The Ultimate Load Capacity of the Road Historic Steel Bridge

Abstract

Velká část existující infrastruktury stárne a postupně dosahuje konce své životnosti nebo v blízké době tohoto konce dosáhne. To platí v ČR obzvláště pro ocelové silniční a železniční mosty, které byly často budovány na přelomu devatenáctého a dvacátého století. Tyto konstrukce jsou však stále používány, i přes jejich věk. Bez dostatečné znalosti o jejich skutečném působení, o jejich výstavbě a výrobě a o reálném stavu, poškození či korozi, běžné metody diagnostiky jako vizuální hodnocení mohou vést k velmi konzervativnímu rozhodnutí o osudu uvedených konstrukcí. Tato rozhodnutí jsou často založena na kvalitativních informacích z vizuálního hodnocení a z omezeného množství, které těžko popisují komplexní stav konstrukce. To generuje potřebu zjištění podrobnějších informací a stavu, chování a výstavbě historických ocelových mostů pro zlepšení pochopení jejich mezní únosnosti, použitelnosti a dynamických vlastnostech. Na základě takto upřesněných informací lze lépe využít omezené rozpočty na opravy a zesílení, které jsou skutečně nezbytná pro most, zachovat tak konstrukci i dále namísto její výměny. Řešením pro zlepšení vizuálního hodnocení je využití statických a dynamických zkoušek historických konstrukcí. Oba typy jsou nedestruktivní a lze jimi získat cenné informace o jejich chování, dynamických vlastnostech a do určité míry i o únosnosti. Nicméně, v některých případech, jako je i most v této práci, kde je rozhodnuto o demolici mostu, může zkouška do porušení přinést pochopení mezní únosnosti daného typu mostu a tak prodloužit i životnost dalších mostů .

Much infrastructure around the world is ageing and has reached its service life or is soon expected to reach it. This is wide spread for steel road and railway bridges, which were often built at the beginning of the 20th century or near the end of the 19th century in the country of the Czech Republic. A lot of these structures even with their age are still in areas being used today: highways, routes and railways. Without the proper understanding of their behavior, of the construction techniques used at the time of their erection and of the signs of existing damages or deterioration, the use of traditional techniques, such as visual inspections to assess these ageing structures may lead to very conservative decisions about the state of conservation of such bridges. These decisions are often limited to mainly qualitative information obtained via these visual inspections and via a limited number of tests that do not permit the complete assessment of such structure in which case a higher residual capacity than expected could also be discovered since the original know how is often lost through time due to the use of more modern techniques. There is therefore a need for further assessment using adequate and quantitative measurements in order to obtain more information on historical bridges' load-bearing capacity, serviceability and dynamic properties. By obtaining such measurements, knowing that budgets are often limited for such structures for any type of repair, strengthening or replacement, costs can only be limited to what is truly necessary for the bridge assessed, therefore preserving the structure in place instead of opting for a full replacement. A solution to more qualitative visual inspections is the use of static and dynamic testing of historical bridges. Both tests are performed as non-destructive tests providing valuable information on the behaviour of structures, their load carrying properties as well as their dynamic properties in terms of traffic induced vibrations, wind and earthquakes. Such valuable information helps to provide an appropriate maintenance plan or interventions for the existing bridge. However, in some instances where bridges have been decided to be replaced, the destructive testing of these bridges can be used in addition to non-destructive testing, which can then permit to have a complete understanding of the ultimate capacity of a typical typology of historical bridges and avoid the unnecessary demolition and replacement of historical bridges.