Jambatan gerbang telah menjadi semakin popular sejak pengenalan teknologi konkrit pratuang. Jambatan gerbang spandrel tertutup adalah salah satu jenis jambatan gerbang pratuang di mana dinding spandrel dan bahagian atas gerbang pratuang dipenuhi dengan kandungan bahan bumi. Antara bahan-bahan penimbunan, konkrit kurang simen adalah bahan yang dapat memberikan kekuatan dan ketegaran untuk gerbang, tetapi kos demikian adalah amat tinggi. Untuk mencapai reka bentuk yang lebih ekonomi, pemahaman terhadap struktur gerbang konkrit pratuang dengan reka bentuk overfill yang berlainan sangat kritical. Tiga jenis model telah dianalisis termasuk model yang menggunakan konkrit kurang simen di sepanjang lengkungan yang berlainan ketebalan, model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen yang berlainan ketebalan dan model dengan pertukaran lapisan tanah dan konkrit kurang simen yang mempunyai jarak cerun yang berbeza. Analisis tersebut dikaji dengan penggunaan perisian analisis unsur terhingga, PLAXIS. Daya paksi, daya ricih, momen lentur dan pesongan untuk model yang berbeza telah diperhatikan. Hasilnya, model dengan konkrit kurang simen di sepanjang gerbang amat efektif dalam mengurangkan keseluruhan daya dan momen lentur manakala model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen hanya berkesan dalam mengurangkan daya ricih maksimum dan momen meleding. Sebaliknya, model dengan pertukaran lapisan tanah dan konkrit kurang simen menyebabkan peningkatan daya dan momen lentur pada gerbang konkrit. Pengurangan kos untuk keluli tetulang dan kos untuk penggantian pengisian tanah dengan konkrit kurang simen juga telah dikira untuk menganggarkan keberkesanan model. Model dengan konkrit kurang simen yang mempunyai ketebalan 400mm pada sokongan dan 100mm pada puncak lengkungan dan model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen yang mempunyai kelebaran 1.0m dan ketinggian 1.0m menunjukkan penurunan kos yang paling tinggi. Jambatan gerbang telah menjadi semakin popular sejak pengenalan teknologi konkrit pratuang. Jambatan gerbang spandrel tertutup adalah salah satu jenis jambatan gerbang pratuang di mana dinding spandrel dan bahagian atas gerbang pratuang dipenuhi dengan kandungan bahan bumi. Antara bahan-bahan penimbunan, konkrit kurang simen adalah bahan yang dapat memberikan kekuatan dan ketegaran untuk gerbang, tetapi kos demikian adalah amat tinggi. Untuk mencapai reka bentuk yang lebih ekonomi, pemahaman terhadap struktur gerbang konkrit pratuang dengan reka bentuk overfill yang berlainan sangat kritical. Tiga jenis model telah dianalisis termasuk model yang menggunakan konkrit kurang simen di sepanjang lengkungan yang berlainan ketebalan, model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen yang berlainan ketebalan dan model dengan pertukaran lapisan tanah dan konkrit kurang simen yang mempunyai jarak cerun yang berbeza. Analisis tersebut dikaji dengan penggunaan perisian analisis unsur terhingga, PLAXIS. Daya paksi, daya ricih, momen lentur dan pesongan untuk model yang berbeza telah diperhatikan. Hasilnya, model dengan konkrit kurang simen di sepanjang gerbang amat efektif dalam mengurangkan keseluruhan daya dan momen lentur manakala model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen hanya berkesan dalam mengurangkan daya ricih maksimum dan momen meleding. Sebaliknya, model dengan pertukaran lapisan tanah dan konkrit kurang simen menyebabkan peningkatan daya dan momen lentur pada gerbang konkrit. Pengurangan kos untuk keluli tetulang dan kos untuk penggantian pengisian tanah dengan konkrit kurang simen juga telah dikira untuk menganggarkan keberkesanan model. Model dengan konkrit kurang simen yang mempunyai ketebalan 400mm pada sokongan dan 100mm pada puncak lengkungan dan model dengan sokongan sagang konkrit kurang simen yang mempunyai kelebaran 1.0m dan ketinggian 1.0m menunjukkan penurunan kos yang paling tinggi.
_______________________________________________________________________________________________________
Arch bridges are gaining popularity since the introduction of precast concrete technology. Closed spandrel arch bridge is one type of precast arch bridge that consists of earth materials that is filled between the spandrel walls and the top of the precast arches. Among the backfilling materials, lean concrete is good in providing strength and rigidity for the arch, yet it comes with a higher cost. In order to achieve a more economical design, it is crucial to understand the structural behaviour of the precast concrete arch under different overfill design. Three types of models have been analysed including model with varying thickness of lean concrete overfill along the arch, model with varying thickness of lean concrete buttress support built adjacent to the end of the arch and model with interchange of soil and lean concrete layers backfill and different cut slope distance. The analysis was carried out using finite element analysis software, PLAXIS. The axial force, shear force, bending moment and deflection of the arch for different models were observed. It is found that models with lean concrete fill along the arch are effective in reducing the overall forces and bending moment while models with lean concrete buttress support are effective in reducing the maximum shear forces and hogging moment only. On the other hand, the models with interchange of lean concrete and soil layer backfill are inducing higher forces and bending moment to the arch. The cost reduction of steel reinforcement required and cost for replacement of soil fill with lean concrete was also calculated to estimate the effectiveness of the model. The model with lean concrete of 400mm thick at support and 100mm thick at crown lying along the arch panel and model with lean concrete buttress support of 1.0m width and 1.0m height show the highest reduction of cost required.
A study on the effect of overfill design on the structural behaviour of precast concrete closed spandrel arch bridge / Gan Ka Jing