Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä

Erkki Vesikari, Timo Tirkkonen, Eva Häkkä-Rönnholm, Lina Markelin

Research output: Book/ReportReport

1 Citation (Scopus)

Abstract

Julkaisussa tarkastellaan menetelmiä, joilla arvioidaan ikääntyneiden siltojen kuntoa ja kantavuutta sekä ennakoidaan kunnon ja kantavuuden myöhempää kehitystä. Ennakointimenetelmät perustuvat pääasiassa laskentamalleihin, joilla arvioidaan rakenteiden kantavuuden pienentyminen ottaen huomioon materiaaleissa tapahtuva turmeltuminen ja mahdollinen lujuuden pienentyminen. Laskentamallien parametrit sovitetaan kuntotutkimusten yhteydessä saatuihin mittaustuloksiin. Monien turmeltumistekijöiden vaikutus rakenteissa voidaan esittää seuraavalla yksinkertaisella mallilla, joka esittää turmeltumissyvyyttä tai -astetta ajan funktiona: s=k x tn missä s on turmeltumissyvyys tai -aste, k on vakiokerroin, t aika turmeltumisen alkuhetkestä ja n ajan eksponentti. Mm. betonin pakkasrapautuminen, raudoituksen korroosio, rakenneterästen korroosio, betonin karbonatisoituminen ja kloridien tunkeutuminen betoniin voidaan ennakoida tällaisella mallilla. Ajan eksponentin arvo voidaan joskus johtaa teoreettisilla tarkasteluilla, joskus se on arvioitavissa käytettävissä olevan tutkimustiedon avulla. Kun ajan eksponentti tunnetaan, vakiokerroin k voidaan määrittää suoraan rakenteesta tehtävien turmeltumismittausten perusteella. Terässilloilla, joilla kunnossapitotoimenpiteet ovat asianmukaisia, käyttöikä määräytyy pääasiassa liitosten väsymisen perusteella. Teräsrakenteiden väsymiskestävyyttä voidaan arvioida vertailemalla laskennallisesti tai todellisesta rakenteesta mittaamalla määritettyä väsyttävän kuormituksen kertymää sen väsymiskestävyyteen. Laskenta suoritetaan tavallisesti nimellisjännityksiin ja väsymisluokkiin perustuen. Vaurioiden vaikutusta kantavuuteen voidaan arvioida monella tarkkuustasolla. Yleensä siltatutkimuksissa sovelletaan kaksitasoista menettelyä. Ensimmäisellä tarkkuustasolla periaatteena on arvioida vaurioituneen ja alkuperäisen rakenteen kantavuuden suhde yksinkertaisia mitoituskaavoja hyväksi käyttäen. 1. tarkkuustason tarkasteluja voidaan laajentaa soveltamalla mitoituslausekkeisiin materiaalilujuuksien ja mittojen aikafunktiomalleja. Näin voidaan ennakoida kantavuuden kehitystä tulevaisuudessa. Kantavuuden kriteerinä voidaan käyttää varmuustarkastelujen pohjalta johdettuja raja-arvoja. Tässä yhteydessä voidaan ottaa huomioon myös mahdolliset rakenteen valmistumisen jälkeen kuormitusmääräyksissä tapahtuneet muutokset. Toisen tarkkuustason analyysissa kantavuuden arvioinnissa tarkastellaan yleensä rakennetta kokonaisuudessaan (ei ainoastaan tiettyä poikkileikkausta). Rakenteen toimintaa ja staattisia voimasuureita voidaan tutkia erikoismenetelmin ottaen huomioon todettujen vaurioiden vaikutukset rakenteen jäykkyyteen, mahdollisesti muuttuneet kuormavaatimukset jne. 2. tarkkuustason laskentamalleja voidaan tarkentaa erilaisilla kuormituskohdilla ja mittauksilla. Näistä saadaan tarvittava tieto sillan todellisesta toiminnasta ja kuormituksesta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages229
ISBN (Print)951-38-5167-2
Publication statusPublished - 1997
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1868
ISSN1235-0605

Fingerprint

Raja
durability

Keywords

  • bridges (structures)
  • bearing capacity
  • service life
  • condition monitoring
  • damage control

Cite this

Vesikari, E., Tirkkonen, T., Häkkä-Rönnholm, E., & Markelin, L. (1997). Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1868
Vesikari, Erkki ; Tirkkonen, Timo ; Häkkä-Rönnholm, Eva ; Markelin, Lina. / Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 229 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1868).
@book{0b21d556e82f459fac9a86937afcad4b,
title = "Siltojen kunto, kantavuus ja k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a}",
abstract = "Julkaisussa tarkastellaan menetelmi{\"a}, joilla arvioidaan ik{\"a}{\"a}ntyneiden siltojen kuntoa ja kantavuutta sek{\"a} ennakoidaan kunnon ja kantavuuden my{\"o}hemp{\"a}{\"a} kehityst{\"a}. Ennakointimenetelm{\"a}t perustuvat p{\"a}{\"a}asiassa laskentamalleihin, joilla arvioidaan rakenteiden kantavuuden pienentyminen ottaen huomioon materiaaleissa tapahtuva turmeltuminen ja mahdollinen lujuuden pienentyminen. Laskentamallien parametrit sovitetaan kuntotutkimusten yhteydess{\"a} saatuihin mittaustuloksiin. Monien turmeltumistekij{\"o}iden vaikutus rakenteissa voidaan esitt{\"a}{\"a} seuraavalla yksinkertaisella mallilla, joka esitt{\"a}{\"a} turmeltumissyvyytt{\"a} tai -astetta ajan funktiona: s=k x tn miss{\"a} s on turmeltumissyvyys tai -aste, k on vakiokerroin, t aika turmeltumisen alkuhetkest{\"a} ja n ajan eksponentti. Mm. betonin pakkasrapautuminen, raudoituksen korroosio, rakenneter{\"a}sten korroosio, betonin karbonatisoituminen ja kloridien tunkeutuminen betoniin voidaan ennakoida t{\"a}llaisella mallilla. Ajan eksponentin arvo voidaan joskus johtaa teoreettisilla tarkasteluilla, joskus se on arvioitavissa k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} olevan tutkimustiedon avulla. Kun ajan eksponentti tunnetaan, vakiokerroin k voidaan m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} suoraan rakenteesta teht{\"a}vien turmeltumismittausten perusteella. Ter{\"a}ssilloilla, joilla kunnossapitotoimenpiteet ovat asianmukaisia, k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} m{\"a}{\"a}r{\"a}ytyy p{\"a}{\"a}asiassa liitosten v{\"a}symisen perusteella. Ter{\"a}srakenteiden v{\"a}symiskest{\"a}vyytt{\"a} voidaan arvioida vertailemalla laskennallisesti tai todellisesta rakenteesta mittaamalla m{\"a}{\"a}ritetty{\"a} v{\"a}sytt{\"a}v{\"a}n kuormituksen kertym{\"a}{\"a} sen v{\"a}symiskest{\"a}vyyteen. Laskenta suoritetaan tavallisesti nimellisj{\"a}nnityksiin ja v{\"a}symisluokkiin perustuen. Vaurioiden vaikutusta kantavuuteen voidaan arvioida monella tarkkuustasolla. Yleens{\"a} siltatutkimuksissa sovelletaan kaksitasoista menettely{\"a}. Ensimm{\"a}isell{\"a} tarkkuustasolla periaatteena on arvioida vaurioituneen ja alkuper{\"a}isen rakenteen kantavuuden suhde yksinkertaisia mitoituskaavoja hyv{\"a}ksi k{\"a}ytt{\"a}en. 1. tarkkuustason tarkasteluja voidaan laajentaa soveltamalla mitoituslausekkeisiin materiaalilujuuksien ja mittojen aikafunktiomalleja. N{\"a}in voidaan ennakoida kantavuuden kehityst{\"a} tulevaisuudessa. Kantavuuden kriteerin{\"a} voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} varmuustarkastelujen pohjalta johdettuja raja-arvoja. T{\"a}ss{\"a} yhteydess{\"a} voidaan ottaa huomioon my{\"o}s mahdolliset rakenteen valmistumisen j{\"a}lkeen kuormitusm{\"a}{\"a}r{\"a}yksiss{\"a} tapahtuneet muutokset. Toisen tarkkuustason analyysissa kantavuuden arvioinnissa tarkastellaan yleens{\"a} rakennetta kokonaisuudessaan (ei ainoastaan tietty{\"a} poikkileikkausta). Rakenteen toimintaa ja staattisia voimasuureita voidaan tutkia erikoismenetelmin ottaen huomioon todettujen vaurioiden vaikutukset rakenteen j{\"a}ykkyyteen, mahdollisesti muuttuneet kuormavaatimukset jne. 2. tarkkuustason laskentamalleja voidaan tarkentaa erilaisilla kuormituskohdilla ja mittauksilla. N{\"a}ist{\"a} saadaan tarvittava tieto sillan todellisesta toiminnasta ja kuormituksesta.",
keywords = "bridges (structures), bearing capacity, service life, condition monitoring, damage control",
author = "Erkki Vesikari and Timo Tirkkonen and Eva H{\"a}kk{\"a}-R{\"o}nnholm and Lina Markelin",
year = "1997",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5167-2",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1868",
address = "Finland",

}

Vesikari, E, Tirkkonen, T, Häkkä-Rönnholm, E & Markelin, L 1997, Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1868, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä. / Vesikari, Erkki; Tirkkonen, Timo; Häkkä-Rönnholm, Eva; Markelin, Lina.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 229 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1868).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä

AU - Vesikari, Erkki

AU - Tirkkonen, Timo

AU - Häkkä-Rönnholm, Eva

AU - Markelin, Lina

PY - 1997

Y1 - 1997

N2 - Julkaisussa tarkastellaan menetelmiä, joilla arvioidaan ikääntyneiden siltojen kuntoa ja kantavuutta sekä ennakoidaan kunnon ja kantavuuden myöhempää kehitystä. Ennakointimenetelmät perustuvat pääasiassa laskentamalleihin, joilla arvioidaan rakenteiden kantavuuden pienentyminen ottaen huomioon materiaaleissa tapahtuva turmeltuminen ja mahdollinen lujuuden pienentyminen. Laskentamallien parametrit sovitetaan kuntotutkimusten yhteydessä saatuihin mittaustuloksiin. Monien turmeltumistekijöiden vaikutus rakenteissa voidaan esittää seuraavalla yksinkertaisella mallilla, joka esittää turmeltumissyvyyttä tai -astetta ajan funktiona: s=k x tn missä s on turmeltumissyvyys tai -aste, k on vakiokerroin, t aika turmeltumisen alkuhetkestä ja n ajan eksponentti. Mm. betonin pakkasrapautuminen, raudoituksen korroosio, rakenneterästen korroosio, betonin karbonatisoituminen ja kloridien tunkeutuminen betoniin voidaan ennakoida tällaisella mallilla. Ajan eksponentin arvo voidaan joskus johtaa teoreettisilla tarkasteluilla, joskus se on arvioitavissa käytettävissä olevan tutkimustiedon avulla. Kun ajan eksponentti tunnetaan, vakiokerroin k voidaan määrittää suoraan rakenteesta tehtävien turmeltumismittausten perusteella. Terässilloilla, joilla kunnossapitotoimenpiteet ovat asianmukaisia, käyttöikä määräytyy pääasiassa liitosten väsymisen perusteella. Teräsrakenteiden väsymiskestävyyttä voidaan arvioida vertailemalla laskennallisesti tai todellisesta rakenteesta mittaamalla määritettyä väsyttävän kuormituksen kertymää sen väsymiskestävyyteen. Laskenta suoritetaan tavallisesti nimellisjännityksiin ja väsymisluokkiin perustuen. Vaurioiden vaikutusta kantavuuteen voidaan arvioida monella tarkkuustasolla. Yleensä siltatutkimuksissa sovelletaan kaksitasoista menettelyä. Ensimmäisellä tarkkuustasolla periaatteena on arvioida vaurioituneen ja alkuperäisen rakenteen kantavuuden suhde yksinkertaisia mitoituskaavoja hyväksi käyttäen. 1. tarkkuustason tarkasteluja voidaan laajentaa soveltamalla mitoituslausekkeisiin materiaalilujuuksien ja mittojen aikafunktiomalleja. Näin voidaan ennakoida kantavuuden kehitystä tulevaisuudessa. Kantavuuden kriteerinä voidaan käyttää varmuustarkastelujen pohjalta johdettuja raja-arvoja. Tässä yhteydessä voidaan ottaa huomioon myös mahdolliset rakenteen valmistumisen jälkeen kuormitusmääräyksissä tapahtuneet muutokset. Toisen tarkkuustason analyysissa kantavuuden arvioinnissa tarkastellaan yleensä rakennetta kokonaisuudessaan (ei ainoastaan tiettyä poikkileikkausta). Rakenteen toimintaa ja staattisia voimasuureita voidaan tutkia erikoismenetelmin ottaen huomioon todettujen vaurioiden vaikutukset rakenteen jäykkyyteen, mahdollisesti muuttuneet kuormavaatimukset jne. 2. tarkkuustason laskentamalleja voidaan tarkentaa erilaisilla kuormituskohdilla ja mittauksilla. Näistä saadaan tarvittava tieto sillan todellisesta toiminnasta ja kuormituksesta.

AB - Julkaisussa tarkastellaan menetelmiä, joilla arvioidaan ikääntyneiden siltojen kuntoa ja kantavuutta sekä ennakoidaan kunnon ja kantavuuden myöhempää kehitystä. Ennakointimenetelmät perustuvat pääasiassa laskentamalleihin, joilla arvioidaan rakenteiden kantavuuden pienentyminen ottaen huomioon materiaaleissa tapahtuva turmeltuminen ja mahdollinen lujuuden pienentyminen. Laskentamallien parametrit sovitetaan kuntotutkimusten yhteydessä saatuihin mittaustuloksiin. Monien turmeltumistekijöiden vaikutus rakenteissa voidaan esittää seuraavalla yksinkertaisella mallilla, joka esittää turmeltumissyvyyttä tai -astetta ajan funktiona: s=k x tn missä s on turmeltumissyvyys tai -aste, k on vakiokerroin, t aika turmeltumisen alkuhetkestä ja n ajan eksponentti. Mm. betonin pakkasrapautuminen, raudoituksen korroosio, rakenneterästen korroosio, betonin karbonatisoituminen ja kloridien tunkeutuminen betoniin voidaan ennakoida tällaisella mallilla. Ajan eksponentin arvo voidaan joskus johtaa teoreettisilla tarkasteluilla, joskus se on arvioitavissa käytettävissä olevan tutkimustiedon avulla. Kun ajan eksponentti tunnetaan, vakiokerroin k voidaan määrittää suoraan rakenteesta tehtävien turmeltumismittausten perusteella. Terässilloilla, joilla kunnossapitotoimenpiteet ovat asianmukaisia, käyttöikä määräytyy pääasiassa liitosten väsymisen perusteella. Teräsrakenteiden väsymiskestävyyttä voidaan arvioida vertailemalla laskennallisesti tai todellisesta rakenteesta mittaamalla määritettyä väsyttävän kuormituksen kertymää sen väsymiskestävyyteen. Laskenta suoritetaan tavallisesti nimellisjännityksiin ja väsymisluokkiin perustuen. Vaurioiden vaikutusta kantavuuteen voidaan arvioida monella tarkkuustasolla. Yleensä siltatutkimuksissa sovelletaan kaksitasoista menettelyä. Ensimmäisellä tarkkuustasolla periaatteena on arvioida vaurioituneen ja alkuperäisen rakenteen kantavuuden suhde yksinkertaisia mitoituskaavoja hyväksi käyttäen. 1. tarkkuustason tarkasteluja voidaan laajentaa soveltamalla mitoituslausekkeisiin materiaalilujuuksien ja mittojen aikafunktiomalleja. Näin voidaan ennakoida kantavuuden kehitystä tulevaisuudessa. Kantavuuden kriteerinä voidaan käyttää varmuustarkastelujen pohjalta johdettuja raja-arvoja. Tässä yhteydessä voidaan ottaa huomioon myös mahdolliset rakenteen valmistumisen jälkeen kuormitusmääräyksissä tapahtuneet muutokset. Toisen tarkkuustason analyysissa kantavuuden arvioinnissa tarkastellaan yleensä rakennetta kokonaisuudessaan (ei ainoastaan tiettyä poikkileikkausta). Rakenteen toimintaa ja staattisia voimasuureita voidaan tutkia erikoismenetelmin ottaen huomioon todettujen vaurioiden vaikutukset rakenteen jäykkyyteen, mahdollisesti muuttuneet kuormavaatimukset jne. 2. tarkkuustason laskentamalleja voidaan tarkentaa erilaisilla kuormituskohdilla ja mittauksilla. Näistä saadaan tarvittava tieto sillan todellisesta toiminnasta ja kuormituksesta.

KW - bridges (structures)

KW - bearing capacity

KW - service life

KW - condition monitoring

KW - damage control

M3 - Report

SN - 951-38-5167-2

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Vesikari E, Tirkkonen T, Häkkä-Rönnholm E, Markelin L. Siltojen kunto, kantavuus ja käyttöikä. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 229 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1868).