dzelzsbetona tiltu kalpoŠanas - kki.lv · pētījuma mērķis izstrādāt metodi latvijā esošo...
TRANSCRIPT
DZELZSBETONA TILTU KALPOŠANAS LAIKA PROGNOZĒŠANAS METODE
LATVIJAI RAKSTURĪGĀ VIDĒ
Valsts Pētījumu programma – Drošas un ilgstpējīgas autoceļu transporta infratruktūras attīstība (DIATIA)
M.sc.ing. Kristaps Gode
Tēmas aktualitāte
Uzturēšanas darbu deficīts
56% tiltu tehnsikais stāvoklis raksturots kā slikts (Latvijas Valsts ceļi, 2011)
Dzelzsbetona tiltu priekšlaicīga bojāšanās
Bojājumu attīstības prognozēšana
2
Pētījuma mērķis
izstrādāt metodi Latvijā esošo dzelzsbetona tiltu kalpošanas laika prognozēšanai, balstoties uz apkārtējās vides un dzelzsbetona tiltu konstrukciju savstarpējās mijiedarbības attīstību.
pētījuma rezultāti ir attiecināmi uz ekspluatācijā esošo dzelzsbetona tiltu stiegrojuma korozijas izraisītiem bojājumiem
3
Dzelzsbetona konstrukciju kalpošanas laika prognozēšanas metodes - DuraCrete
Betona karbonizācija
Hlorīdu akumulācija
w
carbsct
ttRCx
012
app
isiDtt
xerfCCCtxC
exp21,
4
Dzelzsbetona tiltu konstrukciju bojājumu attīstības sistēma
VIDE KONSTRUKCIJAS
BOJĀJUMI
VISU FAKTORU
MIJIEDARBĪBA
5
Apkārtējas vides ietekmes līmeņi un svarīgie ietekmes faktori
Makro līmenis
(vispārīgi raksturotāji)
Virsmas līmenis
(nosākāms vizuālajā inspekcijā)
Mikro līmenis
(parametri modeļiem)
Slo
dze
– a
pk
ārtē
jā v
ide
Gaisa temperatūra.
Gaisa relatīvais mitrums.
Saules spīdēšanas ilgums.
Vēja stiprums un virziens.
Lietus un vēja kopdarbība.
Nokrišņu daudzums.
Nokrišņiem pakļauta virsma.
No nokrišņiem pasargāta virsma.
Šļakatu zona.
Ūdens notecējumu zonas (dēļ bojātas
hidroizolācijas vai deformācijas šuvēm).
Pretapledojuma sāls ietekme.
Ceļa apstākļi pie tilta (pretapledojuma sāls
kaisīšanas stratēģija, uzturēšanas klase,
satisksmes intensitāte).
CO2 saturs betona virsmā.
Slapjuma parametrs.
Virsmas hlorīdjonu koncentrācija.
Mitruma daudzums betonā.
Pre
test
ība
– k
on
stru
kci
ja,
mat
eriā
ls Tilta ģeogrāfiskais
novietojums – attālums no
jūras.
Tilta veids (tilts, ceļa
pārvads).
Virsmas stāvoklis (V, Hap, Hau).
Virsmas novietojums (Z, A, D, R).
Virsmas pārkare.
Virsmas attālums no brauktuves.
Novietojums pret satiksmes plūsmu.
Betona aizsargkārtas biezums.
Karbonizācijas pretestība.
Hlorīdjonu difūzijas koeficients.
Sākotnējā hlorīdjonu
koncentrācija.
Ūdens / cementa attiecība.
Betona stiprība.
Betona porainība, blīvums.
ūdens caurlaidība. 6
Apkārtējās vides modeļi tiltiem
Horizontālajām virsmām Vertikālajām virsmām
Virsma
vērsta uz
augšu
Virsma
vērsta uz
leju, nav
nokrišņu
piekļuves
Z ZA A DA D DR R ZR
1,00 0 0,09 0,08 0,10 0,14 0,16 0,18 0,15 0,10
7
Apkārtējās vides modeļi tiltiem
8
Dzelzsbetona stiegrojuma korozijas bojājumu stadijas
Stadija Apraksts Piemērs
0
Sākumfāze – nav vizuāli novērota
stiegrojuma korozijas un izsārņojumu
pazīmes betona virsmā.
1
Izsārņojumi no betona
(betona virsmā var būt mikroplaisas caur
kurām kopā ar mitrumu sūcas betona vai
stiegrojuma korozijas produkti).
2 Stiegrojuma korozijas plaisas betonā
(konstruktīvais stiegrojums).
9
Dzelzsbetona stiegrojuma korozijas bojājumu stadijas
3 Betona atslāņošanās
(konstruktīvais stiegrojums).
4 Atklāts stiegrojums
(konstruktīvais stiegrojums).
5
Stiegrojuma šķērsgriezuma laukuma
samazināšanās dēļ korozijas (konstruktīvais
stiegrojums).
10
Dzelzsbetona stiegrojuma korozijas bojājumu stadijas
6 Stiegrojuma korozijas plaisas betonā
(darba stiegrojums).
7 Betona atslāņošanās
(darba stiegrojums).
8 Atklāts stiegrojums
(darba stiegrojums).
9
Stiegrojuma šķērsgriezuma laukuma
samazināšanās dēļ korozijas (darba
stiegrojums). 11
Atsevišķu faktoru nozīme dažādās bojājumu stadijās
12
Dzelszbetona tiltu kalpošanas laika prognozēšanas metodes blokshēma
Apsekots tilts.
Definēta virsma/elements.
Tilts.
Definēta virsma/elements.
Faktoru definēšana
Stadija
Apjoms
Faktoru definēšana
Datu bāze
Stadija
Apjoms
Rekomendācijas uzturētājiem,
projektētājiem, būvētajiem.
Uzturēšanas,
remontdarbu stratēģija
13
Iespējamā bojājumu attīstība dzelzsbetona tilta elementam pilnā kalpošanas laika ciklā
14
Atlikušā kalpošanas laika prognozēšanas shēma Bojājuma attīstības sākumfāze – betona karbonizācija
15
Salīdzinājums ar eksperimentāli veiktājās izpētēs iegūtajiem rezultātiem
Tilts pār Daugavu pie hidroelektrostacijas Rīgas HES uzbūvēts 1973.gadā.
Faktoru kombinācijas laiduma konstrukcijas elementiem
Kalpošanas laika vērtības dotajām faktoru kombinācijām
Stiegrojuma korozijas bojājumu attīstības parametri
Kalpošanas laika noteikšana un salīdzināšana ar eksperimentālajā izpētie iegūtajiem rezultātiem
16
Secinājumi 1. Apkārtējas vides ietekmes modeļi tiltiem, ļauj raksturot vides
ietekmes apstākļus tiltu atsevišķiem elementiem/virsmām to pilnā dzīves ciklā, un tie ir izmantojami kalpošanas laika aprēķinos.
2. Pilnveidotā ogļskābās gāzes satura noteikšanas metodika karbonizācijas attīstības modelim, ļauj ievērtēt CO2 daudzuma izmaiņas atkarībā no tiltu elementu virsmu novietojuma un slapjuma režīmiem.
3. Ar pētījumā izstrādāto metodi ir iespējams iegūt stiegrojuma korozijas bojājumu attīstības parametru vērtības (karbonizācijas pretestības parametru Rcarb
-1, hlorīdjonu difūzijas koeficientu Dapp un stiegrojuma korozijas attīstības ātruma parametru Vd), kas ļauj veikt kalpošanas laika prognozi tiltiem ar atbilstošām faktoru kombinācijām.
17
Secinājumi 4. Dzelzsbetona tiltu kalpošanas prognozēšanas metode balstoties
uz iepriekšējo vizuālo inspekciju datiem ļauj prognozēt tiltu atlikušo kalpošanas laiku neveicot graujošās, piemēram, paraugu urbšanas, izpētes metodes. Izstrādātā metode pielietojama kalpošanas laika prognozei līdz 100 gadiem ar līdzīgu precizitāti, ko dod eksperimentālās izpētes.
5. Izstrādātā kalpošanas laika prognozēšanas metode to pielietojot uzlabos remontdarbu plānošanas stratēģiju un ietaupīs gan uzturēšanas, gan remontdarbu, gan rekonstrukcijas izdevumus. Izstrādātās metodes pielietojums var kalpot kā palīgs jaunu konstrukciju projektēšanā, lai atrastu optimālākos risinājumus konstrukciju ilgizturības nodrošināšanai.
18
Paldies par uzmanību!