Awaria kabla sprężającego estakady drogowej. Przyczyny i skutki

• Autorzy: Madaj A. , Mossor K. , Siekierski W.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-4007.2018.26.09

Warianty tytułu

EN

Failure of prestressing cable of a trestle bridge. Causes and effects

• Konferencja: Współczesne metody budowy, wzmacniania i przebudowy mostów (28 ; 12-13.06.2018 ; Rosnówko k. Poznania, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesne wieloprzęsłowe ustroje ciągłe wykonywane są często z betonu sprężonego. W przypadku dużych rozpiętości przęseł stosuje się dźwigary skrzynkowe jednokomorowe, a montaż odbywa się poprzez nasuwanie podłużne. W taki sposób wykonano estakady dojazdowe do mostu przez rzekę Wartę w Koninie. Po 10 latach eksploatacji w jednej z estakad stwierdzono awarię wielosplotowego kabla sprężającego polegającą na zerwaniu wszystkich splotów. Przeprowadzono badania konstrukcji, przegląd dokumentacji projektowej i powykonawczej oraz badania laboratoryjne stali sprężającej i iniektu oraz analizę statyczno-wytrzymałościową. Stwierdzono, że bezpośrednią przyczyną zerwania kabla była korozja wżerowa. Przeprowadzone badania wykazały, że jej przyczyną była technologia sprężania (zabezpieczenie kabla przed korozją). W szczególności były to: zastosowanie złej jakości iniektu, z dużą ilością dodatku napowietrzającego, niecałkowite wypełnienie iniektem kanałów kablowych oraz niewystarczająca liczba i źle rozmieszczone wentyle odpowietrzające. Na podstawie przeprowadzonych badań sformułowano wniosek, że wystąpienie podobnej awarii prawdopodobne jest w odniesieniu do pozostałych kabli użytych do budowy estakady. W oparciu o przeprowadzoną analizę statyczno-wytrzymałościową ustalono, że ewentualna awaria innego kabla dotycząca tego samego przęsła stworzy zagrożenie katastrofą. Opisany przypadek awarii kabla sprężającego wskazuje na kluczową rolę prawidłowej iniekcji kanałów kablowych w celu zabezpieczenia kabli przed korozją.

EN

Contemporary multi-span continuous bridge structures are made from prestressed post-tensioned concrete. In the case of long spans single-cell box girders and sliding assembly technique are used. Such structures were built as trestle bridges approaching main bridge structure crossing the Warta river in Konin. After 10-year service in one of the trestle bridges a failure of a multi-strand prestressing cable was found, namely breaking of all cable strands. The following research was carried out: testing in situ, study of design and erection documentation, laboratory tests of prestressing steel and grout, static- strength analysis. It was found that pitting was the direct reason of the failure. It was caused by inappropriate prestressing technology, namely: usage of bad quality grout that was too reach in airing admixture, incomplete filling of cable ducts with grout and insufficient number and inappropriate layout of ventilation ducts. On the basis of in situ inspection it was concluded that occurrence of similar failure is probable also for other cables in the trestle bridge. Based on the static-strength analysis it was established that similar failure of a cable concerning the same span poses a serious threat to the safety of the structure. The described case of prestressing cable failure shows the significance of correct cable duct grouting for protection of cables against corrosion.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja sprężona; stal sprężająca; korozja

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 26
• Strony: 109--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Madaj A.

• Politechnika Poznańska

autor

Mossor K.

• Politechnika Poznańska

autor

Siekierski W.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• 1. ACI 222.2R-01, Corrosion of Prestressing Steels, ACI Committee 222, American Concrete Institute 2001.
• 2. Fumin L., Yingshu Y., Chun-Qing L., Corrosion propagation of prestressing steel strands in concrete subject to chloride attack, Construction and Building Materials 25/2011, str. 3878-3885.
• 3. Bruce S. M., McCarten P. S., Freitag S. A., Hasson L. M., Deterioration of prestressed concrete bridge beams, Land Transport New Zealand Research Report 337 2008.
• 4. Hutchison M. J., Corrosion of post-tensioning strands in ungrouted ducts – unstressed condition, Graduate Theses and Dissertations, University of South Florida 2013.
• 5. Lu Z.-H., Li F., Zhao Y.-G., An investigation of degradation of mechanical behawior of prestressing strands subjected to chloride attacking, 5th International Conference on Durability of Concrete Structures, Shenzhen University, China 2016.
• 6. Anderson M., Oliva M., Tejedor I., Corrosion Protection and steel-concrete bond improvement of prestressing strand, CFIRE Report 05-12, 2012.
• 7. Madaj A., Wołowicki W., Budowa i utrzymanie mostów, WKiŁ, Warszawa 2007.
• 8. Moawad M., El-Karmoty H, El Zanaty A: Behavior of corroded bonded fully prestressed and conventional concrete beams. Housing and Building National Research Center HBRC Journal, January 2016.
• 9. Nurberger U.: Corrosion Induced Failures of Prestressing Steel, Otto Graf Journal, vol. 13, 2012.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).