Wpływ przyjętych założeń modelowych na zgodność wyników próbnych obciążeń z prognozowanymi ugięciami przęseł obiektów mostowych

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Jarosz J. Effect of modelling assumptions on the agreement between load test results and predicted bridge span deflections. Materiały Budowlane. 2026. Volume 650. Issue 10. Pages 86-100. DOI: 10.15199/33.2026.10.10

dr inż. Jakub Jarosz, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-6720-3572

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2026.10.10
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy

Abstract. This paper analyses the agreement between vertical deflections of bridge spans calculated using numerical models and actual deflections measured during static load tests. The study covers two groups of bridge structures commonly used in engineering practice: frame-type integral bridges and railway bridges with load-bearing systems composed of concrete-encased steel beams acting compositely with a reinforced concrete slab. The measured structural displacements obtained directly from load tests are compared with the results of numerical analyses performed for various computational model variants. The results show that neglecting actual interaction mechanisms may, in many cases, lead to a significant overestimation of calculated deflections.
Keywords: span deflections; load tests; integral bridges; concreteencased beams; numerical modelling

Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę zgodności pionowych ugięć przęseł obiektów mostowych, obliczonych na podstawie modeli numerycznych, z wartościami rzeczywistych ugięć uzyskanych podczas próbnych obciążeń statycznych. Analizą objęto dwie grupy konstrukcji mostowych, powszechnie stosowanych w praktyce inżynierskiej: obiekty zintegrowane o konstrukcji ramowej oraz obiekty kolejowe o ustroju nośnym z obetonowanych belek stalowych, zespolonych z płytą żelbetową. Rzeczywiste przemieszczenia konstrukcji, otrzymane bezpośrednio z próbnych obciążeń, zestawiono z wynikami teoretycznymi w przypadku różnych wariantów modeli obliczeniowych. Uzyskane rezultaty wskazują, że nieuwzględnienie rzeczywistych mechanizmów współpracy może prowadzić w wielu przypadkach do znacznego przeszacowania ugięć obliczeniowych.
Słowa kluczowe: ugięcia przęseł; próbne obciążenia; mosty zintegrowane; belki obetonowane; modelowanie numeryczne

Literature
[1] Christensen CO, Damsgaard KDS, Sørensen JD, Engelund S, Goltermann P, Schmidt JW. Reliability based proof load factors for assessment of bridges. Buildings. 2023;13 (4): 1060. https://doi.org/10.3390/buildings13041060
[2] Bell ES, Peddle JT, Goudreau A. Bridge condition assessment using digital image correlation and structural modeling. In: Bridge Maintenance, Safety, Management, Resilience and Sustainability. Proceedings of the 6th International IABMAS Conference, Stresa, Lake Maggiore, Italy, 8–12 July 2012. Taylor & Francis; 2012. pp. 330–337.
[3] Rhodes S. Integral bridges and the modelling of soil–structure interaction. Proceedings of the IBC/European Bridge Conference, LUSAS Technical Paper. National Harbor, Maryland; 2016. https://www.lusas.com/papers/Integral_bridges_ and_the_modelling_of_ssi_lusas_archive_rev_4.pdf. Dostęp: 07.05.2026.
[4] Dong C, Bas S, Debees M, Alver N, Catbas FN. Bridge load testing for identifying live load distribution, load rating, serviceability and dynamic response. Front Built Environ. 2020;6:46. https://doi.org/10.3389/fbuil.2020.00046
[5] Pimentel M, Figueiras J, Félix C, Cavadas F, Tomé E, Rodrigues C, Costa B. Load tests on bridges. In: Advances on Testing and Experimentation in Civil Engineering. Springer Tracts in Civil Engineering. Cham: Springer; 2023. pp. 219–240. https://doi.org/10.1007/978‒3-031‒23888‒8_10
[6] Sigdel LD, Al Qarawi A, Leo CJ, Liyanapathirana S, Hu P. Geotechnical design practices and soil-structure interaction effects of an integral bridge system: A review. Appl Sci. 2021;11 (15): 7131. https://doi.org/10.3390/app11157131
[7] Stollwitzer A, Bettinelli L, Fink J. The longitudinal track-bridge interaction of ballasted track in railway bridges: experimental determination of dynamic stiffness and damping characteristics. Eng Struct. 2023;274:115115. https:// doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.115115
[8] Stollwitzer A, Bettinelli L, Fink J. Vertical track-bridge interaction in railway bridges with ballast superstructure: experimental analysis of dynamic stiffness and damping behavior. Int J Struct Stab Dyn. 2024:1–26. https://doi. org/10.1142/S0219455425400085
[9] König P, Adam C. A model considering the longitudinal track-bridge interaction in ballasted railway bridges subjected to high-speed trains. Acta Mech. 2024;235 (3): 1395–1418. https://doi.org/10.1007/s00707‒023‒03605‒3
[10] Moliner E, Martínez-Rodrigo MD, Galvín P, Chordà-Monsonís J, Romero A. On the vertical coupling effect of ballasted tracks in multi-span simply- -supported railway bridges under operating conditions. Struct Infrastruct Eng. 2023;19 (11). https://doi.org/10.1080/15732479.2022.2049828
[11] Oleszek R. Propozycja wymiarowania kolejowych przęseł dźwigarobetonowych na podstawie PN-EN. Inżynieria i Budownictwo. 2022;78 (5–6): 240–245.
[12] Bilko P, Sawczyński S. Assessment of the load-bearing capacity of the old railway bridge with encased steel beams. Civil Environ Eng Rep. 2024;34 (4): 372–380. https://doi.org/10.59440/ceer/195335
[13] Sawczyński S, Bilko P, Knyziak P, Kowalska E. Structural assessment of railway viaducts reinforced with steel beams. Eng Fail Anal. 2025;181:109941. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2025.109941
[14] Radomski W, Łaba G, Stokłosa B. Wyniki próbnego obciążenia wiaduktu – przejazdu gospodarczego PG-05 w ciągu autostrady A2 w km 524+993,87 nad drogą gminną Choszczówka–Ryczołek. Warszawa–Bielsko-Biała: Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej, P.P.B. SYSTEM; 2011. Niepublikowany raport z badań.
[15] Radomski W, Łaba G, Stokłosa B. Wyniki próbnego obciążenia przejścia dla pieszych PG-05a pod autostradą A2 w km 525+900,007. Warszawa– Bielsko-Biała: Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej, P.P.B. SYSTEM; 2011. Niepublikowany raport z badań.
[16] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia mostu drogowego przez rzekę Wielopolkę na ulicy 3-go Maja w Ropczycach. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Kraków–Warszawa: Instytut Konsultacyjno-Badawczy GEOCONTROL Sp. z o.o., Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2013. Niepublikowany raport z badań.
[17] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia wiaduktu kolejowego WK-02 do przeprowadzenia linii kolejowej nr 223 Czerwonka–Ełk nad obwodnicą miasta Ełk. Weryfikacja: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2012. Niepublikowany raport z badań.
[18] Matysek A, Lutczyk B, Kijewski D, Zmorski A, Gałat A. Próbne obciążenie wiaduktu kolejowego w km 180,905 linii nr 4 E-65 na szlaku Psary– Góra Włodowska, konstrukcja w torze nr 2. Sprawozdanie z badań. Kielce: Instytut Badawczy Dróg i Mostów w Warszawie, Filia w Kielcach, Ośrodek Badań Mostów; 2009. Niepublikowany raport z badań.
[19] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia mostu kolejowego MK-1 w km 44+128 linii kolejowej E30/C-E30 pod torem nr 2. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2014. Niepublikowany raport z badań.
[20] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia mostu kolejowego MK-2 w km 44+710 linii kolejowej E30/C-E30 pod torem nr 2. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2014. Niepublikowany raport z badań.
[21] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia mostu kolejowego MK-3 w km 45+878 linii kolejowej E30/C-E30 pod torem nr 2. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2014. Niepublikowany raport z badań.
[22] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia mostu kolejowego MK-4 w km 49+266 linii kolejowej E30/C-E30 pod torem nr 2. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2014. Niepublikowany raport z badań.
[23] Czech M. Wyniki próbnego obciążenia wiaduktu kolejowego WK-1 w km 45+265 linii kolejowej E30/C-E30 pod torem nr 2. Weryfikacja naukowa: Radomski W. Katowice–Warszawa: MOSTOPROJEKT Katowice, Instytut Dróg i Mostów Politechniki Warszawskiej; 2014. Niepublikowany raport z badań.
[24] Jarosz J. Experimental verification of numerical model of integral bridge. Budownictwo i Architektura. 2014;13 (3): 103–110. https://doi.org/10.35784/ bud-arch.1771
[25] Burzyński H, Morawiec M. Modernizacja linii kolejowej E65 na odcinku Warszawa–Gdynia, etap I w Polsce. LCS Działdowo. TG-15.2 Wiadukt kolejowy w km 133,044. Projekt budowlany, część 2.2: Obiekty inżynieryjne. Łódź: Biuro Projektów Kolejowych i Usług Inwestycyjnych Sp. z o.o.; 2010. Niepublikowana dokumentacja projektowa.
[26] Jarosz J. Porównanie obliczeniowych ugięć przęseł zintegrowanych obiektów mostowych z wynikami próbnych obciążeń. Inżynieria i Budownictwo. 2014;70 (7): 384–388.
[27] Jarosz J. Efektywność zespolenia dźwigarów stalowych z płytą żelbetową w ustrojach nośnych z belek obetonowanych. Inżynieria i Budownictwo. 2016;72 (5): 266–269.
[28] Stastny A, Emera A, Galavi VGV, Tschuchnigg F. Cyclic soil-structure interaction of integral railway bridges. Front Built Environ. 2025;11:1541282. https://doi.org/10.3389/fbuil.2025.1541282
[29] Yarnold M, Golecki T, Weidner J. Identification of composite action through truck load testing. Front Built Environ. 2018;4:74. https://doi.org/10.3389/ fbuil.2018.00074
[30] Lantsoght EOL, van der Veen C, de Boer A, Hordijk DA. Optimizing finite element models for concrete bridge assessment with proof load testing. Front Built Environ. 2019;5:99. https://doi.org/10.3389/fbuil.2019.00099
[31] Silva A, Ribeiro D, Montenegro PA, Ferreira G, Andersson A, Zangeneh A, Karoumi R, Calçada R. New contributions for damping assessment on filler- beam railway bridges framed on In2Track EU projects. Appl Sci. 2023;13 (4): 2636. https://doi.org/10.3390/app13042636
[32] Smith H. Bridge design using finite element method (FEM) software. Preprints. 2025;2025042346. https://doi.org/10.20944/preprints202504.2346.v1
[33] Chen X, Yang Y, Evangeliou P, van der Ham H. Critical proof load for proof load testing of concrete bridges based on scripted FEM analysis. In: Frangopol DM, Caspeele R, Taerwe L, editors. Life-Cycle Analysis and Assessment in Civil Engineering: Towards an Integrated Vision – Proceedings of the 6th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering, IALCCE 2018. London: CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group; 2019. pp. 99–105. https://doi.org/10.1201/9781315228914-10

Received: 08.06.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 08.06.2026 r.
Revised: 31.08.2026. / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 31.08.2026 r.
Published: 21.10.2026 / Opublikowano: 21.10.2026 r.

Materiały Budowlane 10/2026, strona 86-100 (spis treści >>)