Podul oblic Tössbrücke Wila
Despre proiect
Recalcularea podului a fost efectuată la solicitarea Oficiului de Inginerie Civilă al Cantonului Zürich. În cadrul unei expertize privind siguranța la forfecare a podului, s-a constatat că ancorarea specifică a armăturii pretensionate a sistemului de post-tensionare este insuficientă la unul dintre reazeme de colț ale suprastructurii podului oblic.
Provocări de inginerie
Suprastructura prezintă diverse caracteristici relevante din punct de vedere static, cum ar fi detaliile necorespunzătoare ale armăturii de forfecare și influența sistemului unic de post-tensionare asupra reazeme grinzilor. Toate acestea au fost luate în considerare în analiza structurală detaliată ulterioară.
Inimile grinzilor longitudinale sunt armate la forfecare cu etrieri. Unele brațe sunt ancorate doar parțial la partea superioară a secțiunii transversale, fiind ancorate complet prin îndoiri la partea inferioară. Restul etrierilor îndeplinesc cerințele de detaliere conform codului elvețian.
Zona de reazem a inimii cel mai puternic solicitate a fost analizată în detaliu folosind o abordare pe niveluri de aproximare cu un grad crescând de rafinament. Inițial, ecuațiile de calcul din codul elvețian au fost utilizate pentru estimarea rezistenței la forfecare. Această abordare standard a trebuit modificată pe baza literaturii științifice și a cercetărilor experimentale pentru a permite luarea în considerare a detaliilor necorespunzătoare ale etrierilor. Analizele au fost ulterior rafinate folosind modele de grindă cu zăbrele detaliate. Ca etapă finală, fluxul local de forțe a fost analizat folosind analize prin elemente finite neliniare (EF) bazate pe metoda câmpurilor de tensiuni elastic-plastice utilizând IDEA StatiCa Detail.
Analiza EF inelastică a furnizat o verificare importantă a rezultatelor anterioare, obținute din modelele Bielă-tiranți. Aceasta a luat în considerare armătura de forfecare distribuită într-un mod mai detaliat și, în același timp, a investigat automat starea de tensiune corespunzătoare în beton folosind înclinările locale optime ale câmpului de compresiune. Pe baza modelării explicite a aderenței armăturii, această abordare a permis luarea în considerare detaliată a condițiilor specifice de ancoraj ale etrierilor. În acest sens, a reprezentat o rafinare suplimentară a analizelor Bielă-tiranți.
Deoarece IDEA StatiCa Detail ține cont de comportamentul la deformație și de compatibilitatea deformațiilor, acesta a oferit, de asemenea, informații valoroase privind cerința de deformație a materialelor. În special pentru elementele cu un procent redus de armătură de forfecare, este probabil să apară unghiuri foarte mici ale câmpului de compresiune din beton. Pe de o parte, deformațiile transversale mari corespunzătoare reduc rezistența la compresiune a betonului. Pe de altă parte, deformațiile rezultate ale etrierilor pot atinge un nivel critic și, astfel, pot fi decisive pentru capacitatea ultimă a grinzii. În timp ce ambele efecte dependente de deformație sunt dificil de luat în considerare într-un model Bielă-tiranți, acestea sunt explicit contabilizate în IDEA StatiCa Detail. Programul a redus rezistența la compresiune a betonului în funcție de starea locală de deformație transversală și a verificat, de asemenea, deformațiile etrierilor. Implementarea modelului corzii întinse în IDEA StatiCa Detail a fost de mare valoare pentru cuantificarea concentrației de deformații ale armăturii în fisuri și, prin urmare, pentru evaluarea realistă a cererii de deformație la unghiuri mici ale câmpului de compresiune.
Rezultate și soluții
Pentru o mare parte a structurii, a fost posibil să se demonstreze o siguranță structurală suficientă pe baza analizelor detaliate. Cu toate acestea, la unul dintre cele 10 reazeme ale podului, a rămas o deficiență din cauza ancorării necorespunzătoare a armăturii de încovoiere la reazem. Acest punct slab conceptual a fost remediat printr-o măsură de consolidare special dezvoltată, pentru a garanta continuarea în siguranță a exploatării pe durata de viață rămasă a structurii, de câțiva ani, fără restricții semnificative de utilizare. Pentru consolidarea zonei de reazem relevante, a fost instalată o tijă de întindere externă din oțel ca armătură suplimentară de încovoiere, pentru a prelua forța de întindere longitudinală datorată forfecării la reazem. Legătura cu structura existentă a fost realizată mecanic prin tije filetate găurite și buloane lipite, precum și o îmbinare prin contact cu reazem structural actual și grinda transversală de capăt.
Măsura a fost implementată în timp ce podul era în exploatare, cu trafic redus. Întreaga planificare și gestionare a lucrărilor de consolidare a fost realizată de dsp. Scanarea armăturii existente, necesară pentru determinarea pozițiilor detaliate de găurire, a fost efectuată, de asemenea, de dsp folosind un Profometer și Georadar.
Încercați IDEA StatiCa gratuit
ALTE STUDII DE CAZ
