Strona: Stany graniczne płyt pomostowych z betonu lekkiego ze zbrojeniem niemetalicznym / Katedra Dróg i Mostów

Stany graniczne płyt pomostowych z betonu lekkiego ze zbrojeniem niemetalicznym

Doktorat realizowany przez mgr inż. Agnieszkę Wiater

13 czerwca 2018 roku został wszczęty przewód doktorski Pani mgr inż. Agnieszki Wiater

nt."Stany graniczne płyt pomostowych z betonu lekkiego ze zbrojeniem niemetalicznym."

Ze względu swoje doskonałe własności mechaniczne i fizyczne pręty FRP stają się ostatnio obiecującą alternatywą dla tradycyjnego zbrojenia stalowego w szczególności
w konstrukcjach betonowych narażonych na korozję. Do tej grupy należą betonowe płyty pomostów obiektów mostowych, dlatego w tym obszarze widoczny jest najszybszy wzrost liczby zastosowań prętów kompozytowych, a także są realizowane prace badawcze nad stałym ulepszaniem tej technologii i zwiększania trwałości obiektów mostowych. Ma to miejsce w krajach i regionach, w których klimat (np. liczne przejścia temperatury przez 0°C) w połączeniu z tradycyjnymi metodami zwalczania śliskości jezdni prowadzi do przyśpieszonej degradacji płyt pomostowych (m. in. w Kanadzie, USA oraz Japonii). Ponieważ Polskę bez wątpienia można zaliczyć również do tych obszarów, wydaje się racjonalne wdrożenie płyt pomostowych zbrojonych prętami FRP także do naszego budownictwa mostowego.

                        Betony z kruszywem lekkim w połączeniu z współczesnymi osiągnięciami technologii betonu już dzisiaj w wielu zastosowaniach stanowią cenną alternatywę dla betonów konwencjonalnych (zwykłych). Do obszarów potencjalnego zastosowania betonów lekkich należy na pewno budownictwo mostowe, w którym ciężar własny ma duży wpływ na wymiary elementów, a co za tym idzie koszt budowy lub przebudowy mostu. W porównaniu do betonu zwykłego beton lekki ma mniejszy moduł sprężystości, dużą zgodność sprężystości kruszywa i zaczynu cementowego, większe odkształcenia plastyczne, mniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, większą przyczepność pomiędzy kruszywem i zaczynem oraz więcej wody porowej, umożliwiającej ciągłą wewnętrzną pielęgnację betonu. Te cechy betonu lekkiego redukują jego zarysowanie skurczowe, co ma duże znaczenie w płytach pomostowych obiektów mostowych. Konstrukcyjny beton lekki charakteryzuje się także większą odpornością na obciążenia dynamiczne niż beton zwykły o analogicznej klasie wytrzymałości, co ma również duże znaczenie w przypadku płyt pomostowych. Ponadto na wysoką trwałość betonu lekkiego wpływa wysoka odporność na chlorki i cykle zamrażania – odmrażania.

            Opisane powyżej zalety betonu lekkiego oraz zbrojenia kompozytowego
w odniesieniu do płyt pomostowych obiektów mostowych skłaniają do głębszego rozpoznania możliwości połączenia tych dwóch materiałów i wykorzystanie synergii korzyści, jaką może przynieść ich łączne zastosowanie w budowie i/lub utrzymaniu mostów.

            Badania betonowych płyt pomostów zbrojonych prętami kompozytowymi FRP są prowadzone od kilkunastu lat. W licznych pracach naukowych zostały opisane badania wytrzymałościowe i eksploatacyjne płyt pomostowych zbrojonych prętami kompozytowymi, wykazujące ich wysoką trwałość i bardzo dobre parametry eksploatacyjne. W piśmiennictwie naukowo - technicznym nie znaleziono zbyt wielu przykładów badań i/lub analiz obliczeniowych płyt z betonu lekkiego ze zbrojeniem kompozytowym (zwanych dalej LWC/FRP), w szczególności dedykowanych do zastosowań w płytach pomostów. Jedyne znane badania płyt LWC/FRP przeprowadzono w University of Utah, Salt Lake City. Głównym celem badań była ocena nośności płyt na ścinanie w kontekście weryfikacji wzorów do projektowania. Pierwsze polskie badania płyt LWC/FRP przeprowadzono
w Politechnice Rzeszowskiej w ramach projektu ComBridge, które zakończyły się pierwszym polskim zastosowaniem płyty pomostu LWC/FRP na obiekcie w ciągu drogi powiatowej
nr 1411R w miejscowości Błażowa koło Rzeszowa nad potokiem Ryjak.

                        Wstępne wyniki badań rozpoznawczych, zarówno amerykańskich jak i własnych wskazują, że stosowanie płyt pomostowych typu LWC/FRP jest możliwe i celowe, a ich zachowanie pod obciążeniem nie odbiega zasadniczo od konwencjonalnych płyt pomostowych. Jednakże pomimo pierwszych wdrożeń w budownictwie mostowym takie rozwiązanie konstrukcyjne i technologiczne wymaga dalszych badań i optymalizacji. W tym celu należy poddać weryfikacji i ewentualnej modyfikacji istniejące procedury obliczeniowe dla elementów zbrojonych prętami niemetalicznymi w kontekście zastosowania betonu lekkiego. Dlatego też konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań w zakresie identyfikacji głównych stanów granicznych tego typu konstrukcji. Modyfikacja lub stworzenie nowych procedur projektowych umożliwi nie tylko stosowanie płyt pomostowych LWC/FRP, lecz także optymalizację zużycia podstawowych materiałów, co przy ich wyższej cenie
w stosunku do ceny materiałów konwencjonalnych, wydaje się być niezbędnym warunkiem ich szerszego stosowania. Badania powinny dotyczyć również trwałości środowiskowej
i zmęczeniowej płyt pomostowych typu LWC/FRP zwłaszcza w środowisku zbliżonym do standardowego dla obiektów mostowych, zarówno pod względem oddziaływań środowiskowych jak i obciążeń eksploatacyjnych.

Nasze serwisy używają informacji zapisanych w plikach cookies. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie plików cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki, które możesz zmienić w dowolnej chwili. Więcej informacji odnośnie plików cookies.

Akceptuję