DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).214-223
Methods for Determining the Technical Condition of a Culvert With an Analysis of the Necessary Repair Work
About the Authors
Oleksandr Davydenko, Associate Professor, PhD in Construction Mechanics (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Tunnel Bridges and Hydraulic Structures, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0176-3256, e-mail: oleksandr.davydenko@ntu.edu.ua
Mykola Harkusha, Associate Professor, PhD in Highways and Airfields (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Tunnel Bridges and Hydraulic Structures, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5388-0561, e-mail: mykola.harkusha@ntu.edu.ua
Igor Kozarchuk, Associate Professor, PhD in Highways and Airfields (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Transport Construction and Property Management, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4972-6016, e-mail: igorkozarchuk@ntu.edu.ua
Pavlo Kazak, PhD student in Construction and Civil Engineering, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8449-0267, e-mail: neprodazhniy@gmail.com
Yaroslav Tsapok, Individual entrepreneur, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-8545-1912, e-mail: yaroslavtsapok@ukr.net
Abstract
Recently, there has been a deterioration in the condition of culverts, including those that were previously constructed, which is caused by the impact of the environment, physical wear and aging of materials and structures, increased axial loads, increased traffic flow, etc.
The importance of transport structures, due to factors such as their strategic location, calls for the need to find modern construction solutions that combine fast execution, low cost, and satisfactory service life.
Ongoing research and development in Europe include methods for determining the load-bearing capacity of existing bridges and structures; methodology for designing to assess fatigue resistance and ability to withstand cyclic loading; design methods for high-speed train load; life-cycle cost analysis, including consideration of environmental impact and the use of recycled materials.
Future European research includes modern corrosion protection systems; higher-grade steel; deeper, larger corrugations; alternative metals and other materials; improved connection systems; improved backfilling; online monitoring systems for structures.
Therefore, a current issue today is the use of modern approaches for carrying out repair measures with the application of effective repair materials to restore the operational properties of structures.
It is recommended to provide design measures to ensure the geometric invariability of the pipe during the dismantling of the embankment and control the geometric parameters of the pipe elements during construction work, since the dismantling of the embankment can bring the existing system out of balance.
An actual open scientific and technical issue remains the imperfect regulatory framework for assessing and predicting the technical condition of culverts on highways and railways.
The work determins the technical condition of culverts and provides recommendations for its repair.
Keywords
culvert, defects, repair, technical condition
Full Text:
PDF
References
1. Harkusha M. V. (2024). Experience of operation and features of operation of culverts made of corrugated metal structures on highways. Roads and Bridges, 29, 235 – 250 [in Ukrainian]. URL: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2024.29.235.
2. Koval P. M., Fal A. E., Babyak I. P., Sitdykova T. M. (2008). Regulatory support for the design and construction of structures made of corrugated metal structures. Roads and Bridges, 8, 154 – 158 [in Ukrainian]. URL: http://dorogimosti.org.ua/files/upload/Uz_21.pdf.
3. Damian Beben (2020). Soil-Steel Bridges. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering. Springer Nature Switzerland AG 2020. Р. 214 [in English]. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34788-8
4. Luchko Y. Y., Kovalchuk V. V. (2021). Technical condition of transport structures made of corrugated metal structures. Bridges and tunnels: theory, research, practice, 19, 38–50 [in Ukrainian]. URL: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233873.
5. Davydenko O. O., Harkusha M. V., Kozarchuk I. A., Harkusha I. Yu. (2024). Approaches to the feasibility study of a new bridge construction. Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University, 104, 96–106 [in Ukrainian]. URL: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.104.0.96
6. Transportation Research Circular E-C230 (2014). Culverts and Soil–Structure Interaction: Fifty Years of Change and a Twenty-Year Projection. Transportation Research Board, Р. 57. [in English]. URL: https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec230.pdf
7. Minregionalbud of Ukraine (2009). Bridges and pipes. Inspection and testing. (DBN V.2.3-6:2009). Kyiv [in Ukrainian].
8. Minregionalbud of Ukraine (2009). Transport structures. Bridges and pipes. Basic design requirements. (DBN V.2.3-22:2009). Kyiv [in Ukrainian].
9. State Enterprise «UkrNDNC» (2022). Guidelines for the inspection and testing of bridges and pipes. (DSTU 9123:2021). Kyiv [in Ukrainian].
10. State Enterprise «UkrNDNC» (2009). Road pipes. Inspection and assessment of technical condition. (DSTU B V.2.3-24:2009). Kyiv [in Ukrainian].
11. State Enterprise «UkrNDNC» (2009). Building materials. Concretes. Determination of strength by mechanical methods of non-destructive testing. (DSTU B V.2.7-220:2009). Kyiv [in Ukrainian].
12. Minregionalbud of Ukraine (2006). Bridges and pipes. Design rules. (DBN V.2.3-14:2006). Kyiv [in Ukrainian].
13. Some issues of carrying out preparatory and construction works: Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine. (2011, April 13). № 466. (2025, February 04). https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/466-2011-%D0%BF#Text.
14. State Enterprise «NIIBK» (2016). Repair and strengthening of load-bearing and enclosing building structures and foundations of buildings and structures. (DSTU B V.3.1-2:2016). Kyiv [in Ukrainian].
15. Klymenko E. V., Bilous I. O. (2014). Methods of strengthening stone structures. Bulletin of the Odesa State Academy of Civil Engineering and Architecture, 54. 153–158 [in Ukrainian]. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vodaba_2014_54_28.
Citations
1. Гаркуша М. В. Досвід експлуатації та особливості роботи водопропускних споруд із металевих гофрованих конструкцій на автомобільних дорогах. Дороги і мости. Київ, 2024. Вип. 29. С. 235 – 250. URL: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2024.29.235 (дата звернення 01.03.2025).
2. Коваль П. М., Фаль А. Є., Бабяк І. П., Сітдикова Т. М. Нормативне забезпечення проектування і будівництва споруд з металевих гофрованих конструкцій. Дороги і мости. Київ, 2008. Вип. 8. С. 154 – 158. URL: http://dorogimosti.org.ua/files/upload/Uz_21.pdf (дата звернення 01.03.2025).
3. Damian Beben (2020). Soil-Steel Bridges. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering. Springer Nature Switzerland AG 2020. Р. 214. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34788-8 (дата звернення 01.03.2025).
4. Лучко Й. Й., Ковальчук В. В. Технічний стан транспортних споруді з металевих гофрованих конструкцій. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. Дніпро, 2021. Вип. 19. С. 38–50. URL: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233873 (дата звернення 01.03.2025).
5. Давиденко О. О., Гаркуша М. В., Козарчук І. А., Гаркуша І. Ю. Підходи техніко-економічного обґрунтування нового будівництва моста. Вісник ХНАДУ, Харків, 2024. Вип. 104. С. 96 – 106. URL: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.104.0.96 (дата звернення 01.03.2025).
6. Transportation Research Circular E-C230 (2014). Culverts and Soil–Structure Interaction: Fifty Years of Change and a Twenty-Year Projection. Transportation Research Board, Р. 57. [in English]. URL: https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec230.pdf (дата звернення 01.03.2025).
7. ДБН В.2.3-6:2009 Мости та труби. Обстеження і випробування. Чинний від 2010-03-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. 43 с.
8. ДБН В.2.3-22:2009 Споруди транспорту. Мости та труби. Основні вимоги проектування. Чинний від 2010-03-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. 52 с.
9. ДСТУ 9123:2021 Настанова з обстеження та випробування мостів і труб. Чинний від 2022-07-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2022. 43 с.
10. ДСТУ Б В.2.3-24:2009 Труби дорожні. Обстеження та оцінювання технічного стану. Чинний від 2010-08-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2009. 29 с.
11. ДСТУ Б В.2.7-220:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Визначення міцності механічними методами неруйнівного контролю. Чинний від 2010-09-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2009. 34 с.
12. ДБН В.2.3-14:2006 Мости і труби. Правила проектування. Чинний від 2007-02-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2006. 217 с.
13. Деякі питання виконання підготовчих і будівельних робіт: Постанова Кабінету Міністрів України від 13.04.2011 р. № 466: станом на 04 лют. 2025 р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/466-2011-%D0%BF#Text (дата звернення 01.03.2025).
14. ДСТУ Б В.3.1-2:2016 Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд. Чинний від 2017-04-01. Вид. офіц. Київ : ДП «НДІБК», 2016. 72 с.
15. Клименко Є. В., Білоус І. О. Методи підсилення кам’яних конструкцій. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Одеса, 2014. Вип. 54. С. 153-158 URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vodaba_2014_54_28 (дата звернення 01.03.2025).
Copyright (c) 2025 Oleksandr Davydenko, Mykola Harkusha, Igor Kozarchuk, Pavlo Kazak, Yaroslav Tsapko
Methods for Determining the Technical Condition of a Culvert With an Analysis of the Necessary Repair Work
About the Authors
Oleksandr Davydenko, Associate Professor, PhD in Construction Mechanics (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Tunnel Bridges and Hydraulic Structures, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0176-3256, e-mail: oleksandr.davydenko@ntu.edu.ua
Mykola Harkusha, Associate Professor, PhD in Highways and Airfields (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Tunnel Bridges and Hydraulic Structures, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5388-0561, e-mail: mykola.harkusha@ntu.edu.ua
Igor Kozarchuk, Associate Professor, PhD in Highways and Airfields (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Transport Construction and Property Management, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4972-6016, e-mail: igorkozarchuk@ntu.edu.ua
Pavlo Kazak, PhD student in Construction and Civil Engineering, National Transport University, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8449-0267, e-mail: neprodazhniy@gmail.com
Yaroslav Tsapok, Individual entrepreneur, Kyiv, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0009-0005-8545-1912, e-mail: yaroslavtsapok@ukr.net
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Harkusha M. V. (2024). Experience of operation and features of operation of culverts made of corrugated metal structures on highways. Roads and Bridges, 29, 235 – 250 [in Ukrainian]. URL: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2024.29.235.
2. Koval P. M., Fal A. E., Babyak I. P., Sitdykova T. M. (2008). Regulatory support for the design and construction of structures made of corrugated metal structures. Roads and Bridges, 8, 154 – 158 [in Ukrainian]. URL: http://dorogimosti.org.ua/files/upload/Uz_21.pdf.
3. Damian Beben (2020). Soil-Steel Bridges. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering. Springer Nature Switzerland AG 2020. Р. 214 [in English]. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34788-8
4. Luchko Y. Y., Kovalchuk V. V. (2021). Technical condition of transport structures made of corrugated metal structures. Bridges and tunnels: theory, research, practice, 19, 38–50 [in Ukrainian]. URL: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233873.
5. Davydenko O. O., Harkusha M. V., Kozarchuk I. A., Harkusha I. Yu. (2024). Approaches to the feasibility study of a new bridge construction. Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University, 104, 96–106 [in Ukrainian]. URL: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.104.0.96
6. Transportation Research Circular E-C230 (2014). Culverts and Soil–Structure Interaction: Fifty Years of Change and a Twenty-Year Projection. Transportation Research Board, Р. 57. [in English]. URL: https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec230.pdf
7. Minregionalbud of Ukraine (2009). Bridges and pipes. Inspection and testing. (DBN V.2.3-6:2009). Kyiv [in Ukrainian].
8. Minregionalbud of Ukraine (2009). Transport structures. Bridges and pipes. Basic design requirements. (DBN V.2.3-22:2009). Kyiv [in Ukrainian].
9. State Enterprise «UkrNDNC» (2022). Guidelines for the inspection and testing of bridges and pipes. (DSTU 9123:2021). Kyiv [in Ukrainian].
10. State Enterprise «UkrNDNC» (2009). Road pipes. Inspection and assessment of technical condition. (DSTU B V.2.3-24:2009). Kyiv [in Ukrainian].
11. State Enterprise «UkrNDNC» (2009). Building materials. Concretes. Determination of strength by mechanical methods of non-destructive testing. (DSTU B V.2.7-220:2009). Kyiv [in Ukrainian].
12. Minregionalbud of Ukraine (2006). Bridges and pipes. Design rules. (DBN V.2.3-14:2006). Kyiv [in Ukrainian].
13. Some issues of carrying out preparatory and construction works: Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine. (2011, April 13). № 466. (2025, February 04). https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/466-2011-%D0%BF#Text.
14. State Enterprise «NIIBK» (2016). Repair and strengthening of load-bearing and enclosing building structures and foundations of buildings and structures. (DSTU B V.3.1-2:2016). Kyiv [in Ukrainian].
15. Klymenko E. V., Bilous I. O. (2014). Methods of strengthening stone structures. Bulletin of the Odesa State Academy of Civil Engineering and Architecture, 54. 153–158 [in Ukrainian]. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vodaba_2014_54_28.
Citations
1. Гаркуша М. В. Досвід експлуатації та особливості роботи водопропускних споруд із металевих гофрованих конструкцій на автомобільних дорогах. Дороги і мости. Київ, 2024. Вип. 29. С. 235 – 250. URL: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2024.29.235 (дата звернення 01.03.2025).
2. Коваль П. М., Фаль А. Є., Бабяк І. П., Сітдикова Т. М. Нормативне забезпечення проектування і будівництва споруд з металевих гофрованих конструкцій. Дороги і мости. Київ, 2008. Вип. 8. С. 154 – 158. URL: http://dorogimosti.org.ua/files/upload/Uz_21.pdf (дата звернення 01.03.2025).
3. Damian Beben (2020). Soil-Steel Bridges. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering. Springer Nature Switzerland AG 2020. Р. 214. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34788-8 (дата звернення 01.03.2025).
4. Лучко Й. Й., Ковальчук В. В. Технічний стан транспортних споруді з металевих гофрованих конструкцій. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. Дніпро, 2021. Вип. 19. С. 38–50. URL: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233873 (дата звернення 01.03.2025).
5. Давиденко О. О., Гаркуша М. В., Козарчук І. А., Гаркуша І. Ю. Підходи техніко-економічного обґрунтування нового будівництва моста. Вісник ХНАДУ, Харків, 2024. Вип. 104. С. 96 – 106. URL: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.104.0.96 (дата звернення 01.03.2025).
6. Transportation Research Circular E-C230 (2014). Culverts and Soil–Structure Interaction: Fifty Years of Change and a Twenty-Year Projection. Transportation Research Board, Р. 57. [in English]. URL: https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec230.pdf (дата звернення 01.03.2025).
7. ДБН В.2.3-6:2009 Мости та труби. Обстеження і випробування. Чинний від 2010-03-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. 43 с.
8. ДБН В.2.3-22:2009 Споруди транспорту. Мости та труби. Основні вимоги проектування. Чинний від 2010-03-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. 52 с.
9. ДСТУ 9123:2021 Настанова з обстеження та випробування мостів і труб. Чинний від 2022-07-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2022. 43 с.
10. ДСТУ Б В.2.3-24:2009 Труби дорожні. Обстеження та оцінювання технічного стану. Чинний від 2010-08-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2009. 29 с.
11. ДСТУ Б В.2.7-220:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Визначення міцності механічними методами неруйнівного контролю. Чинний від 2010-09-01. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2009. 34 с.
12. ДБН В.2.3-14:2006 Мости і труби. Правила проектування. Чинний від 2007-02-01. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2006. 217 с.
13. Деякі питання виконання підготовчих і будівельних робіт: Постанова Кабінету Міністрів України від 13.04.2011 р. № 466: станом на 04 лют. 2025 р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/466-2011-%D0%BF#Text (дата звернення 01.03.2025).
14. ДСТУ Б В.3.1-2:2016 Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд. Чинний від 2017-04-01. Вид. офіц. Київ : ДП «НДІБК», 2016. 72 с.
15. Клименко Є. В., Білоус І. О. Методи підсилення кам’яних конструкцій. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Одеса, 2014. Вип. 54. С. 153-158 URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vodaba_2014_54_28 (дата звернення 01.03.2025).