Mosty z kompozytów FRP

Tytuł Mosty z kompozytów FRP Autor Tomasz Siwowski Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-19921-0 Rok wydania 2018 Wydanie 1 liczba stron 560 Format pdf Spis treści Wykaz oznaczeń 11 Wykaz skrótów 15 Przedmowa 19 1. Wprowadzenie 23 1.1. Podstawowe definicje 24 1.2. Ogólna charakterystyka kompozytów FRP 29 1.3. Wykorzystanie kompozytów FRP w budownictwie mostowym 38 Piśmiennictwo do rozdziału 1 47 2. Kompozyty polimerowe FRP jako materiał do budowy mostów 51 2.1. Elementy polimerowych kompozytów włóknistych 52 2.1.1. Włókna 52 2.1.2. Żywice 60 2.1.3. Preimpregnaty (prepregi) 68 2.1.4. Materiały rdzeniowe 69 2.1.5. Środki pomocnicze, modyfikujące i ochronne 73 2.2. Własności mechaniczne i fizyczne kompozytów FRP 75 2.2.1. Rozciąganie 75 2.2.2. Ściskanie 85 2.2.3. Ścinanie w płaszczyźnie laminatu 86 2.2.4. Ścinanie międzywarstwowe 86 2.2.5. Zginanie 88 2.2.6. Rozszerzalność termiczna 90 2.2.7. Tłumienie 91 2.3. Wytrzymałość zmęczeniowa 91 2.4. Wytrzymałość na pękanie 96 2.5. Podatność na pełzanie 99 2.6. Niepodatność na uderzenie 102 2.7. Odporność na ogień 107 2.8. Wpływ oddziaływań środowiskowych 110 2.8.1. Temperatura 110 2.8.2. Wilgotność 115 2.8.3. Środki chemiczne 117 2.8.4. Promieniowanie UV 118 2.8.5. Korozja 119 2.8.6. Synergia wpływów środowiskowych 120 2.9. Podsumowanie 123 Piśmiennictwo do rozdziału 2 125 3. Technologie wytwarzania elementów konstrukcyjnych z kompozytów FRP 131 3.1. Wprowadzenie 132 3.2. Metody laminowania ręcznego 133 3.2.1. Metoda ręczna otwarta (metoda kontaktowa) 133 3.2.2. Metoda ręczna zamknięta (metoda worka próżniowego) 134 3.3. Metody półautomatyczne 136 3.3.1. Metoda infuzji próżniowej 136 3.3.2. Metoda prasowania tłocznego 144 3.4. Metody automatyczne 146 3.4.1. Metoda RTM 146 3.4.2. Metoda nawijania ciągłego 148 3.4.3. Metoda przeciągania (pultruzja) 150 3.5. Porównanie technologii wytwarzania części z kompozytów FRP 154 Piśmiennictwo do rozdziału 3 156 4. Przegląd konstrukcji mostowych z kompozytów FRP 159 4.1. Wprowadzenie 160 4.2. Mosty drogowe 161 4.2.1. Konstrukcje z laminatów i płyt warstwowych 161 4.2.2. Konstrukcje z kształtowników pultruzyjnych 167 4.2.3. Konstrukcje hybrydowe 172 4.3. Kładki dla pieszych 180 4.3.1. Konstrukcje z laminatów i płyt warstwowych 180 4.3.2. Konstrukcje z kształtowników pultruzyjnych 188 4.4. Pomosty kompozytowe w obiektach mostowych 195 4.4.1. Charakterystyka ogólna 195 4.4.2. Rehabilitacja mostów belkowych 196 4.4.3. Rehabilitacja mostów kratownicowych 201 4.4.4. Modernizacja mostów zwodzonych 205 4.4.5. Poszerzanie mostów 210 4.4.6. Pomosty w nowych obiektach mostowych 210 4.5. Podsumowanie 215 Piśmiennictwo do rozdziału 4 227 5. Analiza teoretyczna i podstawy projektowania konstrukcji kompozytowych 235 5.1. Wprowadzenie 236 5.2. Mikromechanika kompozytów 239 5.2.1. Stałe materiałowe laminy 239 5.2.2. Charakterystyki wytrzymałościowe laminy 243 5.2.3. Lamina zbrojona dwukierunkowo 246 5.3. Makromechanika i tradycyjna teoria laminacji 247 5.4. Kryteria wytrzymałościowe 258 5.4.1. Uwagi ogólne 258 5.4.2. Kryterium maksymalnego naprężenia 260 5.4.3. Kryterium Azziego–Tsaia–Hilla 261 5.4.4. Kryterium Tsaia–Wu 262 5.4.5. Nośność kompozytu FRP 264 5.5. Projektowanie konstrukcji kompozytowych 267 5.5.1. Podstawy projektowania 267 5.5.2. Materiałowe współczynniki bezpieczeństwa 270 5.5.3. Współczynniki konwersji 271 5.5.4. Stany graniczne nośności 274 5.5.5. Stany graniczne użytkowalności 277 5.6. Analiza pomostu kompozytowego 277 5.6.1. Opis konstrukcji 277 5.6.2. Opis materiału 278 5.6.3. Opis obciążenia 284 5.6.4. Analiza statyczna pomostu 284 5.6.5. Analiza wytrzymałościowa pomostu 290 5.6.6. Sprawdzenie ugięcia pomostu 296 5.6.8. Podsumowanie analizy pomostu 296 5.7. Analiza dźwigara kompozytowego 297 5.7.1. Opis konstrukcji 297 5.7.2. Opis materiału 298 5.7.3. Opis obciążenia 300 5.7.4. Analiza statyczna dźwigara 301 5.7.5. Analiza wytrzymałościowa dźwigara (SGN) 302 5.7.6. Sprawdzenie ugięcia dźwigara 306 5.7.7. Podsumowanie analizy dźwigara 307 5.8. Wykorzystanie MES do analizy konstrukcji kompozytowych 307 5.8.1. Uwagi ogólne 307 5.8.2. Model konstrukcji 308 5.8.3. Modele materiałów 309 5.8.4. Model obciążenia 310 5.8.5. Wybrane wyniki analizy MES 310 5.8.6. Porównanie obliczeń MES z rozwiązaniem analitycznym 318 5.8.7. Podsumowanie analizy MES 320 Piśmiennictwo do rozdziału 5 320 6. Kształtowanie i badania dźwigarów mostowych z kompozytów FRP 327 6.1. Dźwigary z laminatów i płyt warstwowych 328 6.2. Dźwigary z kształtowników pultruzyjnych 342 6.3. Dźwigary hybrydowe „kompozyt FRP – beton" 357 6.4. Dźwigar kompozytowy z laminatów rodzaju KŁADKA 368 6.4.1. Kształtowanie materiałowo-konstrukcyjne dźwigara 368 6.4.2. Badania wytrzymałościowe dźwigara 371 6.4.3. Ocena nośności i sztywności dźwigara na podstawie badań 380 6.5. Dźwigar kompozytowy z laminatów rodzaju COMBRIDGE 1 384 6.5.1. Kształtowanie materiałowo-konstrukcyjne dźwigara 384 6.5.2. Badania wytrzymałościowe dźwigara 388 6.5.3. Ocena nośności i sztywności dźwigara na podstawie badań 391 6.6. Dźwigar hybrydowy „kompozyt FRP – beton" rodzaju COMBRIDGE 2 393 6.6.1. Kształtowanie materiałowo-konstrukcyjne dźwigara 393 6.6.2. Badania wytrzymałościowe dźwigara 39 6.6.3. Ocena nośności i sztywności dźwigara na podstawie badań 401 6.7. Podsumowanie 403 Piśmiennictwo do rozdziału 6 407 7. Kształtowanie i badania pomostów z kompozytów FRP 413 7.1. Pomosty warstwowe 414 7.2. Pomosty z kształtowników pultruzyjnych 423 7.3. Pomosty o konstrukcji mieszanej 431 7.4. Pomosty hybrydowe „kompozyt – beton" 439 7.5. Pomost warstwowy rodzaju PANTURA 451 7.5.1. Kształtowanie materiałowo-konstrukcyjne panelu pomostu 451 7.5.2. Badania porównawcze paneli pomostu 454 7.5.3. Badania wytrzymałościowe panelu pomostu 458 7.5.4. Ocena nośności i sztywności pomostu na podstawie badań 466 7.6. Pomost warstwowy typu COMBRIDGE 469 7.6.1. Kształtowanie materiałowo-konstrukcyjne panelu pomostu 469 7.6.2. Badania wytrzymałościowe panelu 472 7.6.3. Ocena nośności i sztywności pomostu na podstawie badań 476 7.7. Podsumowanie 479 Piśmiennictwo do rozdziału 7 484 8. Kształtowanie i badania połączeń w mostach kompozytowych 493 8.1. Połączenia w dźwigarach kompozytowych 494 8.1.1. Uwagi ogólne 494 8.1.2. Połączenia mechaniczne 497 8.1.3. Połączenia klejowe 505 8.1.4. Połączenia mieszane 514 8.1.5. Porównanie połączeń 515 8.2. Połączenia w pomostach kompozytowych 518 8.2.1. Uwagi ogólne 518 8.2.1. Połączenia części w panelu 518 8.2.2. Połączenia „panel – panel" 521 8.2.3. Połączenia „panel – dźwigar" 526 8.3. Połączenia w dźwigarach hybrydowych „kompozyt – beton" 537 8.4. Badania połączeń w mostach kompozytowych 546 8.4.1. Uwagi ogólne. 546 8.4.2. Połączenie klejowe w dźwigarze kompozytowym 548 8.4.3. Połączenia klejowe w pomoście kompozytowym 551 8.4.4. Połączenia sworzniowe w dźwigarze hybrydowym 560 Piśmiennictwo do rozdziału 8 563 9. Pierwsze polskie obiekty mostowe z kompozytów FRP 573 9.1. Kładki dla pieszych 574 9.1.1. Kładka z kształtowników pultruzyjnych 574 9.1.2. Kładki z kompozytów warstwowych 576 9.1.3. Pomost kompozytowy kładki stalowej 579 9.2. Most drogowy typu all-composite 581 9.2.1. Opis mostu 581 9.2.2. Wybrane aspekty projektowania mostu 582 9.2.3. Wytworzenie konstrukcji i budowa mostu 583 9.2.4. Badania mostu 585 9.2.5. System monitoringu konstrukcji kompozytowej 592 9.3. Most drogowy o konstrukcji hybrydowej 595 9.3.1. Opis mostu 595 9.3.2. Wybrane aspekty projektowania mostu 597 9.3.3. Wytworzenie konstrukcji i budowa mostu 599 9.3.4. Badania mostu 602 9.4. Perspektywy rozwoju mostów kompozytowych w Polsce 608 Piśmiennictwo do rozdziału 9 611 Posłowie 617 Wykaz terminów obcojęzycznych 621