Wzmocnienie
belek żelbetowych
wiaduktu drogowego
taśmami i kształtkami z włókien węglowych
dr inż. Janusz Hołowaty rzez wiele lat budownictwo na świecie uważane było zastosowaniem tego materiału kompozytowego w Pol-
Zachodniopomorski Uniwersytet
Pza konserwatywną dziedzinę, w której stosowano tyl- sce. Wzmocnienie belek żelbetowych i modernizację
Technologiczny w Szczecinie
ko tradycyjne materiały i technologie budowy. Brak prac wiaduktu zrealizowano w 2000 r.
badawczych i wprowadzania nowych technologii przez
wiele lat, zwłaszcza powojennych, oznaczał brak rozwoju
Charakterystyka wiaduktu
w materiałach budowlanych stosowanych do napraw,
Stosowanie w Pol-
przed modernizacjÄ…
wzmocnień, a także budowy oraz w metodach tych robót.
sce w ubiegłych
W Polsce nałożyła się na to stagnacja w stosowanych Wiadukt znajduje się nad zelektryfikowaną magistralą
dekadach ustrojów
typach konstrukcji mostowych. Występowały różnice kolejową w ciągu drogi krajowej nr 31 i został zbudowa-
nośnych obiektów
w planowanych pracach badawczych i w zastosowaniach ny w 1974 r. Obiekt zaprojektowano na klasę I obciążeń
mostowych
w budownictwie, wynikajÄ…ce z niezrozumienia wystÄ™- drogowych wg PN-66/B-02015. Wiadukt jest konstrukcjÄ…
pujących potrzeb i oczekiwań budownictwa w zakresie trzyprzęsłową o pięciu dz
wigarach głównych w roz-
o konstrukcji
takich mechanizmów, jak starzenie się i występowanie stawie poprzecznym co 2,0 m. W budowie konstrukcji
prefabrykowanej
uszkodzeń w konstrukcjach. Konsekwencją tego był brak przęseł zastosowano prefabrykowane belki typu CZDP
i oszczędnych
przeznaczania środków na rozwój badań i technologii, l = 15 m i prefabrykowaną płytę pomostu o grubości
przekrojach zakoń-
które mogłyby znalez
ć praktyczne zastosowania w napra- 0,12 m. W budowie wiaduktu wykorzystano typowe
czyło się w więk-
wach i wzmocnieniu konstrukcji. Jednak od ponad 20 lat rozwiązania przęseł i podpór stosowane w tamtych la-
szości przypadków
obserwuje się zmiany występujące w przemyśle mate- tach według tzw. projektów typowych stosowanych dla
niepowodzeniem.
riałów budowlanych i wprowadzanie bardziej zaawan- uprzemysłowienia budownictwa mostowego. Taką kon-
sowanych materiałów, które docierają również do Polski. strukcją typową były przęsła z żelbetowych belek prefa-
Trwałość takich
Jednym z takich zaawansowanych materiałów konstruk- brykowanych z płytą pomostu, także prefabrykowaną.
obiektów mosto-
cyjnych są materiały kompozytowe, które wprowadzono Prefabrykaty płyty pomostu łączono zamkami betono-
wych ulegała
do budownictwa, wykorzystując doświadczenia przemy- wymi nad belkami prefabrykowanymi i pomiędzy sobą.
znacznemu zmniej-
słu lotniczego i wojskowego. W systemie przęseł prefabrykowanych zastosowano
szeniu w krótkim
Wprowadzenie i rozwój materiałów kompozytowych także prefabrykowane poprzecznice, które łączono z bel-
okresie eksploata-
w budownictwie umożliwiło ich zastosowanie także w bu- kami podłużnymi odcinkami monolitycznymi z betonu
cji, a występujące dowie i wzmacnianiu obiektów mostowych (1, 2, 4, 5 i 7). zbrojonego. Przęsła wiaduktu wykonano jako niezależ-
Wdrożenie taśm kompozytowych z włóknami węglowymi ne swobodnie podparte. Szczeliny dylatacyjne przęseł
uszkodzenia
miało swój początek w latach osiemdziesiątych i od razu oraz pomiędzy przęsłami i przyczółkami zabezpieczono
doprowadzały
stosowano je we wzmocnieniach i rehabilitacji obiektów dylatacjami  zakrytymi według rozwiązania katalogowe-
do utraty nośności
mostowych. Także w Polsce wzmocniono tą technologią go. Belki prefabrykowane oparto na podporach za po-
i konieczności
już wiele obiektów. Stosowanie materiałów kompozyto- średnictwem łożysk elastomerowych produkcji krajowej.
wykonania przebu-
wych w postaci mat i taśm do wzmacniania konstrukcji Podpory, zarówno pośrednie, jak i skrajne, wykonano
dowy. W artykule
umożliwiło rozwój badań, opracowanie modeli teore- jako trzysłupowe z prefabrykowanymi słupami oraz
przedstawiono tycznych i różnych sposobów wzmacniania. W niektórych monolitycznymi oczepami i ławami fundamentowymi.
krajach, w tym i w Polsce, wydano zalecenia lub wytyczne Podpory skrajne zatopione są w stożkach nasypów.
zrealizowane
dotyczÄ…ce wzmacniania konstrukcji poprzez przyklejanie Wiadukt wykonano w skosie ok. 60°. DÅ‚ugość wiaduktu
wzmocnienie
materiałów kompozytowych (6 i 8). wynosiła 46,82 m (po pomoście). Całkowita szerokość
prefabrykowanych
W artykule przedstawiono sposób wzmocnienia pre- pomostu wynosiła 9,50 m. Dojazdy do wiaduktu znajdują
belek mostowych
fabrykowanych belek żelbetowych z wykorzystaniem siÄ™ na nasypach o wysokoÅ›ci 5÷7 m. Schemat przekroju
wiaduktu drogo-
taśm i kształtek kompozytowych z włókien węglowych. poprzecznego ustroju nośnego w stanie przed moderni-
wego za pomocÄ…
Wzmocnienie belek zrealizowano w czasie modernizacji zacjÄ… przedstawiono na rys. 1.
materiałów kompo- trzyprzęsłowego wiaduktu drogowego położonego nad Spadki poprzeczne pomostu około 1% wykonstru-
torami magistrali kolejowej w ciągu drogi krajowej nr 31 owano poprzez zmienną wysokość oczepów podpór,
zytowych z włókien
k. m. Gryfino (woj. zachodniopomorskie) (3). Wzmocnienie co umożliwiło różne usytuowanie wysokościowe belek
węglowych.
wykonano dla podniesienia nośności prefabrykowanych podłużnych. Prefabrykowany pomost z zamkami monoli-
belek żelbetowych na zginanie i na ścinanie w celu wyko- tycznymi zabezpieczono izolacją z dwóch warstw papy
rzystania ich w przebudowie ustroju nośnego wiaduktu. na lepiku. Zamki wykonane były nad belkami podłuż-
Zastosowanie kształtek typu L z włókien węglowych nymi i pomiędzy prefabrykatami płyty pomostu. Zamki
12 do wzmacniania konstrukcji na ścinanie było pierwszym pomiędzy prefabrykatami wykonano na prefabrykowa-
most y mat eri ał y i t echnol ogi e
Rys. 1.
Rys. 1. Przekrój poprzeczny przęseł
wiaduktu (przed modernizacjÄ…)
Rys. 2. Schemat wzmocnienia
belek prefabrykowanych taśmą
z włókien węglowych (CFRP)
i przyjęty sposób kotwienia
taśmy nad łożyskami
Rys. 2.
Rys. 3. Przekrój poprzeczny przęseł
wiaduktu (po modernizacji)
Rys. 4. Idea wzmocnienia belek
prefabrykowanych materiałami
kompozytowymi z włókien
węglowych (CFRP): taśmą
na zginanie i kształtkami typu L
na ścinanie
Rys. 3.
nych beleczkach poprzecznych. Na warstwÄ™ ochronnÄ…
zastosowano warstwę betonu cementowego o grubości
40÷45 mm.
Belki prefabrykowane przęseł oraz prefabrykaty podpór
wykonane zostały z betonu dobrej jakości i zachowały
dobry stan techniczny. Do wykonania belek prefabryko-
wanych zastosowano beton na kruszywie bazaltowym.
Natomiast prefabrykaty płyty pomostu i ich zamki
wykonane zostały z betonu niskiej jakości. Słaba jakość
betonu zamków, pomimo dużej ilości zbrojenia, spowo-
dowała utratę współpracy pomiędzy prefabrykowanymi
płytami pomostu i prefabrykowanymi belkami podłuż-
nymi. Pod przejeżdżającymi pojedynczymi pojazdami Rys. 4.
ciężarowymi zaobserwowano przemieszczenia pionowe
belek podłużnych o wielkości do 2 mm. W belkach
środkowych i pośrednich stwierdzono także ukośne rysy poboczy po gzymsach i ich zniszczenie. Zakotwienia
w strefach podporowych, świadczące o przeciążeniu be- poręczy w cienkich płytach prefabrykatów poboczy były
lek na ścinanie. Były to jedna lub dwie rysy o rozwartości uszkodzone. W okresie budowy wiaduktu linia kolejowa
0,1÷0,2 mm na jednej lub obu powierzchniach belek. byÅ‚a niezelektryfikowana, zastosowano wiÄ™c w przęśle
W elementach wyposażenia również zastosowano roz- środkowym osłony oddymnicowe, które uległy całko-
wiÄ…zania typowe stosowane w latach siedemdziesiÄ…tych witemu zniszczeniu w wyniku korozji. Woda opadowa
ubiegłego wieku  poręcze, osłony przeciwporażeniowe, z jezdni wiaduktu, ze względu na ukształtowanie w po-
pobocza prefabrykowane itp. Pobocza prefabrykowane chyleniu podłużnym, odprowadzana była powierzch-
posiadały pochylenia poprzeczne w kierunku gzymsów, niowo na pobocza i skarpy. Występowały przecieki przez
co powodowało spływ wody opadowej z powierzchni szczeliny dylatacyjne na skrajne części przęseł i oczepy 13
Rys. 5. Etapy wzmocnienia belek
prefabrykowanych wiaduktu
podpór. Duże zacieki i zamakanie występowały na po- Na środkowych i pośrednich belkach CZDP wystąpiły
przecznicach skrajnych przęseł. Przecieki powodowały charakterystyczne rysy ukośne w strefach przypodporo-
uszkodzenia otuliny betonowej i korozjÄ™ prÄ™tów zbroje- wych o szerokoÅ›ci 0,1÷0,2 mm. NajwiÄ™ksze rysy wystÄ…piÅ‚y
niowych. Strefy przejściowe na dojazdach do wiaduktu w belkach środkowych. Ze względu na zamakanie części
zabezpieczono prefabrykowanymi płytami przejściowymi podporowych belek w kilku z nich wystąpiły drobne
o grubości 0,2 m, opartymi na ściankach zaplecznych uszkodzenia otuliny. Większe uszkodzenia pojawiły się
podpór skrajnych. Ze względu na spływ wody opadowej w poprzecznicach podporowych. Odsłonięte zostały
z wiaduktu grunt spod płyt przejściowych był wymywa- pręty zbrojeniowe styków monolitycznych poprzecznic
ny. Na dojazdach do wiaduktu tworzyły się zapadnięcia podporowych w wyniku korozji betonu styków. Belki
w jezdni, które były naprawiane. prefabrykowane CZDP doznawały dużych przemieszczeń
Nawierzchnia asfaltowa jezdni wiaduktu wykonana była pionowych przy przejez
dzie ciężkich pojazdów o wiel-
jako asfaltowa o gruboÅ›ci 60÷65 mm. Na poboczach koÅ›ci do 2 mm. PomiÄ™dzy dz
wigarami a prefabrykowanÄ…
prefabrykowanych ułożono warstwę asfaltu lanego o gru- płytą pomostu utworzyły się szczeliny, co świadczyło
boÅ›ci 20÷30 mm. Nawierzchnia na obiekcie i dojazdach o częściowym zniszczeniu współpracy prefabrykowanych
ulegała uszkodzeniom i deformacjom. Remonty cząstko- elementów pomostu z belkami CZDP.
we nawierzchni wykonywano po wystąpieniu większych
ubytków w nawierzchni. Założenia do wzmocnienia
Przeprowadzona ocena stanu technicznego wiaduktu
Podsumowanie
i wykonane analizy statyczno-wytrzymałościowe obiektu,
zakresu uszkodzeń ze sprawdzeniem warunków posadowienia, umożliwiły
W konstrukcji przęseł wiaduktu wystąpiły typowe opracowanie założeń do modernizacji obiektu z uwzględ-
uszkodzenia dla tego typu obiektów, zaobserwowane nieniem przystosowania go do wymagań odnośnie
już w innych obiektach o podobnej konstrukcji. Stwier- do trwałości i obowiązujących nośności dla obiektów
dzono niedostateczny stan styków elementów prefabry- mostowych w ciągu dróg krajowych. W stosunku do kon-
kowanych oraz słabą jakość betonu prefabrykowanych strukcji przęseł przyjęto (3):
płyt pomostowych. Uszkodzenia styków elementów  wykonać wymianę płyty pomostu z prefabrykowanej
prefabrykowanych spowodowały zmianę zakresu ich na monolityczną żelbetową o grubości odpowiadającej
współpracy i obniżyły ogólną sztywność przęseł. Po- PN-91/S-10042; nośność projektowanej płyty pomostu
wodowało to znaczne przeciążenie belek środkowych powinna odpowiadać klasie A obciążeń wg
przęseł pod wzrastającym ruchem samochodowym. PN-85/S-10030;
Znacznym uszkodzeniom uległy łożyska i elementy wy-  wzmocnić belki prefabrykowane typu CZDP L=15 m dla
posażenia, jak prefabrykowane pobocza, poręcze, osłony przenoszenia obciążeń min. klasy B wg PN-85/S-10030;
przeciwporażeniowe i oddymnicowe oraz nawierzchnia wzmocnienie powinno obejmować zwiększenie nośno-
bitumiczna. ści na zginanie i ścinanie;
Wykonane badania betonu potwierdziły dość dobrą  zaprojektować zespolenie wzmocnionych belek CZDP
jakość betonu belek i słupów prefabrykowanych. Nie z projektowaną monolityczną płytą pomostu zgodnie
stwierdzono nadmiernych ilości chlorków w betonie, z PN-91/S-10042;
a ogólny stan otuliny również był dobry, z wyjątkiem  roboty należy wykonywać przy minimalnych ogranicze-
obszarów przecieków przy dylatacjach i strefy przęsła niach w ruchu kolejowym (magistrala kolejowa);
środkowego nad torami kolejowymi, pokrytej sadzą  uwzględnić w projekcie technologii wzmocnienia
i uszkodzonej elementami mocowania osłon oddymni- i eksploatacji obiektu obecność elektrycznej trakcji ko-
14 cowych. lejowej.
most y mat eri ał y i t echnol ogi e
Rys. 6. Schemat wzmocnienia
żelbetowej belki
prefabrykowanej CZDP
l = 15 m taśmą i kształt-
kami typu L z włókien
węglowych (CFRP)
Rys. 7. Szczegół węzła uciągla-
Rys. 6. Rys. 7.
jÄ…cego nad podporami
pośrednimi
Dobry stan techniczny i dobra jakość betonu belek Projektowane wzmocnienie
prefabrykowanych i podpór umożliwiły ich wykorzystanie Wzrost natężenia i obciążenia ruchem samochodowym
w modernizacji wiaduktu. Zmiana schematu statyczne- w ostatnich dekadach powoduje, że wzrastają także
go ustroju nośnego wiaduktu na ciągły trzyprzęsłowy wymagania odnośnie do nośności projektowanych
i wykonanie nowej płyty pomostu o konstrukcji monoli- i modernizowanych obiektów mostowych. W okresie mo-
tycznej były podstawowymi elementami wzmacniającymi dernizacji wiaduktu k. m. Gryfino obowiązywała klasa A
i podnoszącymi nośność obiektu. Zachowanie belek pre- obciążenia taborem samochodowym według
fabrykowanych w przebudowie ustroju nośnego wiaduk- PN-85/S-10030 dla nowych obiektów mostowych i klasa B
tu umożliwiło zachowanie istniejących podpór. Przyjęty dla modernizowanych obiektów mostowych w ciągu
sposób przebudowy i uciąglenia stref podporowych dróg krajowych. Do tych klas dostosowano przebudowy-
przęseł zapewnił jednocześnie podniesienie nośności wane i wzmacniane elementy wiaduktu.
oczepów podpór. Zmiana schematu statycznego ustroju Wymagane zwiększenie nośności wiaduktu wymagało
nośnego wiaduktu i zwiększenie wysokości konstruk- wymiany jego uszkodzonych elementów na nowe oraz
cyjnej belek nie wystarczyły do spełnienia wymagań zwiększenia przekroju elementów w dobrym stanie
nośności belek na zginanie i na ścinanie według normy i zmiany schematu statycznego wiaduktu. Do elemen-
mostowej PN-91/S-10042. Konieczne było wzmocnienie tów konstrukcyjnych podlegających wymianie zaliczono
strefy rozciąganej belek w przęsłach oraz wzmocnienie łożyska, prefabrykowaną płytę pomostu i prefabryko-
stref podporowych na ścinanie. Wzmocnienie na ścinanie wane belki poprzeczne na podporach. Istniejący ustrój
było podyktowane tym, że norma PN-91/S-10042 wpro- nośny o trzech niezależnych (zdylatowanych) przęsłach
wadziła znacznie surowsze wymagania do projektowania zamieniono na ustrój trzyprzęsłowy ciągły. Podniesienie
na ścinanie betonowych elementów mostowych niż nor- nośności na zginanie belek prefabrykowanych przęseł
ma mostowa obowiązująca w okresie budowy wiaduktu. przyjęto poprzez zwiększenie ich strefy ściskanej i dokle-
Awaria zespolenia istniejącego pomostu z belkami i wy- jenie taśmy kompozytowej (CFRP) w strefie rozciąganej
stępujące rysy ukośne w najbardziej obciążonych belkach dla dodatnich momentów przęsłowych. Zaprojektowano
wskazały na potrzebę takiego wzmocnienia. Schemat wykonanie nowej monolitycznej płyty pomostu o grubo-
ideowy wzmocnienia przekrojów belek prefabrykowa- ści min. 220 mm, zespolonej z belkami prefabrykowanymi,
nych CZDP przedstawiono na rys. 4. oraz doklejenie do powierzchni dolnych belek prefabry-
Wzmocnienia na zginanie wymagały przekroje przęsło- kowanych taśmy kompozytowej z włókien węglowych
we belek, w przekrojach podporowych belek zaprojek- o szerokości 60 mm i grubości 1,4 mm. Schemat przekroju
towano odpowiednie zbrojenie uciąglające podłużne poprzecznego wiaduktu w stanie po modernizacji przed-
i poprzeczne. Konieczność wymiany uszkodzonych łożysk stawiono na rys. 3.
elastomerowych i wymiana prefabrykowanych poprzecz- Podniesienie nośności na ścinanie belek prefabryko-
nic podporowych na monolityczne umożliwiły przyjęcie wanych przęseł przyjęto poprzez doklejenie kształtek
kotwienia wzmacniających taśm z włókien węglowych kompozytowych CFRP w kształcie L w strefie ścinania
na końcach belek prefabrykowanych nad projektowanymi w obszarach przypodporowych belek. Zastosowano
podparciami. Oprócz wymaganej długości kotwienia ta- kształtki szerokości 40 mm i grubości 1,2 mm. Z dwóch
śmy zakotwione zostały także przez docisk łożysk do belek kształtek typu L tworzono strzemię o kształcie U, obu-
(rys. 2). Kształtki typu L wzmacniające belki na ścinanie stronnie wzmacniające belkę. Ogólny schemat rozmiesz-
kotwiono obustronnie, na dolnych powierzchniach belek czenia kształtek i taśmy CFRP wzmacniających prefabry-
prefabrykowanych poprzez przyklejenie krótkich ramion kowaną belkę CZDP na ścinanie i zginanie przedstawiono
oraz poprzez zabetonowanie końcówek długich ramion na rys. 6. Taśmę CFRP zastosowano na całej długości belki,
w monolitycznej płycie pomostu (rys. 4). co umożliwiło jej zakotwienie nad podparciami. 15
Fot. 1. Przygotowanie powierzchni
dolnej belki prefabrykowanej
do przyklejenia taśmy
kompozytowej
Fot. 2. Widok z boku na wzmocnionÄ…
kształtkami kompozytowymi
strefÄ™ podporowÄ… belek
prefabrykowanych
Piśmiennictwo
1. Holloway L.C.: Advanced
fibre polymer composite
materials and their proper-
ties for bridge engineering.
1. 2.
In: ICE manual of bridge en-
gineering. Thomas Telford.
London 2008.
2. Holloway L.C.: Advanced fi-
bre polymer composite
structural systems used
in bridge engineering. In: ICE
Głównymi elementami zapewniającymi zwiększenie no- tradycyjne wzory stosowane do projektowania belek
manual of bridge engineer-
śności belek prefabrykowanych była zmiana ich schematu żelbetowych zgodnie z PN-91/S-10042 z uwzględnieniem
ing. Thomas Telford. Lon-
statycznego poprzez ich pełne uciąglenie i zaprojektowa- współpracy elementów kompozytowych jak dla przekro-
don 2008.
nie monolitycznej płyty pomostu zespolonej z belkami jów zespolonych. Taśmy wzmacniające strefę rozciąganą
3. Hołowaty J.: Wzmocnienie
prefabrykowanymi. W płycie pomostu zaprojektowano belek kotwiono pod płytami łożysk i stołkami stalowymi,
prefabrykowanych belek żel-
zbrojenie uciąglające nad podporami pośrednimi dla co umożliwiło uniknięcie najczęstszego sposobu zniszcze-
betowych taśmami i kształt-
ujemnych momentów podporowych w uciąglonym nia taśm. Elementy kompozytowe przyklejano firmowym
kami z włókna węglowego.
XI Seminarium: Współcze- ustroju nośnym. Opracowano ogólny schemat technolo- klejem epoksydowym do powierzchni belek po usunięciu
sne Metody Wzmacniania
gii modernizacji ustroju nośnego wiaduktu z uwzględnie- z ich powierzchni mleczka cementowego i odsłonięciu
i Przebudowy Mostów. Po-
niem etapowania robót. Zrealizowany schemat technolo- ziaren grysu bazaltowego. Powierzchnie belek po napra-
litechnika Poznańska, Po-
gii wzmocnienia belek prefabrykowanych przedstawiono wie i powierzchnie elementów kompozytowych pokryto
znań 2001.
na rys. 5; obejmował on następujące etapy: wyprawą cementową drobnoziarnistą, która zakryła ele-
4. Keller T.: Use of Fibre Rein-
1. Rozbiórka prefabrykowanej płyty pomostu. menty wzmacniające. Oprócz poprawy estetyki zwiększy-
forced Polymers in Bridge
2. Podniesienie belek pomostu dla wymiany łożysk. ło to odporność termiczną materiałów kompozytowych
Construction. Structural
Engineering Documents 7, 3. Przygotowanie powierzchni belek prefabrykowanych i zabezpieczyło je przed wandalami.
IABSE, 2003.
CZDP dla naklejenia taśm i kształtek CFRP oraz ich na-
5. Klaiber F.W., Wipf T.J.:
klejenie. Realizacja wzmocnienia
Strengthening and Rehabili-
4. Montaż nowych łożysk i stołków stalowych oraz opusz- Modernizację wiaduktu realizowano przy wyłączeniu
tation. In: Bridge Engineer-
czenie belek. go z eksploatacji i skierowaniu ruchu na objazd. Do ob-
ing Handbook. CRC Press.
5. Wymiana prefabrykowanych poprzecznic podporo- jazdu wykorzystano  stary przebieg drogi krajowej nr 31.
Boca Raton, London, New
wych na konstrukcje monolityczne, montaż dodatko- Na czas robót modernizacyjnych odcinek elektrycznej
York, Washington 2000.
wych kotew zespolenia, wykonanie monolitycznej pły- trakcji kolejowej pod wiaduktem został wyłączony
6. A
agoda M.: Wzmacnianie
mostów przez doklejanie ty pomostu zespolonej z belkami prefabrykowanymi z napięcia. Przebieg realizacji wzmocnienia belek wia-
elementów. Monografia
CZDP. duktu był zgodny z etapami podanymi na rys. 5. Roboty
322. Seria Inżynieria Lądo-
6. Wykonanie izolacji i pozostałych elementów wyposaże- rozbiórkowe pomostu (płyty prefabrykowane i zamki)
wa. Politechnika Krako-
nia pomostu oraz wykonanie warstwy wyprawy zabez- przebiegały łatwo, ze względu na słaby beton zamków.
wska, Kraków 2005.
pieczającej i powłoki ochronnej na powierzchni belek Płyty prefabrykowane podnoszono dz
wigiem, po prze-
7. Plecnik J.M., Henriquez O.:
prefabrykowanych. cięciu zbrojenia kotwiącego. W czasie podnoszenia płyt
Applications of Compos-
Zaprojektowana zmiana schematu statycznego przęseł prefabrykowanych kruszyły się one i pękały. Widok belek
ites in Highway Bridges.
In Bridge Engineering Hand- wiaduktu polegała na pełnym uciągleniu podłużnych prefabrykowanych w czasie rozbiórki pomostu przedsta-
book. Boca Raton, London, belek prefabrykowanych nad podporami pośrednimi. wiono na fot. 3, a ogólny widok wiaduktu (ruszt z belek
New York, Washington
Na czas wykonania węzła uciąglającego belki oparto prefabrykowanych) po rozbiórce prefabrykowanej płyty
D.C., CRC Press, 1999.
na stołkach stalowych, które zabetonowano póz
niej pomostu przedstawiono na fot. 4.
8. Zalecenia dotyczÄ…ce
w konstrukcji węzłów. Zaprojektowane podłużne zbroje- Po wykonaniu rozbiórki pomostu i ścianek zaplecznych
wzmacniania konstruk-
nie uciÄ…glajÄ…ce z prÄ™tów Ćð22 mm ze stali 18G2-b umiesz- podpór skrajnych ruszt belek podniesiono etapami
cji mostowych za pomocÄ…
czono w płaszczyz
nie górnego zbrojenia płyty pomostu do góry z użyciem niewielkich siłowników płaskich. Unie-
przyklejanego zbrojenia ze-
nad podporami pośrednimi. Szczegóły zbrojenia w węz
le sienie belek umożliwiło wymianę łożysk oraz wykonanie
wnętrznego. GDDKiA,
uciąglającym przedstawiono na rys. 7. zakotwienia taśm kompozytowych nad łożyskami (pod-
IBDiM. Warszawa 2006.
W okresie opracowywania projektu wzmocnienia belek pory skrajne) i stołkami stalowymi (podpory pośrednie).
nie były dostępne krajowe zalecenia i wytyczne doty- Powierzchnie belek w miejscach przyklejania taśm kom-
czące wzmacniania elementów żelbetowych poprzez pozytowych oczyszczono z mleczka i zaprawy, aż do od-
przyklejanie materiałów kompozytowych. W obliczaniu słonięcia ziaren kruszywa bazaltowego (fot. 1). Do wzmoc-
16 wzmocnienia taśmami i kształtkami CFRP zastosowano nienia belek stosowano materiały kompozytowe, kleje
most y mat eri ał y i t echnol ogi e
3. 4.
5. 6.
Fot. 3. Widok belek prefabrykowanych
i technologię wykonania jednej firmy. Zastosowano taśmy Zakończenie
w czasie rozbiórki pomostu
kompozytowe z włókien węglowych Sika CarboDur W artykule przedstawiono sposób wzmocnienia
Fot. 4. Widok ogólny wiaduktu
i kształtki Sika CarboShear L. Widok ogólny powierzchni prefabrykowanych belek żelbetowych wiaduktu
po demontażu pomostu
prefabrykowanego
podporowych belek prefabrykowanych z naklejonymi drogowego, które nie posiadały wystarczającej nośno-
Fot. 5. Widok z dołu na belki
elementami kompozytowymi na jednym z etapów robót ści na zginanie i ścinanie. Wzmocnienie zrealizowano
prefabrykowane i uciÄ…glenie nad
przedstawiono na fot. 2. poprzez uciÄ…glenie belek i wykonanie monolitycznej
podporą pośrednią po 10 latach
Do wykonania płyty pomostu na belkach prefabryko- płyty pomostu, strefy rozciągane przęsłowe i ścinane
eksploatacji (2010 r.)
wanych zawieszono szalunki inwentaryzowane. Zbroje- podporowe belek wzmocniono taśmami i kształtkami
Fot. 6. Widok aktualny wiaduktu
(2010 r.)
nie płyty pomostu ułożono przy wystających końcach kompozytowymi z włóknami węglowymi. Wzmocnie-
długich ramion kształtek kompozytowych i dodatkowymi nie belek umożliwiło poszerzenie pomostu wiaduktu
kotwami z prÄ™tów żebrowanych Ćð ð16 mm wzmacniajÄ…cy- i zachowanie istniejÄ…cych podpór w wykonanej
mi strefę zespolenia belek i monolitycznej płyty pomostu. modernizacji wiaduktu.
Pierwsza faza wykonania węzła uciąglającego nad Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych i innych kon-
podporą pośrednią polegała na wykonaniu zbrojenia strukcji za pomocą nowoczesnych materiałów kom-
poprzecznicy, które zostało zabetonowane do płaszczyzny pozytowych stało się bardzo popularne w ostatnich
styku technologicznego z płytą pomostu. Końce ramion dwudziestu latach. Rozwój technologii materiałów
kształtek kompozytowych do zabetonowania w płycie kompozytowych, metod produkcji oraz opracowanie
pomostu pokryto klejem epoksydowym z obsypką z jed- wytycznych i zaleceń ich stosowania powodują, że ich
nofrakcyjnego piasku łamanego. właściwości, jak: duża wytrzymałość, duża odporność
Stan belek po 10 latach eksploatacji (fot. 5) jest dobry, na korozję i łatwość stosowania, są chętnie wykorzysty-
nie wystąpiły żadne uszkodzenia ani rysy mogące świad- wane w naprawach i wzmacnianiu konstrukcji. Wysoki
czyć o nieprawidłowym zachowaniu się wykonanego koszt materiałów kompozytowych, jaki występował
wzmocnienia. w pierwszych okresach ich stosowania, powoli ulegał
Widok wiaduktu w stanie aktualnym w maju 2010 r. zmniejszaniu i spowodowało to, że ze względu na swoje
przedstawiono na fot. 6. Przyjęta kolorystyka wiaduktu zalety są one obecnie konkurencyjne dla tradycyjnych
dobrze komponuje siÄ™ z otaczajÄ…cÄ… zieleniÄ…. materiałów budowlanych. qð 17