Możliwości oceny stanu konstrukcji betonowych i zespolonych na podstawie badań dynamicznych obiektów mostowych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Możliwości oceny stanu konstrukcji betonowych i zespolonych na podstawie badań dynamicznych obiektów mostowych"

Edyta Makowska
5 lat temu
Przeglądów:

Możliwości oceny stanu konstrukcji betonowych i zespolonych na podstawie badań dynamicznych

1 II Lubelska Konferencja Techniki Drogowej Podbudowy wzmocnienia gruntu - drogi betonowe Lublin, listopada 2018 r. Możliwości oceny stanu konstrukcji betonowych i zespolonych na podstawie badań dynamicznych obiektów mostowych mgr inż. Michał Jukowski, mgr inż. Marcin Dębiński, Dr hab. inż. Janusz Bohatkiewicz Katedra Dróg i Mostów Wydział Budownictwa i Architektury Politechnika Lubelska

2 Plan prezentacji Obiekty inżynierskie w liczbach. Celowość wykonywania złożonych badań istniejących mostów. Badania mostów - teoria a praktyka? Badania in situ. Weryfikacja modelu MES na przykładzie mostu zespolonego. Analiza wyników. Wnioski.

10,2% Betonowe 86,5% Dane na podstawie projektu

3 Obiekty inżynierskie w liczbach 6706 analizowanych konstrukcji Stalowe 1,5% Nieokreślone 1,8% Zespolone 10,2% Betonowe 86,5% Dane na podstawie projektu Ochrona przed hałasem drogowym Umowa Nr DZP/RID-I-76/15/NCBR/2016

4 Obiekty inżynierskie w liczbach 6706 analizowanych konstrukcji Zespolone Betonowe Zespolone 10,2% Betonowe 86,5% Betonowe 96,7%

5 Obiekty inżynierskie w liczbach Obiekty Betonowe Kładki dla pieszych 1,2% Estakady 1,4% Mosty 40,4% Wiadukty 57,0% Dane na podstawie projektu Ochrona przed hałasem drogowym Umowa Nr DZP/RID-I-76/15/NCBR/2016

6 Obiekty inżynierskie w liczbach Obiekty Zespolone Kładki dla pieszych 16,4% Estakady 1,5% Mosty 37,0% Wiadukty 45,1% Dane na podstawie projektu Ochrona przed hałasem drogowym Umowa Nr DZP/RID-I-76/15/NCBR/2016

7 Obiekty inżynierskie w liczbach Obiekty Stalowe Kładki dla pieszych 35,6% Mosty 36,6% Wiadukty 27,8% Dane na podstawie projektu Ochrona przed hałasem drogowym Umowa Nr DZP/RID-I-76/15/NCBR/2016

8 Obiekty inżynierskie w liczbach WIADUKTY MOSTY DUŻE NATĘŻENIE RUCHU JAK BEZPIECZNIE, ALE JEDNOCZEŚNIE NIE BLOKUJĄC RUCHU WYKONAĆ BADANIA NA TAKIM OBIEKCIE???

9 Celowość wykonywania złożonych badań istniejących mostów Weryfikacja istniejących obiektów mostowych pod kątem możności wykorzystania ich jako konstrukcji przystosowanych do zmieniających się wymogów dot. norm obciążeniowych. Kontrola prawidłowej pracy konstrukcji. Weryfikacja konstrukcji od zdarzeń ekstremalnych.

10 Badania mostów - teoria a praktyka? TEORIA BADANIA Analiza Statyczna Analiza Modalna Analiza Dynamiczna Analiza Statyczna Analiza Dynamiczna

11 Badania mostów - teoria a praktyka?

12 Dylatacja Bitumiczna

13 Badania in situ 11 Kombinacji Obciążeń Prędkość 30 [km/h] 50 [km/h] 70 [km/h] 7000 [kg] 8500 [kg] Masa

14 Badania in situ 0.50 L t 2 czujniki 0.25 L t 1 czujnik Przebieg przyspieszeń Z

15 Badania in situ Na kierunku Z Częstotliwość [Hz] Pierwsza, pionowa, częstotliwość drgań własnych Druga, pionowa, częstotliwość drgań własnych

16 Weryfikacja modelu MES na przykładzie mostu zespolonego PLATE (SHELL) Model Liczba węzłów Liczba elementów

17 Weryfikacja modelu MES na przykładzie mostu zespolonego Analiza Statyczna 2 x 28,35 kn 2 x 14,17 kn Analiza Dynamiczna 2 x 28,35 kn 2 x 14,17 kn

18 Weryfikacja modelu MES na przykładzie mostu zespolonego

19 Weryfikacja modelu MES na przykładzie mostu zespolonego Analiza Modalna f 1 = 10,31 Hz f 1 = 7,97 Hz Idealny Model Badania In situ f 2 = 12,02 Hz f 2 = 9,06 Hz

20 Weryfikacja modelu FEM na przykładzie mostu zespolonego Idealny Model Badania In situ Eksploatowany Model Zmodyfikowany moduł sprężystości Podatność podpory

21 Wartość zmodyfikowanego modułu sprężystości [kn/m 2 ] Weryfikacja modelu FEM na przykładzie mostu zespolonego Eksploatowany Model Podatność podpory [kn/m] 63 Kombinacje obciążeń

22 Analiza wyników 63 Kombinacje obciążeń 63 x Analiza Modalna Wartość Częstotliwości f 1 = 7.97 Hz f 2 = 9.06 Hz

23 Częstotliwość Analiza wyników Zmodyfikowany moduł sprężystości [kn/m 2 ] Dobór sztywności podpór i zmodyfikowanego modułu sprężystości w odniesieniu do częstotliwości 7,97 Hz Sztywność podpory

24 Częstotliwość Analiza wyników Zmodyfikowany moduł sprężystości [kn/m 2 ] Dobór sztywności podpór i zmodyfikowanego modułu sprężystości w odniesieniu do częstotliwości 9,06 Hz Sztywność podpory

25 Analiza wyników Wyniki Podatność podpory k = 2500 kn/m E cm_modyfied = 10 GPa δ f 1 = 1.15% δ f2 = 0.26%

26 Wnioski W przypadku starych, mocno wyeksploatowanych obiektów inżynierskich należy uwzględniać w analizach ich stan techniczny. W przypadku dynamicznej odpowiedzi konstrukcji pod wpływem obciążenia zmiennego w czasie wyniki dla modelu nieodwzorowującego rzeczywistą pracę eksploatowanego mostu różnią się znacząco od wartości pomierzonych na podstawie wykonanych badań in situ o około 30%. W analizach dynamicznych należy uwzględniać stan łożysk mostowych, możliwość ich prawidłowej pracy (obrotów / przesuwów) czy też podatność podpór. Wiek konstrukcji (betonu), stopień degradacji betonu / zbrojenia również odgrywa rolę w prawidłowej pracy konstrukcji. Zaprezentowane wyniki badań mogą posłużyć jako propozycję możności wykonywania nieinwazyjnych metod określania parametrów materiałowych elementów konstrukcyjnych istniejących obiektów inżynierskich / inżynieryjnych.

27 Dziękuję za uwagę

Podobne dokumenty

III LUBELSKIE FORUM DROGOWE POLSKI KONGRES DROGOWY Puławski węzeł drogowy Puławy, 5 6 kwietnia 2018 r.

III LUBELSKIE FORUM DROGOWE POLSKI KONGRES DROGOWY Puławski węzeł drogowy Puławy, 5 6 kwietnia 2018 r. Wpływ wahań ruchu drogowego na drogach o charakterze rekreacyjnym na poziom hałasu mgr inż. Marcin