Reduction of displacement in concrete tram tracks under environmental effects using Polymer Flexible Joint technology

• Autorzy: Kisiel P. , Mikulski Z. , Kwiecień A. , Fielek P.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.137.4174

Warianty tytułu

PL

Redukcja przemieszczeń betonowej nawierzchni tramwajowej wywołanych wpływami środowiskowymi za pomocą Polimerowego Złącza Podatnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Large displacements caused by temperature loads are a significant problem in the design and operation of concrete tram surfaces. There is frequently observed damage to expansion joints between slabs induced by high displacements as well as aging processes. As a result, water penetrates through cracked expansion joints causing structural degradation. Tests performed in situ indicate that polymer flexible joints may be used as concrete slab connections in concrete tram surfaces. Besides sealing, this technology allows transferring loads within large deformation states, additionally, rotation angles of slab edges are decreased, reducing the risk of damage to connections. This work analyzes the structural behaviour of a section of a tram surface connected by polymer flexible joint technology. A FEM numerical model in was constructed in Abaqus 6.12 with the analysis of thermal loads. This paper presents the analysis of deformation and stress distribution in structural elements, in cases of different constructional variants; the results are presented and conclusions are drawn.

PL

Duże przemieszczenia wywołane obciążeniami termicznymi stanowią znaczny problem przy projektowaniu i realizacji nawierzchni betonowych. W konstrukcjach tych często obserwuje się występowanie uszkodzeń dylatacji wywołanych dużymi przemieszczeniami i starzeniem się materiałów. W wyniku utraty szczelności połączenia może dojść do negatywnych skutków wywołanych penetracją wody pod konstrukcję. Pierwsze próbne aplikacje in situ Polimerowego Złącza Podatnego wykazały, że może być ono stosowane jako dylatacja w nawierzchniach betonowych. Dzięki swoim właściwościom złącze nie tylko efektywnie uszczelnia nawierzchnie betonowe, ale również przenosi obciążenia przy dużych przemieszczeniach. W rezultacie następuje redukcja kąta obrotu obrzeży płyt, co znacznie zmniejsza ryzyko uszkodzenia połączenia. Artykuł zawiera analizę pracy mechanicznej typowego torowiska tramwajowego, w którym zastosowano Polimerowe Złącze Podatne. Wykonano model numeryczny z obciążeniem termicznym w programie Abaqus 6.12. W pracy zaprezentowano szereg wyników analiz wykonanych w różnych wariantach konstrukcyjnych oraz zaprezentowano wnioski

Słowa kluczowe

EN

concrete slab; Polymer Flexible Joint; temperature load; tram surface

PL

nawierzchnia betonowa; obciążenie termiczne; Polimerowe Złącze Podatne; nawierzchnia tramwajowa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 2-B
• Strony: 281--290
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.,wz., tab.

Twórcy

autor

Kisiel P.

• Institute of Structural Mechanics, Cracow University of Technology, Poland

autor

Mikulski Z.

• Institute of Structural Mechanics, Cracow University of Technology, Poland

autor

Kwiecień A.

• Institute of Structural Mechanics, Cracow University of Technology, Poland

autor

Fielek P.

• Institute of Structural Mechanics, Cracow University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Kwiecień A., Uszkodzenia beotnowych nawierzchni lotniskowych, XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie Budowlane”, Szczecin-Międzyzdroje 2009.
• [2] Zając B., Aspekt termiczny wypełniania szczelin i ubytków przy naprawie nawierzchni betonowych, XXV Konferencja Naukowa „Metody Komputerowe w Projektowaniu i analizie Konstrukcji Hydrotechnicznych”, Korbielów 2013.
• [3] Kwiecień A., Gruszczyński M., Zając B., Tests of flexible polymer joints repairing of concrete pavements and of polymer modified concretes influenced by high deformations, Key Engineering Materials, Vol. 466, 2011, 225-239.
• [4] Ajdukiewicz A., EUROKOD 2. Podręczny skrót dla projektantów konstrukcji żelbetowych, Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków 2009.
• [5] Kwiecień A., Kuboń P., Zając B., Experimental verification of hyperelastic model of polymer on a case study of the flexible polymer joint, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011.
• [6] Zając B., Potentials of using PU in structural joints in civil engineering considering aspect of thermal work, Polyurethanes, Ustroń 2013.
• [7] Tedeschi C., Kwiecień A., Valluzzi M.R., Binda L., Zając B., Effect of thermal ageing and salt decay on bond between FRP and masonry, Materials and Structures, Vol. 47, 2014, 2051-2065.

Uwagi

EN

This research will be continued by taking further load cases into account. Next, FEM models will be supplemented by loads coming from tram and car passes as well as from temperature uniform loads