Determination of road bridges durability

• Autorzy: Alkafaji T. , Wróbel M. , Zobel H.

Warianty tytułu

PL

Określenie trwałości stalowych mostów drogowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Contrary to widespread opinions, knowledge about durability is still more intuitional than approved by results of analysis. Durability of the structure depends on many factors, which can be grouped in various categories. Among them, the most important are: material of a structure, age and type of a structure, history of its operational use, types of loads affecting the structure, environmental factors and quality of maintenance. Those factors are estimated during current, basic and detailed inspections. The scores are reported in "records of bridges" and are described numerically in Bridge Management System (BMS). Using them is possible to create "degradation curves". Observing the change in values of those estimations in a longer period of time, it is possible to estimate tendency of changes and finally the durability of the bridge or its element. The proposal of procedure for estimation of durability of bridges is presented. Unfortunately small number of numerically transformed data related to the system of estimation of technical condition of bridges makes impossible creation of statistically valid "degradation curves" and correct values of coefficients, which describe durability categories. But, when such information will be accessible, proposed procedure will lead to significant improvement of the bridge technical condition and to rationalize maintenance cost of bridges.

PL

Określenie długości okresu bezawaryjnego użytkowania mostu, czyli jego trwałości jest kluczowe z punktu widzenia zapewnienia zrównoważonego rozwoju infrastruktury komunikacyjnej. Wbrew rozpowszechnionym poglądom, wiedza na ten temat jest ciągle bardziej intuicyjna niż mająca oparcie w wynikach badań. Trwałość konstrukcji zależy od wielu czynników, które można pogrupować w różne kategorie. Do najważniejszych zalicza się materiał konstrukcyjny, wiek i rodzaj konstrukcji, historię jej użytkowania, rodzaje oddziaływań na nią oraz czynniki środowiskowe i jakość utrzymania. Są one oceniane podczas dokonywanych przeglądów (bieżących, podstawowych i szczegółowych) w ramach obowiązującego od 1991 roku systemu oceny stanu technicznego mostów i zapisywane w tzw. księgach obiektu mostowego. Niektóre z tych czynników są opisane w module "Ewidencja" Systemu Gospodarki Mostowej (SGM). Korzystając z tych ocen można stworzyć "krzywe degradacji" dając obraz stanu technicznego zarówno różnych typów mostów jak i ich elementów składowych, a także wyposażenia. Obserwując zmianę wartości tych ocen w dłuższym przedziale czasowym można ocenić tendencje zmian, natomiast trudno jest określić trwałość obiektu lub jego elementu. W referacie przedstawiono zmodyfikowany podział na kategorie trwałościowe ściśle powiązany z istniejącym systemem oceny stanu technicznego oraz zaproponowano procedurę określania trwałości mostów. Przyjmowana na początku analizy trwałość podstawowa obiektu jest modyfikowana za pomocą odpowiednich współczynników. Niestety, z uwagi na fakt, że baza danych w SGM obejmuje tylko okres 4-5 lat, wiarygodność stworzonych na ich podstawie krzywych degradacji jest wątpliwa ze statystycznego punktu widzenia. Przedstawione na rysunkach wykresy mają jedynie charakter poglądowy. Aby były one wiarygodne konieczne jest stworzenie bazy ocen stanu technicznego z co najmniej okresu 30 lat. Dlatego, na razie, wartości współczynników trwałościowych przyjęto arbitralnie wykorzystując doświadczenie inżynierskie autorów, poparte wykonaniem około 100 ekspertyz mostów. Drugą słabością zaprezentowanej procedury jest brak mapy zsumowanych natężeń ruchu pojazdów na drogach z okresu od 1965 roku do chwili obecnej, na podstawie której możliwe byłoby określenie "objętości obciążeń mostu w ciągu jego całego życia". Oznacza to, że aby zaproponowana procedura pozwalała w sposób wiarygodny określić trwałość obiektu mostowego (stworzyć krzywe degradacji) konieczne jest przeniesienie przez administrację drogowa i kolejową ocen stanu technicznego z "ksiąg obiektu mostowego" do SGM, a także do SMOK-a (odpowiednik SGM dla mostów kolejowych). Poprzez zobiektywizowanie podejścia do zagadnienia trwałości, czyli poprzez wprowadzenie porównywalności ocen między różnymi obiektami tego samego typu oraz przez stworzenie praktycznego sposobu oceny trwałości istniejących i nowoprojektowanych obiektów mostowych będzie można w długim przedziale czasowym doprowadzić do znaczącej poprawy stanu technicznego mostów, a także do racjonalizacji wydatków na cele utrzymaniowe i remontowe.

Słowa kluczowe

EN

durability; road bridge; steel bridge; curves of degradation

PL

trwałość; most stalowy; most drogowy; krzywa degradacji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 54, nr 1
• Strony: 13--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., il.

Twórcy

autor

Alkafaji T.

autor

Wróbel M.

autor

Zobel H.

• University of Technology, Warszawa,

Bibliografia

• 1. Order of Ministry of Transportation and Water Economy dated on May 30, 2000, regarding technical conditions for road engineering structures and their locations, Dz. U. [Diary of Laws of Republic of Poland], No 63. item 735, August 2, 2000.
• 2. A. AJDUKIEWICZ, Challenge for designers. Design of concrete structures for period of use, Inżynier Budownictwa. September 2006. pp. 10-16.
• 3. J. BIEŃ, M. MISTEWICZ, Planning of bridge maintenance in Poland, Drogownictwo, 11-12, 194-200, 1991.
• 4. G. BOROŃCZYK-PŁASKA, W. RADOMSKI, Durability of civil engineering structures-formal requirements, theory and practice, XVI conference "Contemporary methods of strengthening and reconstruction of bridges", Poznań-Rosnówko 2006. pp. 21-28.
• 5. A. M. BRANDT, Durability of civil engineering structures, Conference "EKOMOST 2006 - Durable bridges in environment", Kielce. 16-17 May 2006. Wydawnictwo IBDiM, Warszawa 2006.
• 6. A. M. BRANDT, Remarks related to durability of concrete structures, Highway and Bridges, 3, 5-14, 2004.
• 7. Z. CYWIŃSKI, Preliminary determination of load capacity of steel bridges in aspect of corrosion and fatigue, Prace IBDiM, 3, 1994.
• 8. A. CZERPAK, H. CZUDEK, A. PRYGA, A. WYSOKOWSKI, Method of estimation of influence of corrosion for load capacity highway, steel bridge structures, Wydawnictwo IBDiM and GDDKiA, Żmigród 2003.
• 9. H. CZUDEK, Durability of highway bridges, Report for GDDP, Warszawa 1992.
• 10. H. CZUDEK, A. KASZYŃSKI, A. WYSOKOWSKI, ŻURAWICKA, Polish steel bridges degradation on the base of limited group of structures, XVI Seminar "Contemporary methods of strengthening and reconstruction of bridges". Poznań-Rosnówko, June 2006. pp. 84-92.
• 11. H. CZUDEK, T. PIETRASZEK, Durability of steel bridge elements acting against variable loads. Design problems, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1979.
• 12. H. CZUDEK, T. PIETRASZEK, Durbility of steel bridge elements acting against variable loads, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1980.
• 13. H. CZUDEK, W. RADOMSKI, Fundamentals of bridge engineering, PWN, Warszawa 1974.
• 14. H. CZUDEK, A. WYSOKOWSKI, Durability of highway bridges, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005.
• 15. Ch. MOTZKO, A. HITZEL, D. HECK, Management of maintenance of bridges, L Konferencja naukowa KILiW PAN I KN PZITB "Krynica 2004". Warszawa-Krynica. 12-17 September 2004, Vol. l, pp. 411-416.
• 16. K. OPOCZYŃSKI, Highway traffic, Biuletyn Informacyjny Drogownictwa, 2, 38-39, 2005.
• 17. K. OPOCZYŃSKI, General Traffic Measurement 2005, Polskie Drogi, 116-120, 2006.
• 18. K. OPOCZYŃSKI, Highway Traffic 2000, Report of Consultant Office "Transprojekt - Warszawa", 2001.
• 19. W. RADOMSKI, Bridges - repair and modernize or dismantle, XII Seminar "Contemporary methods of strengthening and reconstruction of bridges", Poznań-Kiekrz. 11-12 June 2002. pp. 195-202.
• 20. W. RADOMSKI, Bridge Rehabilitation, Imperial College Press, pp. 476 +XIV, 2002.
• 21. A. RYŻYŃSKI, Technical and usable durability of highway bridges and its forecasting, Drogownictwo, 7-8, 195-198, 2005.
• 22. J. RYMSZA, Durability and degradation model of the bridge, Inżynieria i Budownictwo, 10, 518-519, 1995.
• 23. A. SARJA, Integrated life cycle design of structures, Spon Press.
• 24. A. SARJA, E. YESIKARI, Durability design of concrete structures, RILEM Report, Series 14. E&FN Spon., 6, pp. 165, 1997.
• 25. Z. WASIUTYŃSKI, Effectiveness analysis of exploitation and expenses in bridge engineering, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1964, pp. 61-66.
• 26. A. WYSOKOWSKI, A. PRYGA-SZULC, Maintenance of highway steel bridges and methods of anti-corrosion protection, Polskie Drogi, 07-08, pp. 56-65, 2006.
• 27. A. WYSOKOWSKI, Durability of steel bridges as a function offatigue an corrosion phenomena, Prace IBDiM, 53, Warszawa 2001.
• 28. A. WYSOKOWSKI, M. ŁAWNICZAK, Influence of corrosion for exploitation load capacity of steel highway bridges, Inżynieria i Budownictwo, 10, 523-527, 1995.
• 29. "Maintenance of bridges", Biuletyn Informacyjny Drogownictwa, 2, pp. 33-37. - it was prepared by Bridge Department of GDDKiA, 2005.
• 30. The manual of highway bridges inspection, Warszawa 2005.
• 31. Bridge Management, Final Report. OECD, Paris 1991.
• 32. EN 1991-2: Traffic loads of bridges.
• 33. ISO 12823: "General Principles on the Design of Structures for Durability". Draft 8a. 2006.
• 34. ISO 9223:1992: Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres - Classification.
• 35. ISO 9224:1992: Corrosion of metals and alloys - Corrosivity of atmospheres – Guiding for corrosivity categories.
• 36. PN-EN ISO 12944-2:2001: Paints and lacquers - Protection of steel structures against corrosion by painting systems - classification of environment.
• 37. H. Zobel, M. Wróbel, Determination of durability of highway bridges on the base of existing systems of estimation of technical condition, Report for GDDKiA, Warszawa 2006.
• 38. Order of Ministry of Transportation and Water Economy dated on February 16, 2005, regarding way of numbering and evidence of public road, bridges, tunnels, culverts and feerries s and registration of numbers given to roads, bridges and tunnels, Dz. U. [Diary of Laws of Republic of Poland], Warszawa, April 25, 2005. No 67. item 582.
• 39. Order of Ministry of Transportation and Water Economy dated on February 16, 2005, regarding way of preparation of information and accumulation and accessibilty to data relating to public roads, bridges, tunnel, and ferries, Dz. U. [Diary of Laws of Republic of Poland], Warszawa, April 25, 2005. No 67. item 583.