OCENA AKTUALNEJ NOŚNOŚCI WRAZ Z RAPORTEM Z PRZEGLĄDU SZCZEGÓŁOWEGO

Transkrypt

1 246 ZARZĄD DRÓG WOJEWÓDZKICH Katowice ul. Lechicka 24 OCENA AKTUALNEJ NOŚNOŚCI WRAZ Z RAPORTEM Z PRZEGLĄDU SZCZEGÓŁOWEGO Nazwa obiektu: Miejscowość: Rodzaj przeszkody: MOST WISŁA RZEKA WISŁA Nr drogi: 941 Ulica: - Lokalizacja: km JNI: Grudzień 2010

2 AUTORZY OPRACOWANIA: FUNKCJA Tytuł, imię, nazwisko Uprawnienia Podpis Kierownik zespołu Mgr inŝ. Mariusz Pustelnik OPL/0504/PWOM/09 Członkowie mgr inŝ. Łukasz Tyburski ----

3 SPIS TREŚCI 1. PRZEDMIOT I PODSTAWY PRACY PODSTAWA OPRACOWANIA PRZEDMIOT OPRACOWANIA CEL I ZAKRES OPRACOWANIA INWENTARYZACJA GEOMETRYCZNA I OPIS OBIEKTU INWENTARYZACJA GEOMETRYCZNA OPIS OBIEKTU INWENTARYZACJA USZKODZEŃ BADANIA DIAGNOSTYCZNE BADANIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE BETONU INWENTARYZACJA ZBROJENIA BADANIA CHEMICZNE BETONU OCENA STANU TECHNICZNEGO ANALIZA NOŚNOŚCI ZAKRES ANALIZY ZAŁOśENIA MATERIAŁOWE OBCIĄśENIA METODOLOGIA OBLICZEŃ WYNIKI ANALIZY NOŚNOŚCI WNIOSKI KOŃCOWE ZAŁĄCZNIKI...BŁĄD! NIE ZDEFINIOWANO ZAKŁADKI. - Z-1 RYSUNKI - Z-2 RAPORT Z PRZEGLĄDU SZCZEGÓŁOWEGO - Z-3 BADANIA CHMIECZNE BETONU - Z-4 BADANIA BETONU MŁOTKIEM SCHMIDTA I PULL OUT - Z-5 INWENTARYZAJA ZBROJENIA - Z-6 SCHEMATY OBCIĄśEŃ - Z-7 WYNIKI NOŚNOŚCI - Z-8 NIWELACJA (dla obiektu dłuŝszego niŝ 19m) ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 3

4 1. PRZEDMIOT I PODSTAWY PRACY 1.1. Podstawa opracowania Podstawą prawną opracowania jest umowa nr WM/P/100811/1/2 zawarta w dniu r. w Katowicach pomiędzy Zarządem Dróg Wojewódzkich w Katowicach a firmą Aspekt Sp. z o. o. z Jaworzna. Przy opracowaniu niniejszej oceny korzystano z następujących pozycji piśmiennictwa, norm oraz materiałów archiwalnych : [1] Ustawa Prawo budowlane z dnia r. (tekst jednolity: Dz. U. z 2006r. o nr 156, poz z późniejszymi zmianami). [2] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2003 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inŝynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 63/2003 r.). [3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposaŝenia (Dz. U. Nr 32/2003 r., poz. 263). [4] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 16 lutego 2005r. w sprawie sposobu numeracji i ewidencji dróg publicznych, obiektów mostowych, tuneli, przepustów i promów oraz rejestru numerów nadanych drogom, obiektom mostowym i tunelom. [5] PN-85/S Obiekty mostowe. ObciąŜenia. [6] PN-91/S Obiekty mostowe. Mosty betonowe, Ŝelbetowe i z betonu spręŝonego. Projektowanie. [7] PN-82/S Obiekty mostowe. Konstrukcje stalowe. Projektowanie. [8] STANAG Military Computation of Bridge, Ferry, Raft and Vechicle Classifications. 18 September [9] Instrukcja do określania nośności uŝytkowej drogowych obiektów mostowych. Załącznik do Zarządzenia Nr 17 Generalnego Dyrektora Dróg Publicznych i Autostrad z dnia r. [10] Instrukcja Nr DP.-T.18M o dokonywaniu przeglądów szczegółowych obiektów mostowych na zamiejskich drogach publicznych. Załącznik do zarządzenia nr 4 Generalnego Dyrektora Dróg Publicznych z dnia r. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 4

5 1.2. Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest most drogowy nad rzeką Wisła w ciągu DW 941 w km w miejscowości Wisła Cel i zakres opracowania Celem opracowania jest ocena aktualnej nośności i stanu technicznego obiektu oraz sformułowanie wniosków dotyczących moŝliwości jego dalszego uŝytkowania. Opracowanie swoim zakresem obejmuje: inwentaryzację geometryczną obiektu, inwentaryzację uszkodzeń, badania diagnostyczne, ocenę stanu technicznego, analizę nośności obiektu, wnioski końcowe. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 5

6 2. INWENTARYZACJA GEOMETRYCZNA I OPIS OBIEKTU 2.1. Inwentaryzacja geometryczna Wymiary geometryczne obiektu przyjęto na podstawie pomiarów terenowych i inwentaryzacji geodezyjnej. Grubości warstw pomostu i płyty pomostu określono poprzez wykonanie odkrywki, zlokalizowanej w obrębie jezdni. Wyniki inwentaryzacji w postaci rysunków inwentaryzacyjnych oraz protokołu z odkrywki zamieszczono w Załączniku Z Opis obiektu Most drogowy 3-przęsłowy. Przeszkodę stanowi rzeka Odra. Kąt skrzyŝowania z przeszkodą 78. Ustrój nośny przęsła środkowego (nurtowego) to 6 dźwigarów o szerokości 0,50m lub 0,70m i zmiennej wysokości, natomiast dwa skrajne przęsła to konstrukcje płytowe. Schemat statyczny ramownica. Rozpiętości teoretyczne wynoszą 24,40+38,00+29,75m. Elementy drogi na obiekcie: chodnik (o zamiennej szerokości 2,3+1,235m), jezdnia (w tym cztery pasy ruchu o łącznej szerokości 14,00m), chodnik (o zmiennej szerokości 2,20+1,235m). Przyczółki i filary pełnościenne, Ŝelbetowe. Brak danych o sposobie posadowienia podpór. WyposaŜenie konstrukcji stanowią: betonowo-stalowa balustrada, nawierzchnia jezdni beton asfaltowy, nawierzchnia chodnika epoksydowa, oświetlenie obiektu latarnie. Odwodnienie powierzchniowe. 3. INWENTARYZACJA USZKODZEŃ Szczegółową inwentaryzację uszkodzeń obiektu wykonano w formie przeglądu szczegółowego, przeprowadzonego zgodnie z instrukcją DP.T. 17 M [10], stanowiącego jednocześnie raport z kontroli okresowej pięcioletniej obiektu wg [1] i [4]. Raport z przeglądu szczegółowego, zawierający opis uszkodzeń oraz ich inwentaryzację fotograficzną zamieszczono w załączniku Z-2, inwentaryzację rysunkową uszkodzeń zamieszczono w załączniku Z-1. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 6

7 4. BADANIA DIAGNOSTYCZNE 4.1. Badania wytrzymałościowe betonu Przeprowadzone badania materiałowe miały na celu identyfikację podstawowych cech betonu, niezbędnych do wykonania analizy aktualnej nośności mostu. Badania polowe przeprowadzono dwiema metodami: Metodą pull out oraz młotkiem Schmidta. Po przeanalizowaniu wyników otrzymano rzeczywistą wytrzymałość na ściskanie betonu konstrukcyjnego dla konstrukcji nośnej oraz podpór. Wyniki badań przedstawiono w załączniku Z Inwentaryzacja zbrojenia Wykonano lokalizację i identyfikację zbrojenia w elementach konstrukcyjnych, w zakresie niezbędnym do wykonania analizy nośności obiektu. Średnicę prętów zbrojeniowych oraz ich rozstaw określono poprzez wykonanie punktowych odkrywek. Wyniki odkrywki przedstawiono w załączniku Z Badania chemiczne betonu W ramach badań chemicznych betonu określono: Zawartość chlorków Odczyn ph betonu Badania zawartości chlorków i odczynu ph w betonie wykonano w warunkach polowych na obiekcie w charakterystycznych miejscach konstrukcji. Wyniki badań przedstawiono w załączniku Z-3. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 7

8 5. OCENA STANU TECHNICZNEGO Szczegółową ocenę stanu technicznego poszczególnych elementów obiektu, wykonaną w oparciu zinwentaryzowane uszkodzenia, przedstawiono w Raporcie z Przeglądu Szczegółowego w załączniku Z-2. lp. element ocena 1 Dojazdy w obrębie skrzydeł 2 Nawierzchnia jezdni 3 Nawierzchnia chodników, krawęŝniki 4 Balustrady, bariery ochronne, osłony 5 Urządzenia odwadniające 6 Izolacja pomostu 7 Konstrukcja dźwigarów głównych 8 Płyta pomostu 9 Wsporniki pochodnikowe 10 Przyczółki 11 Filary 12 Koryto rzeki, przestrzeń podmostowa 13 Urządzenia obce Podsumowując oceny cząstkowe dla poszczególnych elementów naleŝy stwierdzić, iŝ stan techniczny obiektu jest niepokojący. Zakres zalecanych do wykonania prac utrzymaniowych i remontowych określono w karcie 5 Raportu z Przeglądu Szczegółowego (Zał. Z-2). 6. ANALIZA NOŚNOŚCI 6.1. Zakres analizy Zgodnie z wymaganiami Zamawiającego analiza obiektu obejmuje: 1. Określenie klasy obciąŝenia (nośność obiektu) wg PN-85/S [5], 2. Określenie klasy obciąŝenia (nośność obiektu) wg PN-85/S [5] po zdjęciu nadkładu nawierzchni, 3. Sprawdzenie konstrukcji na obciąŝenie pojazdami dopuszczonymi do ruchu po drogach publicznych na podstawie [3], 4. Sprawdzenie konstrukcji na obciąŝenie pojazdami dopuszczonymi do ruchu po drogach publicznych na podstawie [3], po zawęŝeniu jezdni do jednego pasa ruchu, 5. Określenie nośności STANAG. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 8

9 6.2. ZałoŜenia materiałowe Beton Na postawie badań polowych oraz normy [6] przyjęto beton klasy B20 o następujących parametrach: R b = 11,5 MPa, E b =27 GPa Stal zbrojeniowa Na podstawie badań polowych oraz normy [6] przyjęto stal zbrojeniową klasy A-I gat. St3SXb o następujących parametrach: R a =210 MPa oraz E a =210 GPa ObciąŜenia ObciąŜenia cięŝarem własnym 1. CięŜar własny ustroju nośnego g Przyjęto cięŝar jednostkowy betonu zbrojonego równy 25,0 kn/m 3 2. CięŜar elementów niekonstrukcyjnych - g - Nawierzchnia jezdni 23 kn/m 3 - Izolacja pomostu 14 kn/m 3 - Kapa chodnikowa 25 kn/m 3 - Balustrada 0,5 kn/m ObciąŜenia uŝytkowe ObciąŜenie taborem samochodowym wg [5] Celem określenia klasy obciąŝenia obiektu, konstrukcję przęsła obciąŝono taborem samochodowym klasy A, B, C, D, E wg [5], tj: Pojazdem K + obciąŝenie równomiernie rozłoŝone q, Ustawienie pojazdu normowego K i obciąŝenia równomiernie rozłoŝonego q w przekroju poprzecznym wykonano zgodnie z pkt [5]. Do obciąŝenia taborem samochodowym zastosowano współczynnik bezpieczeństwa γ= 1,5 (podstawowy układ obciąŝenia). CięŜar pojazdu K zwiększono o współczynnik dynamiczny φ=1,25, obliczony zgodnie z pkt [5]. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 9

10 ObciąŜenie tłumem pieszych wg [5] W przypadku występowania chodników dla pieszych przęsło obciąŝono cięŝarem tłumu pieszych wg [5]. Do obciąŝenia tłumem pieszych zastosowano współczynnik bezpieczeństwa γ= 1,3 (podstawowy układ obciąŝenia) ObciąŜenia pojazdami dopuszczonymi do ruchu wg [3] W celu sprawdzenia konstrukcji na obciąŝenie pojazdami dopuszczonymi do ruchu po drogach publicznych, obiekt obciąŝono pojazdami modelowymi o masie całkowitej oraz naciskach i rozstawach osi, spełniających wymagania wg [3]. Schematy pojazdów przyjęte do analizy przedstawiono Załączniku Z-4. Do obciąŝenia pojazdami modelowymi zastosowano współczynnik bezpieczeństwa γ=1,5 oraz współczynnik dynamiczny φ=1, ObciąŜenia pojazdami dopuszczonymi do ruchu wg [3], po zawęŝeniu jezdni do jednego pasa ruchu W celu sprawdzenia konstrukcji na obciąŝenie pojazdami dopuszczonymi do ruchu po drogach publicznych, obiekt obciąŝono pojazdami modelowymi o masie całkowitej oraz naciskach i rozstawach osi, spełniających wymagania wg [3]. Pojazdy zostały przeprowadzone środkiem jezdni po zawęŝeniu pasa ruchu. Schematy pojazdów przyjęte do analizy przedstawiono Załączniku Z-4. Do obciąŝenia pojazdami modelowymi zastosowano współczynnik bezpieczeństwa γ=1,5 oraz współczynnik dynamiczny φ=1, ObciąŜenia pojazdami wg STANAG 2021 [8] Celem określenia klasy obciąŝenia obiektu MLC, konstrukcję przęsła obciąŝono pojazdami gąsienicowymi i kołowymi spełniającymi wymogi umowy standaryzacyjnej STANAG 2021 [8]. Biorąc pod uwagę szerokość jezdni na obiekcie, w zaleŝności od analizowanej klasy obciąŝenia (schematu pojazdu), w przekroju poprzecznym pomostu ustawiono jeden lub dwa pojazdy gąsienicowe lub kołowe. Do obciąŝenia pojazdami zastosowano współczynnik bezpieczeństwa γ=1, Metodologia obliczeń W obliczeniach statyczno-wytrzymałościowych elementów mostu wykorzystano zasady mechaniki budowli, liniowej teorii spręŝystości oraz metodę stanów granicznych zgodnie z [6]. Konstrukcję przęsła zamodelowano w układzie przestrzennym klasy (e1+e2,p2). W analizie uwzględniono rzeczywiste charakterystyki geometryczne obiektu. Model konstrukcji przęsła zamieszczono w załączniku Z-7. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 10

11 Konstrukcję przęsła obciąŝono cięŝarem własnym, wyposaŝenia, a następnie obciąŝeniem zmiennym: taborem samochodowym wg [5], tłumem pieszych na chodniku wg [5] temperaturą wg [5] pojazdami samochodowymi spełniającymi warunki rozporządzenia [3], pojazdami samochodowymi spełniającymi warunki rozporządzenia [3], po zawęŝeniu jezdni do jednego pasa ruchu, pojazdami gąsienicowymi i kołowymi [8] Dla kaŝdego schematu obciąŝenia odczytywano charakterystyczne wartości ekstremalnych sił wewnętrznych w przekroju w środku przęsła (moment zginający). Następnie sprawdzano nośność przekrojów poddanych działaniu ekstremalnych sił wewnętrznych, uwzględniając częściowe współczynniki bezpieczeństwa, dynamiczny, a takŝe obliczeniowe parametry wytrzymałościowe betonu, stali zbrojeniowej. Analizę nośności dla określenia normowej klasy nośności przekroju na zginanie przeprowadzono poprzez wyliczenie napręŝeń w betonie we włóknach ściskanych oraz napręŝeń w stali zbrojeniowej z odpowiednimi charakterystykami wytrzymałościowymi betonu. W celu określenia dopuszczalnych pojazdów rzeczywistych i specjalnych które mogą poruszać się po obiekcie obliczone zostały dla nich wywoływane przez nie momenty zginające, a następnie zostały porównane z dopuszczalnymi momentami zginającymi jakie są wstanie przenieść przekroje miarodajne. W obliczeniach wytrzymałościowych wykorzystano program Excel Wyniki analizy nośności Zbiorcze wyniki analizy nośności konstrukcji przęsła przedstawia tablica Szczegółowe wyniki obliczeń znajdują się w załączniku Z-7. Klasa obciąŝenia mostu wg [5] PN-85/S (Aktualna/po zdjęciu nakładu nawierzchni) Klasa C / Klasa C CięŜar pojazdów spełniających wymagania [3], dopuszczonych do ruchu po obiekcie [t] Samochody cięŝarowe (ruch dwustronny/ruch jednostronny) Pojazdy autobusowe (ruch dwustronny / ruch jednostronny) Pojazdy gąsienicowe (jednostronny/ dwustronny) Tab Wyniki analizy nośności STANAG Pojazdy kołowe (jednostronny/ dwustronny) S-44/S-44 A-28/A-28 G-60 G-30 K-60 K-30 ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 11

12 7. WNIOSKI KOŃCOWE Biorąc pod uwagę wyniki przeglądu szczegółowego, oceny stanu technicznego i analizy statyczno - wytrzymałościowej obiektu w miejscowości Wisła w ciągu DW-941 w km naleŝy stwierdzić, Ŝe: I. Obiekt znajduje się w niepokojącym stanie technicznym, II. Aktualna nośność obiektu wg [5] - klasa C, III. CięŜar pojazdów dopuszczonych do ruchu po obiekcie, spełniających wymagania Rozporządzenia [3], jest dopuszczalny dla pojazdów samochodowych o masie 44 ton, przy ruchu jedno i dwustronnym, oraz dla pojazdów autobusowych o masie 28 ton, przy ruchu jedno i dwustronnym, IV.Po obiekcie mogą poruszać pojazdy gąsienicowe STANAG G30 oraz K30 w ruchu dwustronnym. W ruchu jednostronnym mogą poruszać się pojazdy gąsienicowe G60 oraz pojazdy kołowe K60. Jaworzno, grudzień 2010r. ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 12

13 ASPEKT, Jaworzno, ul. Chopina 96 13