PŘEDPJATÉ MOSTNÍ TYČOVÉ PRVKY - VÝVOJ A HODNOCENÍ, NOSNÍKY IS-73

Abstract

Tato disertační práce vychází z aktuální potřeby řešit správu, údržbu a opravy mostních konstrukcí z předpjatého betonu i vzhledem k nedávným haváriím několika mostů s nosnou konstrukcí tvořenou předmětnými nosníky. Práce je koncipovaná do formy vycházející z potřeb problematiky diagnostiky mostních konstrukcí a je zaměřena na specifickou problematiku tzv. „tyčových předpjatých nosníků“. Tyčové předpjaté prvky byly hojně využívány k realizaci silničních mostů v 60. až 80. letech 20. století. Zejména se pak práce zaměřuje na nosníky typu IS-73. První část práce je souhrnnou rešerší historického vývoje předpjatých tyčových prvků v ČR a jejich využití v mostním stavitelství na silniční síti ČR. Součástí této rešerše je i popis degradačních vlivů na základní konstrukční materiály tyčových nosníků, a to na beton a měkkou i předpínací výztuž. Druhá část práce je věnována analýze výsledků stavu a chování dvou reálných tyčových nosníků IS-73 odebraných z mostní konstrukce, kde sloužily svému účelu 34 let. Cílem této práce je tedy popis poruch, materiálové a zatěžovací zkoušky a v neposlední řadě i výpočtová analýza včetně numerické simulace. Součástí je i porovnání výpočtu ztrát podle původní návrhové normy ČSN 73 1521 a podle aktuálně platných norem ČSN EN. Ze zjištění vyplývá, že na základě srovnání zatěžovací zkoušky nosníků IS-73 s výpočetním modelem lze konstatovat, že ačkoliv konstrukce nebyla ve skvělém stavu, tak vykazovala vizuálně pozorovatelné vady dříve, než by došlo ke kolapsu konstrukce. Což lze interpretovat jako pozitivní zprávu z hlediska použitelnosti a kontrolovatelnosti těchto typů konstrukce. Tato práce poskytuje nástroje pro podporu správců, projektantů či realizačních společností při navrhování údržby a oprav mostních staveb z hlediska jejich životnosti. Z práce lze vyčíst chování nosných konstrukcí při zatěžování a lze hodnotit jejich vady při statickém porušení.

This dissertation is based on the current need to address the management, maintenance, and repair of pre-stressed concrete bridge structures, especially in light of recent accidents involving several bridges with load-bearing structures composed of the subject beams. The work is designed in the form of a response to the needs of bridge diagnostic issues and is focused on the specific issue of so-called "rod pre-stressed beams". Rod pre-stressed elements were widely used to build road bridges in the 1960s to 1980s, with a particular focus on IS-73 beam types. The first part of the work is a summary review of the historical development of pre-stressed rod elements in the Czech Republic and their use in bridge construction on the Czech road network. This review also describes the degradation effects on the basic structural materials of rod beams, specifically concrete and the soft and pre-tensioned reinforcement. The second part of the work is devoted to the analysis of the results of the condition and behaviour of two real rod beams IS-73, which were removed from the bridge structure after serving their purpose for 34 years. The aim of this work is to describe failures, material and load testing, and ultimately computational analysis, including numerical simulation. The work also includes a comparison of loss calculation according to the original design standard ČSN 73 1521 and the currently applicable standards ČSN EN. The findings suggest that based on the comparison of the load testing of IS-73 beams with the computational model, it can be stated that although the structure was not in excellent condition, it exhibited visually observable defects earlier than the collapse of the structure. This can be interpreted as a positive message in terms of the usability and controllability of these types of structures. This work provides tools to support managers, designers, or construction companies in designing maintenance and repairs of bridge structures in terms of their longevity. The work can also be used to assess the behavior of load-bearing structures under loading and to evaluate their defects in case of static failure.