Ocena trwałości zmęczeniowej istniejącego mostu stalowego według eurokodów

• Autorzy: Siwowski T. , Kulpa M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb. 2014.19

Warianty tytułu

EN

Fatigue assessment of existing steel bridges according to Eurocodes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmęczenie materiału to jeden z najczęstszych powodów uszkodzeń istniejących mostów stalowych, zwłaszcza nitowanych. W związku z tym procedura oceny trwałości zmęczeniowej jest jedną z najistotniejszych w kompleksowej ocenie nośności i trwałości istniejących mostów. Niezawodna ocena trwałości zmęczeniowej jest zazwyczaj decydująca przy szacowaniu pozostałej (resztkowej) przydatności eksploatacyjnej mostu. W pracy przedstawiono główne fazy europejskiej procedury oceny trwałości zmęczeniowej, która jest kompatybilna z nowymi normami europejskimi służącymi do projektowania nowych konstrukcji stalowych – Eurokodami 1 i 3. Procedura wykorzystuje metodę bezwarunkowej żywotności w konwencji naprężeń nominalnych. Analiza oparta na tej metodzie uwzględnia wszystkie czynniki, które mogą mieć wpływ na niezawodność i bezpieczeństwo istniejących mostów stalowych. Ponadto analizę podzielono na trzy poziomy oceny: wstępną, szczegółową i ekspercką. Niepodważalną zaletą tej procedury jest fakt, że stanowi ona podstawę do tworzenia przyszłych norm europejskich w zakresie oceny nośności i prognozowania trwałości mostów. W pracy przedstawiono także przykład zastosowania procedury w ocenie trwałości zmęczeniowej kratownicowego mostu drogowego w jej poszczególnych fazach. Opierając się na przedmiotowej europejskiej procedurze oceny zmęczenia i obliczeniach MES, wyznaczono oraz przeanalizowano czynniki wpływające na żywotność obiektu. Przedstawiony przykład może zostać łatwo zastosowany w ocenie dowolnego mostu stalowego.

EN

In case of existing steel bridges, especially riveted ones, fatigue cracks are the most often damages suffering a bridge. Therefore a fatigue assessment procedure seems to be one of the most important in durability evaluation of existing bridges. The reliable fatigue assessment can be decisive for estimated service life of a bridge. The main steps of the fatigue assessment procedure according to European recommendations based on Eurocodes have been described in the paper. This procedure is based on safe life design method coupled with nominal stress convention and takes into account all factors related to loads and materials, which affect the reliability and safety of existing steel bridges. Additionally the procedure is divided into three levels: preliminary, detailed and expert. Not insignificant is the fact that this procedure constitutes a basis for the future extension of the Eurocodes to cover the assessment of remaining fatigue life of the existing steel bridges. The procedure application for fatigue assessment of a steel truss road bridge has been also presented. On the basis of the European fatigue assessment recommendations and FEM calculations the factors determining the fatigue life of the bridge have been established and evaluated. This example can be easily used for such kind of assessment for an arbitrary existing steel bridge.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie; most stalowy; kratownica; trwałość; wytrzymałość zmęczeniowa

EN

fatigue; steel bridge; truss; durability; fatigue strength

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 1
• Strony: 269--285
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Siwowski T.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Kulpa M.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Bridge Maintenance, Safety, Management, Resilience and Sustainability: Proc. of the Sixth International IABMAS Conference, Stresa, Lake Maggiore, Italy, 8-12 July 2013, Fabio Biondini, Dan M. Frangopol (eds.). CRC Press, 2012.
• [2] Czudek H., Pietraszek T.: Trwałość stalowych konstrukcji mostowych przy obciążeniach zmiennych. WKŁ, Warszawa 1980.
• [3] Kmita J.: Wytrzymałość eksploatacyjna mostów – celowość i zarys programu badań. Prace IBDiM, nr 1/1990.
• [4] Mańko Z., Wysokowski A.: Wytrzymałość eksploatacyjna przęseł mostowych. Prace IBDiM, nr 3/1990.
• [5] Rymsza J.: Trwałość i model degradacji obiektu mostowego. Inżynieria i Budownictwo, nr 10/1995.
• [6] Wysokowski A.: Trwałość mostów stalowych w funkcji zjawisk zmęczeniowych i korozyjnych. IBDiM, Studia i Materiały, z. 53, 2001.
• [7] Czudek H., Wysokowski A.: Trwałość mostów drogowych. WKŁ, Warszawa 2005.
• [8] Alkhafaji T., Wróbel M., Zobel H.: Określanie trwałości mostów drogowych. Mosty, nr 2/2007.
• [9] Moses F., Schilling C.G., Raju K.S.: Fatigue evaluation procedures for steel bridges. NCHRP Report 299, Transportation Research Board, National Research Council, Washington DC, November 1987.
• [10] Ni Y., Ye X., Ko J.: Monitoring-based fatigue reliability assessment of steel bridges: analytical model and application. Journal of Structural Engineering, ASCE, no. 136(12), 2010.
• [11] Guo T., Frangopol D.M., Chen Y.: Fatigue reliability assessment of steel bridge details integrating weigh-in-motion data and probabilistic finite element analysis. Computers & Structures, vol. 112-113, 2012.
• [12] Kőhn B. et al.: Assessment of existing steel structures: recommendations for estimation of remaining fatigue life. JRC Scientific and Technical Report no. 43401. European Commission, Joint Research Centre, Luxembourg 2008.
• [13] PN-EN 1993-1-9:2007. Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-9: Zmęczenie.
• [14] PN-EN 1991-2:2007. Eurokod 1: Oddziaływanie na konstrukcje. Część 2: ObciąŜenia ruchome mostów.
• [15] PN-EN 1993-2:2007. Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 2: Mosty.
• [16] Siwowski T.: Porównanie nośności normowej i użytkowej typowego przęsła mostu kratowego. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria: Budownictwo i Inżynieria Środowiska, nr 51, 2009.
• [17] Akesson B.: Fatigue life of riveted Steel Bridges. CRC Press/Balkema, London 2010.
• [18] Świt G., Goszczyńska B., Trąmpczyński W., Krampikowska A.: Zastosowanie metody emisji akustycznej do oceny stanu technicznego mostu stalowego. Inżynieria i Budownictwo, nr 10/2013.
• [19] Larsson T.: Material and fatigue properties of old metal bridges. Master Thesis 2006:26. Luleå University of Technology, Luleå, Sweden 2006.