Concrete creep effects during bridge span construction using cantilever concreting technology

• Autorzy: Machelski Czesław

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.019.013

Warianty tytułu

PL

Efekty pełzania betonu podczas budowy przęseł mostowych z zastosowaniem techniki nawisowej

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Cechą charakterystyczną wielu mostów wykonanych z zastosowaniem technologii betonowania nawisowego, jako obiektów dużych rozpiętości, są nadmierne ugięcia przęseł wynikające z procesów reologicznych zachodzących w betonie i stali sprężającej. Mosty takie podlegają monitoringowi, podczas którego w odstępach czasowych wykonywane są także pomiary geodezyjne. Na tej podstawie obserwuje się zmiany linii ugięcia przęseł. W pracy analizuje się przemieszczenia przęseł jako skutki pełzania betonu. Rozpatruje się szczególną sytuację, gdy podczas budowy przęsła następuje zmiana technologiczna ze schematu montażowego (wspornik) na układ użytkowy (belka ciągła). Przy przyjęciu modelu regularnego układu trzyprzęsłowego, uzyskano rozwiązanie ogólne, z następującymi parametrami mostu: ciężar własny i rozpiętość z analizowaną zmienną w postaci wskaźnika pełzania betonu. Zaproponowany algorytm wykorzystano w przykładach obliczeń, gdzie przyjęto różne rozkłady wskaźników pełzania na długości wsporników. Wyniki analiz odniesiono do przykładu monitorowanego obiektu. Przedstawione w pracy analizy mogą być przydatne do projektowania przęseł jak również do oceny bezpieczeństwa eksploatowanych obiektów.

EN

A characteristic feature of many long-span cantilever prestressed concrete bridges are excessive deflections of their spans due to the rheological processes in the concrete and in the prestressing steel. Such bridges are subject to monitoring during which geodetic surveys are usually conducted. The latter reveal changes in the deflection curves of the spans. In this paper span displacements resulting from concrete creep are analysed. A specific situation occurring when the span static scheme is changed from the cantilever (assembly stage) to continuous beam (exploitation stage) is considered. Assuming a regular three-span structure, a general solution to the problem is obtained for the following bridge parameters: dead load, span length, and the variable concrete creep index. The proposed algorithm is used in calculation examples in which different creep index distributions along the cantilevers are assumed. The results of the analyses are compared with the behaviour of a monitored existing bridge of this type. The analyses presented in this paper can be useful for the design of spans and the assessment of the safety of such bridges which are in service.

Słowa kluczowe

PL

faza montażowa; momenty wzbudzone; monitorowanie; mosty betonowane nawisowo; pełzanie betonu; technologia betonowania nawisowego

EN

assembly phase; cantilever concrete bridges; cantilever concreting technology; creep of concrete; monitoring; secondary moments

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 18, no. 3
• Strony: 193--210
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machelski Czesław

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• 1. Piekarski J., Radomski W.: Rozwój metody nawisowego betonowania w światowym mostownictwie. Seminarium „Budowa mostów betonowych metodą nawisową”. Warszawa 23 stycznia 2003, 7-21
• 2. Piekarski J., Cebo S., Kujawski W.: Nowy most przez Odrę w Opolu. Inżynieria i Budownictwo, 55, 9, 1999, 473-478
• 3. Jędrzejek S.: Most przez Wisłę w ciągu autostrady A-1 pod Toruniem – projekt mostu, urządzeń technologicznych i wdrożenie. Seminarium Związku Mostowców Rzeczpospolitej Polskiej, Warszawa 23 stycznia 2003, 75-85
• 4. Wolff M.: Pierwsze w Polsce betonowe mosty zrealizowane metodą nawisową. Seminarium „Budowa mostów betonowych metodą nawisową”. Warszawa 23 stycznia 2003, 25-31
• 5. Flaga K., Wanecki P.: Budowa mostu Zwierzynieckiego w Krakowie. Inżynieria i Budownictwo, 57, 12, 2001, 694-697
• 6. Biliszczuk J., Hildebrand M., Machelski C., Sadowski K., Teichgraeber M.: Belkowe mosty betonowe budowane metodami wspornikowymi. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2018
• 7. Ornat M., Piekarski J.: 20 lat technologii betonowania nawisowego w Polsce. Konferencja „Aktualne realizacje mostowe”, Wrocław 24-25 listopada 2011
• 8. Ornat M., Wanecki P.: Nowe mosty w Opolu, Krzyżanowicach, Krakowie i Wrocławiu. Seminarium Związku Mostowców Rzeczpospolitej Polskiej, Warszawa 23 stycznia 2003, 115-123
• 9. Takacs P.F.: Deflections in Concrete Cantilever Bridges: Observation and Theoretical Modelling. Doctoral Thesis, Trondheim 2002
• 10. Bažant Z., Hubler M.H., Qlang Y.: Excessive Creep Deflections: An Awakening. Concrete International, 8, 33, 2011, 44-46
• 11. Radomski W.: Kilka uwag o efektach pełzania w konstrukcjach mostowych z betonu sprężonego. Obiekty inżynierskie, 2, 2012, 15-25
• 12. Biliszczuk J., Machelski C., Onysyk J., Węgrzyniak M.: Stan dużych mostów z betonu sprężonego wybudowanych w latach 1954-1975. Inżynieria i Budownictwo, 52, 9, 1996, 516-519
• 13. Machelski C., Pisarek B.: Change of the grade line of bridges constructed with cantiliver concreting technology. Achitecture Civil Engineering Environment, 11, 2, 2018, 65-72
• 14. Mutsuyoshi H., Duc Hai N., Kasuga A.: Recent technology of pre-stressed concrete bridges in Japan, IABSE-JSCE Joint Conference on Advances in Bridge Engineering-II, August 8-10, 2010, Dhaka, Bangladesh
• 15. Burdet O., Badoux M.: Deflection monitoring of pre-stressed concrete bridges retrofitted by external post-tensioning. IABSSE Symposium, Rio de Janeiro 1999
• 16. Kalny M., Soucek P., Kvasnicka V.: Long-term behavior of balanced cantilever bridges. ACEB Workshop, Corfu 2010
• 17. Navratil J., Zich M.: Long-term deflections of cantilever segmental bridges. The Balitic Journal of Road and Bridge Engineering. 8, 3 2013, 190-195
• 18. Kristek V., Bažant Z, Zich M., Kohoutkova A.: Box Girder Bridge Deflections. ACI Concrete International Journal, 28, 1, 2006, 55-63
• 19. Bažant Z., Li G.H., Yu Q., Klein G., Kristek V.: Explanation of Excessive Long-Time Deflections of Collapsed Record-Span Box Girder Bridge in Palau, Preliminary report. The 8th International Conference on Creep and Shrinkage of Concrete, 30 September 2008, Ise-Shima, Japan
• 20. Rüsch H., Jungwirth D.: Skurcz i pełzanie betonu w konstrukcjach betonowych. Arkady, Warszawa 1979
• 21. Brunarski L.: Podstawy reologii konstrukcji z betonu. Fundamentals of rheology of concrete structures. Prace Naukowe, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2019
• 22. Kuczma M.: Podstawy mechaniki konstrukcji z pamiecią kształtu. Modelowanie i numeryka. Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, 2010
• 23. Machelski C.: The efects of dead loads in cantiliver concreting bridges. Achitecture Civil Enginering Environment, 1, 2019, 109-120
• 24. Piątek B., Siwowski T.: Investigation of strengthening effectiveness of reinforced concrete bridge with prestressed CFRP strips. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 4, 2016, 301-314, DOI: 10.7409/rabdim.016.019
• 25. Cieśla J., Biskup M., Topczewski Ł., Skawiński M.: Cases of failure of bridge structures during the process of pre-stressing. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 1, 2017, 15-35, DOI: 10.7409/rabdim.017.002

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).