Rebuilding of the railway viaduct being under the influence of considerable mining subsidence of area

W artykule omówiono problemy związane z eksploatacją położonego na zboczu górniczej niecki obniżeń jednoprzęsłowego wiaduktu kolejowego. Znaczne obniżenia terenu, wynoszące około 14 m oraz bardzo duże pochylenie zboczy niecki utrudniało prowadzenie ruchu kolejowego, konieczne było wykonywanie kosztownych prac związanych z podniesieniem przęsła oraz nadbudową ścianek zaplecznych i skrzydeł przyczółków. Prace budowlane musiały być tak zorganizowane logistycznie. aby zamknięcie toru nie przekraczało 7 dni. Ta linia jednotorowa to jedyne połączenie kolejowe zakładu górniczego niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania Kopalni. Istniejące przyczółki w wyniku wzrastającego naporu gruntu zaczęły się pochylać i przemieszczać ku sobie. Pojawiły się także liczne głębokie rysy i pęknięcia na przyczółkach. Nie można było podnosić i rektyfikować przęsła wiaduktu w dotychczasowej technologii, tj. poprzez nadbudowę przyczółków. W artykule opisano kilka rozw iązań koncepcyjnych: wymianę wiaduktu na nowy o podobnej konstrukcji bez istotnej przebudowy przyczółków lub z przebudową, budowę tunelu z blach podatnych typu SuperCor w nasypie, zastosowanie stalowej konstrukcji odciążającej w miejsce tradycyjnego wiaduktu. Wybrano ostatecznie do realizacji stalową konstrukcję odciążającą oparta bezpośrednio na nasypie. Stare przęsło żelbetowe zdemontowano, istniejące przyczółki żelbetowe pozostawiono bez żadnych zmian, wykonano tymczasowe podparcie konstrukcji odciążającej i wbudowano w tor tę konstrukcję - całość prac wykonano w jeden „długi” majowy weekend. W artykule opisano wbudowaną w tor konstrukcję odciążającą i przedstawiono praktyczne doświadczenia z trzyletniego okresu eksploatacji tej konstrukcji.This paper presents the problems associated with the exploitation of one span railway viaduct which was located on the hillside of mining area was discussed. Considerable settling of the area about 14 m and very large lowering hillsides of hollow made it difficult to lead the rail traffic and it w as necessary to make expensive works associated with raising the span and the superstructure of partition walls and wings of bridgeheads. Building works had to be logistically organized in such a way that closing the railway track would not exceed 7 days. This single-track line is the only railway connection of the mining factory, essential for normal functioning of the mine. Existing bridgeheads started to tip and moved towards oneself as a result of the increasing thrust of ground. Numerous deep scratches and cracks appeared on bridgeheads. It was not possible to raise and to rectify spans of the viaduct in the previous technology, i.e. through the superstructure of bridgeheads. In this article a few concept solutions are described: replacement of the viaduct on a new one of about the similar structure without significant reconstruction of bridgeheads or with the reconstruction, susceptible metal sheets type SuperCor construction of the tunnel in the embankment, applying of the lightening structure in place of the traditional viaduct. The steel lightening structure supported directly on the embankment was finally chosen for the accomplishment. The old reinforced concrete span w as dismantled, existing reinforced concrete bridgeheads were left without any changes, temporary supports of the lightening structure were performed and this structure w as built in into the railway track - all works were made in one ,,long" May weekend. This paper describes lightening structures built into the railw ay track and experiences from three-year use of this structure

Rebuilding and protection against mining influence on the small railway viaduct integrated with the embankment

Stare, niewielkie wiadukty kolejowe zintegrowane z nasypem są wrażliwe na wpływy górnicze. W artykule opisano uszkodzenia starego, ceglanego wiaduktu łukowego, powstałe w wyniku prowadzonej eksploracji górniczej, problemy związane w wieloletnią eksploatacją uszkodzonej konstrukcji, problemy powstałe w czasie przebudowy wiaduktu, sposób zabezpieczenia nowego wiaduktu przed wpływami górniczymi oraz rozwiązania konstrukcyjne umożliwiające jego długoletnią eksploatację w warunkach znacznych deformacji terenu. Omówiono także wyniki obserwacji prowadzonych od zakończenia przebudowy w grudniu 2011 roku do czerwca 2014 roku.Old, smali railway viaducts integrated with the embankment are sensitive to mining influences. This paper presents a description of damages of the old, brick arch viaduct, which arise as a result of mining exploration, problems connected with long-term use of the damaged structure, problems arising during the rebuilding of the bridge object, solutions for protection against mining influence on the new viaduct and structural solutions enabling long-standing exploitation in conditions of significant deformations of the area. The results of observations conducted from finishing the rebuilding in December 2011 to June 2014 are also discussed

The two-stage reconstruction of the road bridge over DK81 due to mining damages

W artykule opisano ciekawą historię dotyczącą oddziaływania eksploatacji górniczej na pewien wiadukt drogowy położony nad ruchliwą drogą krajową. Ze względu na zły stan techniczny, obiekt nie był w stanie przenieść wpływów górniczych związanych z eksploatacją zbliżającej się do wiaduktu ściany. Z uwagi na konieczność podjęcia pilnych działań zdecydowano się na wykonanie w pierwszym etapie doraźnej profilaktycznej naprawy tak, aby wiadukt przeniósł ujawniające się w podłożu wpływy górnicze. W nietypowy sposób wymuszono pracę łożysk na odpowiednich kierunkach poprzez kotwienie przęseł przez skrajne poprzecznice celem blokady przemieszczeń nad wybranymi łożyskami. Drugi etap prac to kompleksowy remont wiaduktu polegający na usunięciu szkód górniczych oraz dostosowaniu konstrukcji do przejęcia wpływów prognozowanej eksploatacji górniczej. Zakres remontu omówiono w artykule. Niestandardowy sposób wykonania podbudowy drogowej na przyczółkach zwiększył odporność nawierzchni jezdni na lokalną deformację nieciągłą, tj. uskok, który tworzył się nad każdym z przyczółków. W artykule podano informacje o wpływach górniczych w rejonie wiaduktu przed i po przebudowie. Podano także wnioski z ponadtrzyletnich obserwacji obiektu po remoncie oraz omówiono wyniki regularnie wykonywanych pomiarów geodezyjnych. Artykuł zilustrowano dokumentacją zdjęciową wykonaną przed, w trakcie i po remoncie.This paper describes an interesting history of the impact of mining on a road bridge over a busy main national road. On account of the poor technical conditions, the object was unable to transfer the mining influence associated with the exploitation of coal wall nearing to the bridge. Due to the need to take urgent action, it was decided to carry out short-term preventive repairs in the first stage in such a way that the bridge would transfer the mining influence that would appear in the ground. In the untypical way, the bearings were forced to work in the right direction by anchoring the spans through support crossbeams to block the displacements over the selected bearings. The second stage of the work was a comprehensive repair of the bridge which consisted in the removal of mining damages and the adjustment of the structure for taking over the influences of the future mining exploitation. The scope of repair is discussed in this paper. The non-standard way of constructing the road foundation over the abutments increased the resistance of the road surface to local discontinuous mining deformation, i.e. the fault that formed over each of the abutments. The paper provides information on mining influences in the area of the bridge before and after the reconstruction. The conclusions of more than three-year observation of the object after repairs are presented, and the results of regular geodetic measurements discussed. The paper is illustrated with photographic documentation made before, during and after repairs

Adjustment of bridge structures to the lowered channel of rivers and streams

W wyniku obniżeń terenu wskutek prowadzonej eksploatacji górniczej w określonej sytuacji hydrologicznej dochodzi do powstania zalewisk. Jednym ze sposobów likwidacji zalewiska bądź trwałego obniżenia zwierciadła wody jest obniżenie koryta cieku na wypływie z zalewiska. Obniżenie koryta może dotyczyć odcinka długości nawet kilku kilometrów, a istotne problemy techniczne stwarzają obiekty mostowe. W artykule omówiono wybrane sposoby dostosowania obiektów mostowych do obniżonego koryta rzek i potoków.As a result of area depressions due to mining exploitation in the determined hydrological situation the bayous are formed. One of the methods of their removal or long-lasting lowering of the water table is to depress the watercourse channel on the bayou outflow. The lowering of the channel may concern even a few kilometers long segment but essential technical problems arise from the bridge structures. This paper presents the selected methods of adjusting bridge structures to the lowered channel of rivers and streams

Computational analysis of possibility protection of frame bridge object on considerable mining influences

W referacie została dokonana analiza obliczeniowa wpływu eksploatacji górniczej na pewien obiekt mostowy o konstrukcji ramowej. Górnicze deformacje podłoża powodują powstanie dodatkowych sił wewnętrznych w tego typu konstrukcjach. Ze względu na ramową konstrukcję obiektu szczególną uwagę zwrócono na interakcję konstrukcji i podłoża oraz na powstanie dodatkowych sił wewnętrznych w konstrukcji. Określono rozkład sił wewnętrznych w konstrukcji oraz wzrost wytężenia w wybranycch, newralgicznych dla bezpieczeństwa, elementach obiektu. Zaproponowano zmianę schematu statycznego jako rozwiązanie technizne dostosowujące konstrukcję do przeniesienia planowanych dodatkowych odkształceń od górniczych deformacji terenu. Podano przykład analizy obliczeniowej.Computational analysis of influences of mining exploitation on certain frame object was described in this paper. The mining deformations of the area give rise to additional internal forces in such constructions. The method of static scheme change as a technical solution is discussed, in which the construction that can take additional loads from mining deformations of the area is adapted. The example of computational analysis is given

Engineering modelling of structural details of a bridge

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.This paper presents a method of engineering modelling of structural details, which enables the analysis of local static and dynamic effects in a complex structure with the use of a personal computer. An analysed structural detail, modelled with the use of shell finite elements, is mounted to a spatial truss member system. Then, on the basis of prepared computational model, a static or dynamic analysis is carried out. The proposed model allows to detect the local effects in a theoretical. Conducted analyses confirmed the correct operation of such a computational model. Hence, the method of modelling presented in this paper allows to analyse the local effects on ordinary personal computer and more importantly, the results of such calculations are available within a relatively short period of time. The calculations are carried out by analysing the local effects in a steel node of the truss railway bridge

Experiences from making use of structural health monitoring of a rail bridge structure impacted by mining deformations

W wyniku prowadzonej eksploatacji górniczej dochodzi do deformacji powierzchni terenu. W przypadku obiektów liniowych, takich jak obiekty mostowe, ważne jest wzajemne położenie względem siebie poszczególnych elementów mostu: przęseł, filarów, podpór. Na przemieszczanie się tych elementów ma wpływ zarówno charakter górniczych deformacji terenu, jak i układ ułożyskowania. Wrażliwa na deformacje terenu konstrukcja mostu wymaga stałej kontroli jego geometrii. Zastosowanie automatycznego systemu monitorowania pozwala na zwiększenie jakości i dokładności informacji o zmianach zachodzących w obiekcie przy jednoczesnym obniżeniu nakładu pracy na pozyskiwanie danych i ich analizę, co przekłada się w istotny sposób na wzrost bezpieczeństwa analizowanej konstrukcji. W artykule opisano doświadczenia z użytkowania systemu monitorowania konstrukcji mostu kolejowego poddanego oddziaływaniu eksploatacji górniczej. Dokonano analizy potrzeb związanych z ciągłą kontrolą stanu technicznego, podano zasady budowy systemu oraz przedstawiono pierwsze wyniki pracy automatycznego systemu monitorowania zainstalowanego na obiekcie.Mining area deformations occur as a result of mining exploitation. In the case of linear objects such as bridge objects, it is important to mutual putting towards the elements of a bridge such as: spans, pillars, supports. The displacements of these elements depend on the nature of mining deformation and also on the system of bearings. Bridge structure susceptible to area deformation requires constant monitoring of its geometry. The use of automatic SHM system allows to increase the quality and accuracy of information relating to the changes occurring within the structure, while reducing the amount of work for data acquisition and analysis, resulting in a significant increase of the structure safety. This paper presents the experiences from making use of the monitoring system for structures of a railway bridge subjected to the influence of mining exploitation. The paper also presents an analysis of requirements for the continuous control of the structural health of a bridge structure, the rules of building of the automatic SHM and the first results of the automatic SHM system installed on the structure