Analiza przyczyn powstania zarysowań kap chodnikowych i gzymsów na wybranych obiektac2.pdf

Iwona JANKOWIAK 1

Witold WOŁOWICKI 2

ANALIZA PRZYCZYN POWSTANIA ZARYSOWAŃ KAP

CHODNIKOWYCH I GZYMSÓW NA WYBRANYCH OBIEKTACH

AUTOSTRADOWYCH

Celem pracy jest wyjaśnienie przyczyn powstawania zarysowań powierzchni poziomych kap chodnikowych

i powierzchni pionowych gzymsów oraz innych uszkodzeń związanych z wykonywaniem tych części pomostu.

Badania przeprowadzono analizując wybrane obiekty nad autostradą A-2 na odcinku miejskim w Poznaniu oraz

most autostradowy przez Wartę. Są to dwa wiadukty żelbetowe, wiadukt sprężony oraz most zespolony. Wykonano

szczegółową inwentaryzację uszkodzeń kap chodnikowych na wszystkich obiektach oraz prześledzono procesy

technologiczne ich wykonywania (łącznie z obserwacjami i zapisami z dokumentacji wykonawczej), co umożliwiło

dokonanie pełnej identyfikacji zarysowań oraz przeanalizowanie udziału wszystkich czynników mających wpływ

na powstanie rys. Sformułowano ogólne wnioski, dzięki którym będzie można zapobiec wystąpieniu podobnych

uszkodzeń kap chodnikowych i gzymsów w przyszłości.

Wstęp

Strefa chodnika, obok obszarów przy dylatacjach, jest jednym z tych miejsc w przekroju

poprzecznym mostu, gdzie najszybciej dochodzi do inicjacji procesów destrukcyjnych. Bardzo często

do powstawania uszkodzeń dochodzi w obrębie kap chodnikowych, częściej też, niż inne elementy,

ulegają niszczeniu belki gzymsowe. Przez uszkodzenia kap chodnikowych dochodzi zazwyczaj do

przeciekania wody na płytę, co powoduje ograniczenie trwałości części podchodnikowych,

a w rezultacie całego obiektu. Z tego też względu bardzo istotne w procesie projektowania, budowania,

a później również utrzymywania mostów, okazuje się uwzględnianie wszystkich czynników mających

wpływ na prawidłowe działanie wyposażenia tej części mostu.

Przedmiotem opracowania są trzy wiadukty nad autostradą A-2 na miejskim odcinku w Poznaniu

oraz most autostradowy przez Wartę. Na wymienionych obiektach stwierdzono zarysowanie gzymsów

i nawierzchni na chodnikach. Ze względu na to, że wybrane obiekty reprezentują różne typy konstrukcji

mostowych, na ich podstawie, przedstawiono podstawowe przyczyny uszkodzeń gzymsów i kap

chodnikowych. Część przyczyn można było wyeliminować na etapie projektowania lub

wbudowywania, część z nich zaś okazała się być niezależną od procesu projektowo-wykonawczego [1].

Po kilku latach użytkowania trzeba było przedsięwziąć odpowiednie środki mające na celu zatrzymanie

dalszego rozwoju uszkodzeń oraz, w miarę możliwości, usunąć je.

1 Mgr inż., Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej

2 Prof. dr hab. inż., Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej

Charakterystyka rozpatrywanych obiektów

Wybranymi do oceny obiektami są trzy ciągłe czteroprzęsłowe wiadukty betonowe: dwa żelbetowe

(obiekty nr 1 i nr 2) i jeden z betonu sprężonego (obiekt nr 3) o rozpiętościach przęseł od 11,0m do

28,4m oraz most zespolony pięcioprzęsłowy (obiekt nr 4) o rozpiętościach przęseł od 42,0m do 84,0m

[1]. Wiadukty zostały wykonane z betonu „in situ” na rusztowaniach stacjonarnych, zaś płyta

pomostowa mostu – na deskowaniach podwieszonych do konstrukcji stalowej przęseł. Dwa wiadukty

usytuowane są w skosie (około 53º - obiekt nr 1 i 39º - obiekt nr 3), a pozostałe obiekty są proste.

We wszystkich obiektach tzw. kapy chodnikowe z gzymsami zostały wykonane z betonu „in situ” po

wcześniejszym wykonaniu ustroju niosącego i izolacji pomostu. Stosowano dwa rodzaje kotwienia

balustrad: do kotew osadzonych w kapie (nr 1) lub w gniazdach, tzw. szklankach (nr 2 i 4)

wypełnionych zalewką z zaprawy bezskurczowej PCC. Kotwienie kap chodnikowych zapewniają

wypuszczone ze wsporników pochodnikowych pętle zbrojenia zabetonowane w gzymsach, a na moście

dodatkowo kotwy talerzowe w pobliżu słupów oświetleniowych [2]. We wszystkich obiektach

wykonano zabezpieczenie powierzchniowe betonu barwnymi powłokami malarskimi na bazie akrylu

(typu BETONFLAIR WG/WS). Na pokrycie chodników wykorzystano nawierzchnie z żywic

syntetycznych o grubościach od 4 ÷ 6mm [3].

Z protokołów pobrania próbek wbudowanego betonu wynika, że:

- betonowanie wiaduktu nr 1 i kap chodnikowych odbywało się w temperaturze 6º÷7ºC (koniec

listopada ÷ początek lutego),

- betonowanie wiaduktu nr 2 odbywało się w warunkach letnich (maj ÷ sierpień), a betonowanie kap

odbyło się około 3 miesiące po zabetonowaniu ustroju niosącego,

- betonowanie wiaduktu nr 3 i kap chodnikowych odbywało się w warunkach wiosenno-letnich

(kwiecień ÷ czerwiec),

- betonowanie płyty mostu nr 4 odbywało się od sierpnia do listopada, a kap chodnikowych

w styczniu i lutym w temperaturze 0º÷5ºC.

W dokumentacji nie znaleziono żadnych informacji o nieprawidłowościach procesu betonowania

obiektów.

Opis uszkodzeń kap chodnikowych poszczególnych obiektów

W celu dokładnego określenia przyczyn wystąpienia uszkodzeń, a w dalszej analizie

zaproponowania najwłaściwszych metody likwidacji uszkodzeń i przeciwdziałania ich dalszej

propagacji, wykonano pełną inwentaryzację zarysowań kap chodnikowych (powierzchnie poziome)

i gzymsów (powierzchnie pionowe).

3.1.

Wiadukt nr 1

Obiekt nr 1 znajduje się w Luboniu (rys. 1). Konstrukcję o rozpiętościach przęseł

L t =11,4+18,00+18,00+11,40m tworzy monolityczna płyta żelbetowa. Konstrukcję płyty jak i kap

chodnikowych zaprojektowano z betonu B-30. Oś wiaduktu jest zbliżona do kierunku Pn-Pd.

Rys. 1. Wiadukt nr 1.

W czasie oględzin obiektu wykryto 29 rys po stronie północno-wschodniej oraz 42 rysy po stronie

południowo-zachodniej. Cechą charakterystyczną stanu zarysowania była znaczna liczba rys na

gzymsach, szczególnie po stronie południowo-zachodniej oraz rysy poprzeczne prawie na całej

szerokości chodników nad podporami pośrednimi, kończące się nawet pęknięciem krawężników

kamiennych. Część rys na gzymsach i chodnikach była już naprawiana, ale w większości przypadków

zaobserwowano ponowne zarysowania bądź wydłużanie się „starych rys” (rys. 2 i 3). Stwierdzono też

rysy w linii betonu ułożonego w celu osadzenia urządzeń dylatacyjnych (rys. 4). Szerokość rys

w nawierzchni chodników (nad podporami) wynosiła nawet 0,6÷0,8mm (rys. 5), natomiast większość

rys na gzymsie miała szerokość nie przekraczającą 0,2mm.

Rys. 2. Kapa wschodnia – nowa rysa przy gzymsie

w linii starej rysy.

Rys. 3. Kapa zachodnia – pojawienie się nowej rysy

obok starej już zainiektowanej.

Rys. 4. Kapa zachodnia – rysy konstrukcyjne przy

dylatacji, pęknięcie krawężnika.

Rys. 5. Kapa zachodnia – rysa przez całość kapy

o rozwartości 0,6-0,8mm.

3.2.

Wiadukt nr 2

Obiekt nr 2 znajduje się w Komornikach. Konstrukcję o rozpiętościach przęseł

L t =11,00+17,85+17,85+11,00m tworzy prostokątna monolityczna płyta żelbetowa. Konstrukcję płyty

i kap chodnikowych zaprojektowano z betonu B-30. Oś wiaduktu jest usytuowana południkowo.

W obiekcie wykryto 57 rys po stronie wschodniej i 50 rys po stronie zachodniej. Rysy były

właściwie równomiernie rozmieszczone na długości gzymsów z obu stron wiaduktu, a tylko część

uległa wydłużeniu przechodząc na nawierzchnię chodników (najczęściej w obrębie podpór pośrednich).

Charakterystyczne dla tego obiektu było częste zarysowanie przy słupkach balustrady (rys. 6 i 7).

Widoczne były też rysy w linii styku betonu ułożonego w celu osadzenia urządzeń dylatacyjnych

i betonu ustroju nośnego (rys. 8 i 9). Szerokości rys nie przekraczały 0,2mm.

Rys. 6. Pęknięcia nawierzchni na kapie przy słupku

balustrady po stronie zachodniej.

Rys. 7. Uszkodzenia powierzchni kapy

i towarzyszące im rysy na gzymsie w okolicy słupka

balustrady.

Rys. 8. Pęknięcia montażowe wzdłuż dylatacji na

płycie od strony Komornik.

Rys. 9. Pęknięcia montażowe na płycie i nad

przyczółkiem wzdłuż dylatacji od strony Komornik.

3.3.

Wiadukt nr 3 – konstrukcja wschodnia

Obiekt nr 3, złożony z dwóch niezależnych konstrukcji pod dwie jezdnie, znajduje się w obrębie

miasta Poznania, w ciągu drogi krajowej nr 5. Szczegółowym badaniom poddano tylko wiadukt

wschodni. Konstrukcja ma rozpiętości przęseł L t =23,83+28,44+28,44+23,83m. Stanowi ją ciągły układ

belkowo-płytowy sprężony kablami. Konstrukcję płyty zaprojektowano z betonu B-45, zaś kap

chodnikowych z betonu B-30. Osie obu wiaduktów są zbliżone do położenia południkowego.

W obiekcie wykryto 34 rysy po stronie południowo-wschodniej i 32 rysy po stronie północno-

zachodniej. Z reguły rysy na gzymsie wydłużały się przechodząc na nawierzchnię chodników (rys. 10).

Po stronie południowo-wschodniej tylko dwie rysy, a po stronie północno-zachodniej piętnaście rys,

przekroczyło długość 0,6m. Znaczne nasilenie rys stwierdzono w połowie rozpiętości przęseł

środkowych (rys. 11). Szerokości rys nie przekraczały 0,2mm.

Rys. 10. Pęknięcie przez całość kapy wewnętrznej

konstrukcji wschodniej.

Rys. 11. Rysy na gzymsie wewnętrznym konstrukcji

zachodniej w okolicach podpory.

3.4.

Most autostradowy przez Wartę – obiekt nr 4

Ostatnim badanym obiektem był most autostradowy przez Wartę. Tworzą go dwie bliźniacze

konstrukcje pod dwoma kierunkami ruchu na autostradzie, rozdzielone przerwą o szerokości równej

0,42m (rys. 12). Konstrukcję jednego mostu tworzą dwa dźwigary blachownicowe o zmiennej

wysokości (w rozstawie 9,15m) zespolone z żelbetową płytą pomostu. Rozpiętości przęseł wynoszą

L t =42,00+60,00+60,00+84,00+60,00m. Dźwigary zaprojektowano ze stali 18G2A (do 30mm)

i 18G2ACu (30-50mm), płytę z betonu B-40, zaś kapy chodnikowe z betonu B-35. Most jest

usytuowany zgodnie z kierunkiem wschód-zachód.

Rys. 12. Most autostradowy przez Wartę w Poznaniu.

W obiekcie południowym mostu od strony zewnętrznej (górnej wody) zarejestrowano 212 rys na

gzymsie, z tego ponad połowa rys znajdowała się w okolicach miejsc mocowania słupków balustrady.

Jedynie w przęśle trzecim (od strony zachodniej) oraz nad przyległymi podporami do tego przęsła

stwierdzono 14 rys poprzecznych w nawierzchni o długości do 0,1m, które były przedłużeniem rys

widocznych na gzymsie.

W obiekcie północnym od strony zewnętrznej (dolnej wody) zarejestrowano 150 rys na gzymsie,

z czego około połowa była usytuowana w miejscu mocowania słupków balustrady. W tym obiekcie

stwierdzono rysy poprzeczne w nawierzchni chodników nad filarami o długości do 1,8m. Ponadto

wykryto rysy w nawierzchni chodnika w przęśle skrajnym od strony wschodniej.

Most poddano też oględzinom z wózka rewizyjnego. Oględziny objęły gzymsy i płyty

wspornikowe pod pasem rozdziału oraz dodatkowo płytę pomostu mostu południowego (pomiędzy

dźwigarami głównymi). W trakcie oględzin znaleziono 161 rys na gzymsach (53 na gzymsie mostu

południowego, 108 na gzymsie mostu północnego) o niewielkiej szerokości (do 0,2mm) (rys. 13 i 14).

Nie stwierdzono zarysowania płyt wspornikowych ustroju.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: