Predicting Changes of the State of a Bridge Reinforced With Concrete Superstructures in View of Operational Changes
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Uniwersytet Zielonogórski, Poland
Abstract
ENG: Purpose. Bridges are the most durable and heavy duty transport facilities. Therefore, the solution of scientific and technical problems of superstructure service life predicting in the context of defect and damage accumulation that is, taking into account changes in operating conditions is on the front burner. Methodology. To solve the problem of superstructure service life predicting, the work proposes the bases and methodological developments of creep theory with increasing loads as well as regression analysis of the laboratory experiments results. Findings. The main parameters of reinforcement corrosion growth in the concrete cracks were determined under laboratory experiments. Based on the obtained results the approximate analytical dependences concerning reinforcement corrosion depth change in time at a constant value of crack width were selected. The paper substantiates validity of the analytical dependences as a result of regression analysis; proposes formulas for determining the corrosion rate of rebar in reinforced concrete superstructures. The obtained analytical dependences allowed for development of the process of predicting superstructure state changes in view of operational changes. Originality. For the first time, using laboratory experiments, the development of reinforcement corrosion in concrete cracks was determined together with assessment of time-varying corrosion depth. Practical value. Approximating analytical dependences, with a high level of confidence (95%), allow predicting reasonably the crack width in reinforced concrete superstructure. This is a significant practical value for bridge superstructure service life predicting in the context of defect and damage accumulation that is, taking into account changes in operating conditions. Formulas for determining the corrosion rate in rebar with the ability to predict the active area of corroded reinforcement have also practical value.
RUS: Цель. Мосты являются наиболее долговечными и ответственными транспортными сооружениями. Поэтому решение научно-технической задачи прогнозирования ресурса пролетных строений в условиях накопления дефектов и повреждений, то есть с учетом изменения условий эксплуатации, является остроактуальной. Методика. Для решения задачи прогнозирования ресурса пролетных строений предложены основы и методологические разработки теории ползучести при растущих нагружениях, а также регрессионный анализ результатов лабораторных опытов. Результаты. В ходе лабораторных исследований определены основные параметры развития коррозии арматуры в трещинах железобетона. На основе их результатов подобраны аппроксимирующие аналитические зависимости изменения глубины коррозии арматуры во времени при постоянном значении ширины раскрытия трещины. В результате регрессионного анализа обоснована достоверность полученных аналитических зависимостей. Предложены формулы для определения скорости коррозии арматурных стержней в железобетонных пролетных строениях. На основе полученных аналитических зависимостей разработан процесс прогнозирования изменения состояния пролетных строений с учетом изменения условий эксплуатации. Научная новизна. Впервые с помощью проведенных лабораторных опытов определено развитие коррозии арматуры в трещинах железобетона с оценкой глубины коррозии, изменяющейся со временем. Практическая значимость. Аппроксимирующие аналитические зависимости, которые отмечены высоким уровнем достоверности (95 %), позволяют обоснованно прогнозировать ширину раскрытия трещин в железобетонном пролетном строении, что представляет значительную практическую ценность для прогнозирования ресурса пролетных строений моста в условиях накопления дефектов и повреждений, то есть с учетом изменения условий эксплуатации. Практической ценностью также обладают формулы определения скорости коррозионного процесса в арматурном стержне с возможностью прогнозирования рабочей площади прокорродировавшей арматуры.
UKR: Мета. Мости є найбільш довговічними і відповідальними транспортними спорудами. Тому рішення науково-технічної задачі прогнозування ресурсу прогонових будов в умовах накопичення дефектів і пошкоджень, тобто з урахуванням зміни умов експлуатації, є остроактуальной. Методика. Для вирішення завдання прогнозування ресурсу прогонових будов запропоновані основи і методологічні розробки теорії повзучості при зростаючих навантаженнях, а також регресійний аналіз результатів лабораторних дослідів. Результати. В ході лабораторних досліджень визначені основні параметри розвитку корозії арматури в тріщинах залізобетону. На основі їх результатів підібрані аппроксимирующие аналітичні залежності зміни глибини корозії арматури в часі при постійному значенні ширини розкриття тріщини. В результаті регресійного аналізу обґрунтована достовірність отриманих аналітичних залежностей. Запропоновано формули для визначення швидкості корозії арматурних стержнів в залізобетонних прогонових будовах. На основі отриманих аналітичних залежностей розроблено процес прогнозування зміни стану прогонових будов з урахуванням зміни умов експлуатації. Наукова новизна. Вперше за допомогою проведених лабораторних дослідів визначено розвиток корозії арматури в тріщинах залізобетону з оцінкою глибини корозії, що змінюється з часом. Практична значимість. Аппроксимирующие аналітичні залежності, які відзначені високим рівнем достовірності (95%), дозволяють обґрунтовано прогнозувати ширину розкриття тріщин в залізобетонному прогонових будов, що становить значну практичну цінність для прогнозування ресурсу прогонових будов моста в умовах накопичення дефектів і пошкоджень, тобто з урахуванням зміни умов експлуатації . Практичною цінністю також мають формули визначення швидкості корозійного процесу в арматурному стержні з можливістю прогнозування робочої площі прокорродіровавшіх арматури.
RUS: Цель. Мосты являются наиболее долговечными и ответственными транспортными сооружениями. Поэтому решение научно-технической задачи прогнозирования ресурса пролетных строений в условиях накопления дефектов и повреждений, то есть с учетом изменения условий эксплуатации, является остроактуальной. Методика. Для решения задачи прогнозирования ресурса пролетных строений предложены основы и методологические разработки теории ползучести при растущих нагружениях, а также регрессионный анализ результатов лабораторных опытов. Результаты. В ходе лабораторных исследований определены основные параметры развития коррозии арматуры в трещинах железобетона. На основе их результатов подобраны аппроксимирующие аналитические зависимости изменения глубины коррозии арматуры во времени при постоянном значении ширины раскрытия трещины. В результате регрессионного анализа обоснована достоверность полученных аналитических зависимостей. Предложены формулы для определения скорости коррозии арматурных стержней в железобетонных пролетных строениях. На основе полученных аналитических зависимостей разработан процесс прогнозирования изменения состояния пролетных строений с учетом изменения условий эксплуатации. Научная новизна. Впервые с помощью проведенных лабораторных опытов определено развитие коррозии арматуры в трещинах железобетона с оценкой глубины коррозии, изменяющейся со временем. Практическая значимость. Аппроксимирующие аналитические зависимости, которые отмечены высоким уровнем достоверности (95 %), позволяют обоснованно прогнозировать ширину раскрытия трещин в железобетонном пролетном строении, что представляет значительную практическую ценность для прогнозирования ресурса пролетных строений моста в условиях накопления дефектов и повреждений, то есть с учетом изменения условий эксплуатации. Практической ценностью также обладают формулы определения скорости коррозионного процесса в арматурном стержне с возможностью прогнозирования рабочей площади прокорродировавшей арматуры.
UKR: Мета. Мости є найбільш довговічними і відповідальними транспортними спорудами. Тому рішення науково-технічної задачі прогнозування ресурсу прогонових будов в умовах накопичення дефектів і пошкоджень, тобто з урахуванням зміни умов експлуатації, є остроактуальной. Методика. Для вирішення завдання прогнозування ресурсу прогонових будов запропоновані основи і методологічні розробки теорії повзучості при зростаючих навантаженнях, а також регресійний аналіз результатів лабораторних дослідів. Результати. В ході лабораторних досліджень визначені основні параметри розвитку корозії арматури в тріщинах залізобетону. На основі їх результатів підібрані аппроксимирующие аналітичні залежності зміни глибини корозії арматури в часі при постійному значенні ширини розкриття тріщини. В результаті регресійного аналізу обґрунтована достовірність отриманих аналітичних залежностей. Запропоновано формули для визначення швидкості корозії арматурних стержнів в залізобетонних прогонових будовах. На основі отриманих аналітичних залежностей розроблено процес прогнозування зміни стану прогонових будов з урахуванням зміни умов експлуатації. Наукова новизна. Вперше за допомогою проведених лабораторних дослідів визначено розвиток корозії арматури в тріщинах залізобетону з оцінкою глибини корозії, що змінюється з часом. Практична значимість. Аппроксимирующие аналітичні залежності, які відзначені високим рівнем достовірності (95%), дозволяють обґрунтовано прогнозувати ширину розкриття тріщин в залізобетонному прогонових будов, що становить значну практичну цінність для прогнозування ресурсу прогонових будов моста в умовах накопичення дефектів і пошкоджень, тобто з урахуванням зміни умов експлуатації . Практичною цінністю також мають формули визначення швидкості корозійного процесу в арматурному стержні з можливістю прогнозування робочої площі прокорродіровавшіх арматури.
Description
P. Ovchynnykov: ORCID 0000-0003-1046-803X; O. Dubinchyk: ORCID 0000-0003-4059-2357; О. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758; V. Kildieiev: ORCID 0000-0003-2803-8150
Keywords
bridge, superstructure, reinforced concrete, reinforcement, concrete creep, cracks, corrosion depth, мост, пролетное строение, железобетон, арматура, ползучесть бетона, трещины, глубина коррозии, міст, надбудова, залізобетон, армування, повзання бетону, тріщини, глибина корозії, КМТ
Citation
Predicting Changes of the State of a Bridge Reinforced With Concrete Superstructures in View of Operational Changes. / Ovchynnykov P. et al. Civil and Environmental Engineering Reports. Vol. 29, iss. 3. P. 134–152. DOI: 10.2478/ceer-2019-0030.