Analysis of culvert design methods as methods of ensuring reliability at the design stage

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This analysis focuses on the factors and methods for ensuring the reliability of metal culverts, which are essential for the trouble-free operation of motorways. Special attention is paid to the calculation methods for structures with annular cross-sections. The results of the work are conclusions about the necessity of their annular cross-section. They also conclude the importance of developing these structures to enhance culverts’ durability and failure-free operation. This involves considering the stochastic nature of load parameters, structural materials, and operating conditions. Addressing this issue is possible through the assessment of reliability indicators for culverts using simulation modeling methods.

About the authors

Dmitry Yu. Tsybin

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: dmitryts32@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6074-3995
SPIN-code: 1977-1543

PhD Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay A. Ermoshin

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: ermonata@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0367-5375
SPIN-code: 6694-8297

Doctor of Military Sciences, Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Klein GK. Calculation of culverts laid in the ground. Moscow: Gosstroyizdat; 1957. (In Russ.). [cited 2024 July 30]. Available from: http://www.amac.md/biblioteca/data/25/17/02/24.2.pdf
  2. Kolokolov NM, Yankovsky OA, Shcherbina KB, Chernyakhovskaya SE. Metallic corrugated culverts under embankments. Moscow: Transport; 1973; 117. (In Russ.). [cited 2024 July 30]. Available from: https://elima.ru/books/?id=5544
  3. Bugaeva OE. Designing of transport tunnel linings. Leningrad: LIIZHT, 1966. (In Russ.). [cited 2024 July 30]. Available from: https://elima.ru/books/?id=2337
  4. Osokin IA. Application of the theory of shells of rotation to the calculation of corrugated culverts. Bulletin of Eurasian Science. 2013;2(15):34. (In Russ.). EDN: QJCLNN
  5. Chepurnenko AS, Yazyev BM, Turko MS. Calculation of metallic corrugated shells under axisymmetric loading. Inženernyj vestnik Dona. 2018;3(50):126. (In Russ.). EDN: YRQOEP
  6. Turko MS, Chepurnenko AS, Yazyev BM. Calculation of metal corrugated structures as structurally orthotropic. Inženernyj vestnik Dona. 2018;4(51):199. (In Russ.). EDN: MYOBRX
  7. Zheng Ye, Berdichevsky VL, Wenbin Yu. An equivalent classical plate model of corrugated structures. International Journal of Solids and Structures. 2014;51: 2073-2083.
  8. Briassoulis D. Equivalent orthotropic properties of corrugated sheets. Computers & Structures. 1986;23:129–138. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e11264
  9. Alshabatat N. Design of corrugated plates for optimal fundamental frequency. Advances in Acoustics and Vibration. 2016. doi: 10.1155/2016/4290247
  10. Gorshkov NI, Krasnov MA, Lovtsov AD, Fedorova VS. Analysis and evaluation of stress-strain state of the system “metal corrugated pipe (MCT) – base – embankment” on the basis of FEM. Bulletin of Civil Engineers. 2019;3(74):152–160. (In Russ.). doi: 10.23968/1999-5571-2018-16-3-152-160
  11. Timchuk DV, Lovtsov AD. Peculiarities of the corrugated culvert calculation. In: Proceedings of the sectional sessions of the 60th Student Scientific and Practical Conference of TOGU; 2020 Apr 26–30; Khabarovsk. Khabarovsk: TOGU; 2020. (In Russ.). EDN: GWIJOF
  12. Kunecki B. Full-scale test of corrugated steel culvert and FEM analysis with various static systems. Studia Geotechnica et Mechanica. 2006;28(2):39–54. doi: 10.1061/40946(248)98
  13. Beben D, Stryczek A. Numerical analysis of corrugated steel plate bridge with reinforced concrete relieving slab. Journal of Civil Engineering and Management. 2016;22(5):585–596. doi: 10.3846/13923730.2014.914092
  14. Kolisoja P, Kalliainen A. Modelling of Plastic Culvert and Road Embankment Interaction in 3D. Procedia Engineering. 2016;143:427–434. doi: 10.1016/j.proeng.2016.06.054
  15. Novodzinsky AL, Kleveko VI. Accounting for the influence of corrugated element thickness on the strength and stability of a metal culvert. Vestnik of PNIPU. Construction and architecture. 2012;1:81–94. (In Russ.). EDN: PMSLTT

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Calculation scheme of loads acting on the culvert in the embankment

Download (201KB)
3. Fig. 2. Calculated scheme of the structure according to the Metrostroy method

Download (102KB)
4. Fig. 3. Repulsion diagram by the method of O.E. Bugaeva

Download (112KB)
5. Fig. 4. Geometry of the corrugation

Download (44KB)

Copyright (c) 2024 Tsybin D.Y., Ermoshin N.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».