted in a large number of road sections of high technical parameters. These roads are mostly connected with the existing infrastructure by separated intersections in order to maximise the capacity and traffic flow. The intersections with transportation routes are usually located in the highly urbanized areas, where there is often no enough space for embankments or there is a need to connect more communication passages. Hence, geometrically more complex flyovers and connecting roads are constructed. The geometry of these structures is adapted to the road solutions, and therefore, they are characterized by a strong curvature in plan and significant drops in the transverse and longitudinal plan. Structures of such complex form are difficult to design, construct and then maintain. Research on the problems related to the effect of curvature on the operation of these structures, in particular on...
- by Polsl Piotr Klikowicz and +2
- •
Referat przedstawia wyniki wieloletnich obserwacji zmian geometrycznych mostu betonowego, który był pierwszym w naszym kraju, tak dużym obiektem wykonanym w technologii nasuwania podłużnego. Prowadzone od 20 lat cykliczne pomiary... more
Referat przedstawia wyniki wieloletnich obserwacji zmian geometrycznych mostu betonowego, który był pierwszym w naszym kraju, tak dużym obiektem wykonanym w technologii nasuwania podłużnego. Prowadzone od 20 lat cykliczne pomiary obejmowały osiadania i wychylenia podpór z pionu, przesuwy na łożyskach oraz zmiany strzałek wygięć w przęsłach. Nie stwierdzono przy tym żadnych nieprawidłowości, ważnych z punktu widzenia bezpieczeństwa konstrukcji. Natomiast zaobserwowano kilka ciekawych zjawisk, charakteryzujących tego typu obiekty. The border bridge across Olza valley in Cieszyn is one of the largest prestressed constructions in Poland. It has been monitored since the very beginning of its exploitation because of its magnitude, geometrical complexity and building technology used. At the turn of 2013, after 20 years of exploitation, additional measurements were made as well as detailed viewing of the construction. In this paper the conclusions of these works are presented together with ...
- by Stefan Pradelok
- •
Marta JAGIEŁOWICZ P r z y g o t o w a n i e m a t r y c Mariusz TENDERA
- by Stefan Pradelok and +1
- •
Przedstawiono awarię kratowego mostu kolejowego. Przedstawiono sposób naprawy mostu przez wymianę uszkodzonego pręta kratownicy. Do zmiany schematu statycznego konstrukcji zastosowano aktywną podporę tymczasową z siłownikiem... more
Przedstawiono awarię kratowego mostu kolejowego. Przedstawiono sposób naprawy mostu przez wymianę uszkodzonego pręta kratownicy. Do zmiany schematu statycznego konstrukcji zastosowano aktywną podporę tymczasową z siłownikiem hydraulicznym. Podano technologię wymiany uszkodzonego krzyżulca. Zamieszczono opis próbnego obciążenia po naprawie i wnioski końcowe. Opisany obiekt jest stalowym mostem kratowym, jakich wiele na kolei. Przedstawiona metoda naprawy może mieć zastosowanie w przypadku innych obiektów kratowych, które doznały znacznych uszkodzeń. Particular defect and repair of typical truss railway bridge. Failure of truss railway bridge is described in this paper. The temporary (practical immediate) manner of coming back railway traffic on the bridge by changing of the static scheme is given. Reparation of bridge by exchange broken down element and testing load of bridge is described. The method of repair and the way of static analysis may be applied in some others similar objects.
- by Stefan Pradelok and +1
- •
W referacie podano opis awarii kratowego mostu kolejowego. Przedstawiono sposób doraźnego (praktycznie natychmiastowego) przywrócenia ruchu na obiekcie przez zmianę schematu statycznego konstrukcji. Omówiono sposób wykonania stabilnej... more
W referacie podano opis awarii kratowego mostu kolejowego. Przedstawiono sposób doraźnego (praktycznie natychmiastowego) przywrócenia ruchu na obiekcie przez zmianę schematu statycznego konstrukcji. Omówiono sposób wykonania stabilnej podpory tymczasowej z podkładów kolejowych. Zwrócono uwagę na niektóre problem analizy obliczeniowej. Opisany obiekt jest typowym stalowym mostem kratowym, jakich wiele na kolei, stąd zarówno metoda doraźnej natychmiastowej naprawy jak i sposób analiz mogą mieć zastosowanie w przypadku innych obiektów. Failure of truss railway bridge is described in this paper. The temporary (practical immediate) manner of coming back railway traffic on the bridge by changing of the static scheme is given. The way of building stable bear with railway ties is shown. Take also into consideration some problem of static computation analysis. The object described in this paper is the typical steel bridge, very popular on the railway. The method of temporary repair and the w...
- by Stefan Pradelok and +1
- •