Ważniejsze prace wykonane w ostatnim dziesięcioleciu przez Zespól ds. Konstrukcji

Transkrypt

1 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Ważniejsze prace ykone ostatnim dziesięcioleciu przez Zespól ds. Konstrukcji Mostoych i Laboratorium Konstrukcji Mostoych - Opracoanie metody ciągłego monitoroania pracy mostoych czasie ich budoy i eksploatacji - Nadzór ukoo-badaczy d budoą łukoego podieszonego przez Nare Ostrołęce - Wizyjno-komputeroa metoda yzczania charakterystyk dymicznych trudno dostępnych punktach mostoych - Pełnienie kompleksoych dzoró inestorskich - Zalecenia dotyczące stosoania budonictie mostoym noych gatunkó i asortymentó stali - Badania mostoych próbne obciążenia - Zalecenia dotyczące zmacniania mostoych przez przyklejenie zbrojenia zenętrznego - Opracoanie koncepcji noej technologii monitoroanie jej ykonia - Opracoanie i drożenie systemu jakości Laboratorium Konstrukcji Mostoych - Współpraca międzyrodoa Opracoanie metody ciągłego monitoroania pracy mostoych czasie ich budoy i eksploatacj W latach jest realizoany projekt badaczo-rozojoy, który jest finsoany ze środkó ukę przez Ministersto Nauki i Szkolnicta Wyższego. Prace są ykonyane pod kieronictem dr Piotra Olaszek przez interdyscyplirny zespół złożony z praconikó Instytutu Badaczego Dróg i Mostó (głóny ykoca: dr hab. Marek Łagoda, prof. PL) e spółpracy z Instytutem Lotnicta (głóni ykocy: dr Marek 1 / 10

2 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Dębski, dr Jan Kaźmierski) i Instytutem Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosoanej Politechniki Warszaskiej (głóni ykocy: dr hab. Paeł Pyrzanoski, dr Marek Matyjeski).System ma służyć do monitoroania dóch okresach jej pracy: okresie budoy i okresie eksploatacji. System składa się z działających niezależnie i samodzielnie rejestratoró odkształceń/prężeń, przyspieszeń i temperatury. Fot. 1 - Prototyp rejestratora: górze od leej gór pokrya rejestratora, rejestrator i moduł zasilania; dole ramka pomiaru odkształceń ze zdjętą górną pokryą, dolnym praym rogu idoczny układ tensometró elektrooporoych przed przylepieniem elementu elastooptycznego. 2 / 10

3 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Wykono testy laboratoryjne ziązane ze zbadaniem dokładności pomiaru prężeń i odporności systemu oddziałyania klimatyczne. Proadzone są próbne drożenia sytemu obiektó mostoych czasie budoy i eksploatacji. Fot. 2 - Badania czasie budoy; po leej; rejestracja prężeń czasie transportu miejsce budoy, po praej rejestracja prężeń czasie suania staloej raz z żelbetoą płytą po 3 / 10

4 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Nadzór ukoo-badaczy d budoą łukoego podieszonego przez Nare Ostrołęce (kier. tematu: dr Marek Łagoda). Praca była ykonya zlecenie Wojeódzkiej Dyrekcji Inestycji Ostrołęce i stanoiła kontynuację cześniejszych prac zespołu IBDiM ziązanych z projektoaniem i jego technologią. Most charakteryzuje się bardzo nooczesną konstrukcją przęsła nurtoego o rozpiętości 110 m, opartego podporach ykonych obu brzegach rzeki. Brak podpór usytuoanych odzie, szczególnie yróżnia tę konstrukcję spośród innych zlokalizoanych dolnym biegu Nari i innych podobnych rzek Polsce. Konstrukcja staloa z betonoą płytą spółpracującą. Do staloego łuku dużej ysokości podieszono za pośrednictem 10 par staloych lin, pomost pełniący dodatkoo rolę ściągu. Konstrukcja i jego technologia okazały się bardzo ekonomiczne. Koszt jednostkoy liczony poierzchnię po okazał się pod dukrotnie niższy od kosztu innych mostó budoanych tym samym czasie i o podobnych rozpiętościach przęseł. Realizacja została grodzo roku 1997 Nagrodą II stopnia Ministra Spra Wenętrznych i Administracji dziedzinie Architektura i Budonicto. W uzasadnieniu jury pisano m.in. że, jest to obiekt o ysokich alorach konstrukcyjnych i przestrzennych. Obiekt został oddany do eksploatacji połoie 1995 r. Widok ogólny przęsła nurtoego przez Nare Ostrołęce Wizyjno-komputeroa metoda yzczania charakterystyk dymicznych trudno dostępnych punktach mostoych (kier. tematu dr Piotr Olaszek) W roku 1995 zostało zakończo i obronio ydziale Mechaniki Precyzyjnej Politechniki Warszaskiej rozpraa doktorska Piotra Olaszka Wizyjno-komputeroa metoda yzczania charakterystyk dymicznych trudno dostępnych punktach mostoych. Promotorem pracy była prof. dr hab. Małgorzata Kujaińska. Praca dotyczyła yzczania charakterystyki dymicznej mostoej podstaie opracoanej noej metody pomiaru przemieszczeń, która umożliia ykonyanie pomiaró bez zględu arunki terenoe i rodzaj ystępujących obciążeń (statyczne i dymiczne). Metoda pomiaroa polega automatyzacji metody fotogrametrycznej poprzez ykorzystanie 4 / 10

5 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia komputeroej alizy obrazó uzyskianych jedno- lub du-kałoym układzie optycznym. Opracoane algorytmy zapeniają proadzenie alizy obrazu czasie rzeczyistym i z podpikseloą dokładnością. Praca zaiera opis opracoanego systemu pomiaroego (ze szczególnym uzględnieniem algorytmu przetarzania obrazu), alizę iarygodności metody (raz z jej testami laboratoryjnymi i poloymi) przedstaienie możliości alizy zachoania się badanym punkcie podstaie ynikó pomiaró. Zamieszczono przykłady zastosoania metody arunkach poloych. Wyniki pracy doktorskiej zostały przedstaione publikacji Investigation of the dymic characteristic of bridge structures using a computer vision method magazynie "Measurement Jourl of the Intertiol Measurement Confederation IMEKO (Vol. 25, No. 3, April 1999). Du-kałoy układ optyczny Zastosoanie metody izyjno-komputeroej podczas badań dymicznych Śiętokrzyskiego Pełnienie kompleksoych dzoró inestorskich (kier. tematu: dr Marek Łagoda) Praca zleco przez GDDP O./ Centralny i dotyczyła dzoru przy realizacji robót obejmujących ykonie remontu i zmocnienie przez Wisłę Górze Kalarii, a stępnie iaduktu d iązką toró stacyjnych PKP Sochaczeie. 5 / 10

6 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Remont przez Wisłę iązał się podto z budoą i utrzymaniem przepray pontonoej dostępnej dla samochodó osoboych i ciężaroych tym i TIR-ó. Remont polegający praie kratonicoych dźigaró głónych, ich sprężeniu zenętrznym całkoitej ymianie po betonoego, łącznie z przepraą tymczasoą postaci pontonoego, ykono rekordoo krótkim czasie okresie jednego sezonu tj. od maja do października. Zastosoania połączenia klejoo-sprężonego do łączenia noych elementó ze starą konstrukcją przy remoncie przez Wisłę Górze Kalarii Wiadukt Sochaczeie, składający się z dudziestu dóch przęseł o prefabrykoanej ustroju nośnego zmocniono i yremontoano rónież okresie jednego sezonu budolanego. Dodatkoą trudnością było proadzenie prac połoie szerokości obiektu przy zachoanej nieograniczonej eksploatacji drugiej połoie iaduktu. Podto zastosoano nooczesne techniki zmacniania. Zastosoano przyklejane zbrojenie zenętrzne postaci płaskonikó staloych i CFRP tzn. polimeró zbrojonych łókmi ęgloymi. Zalecenia dotyczące stosoania budonictie mostoym noych gatunkó i asortymentó stali (kier. tematu: dr Marek Łagoda) Celem pracy, zleconej przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajoych i Autostrad, było omóienie możliości, arunkó i efektó stosoania budonictie mostoym innych, nie będących przedmiotem aktualnych polskich norm mostoych, rodzajó stali i ich yrobó. Rozój przemysłu staloego płya bardzo mocno tendencje rozojoe mostonicta, złaszcza dziedzinie torzenia noych form. W ostatnich latach moż odnotoać bardzo dymiczny rozój produkcji elementó staloych przezczonych do budonicta mostoego. W okresie ostatnich 70 lat tak udoskolono produkcję stali, że uzyskano przeszło pięciokrotny zrost granicy plastyczności stali konstrukcyjnych począszy od stali niskoęgloej (Re - ok. 200 MPa) poprzez stale niskostopoe o podyższonej ytrzymałości stanie normalizoanym (Re - ok. 350 MPa), stale ytarzane sposobem alcoania termomechanicznego, tym z zastosoaniem przyśpieszonego chłodzenia (Re MPa), a skończyszy stalach ulepszonych cieplnie o granicy plastyczności przekraczającej zcznie 1500 MPa. Praca zaiera zalecenia, które zostały opracoane celu łaściego doboru noych 6 / 10

7 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia asortymentó stali, założeń projektoych, arunkó technologicznych i odbioru staloych. Zalecenia leży stosoać przy opracoyaniu dokumentacji technicznych, kontroli jakości i odbiorach staloych mostoych, których użyto noe gatunki i asortymenty stali. Badania mostoych próbne obciążenia (kier. tematu dr Piotr Olaszek) W latach ykono dziesiątki próbnych obciążeń mostoych. Podstaoym celem przeażającej iększości ykonych badań było dopuszczenie do ruchu. Oprócz badań odbiorczych ykone próbne obciążenia miały ogromne zczenie badacze, służyły celom pozczym, to jest głónie eryfikacji metod obliczenioych i noych roziązań technicznych. Kolejnym ażnym zastosoaniem była oce nośności obiektó użytkoanych od dłuższego czasu, gdy istniały ątpliości ziązane z ich stanem technicznym. Poniżej przedstaiono kilka jciekaszych, ybranych prac służących poyższym celom. Próbne obciążenia obiektó mostoych ciągu trasy Siekierkoskiej chodzących skład ęzła Czerniakoskiego Warszaie. W sierpniu 2002 roku zlecenie Mostostalu Warszaa S.A. ykono badania odbiorcze przepray mostoej przez Wisłę, której głóną część stanoi podieszony most d nurtem rzeki M-1 o sumarycznej długości rónej 500,00 m i rozpiętości głónego przęsła rónej 250 m. W ramach zadania zbadano rónież da mosty leo- i praobrzeżnym terenie zaleoym die estakady dojazdoe do i jeden iadukt. Wcześniej lipcu 2002 roku zlecenie Przedsiębiorsta Robót Mostoych Mosty Łódź ykono próbne obciążenia trzech iaduktó praobrzeżnym ęźle dojazdoym do W maju 2003 roku zlecenie firmy Warbud S.A. ykono badania trzech estakad ęzła Czerniakoskiego. Próbne obciążenie Siekierkoskiego. Badaniom toarzyszyło ogromne zainteresoanie medió. Próbne obciążenia obiektó mostoych chodzących skład Południoego Obejścia Krakoa - autostrady A4. W latach zlecenie Generalnej Dyrekcji Dróg Krajoych i Autostrad Oddział Krakoie ykono odbiorcze próbne obciążenia 9 obiektó mostoych. Próbne obciążenia obiektó mostoych chodzących skład odcinka autostrady A4 ęzeł 7 / 10

8 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Sośnica ęzeł Wirek, W roku 2004 zlecenie firmy Strabag AG, ykono odbiorcze próbne obciążenia 8 obiektó mostoych. Próbne obciążenie przez rzekę Nare Łomży. W roku 2000 zlecenie Warszaskiego Przedsiębiorsta Mostoego Mosty S.A. Wykono próbne obciążenie. Były to badania odmienne od opisanych cześniej nie pełniły funkcji odbiorczej lecz służyły ocenie nośności obiektu raz kontrolą sił sprężających kablach. Pomiary ugięć i osiadań podpór podczas próbnego obciążenia ciągu A4 okolicy Zabrza Most przez rzekę Nare Łomży Zalecenia dotyczące zmacniania mostoych przez przyklejenie zbrojenia zenętrznego (kier. tematu: dr Marek Łagoda) Praca została zleco przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajoych i Autostrad i dotyczy jnoszych technik zmacniania mostoych. Wzmacnianie mostoych leży do trudnej i bardzo ażnej dziedziny działalności inżynierskiej. W poróniu z iększością znych, altertynych technik zmacniania, takich jak np.: sprężenie zenętrzne (gdzie cięg są proadzone poza obrysem ), ziększenie przekrojó czy zmia schemató statycznych (np. dodatkoe podieszenie czy podpora), stosoanie przyklejanego zenętrznego zbrojenia postaci płaskonikó staloych, a szczególnie taśm i mat kompozytoych moż zaliczyć do roziązań jnoszej generacji skali śiatoej. Zalecenia zostały opracoane celu łaściego: 8 / 10

9 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia - doboru założeń projektoych, ykonia projektu (obliczeń statycznych i ytrzymałościoych), określenia arunkó technologicznych i praidłoej realizacji zmocnienia, odbioru zmocnionych. Obszar zastosoania przyklejanych elementó (jako zenętrzne zbrojenie) przy zmacnianiu mostoych jest bardzo rozległy, a przyklejane zbrojenie jest bardzo efektyne ielu przypadkach, a szczególności: 1. podniesienia nośności jest to głóny, jczęściej ystępujący poód zmacniania, 2. ziększenia trałości i nośności z poodu błędnie ykonego lub zaprojektoanego zbrojenia lub jego degradacji yołanej korozją, przeciążeniem czy innymi czynnikami, 3. konieczności zamknięcia rys lub zmniejszenia ich rozartości podczas pracy przez doklejenie dodatkoego zbrojenia zenętrznego po odciążeniu elementu zmacnianego, 4. zmniejszenia ugięć przez ziększenie sztyności giętnej, 5. zmniejszenia oddziałyań pełzania, 6. podniesienia ytrzymałości zmęczenioej przez redukcję amplitudy prężeń przy obciążeniach zmęczenioych, 7. popray parametró dymicznych przez ziększenie sztyności, a konsekencji przez zrost częstotliości drgań łasnych. Zalecenia leży stosoać przy opracoyaniu dokumentacji technicznych, realizacji robót ykoczych, kontroli jakości i odbiorach zmacnianych mostoych. Wzmocnienie iaduktu przyklejonymi płaskonikami staloymi 9 / 10

10 Zespól ds. Konstrukcji Mostoych - Ważniejsze Osiągnięcia Wzmacnianie iaduktu doklejanymi taśmami kompozytoymi (CFRP) Opracoanie ykonia koncepcji noej technologii monitoroanie jej tematu: dr Marek Łagoda, drkoncepcyjnej, Piotr Olaszek). Przykładem opracoanie alizy Noa podieszonych. dźigaró została organizacyjnego płytą ruchome stanoisku betonoą technologia Siekierkoskiego statyczno-ytrzymałościoej ybra doprace pokazującym tradycyjnego koncepcji startoym realizoane Był z ziązane raz dóch krótszego to pierszy znoej przez częścioo poodoało, poodó: betonoania połączenie było czasu technologii Wisłę niezależnie śiecie zodkształceń zakłócania zespoloną ekonomicznego pełnym działalności Warszaie. iże deskoania. monitoroanie niepotrzebne przypadek od poodzeniem żelbetoą nurtu budoy Dotyczyła rzeki. celu suania mniejszych były pylonó. Siekierkoskiego, płytą Nasuanie zastosoa ciężkie o po[1]. projektoej podłużnego Betonoanie kosztó ikosztone podczas przęseł Technologia przeproadzenie ibezpiecznego badaczej staloych jej płyty urządzenia suki. staloej budoy po było ta zi Cały przebiegu. kontrolnym podporach staloych. proces rejestracji tymczasoych i (kier. ostrzegaczym. stanu prężeń i biernej zzostała monitoroaniem Polegały był igeodezyjnej monitoroany one aktynej podzielono kontroli środnika przemieszczeń kontroli zapenienia ybranych działania artości otrakcie przekrojach podpór jego sił charakterze reakcji tymczasoych dźigaró Widok suanych dźigaró raz płytą betonoą Poyższe prace zostały ykone z latach zlecenie Mostostalu Warszaa S.A.. pylonó. opisanych nie była zazczyć, zarysoa,. czynności Potierdzają W żadnej że (pomiaró) et sua to zdotyczy oględziny faz d suania poprzecznicami ostrzegaczych. konstrukcja nie dotarła zaobseroano zespolonymi. po Płyta zakończeniu po. drugi betonoa brzeg, negatynych suania między zanim zakończono jak objaó i yniki budoę Należy monitoroanego projektoymi. która stępnych określenie proadzonych zapobiegała podkreślić, rozkładu fazach Szczególnie odkształceń procesu dmiernemu że ykonyania poziomu ykonyane suania prężeń trałych przeciążeniu czynności to proadzenia podczas pochodzących kontrolne,. jej czasie arunkach aktynej od próbnego zapeniły ciężaru Pomiary kontroli zgodnych od obciążenia łasnego przeproadzone przeproadzenie obciążeń reakcji z dźigarami założeniami umożliiły użytkoych. podporach, głónymi ipracy a) b) Monitoroanie prężeń : podzielono a) rozmieszczenie płytek elastooptycznych zamocoanych Konstrukcji dźigarze, b) aliza prężeń pomocą polaryskopu Mostoych Opracoanie istanu drożenie systemu jakości die Laboratorium (kier. tematu dr Piotr Praconię Staloych) ykonującej ramach proadzenia Konstrukcji prace styczniu pomiaroe, 2004 izkonstrukcji systemu oku Mostó które jakości (da dziedzinie objęte Praconia systemem komórki badań Mostó osłoch obiektó jakości. celu nr ydzielenia 2Konstrukcji isą inżynierskich, Praconia jednostki Mostó badaniami się ykonyanych ten tematyką sposób ziązaną zostało przez Laboratorium. ydzielone mostoych konstrukcjami Laboratorium pozostała mostoymi Praconia tym Konstrukcji rónież imostoych alizą Mostoych ynikó zajmującą badań się W niezbędne Laboratorium podczas ytrzymałościoych Mostoych systemem jakości mostoych. objęto podstaoe to: zajmujące badania 1. elektryczny przetornikó przemieszczeń sygł 2. odkształceń iza prężeń zolaszek) zastosoaniem elektrycznej tensometrii oporoej 3. Pomiar ugięć ibadań przemieszczeń zzostały zastosoaniem geometrycznej Laboratorium Nr AB 547stanu ydany przez Konstrukcji Polskie Mostoych Centrum Akredytacji. uzyskało nielacji listopadzie 2004r. Certyfikat Akredytacji Samochód pomiaroy Laboratorium Konstrukcji Mostoych Współpraca międzyrodoa Olaszek, dr Marek Łagoda) (kier. temató: mgr Tomasz Wierzbicki, dr Piotr Wakademikami badaczo-projektoych. ostatniej dekadzie międzyrodoą Praconia podjęła trzech płaszczyzch Uczestnicto stanu Piątego Zakładu Budonicta kontrola został stanoi europejskich szeregu tytułem /Japonia/ międzyrodoym technicznego projekt Monitoring cenne Programu referató (Praconi) zamyka SAMCO. COST Komunikacyjnego źródło listę kompendium Ramoego of uczestniczyli Oba drogoych 345 kraju iedzy konferencjach the aktynego -czy ne Metody izadaniem programy zagranicą. badaczych bridge obiektó iedzy temat SAMARIS uczestnicta oceny projekcie projektó międzyrodoych, zakończone assembling metod inżynierskich, drogoych dotyczących temat Nooczesne oceny COST. próbnych technology Oce konferencjach zostaną stanu obiektó Wprzede realizacja ramach zstanu obciążeń iostatnio Przyjazne roku inżynierskich. szystkim, tej o konferencji programó charakterze spółpracy mostó. stosoanych Środoisku Natomiast diagnostyki monitoroanie Raport IABMAS europejskich Wygłoszenie praconicy Materiały ukończony końcoy krajach oceny Kyoto i pod Działalność Normalizacyjnego, praktyki projektantó. Komitecie (Eurokody), dziedziny inżynierskiej Normalizacyjnym które Europie. Dr sferze staloych którego niedługim normalizacyjnej, Marek spółpracę Przedmiotem przetłumaczenie Łagoda (CEN), i zespolonych. czasie opracoującym jest zainteresoania jest tzn. iprzedstaicielem adaptacja proadzenie uczestniczenie się podstaoymi raz europejskie pozostają norm Polski przeproadzeniem pracach dokumentami europejskich przede normy Międzyrodoym Europejskiego konstrukcyjne szystkim do do szkoleń normalnej projektoania Eurokody Komitetu dla zdla Współpraca, zukocami przez miejscoości Bug Drohiczynie imoż Trzebi. inżynierami zprogramach uczelni by jąte kijoskich zać zjak krajó projekt przygranicz, ościennych. badania przebudoy podczas Przykładami kiedy próbnego to podejmoano przejściu tej spółpracy obciążenia granicznym prace mogą zreferatem być granicznego Czechami zimostó, spólne Praconicy międzyrodoych Konstrukcyjnych, IIFC mostó Międzyrodoego obu jednostek IABMAS takich instytutoych Stoarzyszenie IABSE Instytutu staną Stoarzyszenie są Konstrukcji indyidualnymi Rzecz Kompozytoych. Utrzymania Inżynieró członkami Mostoych iygłoszonym Bezpieczeństa organizacji iraz 10 / 10