Att koppla visuell inspektion till respons och bärförmåga hos naturligt korroderade armerade betongkonstruktioner

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Att koppla visuell inspektion till respons och bärförmåga hos naturligt korroderade armerade betongkonstruktioner"

Pernilla Bergman
för 5 år sedan
Visningar:

1 Att koppla visuell inspektion till respons och bärförmåga hos naturligt korroderade armerade betongkonstruktioner Karin Lundgren

2 Blommenbergsviadukten Kan vi se om bärigheten är tillräcklig?

3 Målsättning Att länka resultat från visuell inspektion till korrosionens effekt på seghet och bärförmåga Att länka inspektion och bärighetsutredning Visuell inspektion: Sprickbilder Sprickvidd Effekter: Korrosionsdjup Förankringskapacitet Bärförmåga Seghet

4 Hur påverkar korrosion bärförmågan Korrosion av armering Armeringens area minskar Ökande volym Spjälkkrafter Inre hävarmen minskar Vidhäftningen påverkas

5 Försök och analyser, korroderad armering Tredimensionella analyser, rost och vidhäftningsskikt Volymökning och rostens mekaniska egenskaper Zandi Hanjari (2010)

Försök och analyser, korroderad armering P max [kn] 80 60 40 20 0 0 200 400 x [μm]

6 Försök och analyser, korroderad armering P max [kn] x [μm] 600 Exp. FE => Nödvändig förståelse för att kunna utveckla förenklade beräkningsmetoder

7 Naturlig korrosion Nästan alla försök med artificiell korrosion Modeller därför kalibrerade mot artificiell korrosion Naturlig korrosion: längre tid => krypning, krympning, rost genom sprickor andra rostprodukter? Påverkas förankringen annorlunda?

8 Naturlig korrosion Provkroppar från Stallbackabron Kantbalkar från Stallbackabron provades upphängda i 4-punkts böjning Tahershamsi (2013, 2016)

9 Provkropp med bortspjälkat täckskikt Före provning Vid brott

10 Brottmod Spjälk-inducerat utdragsbrott

11 Resultat 21 provkroppar provade Deformationsstyrning Viktigaste parametrar Maxlast Fri ändgliding Sprickmönster Tillgänglig förankringslängd Korrosionsangrepp Tillgänglig förankringslängd

12 Exempel Sprickbilder och sprickvidd länkat till korrosionsangrepp R4 0 M5 2,1% H4 3,3%

studie Data från litteratur, från försök med accelererad

13 Sprickvidd versus korrosionsangrepp Naturlig korrosion jämfört med artificiell korrosion Resultat från aktuell studie Data från litteratur, från försök med accelererad korrosion Slutsats: Mindre korrosionsangrepp än förväntat utifrån sprickvidd

14 Normaliserad vidhäftningshållfasthet mot sprickvidd Average bond stresses were normalized:

15 Normaliserad vidhäftningshållfasthet mot sprickvidd

16 Normaliserad vidhäftningshållfasthet mot sprickvidd

17 Normaliserad vidhäftningshållfasthet mot sprickvidd

18 Normaliserad vidhäftningshållfasthet mot sprickvidd Slutsats: Naturlig korrosion försämrar förankringen mindre än artificiell korrosion för samma synliga skada => På säkra sidan att använda modeller som kalibrerats för artificiell korrosion

19 Fyra modelleringsnivåer

20 Fyra modelleringsnivåer

21 Fyra modelleringsnivåer

22 Fyra modelleringsnivåer Resultat II II III Exp. III IV Exp. IV Exp. II III IV Exp. III IV Exp. II III IV Exp. III IV I II II I I I I I * limited by yielding of the reinforcement Slutsatser: Handberäkningsmetod på säkra sidan Detaljerad FE stämmer väl

23 Utvärdering av Blommenberg- och Gröndalsviadukterna Nilsson och Lundgren (2014), Lundgren, Nilsson, Ronnebrant och Maglica (2014)

Anses försumbart om inga skador finns just där noggrannare inspektion har gjorts Tidigare:

24 Slutsatser från utvärdering av Blommenberg- och Gröndalsviadukterna Tillräcklig kapacitet kunde visas i alla balkar, i alla spann, förutom ett mindre överskridande i ett spann. Anses försumbart om inga skador finns just där noggrannare inspektion har gjorts Tidigare: planerad förstärkning ~46 mkr Nu: planerat underhåll ~19 mkr. Utredningskostnad ~0,2 mkr => Besparing om ~27 mkr

Pågående arbete i anknytande projekt Vidareutveckling av förenklade beräkningsmodeller, inklusive probabilistiska metoder Doktorandprojekt, lic.

25 Pågående arbete i anknytande projekt Vidareutveckling av förenklade beräkningsmodeller, inklusive probabilistiska metoder Doktorandprojekt, lic. våren 2017, Mattias Blomfors Fibrers effekt på korrosion av stålarmering Doktorandprojekt, doktor hösten 2017, Carlos Gil Berrocal Fibrer => mindre sprickvidd => mindre korrosion? Hur påverkar fibrer spräckning av täckskiktet? Långtidsförsök

26 Bedömning av bärförmåga hos befintliga betongkonstruktioner med korroderade släta armeringsstänger Doktorandprojekt, rekrytering pågår Kantbalkar från en bro i Gullspång Belastas upphängda i 4-punkts böjning Kopplingar Nytt anknytande projekt Synliga skador Korrosionsangrepp Bärförmåga

27 Handberäkningsmetoder för förankring av kamstänger klara att använda tillåtna enligt Trafikverkets KRAV: Bärighetsberäkning av broar (TDOK 2013:0267)

Relevanta dokument

Bärförmåga för betongkonstruktioner under nedbrytningsprocess. Slutrapport KARIN LUNDGREN

Bärförmåga för betongkonstruktioner under nedbrytningsprocess Slutrapport KARIN LUNDGREN Institutionen för konstruktion och mekanik Rapport 04:14 Betongbyggnad CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Göteborg 2004