Stiffness of shells with concrete filled ribs in soil-steel bridge structures

Short and middle span soil-steel bridges are usually made of single corrugated overlapped plates. When the stiffness of a steel shell is not sufficient to carry the loads, additional plates (ribs) are used. They can be located either along the whole circumference or in some sectors only. Ribs are connected with the main shell by bolts. This connection is flexible even when the space between the shell and the ribs is filled with concrete, even if shear studs are used. In order to calculate internal forces in the elements of such a composite section, it is necessary to evaluate its stiffness. The value of connection stiffness may be assumed on the basis of results of load tests. The paper presents analyses of efficiency of additional ribs filled with concrete (EC ribs). As a result of calculations values of deflection versus connection stiffness are given. The findings of these analyses may allow to estimate both the shell displacement during backfilling and values of internal forces under live loads. The paper proves that the connection stiffness depends on the load intensity also in the operational range.

---

Powłoki mostów gruntowo-powłokowych małych i średnich rozpiętości wykonuje się zwykle jako jednowarstwowe, z blach falistych łączonych na zakładkę. Gdy sztywność powłoki jest niewystarczająca, z uwagi na projektowany kształt powłoki lub jej rozpiętość, stosuje się nakładkę obwodową, w postaci pełnego płaszcza lub pasm odcinkowych. Połączenie nakładki odbywa się z użyciem śrub o rozstawie jak w powłoce podstawowej. Takie połączenie jest podatne również, gdy przestrzeń pomiędzy powłoką i nakładką wypełniona jest betonem, z użyciem dodatkowych łączników sworzniowych Przy obliczaniu sił wewnętrznych w powłoce podstawowej i nakładce takiego układu warstwowego niezbędne jest założenie sztywności połączenia części składowych prze kroju, tj. obydwu blach falistych i betonu. Wartość sztywności połączenia określa się na podstawie wyników badań. W pracy przedstawiono analizę skuteczności połączenia obwodowego blach powłoki z nakładką, z zastosowaniem betonu wypełniającego, typu "EC ribs". Jako wyniki obliczeń podano ugięcia, w funkcji podatności połączenia. Wyniki tych analiz mogą służyć do szacowania przemieszczeń powłoki podczas zasypywania oraz obliczeń rozkładu sił wewnętrznych pod obciążeniami użytkowymi. Analizy podane w pracy wykazują, jak sztywność połączenia zależy od intensywności obciążenia, w zakresie obciążeń eksploatacyjnych.