The impact of corrosion on the fatigue strength of steel used in bridge structures

• Autorzy: Wysokowski Adam

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2024.1.1

Warianty tytułu

PL

Wpływ korozji na wytrzymałość zmęczeniową stali stosowanej w konstrukcjach mostowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The phenomenon of corrosion, its processes and dependence on the physicochemical properties of the corroded material and the environment in which it occurs, as well as issues related to corrosion protection, are the subject of numerous research papers. Despite the preliminary recognition of the impact of corrosion pitting on the fatigue of structural steel elements, in particular, the impact of notches on the reduction of fatigue strength, appropriate coefficients have not yet been introduced in most of the standards for the design of steel bridges in the world, including Poland. The paper will present the results of the author’s research work on the estimation of the effect of corrosion on the fatigue capacity of rail and road steel bridge structures in service. The study was performed on two types of bridge steel commonly used in existing, in-service bridge structures. In order to determine the magnitude of the title phenomenon, an atmospheric corrosion simulation facility was set up for the tests. The experimental results unequivocally showed a significant decrease in the fatigue limit for both bridge steels and up to 50% of the initial condition.

PL

Zjawisko korozji, jej procesy oraz zależności od właściwości fizykochemicznych korodowanego materiału i środowiska, w jakim zachodzi, a także zagadnienia związane z ochroną antykorozyjną są tematem licznych prac badawczych. Pomimo wstępnego rozpoznania w zakresie wpływu wżerów korozyjnych na zmęczenie stali konstrukcyjnych, w szczególności wpływu karbów na obniżenie wytrzymałości zmęczeniowej, nie wprowadzono dotychczas odpowiednich współczynników w większości światowych, także polskich normatywów dotyczących projektowania mostów stalowych. Artykuł przedstawia wyniki autorskich prac badawczych nad oszacowaniem wpływu korozji na nośność zmęczeniową eksploatowanych stalowych konstrukcji mostowych – kolejowych i drogowych. Badania przeprowadzono na dwóch rodzajach stali mostowej powszechnie stosowanej w konstrukcjach eksploatowanych obiektów mostowych. W celu określenia skali wpływu korozji na wytrzymałość zmęczeniową stali stosowanej w konstrukcjach mostowych na potrzeby badań wykonano stanowisko do symulacji korozji w warunkach atmosferycznych. Wyniki badań jednoznacznie wykazały znaczny spadek granicy wytrzymałości zmęczeniowej w wypadku obu stali mostowych, i to nawet na poziomie 50% stanu wyjściowego.

Słowa kluczowe

EN

corrosion; fatigue; steel structures; bridges

PL

korozja; zmęczenie; konstrukcje stalowe; mosty

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 1
• Strony: 2--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wysokowski Adam

• Building Institute, University of Zielona Góra, Zielona Góra, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4547-2453

Bibliografia

• [1] A. Wysokowski 2022. Trwałość mostów stalowych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. [2] A. Wysokowski, J. Howis, J. Woźniak. 2008. „Ograniczanie korozji mostów stalowych”. Mosty 3: 36–43.
• [3] P. Albrecht, C. F. Shabshab, W. Li, W. Wright. 1990. “Remaining Fatigue Strength of Corroded Steel Beams.” Lausanne: Remaining Fatigue Life of Steel Structures. IABSE Workshop.
• [4] B. Androic, S. Juric, D. Dujmovic. 1989. “Checking the Reliability and Durability for Corrosion.” Durability of Structures. IABSE Symposium, September 6–8 1989, Lisbon: IABSE Report 57(2): 859–864.
• [5] A. Wysokowski. 2001. Trwałość mostów stalowych w funkcji zjawisk zmęczeniowych i korozyjnych. Warszawa: Instytut Badawczy Dróg i Mostów.
• [6] A. Wysokowski. 2012. „Rezerwy trwałości zmęczeniowej w konstrukcjach mostów stalowych”. In: Trwałość obiektów mostowych. Wrocław: Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne.
• [7] T. Seeger, J. Degenkolbe, R. Olivier, W. Ritter. 1987. „Einfluß einer Bewitterung auf die Schwingfestigkeit wetterfester Baustähle”. Der Stahlbau 56(5): 137–144.
• [8] B. Wichtowski. 2000. „Wnioski z badań blachownicowych mostów kolejowych z pęknięciami w złączach spawanych”. Inżynieria i Budownictwo 10: 560–563.
• [9] G. Wranglén. 1985. Podstawy korozji i ochrony metali. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
• [10] K. Rykaluk. 2000. Pęknięcia w konstrukcjach stalowych. Wrocław: Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne.
• [11] Y. Sharifi, R. Rahgozar. 2009. “Fatigue Notch Factor in Steel Bridges Due to Corrosion.” Archives of Civil and Mechanical Engineering 9(4): 75–83. DOI: 10.1016/S1644-9665(12)60071-5. [12] W. Dudziński, J. Kaleta, A. Wysokowski. 1991. Określenie własności zmęczeniowych stali mostowych: badania wstępne. Raporty Instytutu Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej Politechniki Wrocławskiej: SPR 8.
• [13] A. Królikowska. 2006. Zalecenia do wykonywania i odbioru antykorozyjnych zabezpieczeń konstrukcji stalowych drogowych obiektów mostowych – nowelizacja w 2006 r. Załącznik do Zarządzenia nr 15 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 8 marca.