Optimum configuration of CSP culverts

Hany El Naggar

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: INFRASTRUCTURE - II Highways & Bridges

ABSTRACT: In Canada and around the world there is a growing trend to use large span soil-steel arch structures as a substitute for the more conventional types of bridges and rigid culverts. This rising trend is attributed to the economic viability of these structures. The shape of the arch is of importance. Semi-circular or elliptical geometry is typically used. For large span structures with spans ranging from 20 to 30 m, the designer may consider the option of double smaller arches. This paper compares shapes of flexible large span arches made of corrugated steel plates (CSP) with a set of double smaller arches to investigate the effect of the shape and configuration on the internal forces magnitude and distribution. Two-Dimensional finite element models simulating the actual construction sequence were developed using the software Plaxis 2D. The conducted study considered the construction sequence, compaction of soil layers, friction at the soil-arch interface and the complex soil-structure interaction behaviour. ABSTRAIT Au Canada et partout dans le monde, il y a une tendance croissante à utiliser les structures en arc sol en acier à grande portée comme substitut pour les types plus conventionnels de ponts et de ponceaux rigides. Cette tendance à la hausse est attribuable à la viabilité économique de ces structures. La forme de la voûte est d'une importance. La géométrie semi circulaire ou elliptique est généralement utilisé. Pour les grandes structures de portée avec des formes allant de 20 à 30 m, le concepteur peut envisager la possibilité de doubles arcs plus petits. Cet article compare les formes de flexibles de grandes arches de portée en plaques de tôle ondulée (CSP) avec un ensemble de doubles arcs plus petits pour étudier l'effet de la forme et de la configuration sur l'ampleur et la répartition des forces internes. Modèles d'éléments finis à deux dimensions simulant la séquence de construction réelle ont été développés en utilisant le logiciel Plaxis 2D. L'étude menée a examiné la séquence de construction, le compactage des couches de sol, de frottement à l'interface sol-arc et le comportement complexe de l'interaction sol-structure.

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