Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 89095 10.20295/1815-588X-2024-03-729-743 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем A review of long-term behavior prediction methods for prestressed concrete bridges Методы прогнозирования долгосрочного поведения преднапряженных железобетонных мостов Авхимович Роман Александрович Avhimovich Roman Aleksandrovich r.avhimovich@spb.gpsm.ru Чижов Сергей Владимирович Chizhov Sergey Vladimirovich

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation АО «Институт Гипростроймост Санкт-Петербург Россия Institute Giprostroymost Saint-Petersburg Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Saint-Petersburg Russian Federation 30 09 2024 30 09 2024 21 3 729 743 30 09 2024 https://atjournal.ru/en/nauka/article/89095/view

Цель: провести анализ причин долгосрочных деформаций пролетных строений из преднапряженного железобетона и проблем, связанных с их прогнозированием. Выполнить краткий обзор существующих методов прогнозирования долгосрочного поведения преднапряженных железобетонных мостов. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью обеспечения надежности и долговечности этих конструкций, которые широко применяются в современном мостостроении. Статья направлена на выявление факторов, влияющих на развитие долгосрочных деформаций, и разработку подходов к их точному прогнозированию. Методы: рассмотрение долгосрочных деформаций пролетных строений преднапряженных железобетонных мостов и проблем, связанных с их прогнозированием на примере существующих мостовых сооружений. Проведена оценка существующих методов прогнозирования долгосрочных деформаций в преднапряженном железобетоне. В частности, анализ воздействия релаксации высокопрочной арматуры, а также эффектов ползучести и усадки бетона. Результаты: корректное прогнозирование долгосрочных деформаций является сложной задачей, требующей учета множества факторов, таких как потери предварительного напряжения, условия окружающей среды, свойства материалов и конструктивные особенности мостов. Рассмотренные в статье методы, включая метод множителей и приближенный метод временных интервалов, показывают свою эффективность в оценке долгосрочных деформаций. Однако существует необходимость проведения дальнейших исследований в области улучшения методов прогнозирования для повышения эффективности проектирования преднапряженных железобетонных мостов. Практическая значимость: предоставление инженерам-проектировщикам конкретных методов и подходов для оценки долгосрочного поведения преднапряженных железобетонных мостов. Применение указанных методов позволяет уменьшить риски возникновения сверхнормативных деформаций и прогибов, что в конечном итоге обеспечивает безопасность и надежность мостовых сооружений.

Purpose: to analyze the causes of long-term deformations of prestressed concrete bridge spans and the problems associated with their prediction. To provide a brief overview of existing methods for predicting the long-term behavior of prestressed concrete bridges. The relevance of the problem is due to the need to ensure the reliability and durability of these structures, which are widely used in modern bridge construction. The objective of this paper is to identify factors that influence the development of long-term deformations and to develop approaches for their accurate prediction. Methods: the study examines the long-term deformations of prestressed concrete bridge spans and the problems associated with their prediction using existing bridge structures as examples. Existing methods for predicting long-term deformations in prestressed concrete are evaluated. In particular, the effects of high-strength reinforcement relaxation and the effects of concrete creep and shrinkage are analyzed. Results: accurate prediction of long-term deformations is a complex task that requires consideration of many factors, such as prestress losses, environmental conditions, material properties, and structural characteristics of bridges. The methods discussed in this paper, including the multiplier method and the approximate time interval method, demonstrate their effectiveness in evaluating long-term deformations. However, further research is needed to improve the prediction methods and increase the efficiency of prestressed concrete bridge design. Practical significance: provides design engineers with specific methods and approaches for evaluating the long-term behavior of prestressed concrete bridges. Application of these methods can reduce the risk of excessive deformations and deflections, ultimately ensuring the safety and reliability of bridge structures.

 преднапряженный железобетон мост прогнозирование долгосрочных деформаций бетона усадка ползучесть релаксация арматуры prestressed concrete bridge prediction of long-term concrete deformations shrinkage creep prestress losses

ACI Committee 209. Guide for Modeling and Calculating Shrinkage and Creep in Hardened Concrete (ACI 209.2R‑08). American Concrete Institute, Farmigton Hills, MI, 2008. P. 249–260. ACI Committee 209. Guide for Modeling and Calculating Shrinkage and Creep in Hardened Concrete (ACI 209.2R‑08). American Concrete Institute, Farmigton Hills, MI, 2008. P. 249–260. Al-Manaseer A., Lam J. Statistical Evaluation of Shrinkage and Creep Models // A C1 Materials journal. 2005. № 102 (3). P. 170–176. Al-Manaseer A., Lam J. Statistical Evaluation of Shrinkage and Creep Models // A C1 Materials journal. 2005. № 102 (3). P. 170–176. Al-Omaishi N., Tadros M. K., Seguirant S. J. Elasticity, Modulus, Shrinkage, and Creep of High-Strength Concrete as Adopted by AASHTO // PCI Journal. 2009. № 54 (3). P. 44–63. Al-Omaishi N., Tadros M. K., Seguirant S. J. Elasticity, Modulus, Shrinkage, and Creep of High-Strength Concrete as Adopted by AASHTO // PCI Journal. 2009. № 54 (3). P. 44–63. Bazant Z. P. Model B4 for creep, drying shrinkage and autogenous shrinkage of normal and high strength concretes with multi-decade applicability // Materials and Structures. 2015. № 48. P. 753–770. Bazant Z. P. Model B4 for creep, drying shrinkage and autogenous shrinkage of normal and high strength concretes with multi-decade applicability // Materials and Structures. 2015. № 48. P. 753–770. Excessive Deflections of Record Span Prestressed Box Girder / Z. P. Bazant [et al.] // Concrete International. 2010. № 32 (6). P. 44–52. Excessive Deflections of Record Span Prestressed Box Girder / Z. P. Bazant [et al.] // Concrete International. 2010. № 32 (6). P. 44–52. Bazant Z. P., Yu Q., Li H. G. Excessive longtime deflections of prestressed boxgirders // II: numerical analysis and lessons learned ASCE Journal of Structural Engineering. 2012. № 138 (6). P. 687–696. Bazant Z. P., Yu Q., Li H. G. Excessive longtime deflections of prestressed boxgirders // II: numerical analysis and lessons learned ASCE Journal of Structural Engineering. 2012. № 138 (6). P. 687–696. Effect of creep on precamber of rigid frame bridges / H. Guojing [et al.] // Cent. South Univ. Technol. 2008. № 15. P. 337–341. Effect of creep on precamber of rigid frame bridges / H. Guojing [et al.] // Cent. South Univ. Technol. 2008. № 15. P. 337–341. Naaman A. E. Prestressed concrete analysis and design: fundamentals. Ann Arbor: Techno Press 3000, 2004. Naaman A. E. Prestressed concrete analysis and design: fundamentals. Ann Arbor: Techno Press 3000, 2004. Nawy E. G. Prestressed Concrete — A Fundamental Approach. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc., 2010. Nawy E. G. Prestressed Concrete — A Fundamental Approach. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc., 2010. Tadros M. K., Fawzy F., Hanna K. E. Precast, Prestressed Girder Camber Variability // PCI Journal. 2011. № 56 (1). P. 135–154. Tadros M. K., Fawzy F., Hanna K. E. Precast, Prestressed Girder Camber Variability // PCI Journal. 2011. № 56 (1). P. 135–154. Vokunnaya S. S., Tanaji T. Construction stage analysis of segmental cantilever bridge // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2017. № 8 (2). P. 373–382. Vokunnaya S. S., Tanaji T. Construction stage analysis of segmental cantilever bridge // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2017. № 8 (2). P. 373–382. Колмогоров А. Г., Плевков В. С. Расчет железобетонных конструкций по российским и зарубежным нормам. Томск: Печатная мануфактура, 2009. 496 с. Kolmogorov A. G., Plevkov V. S. Raschet zhelezobetonnyh konstrukciy po rossiyskim i zarubezhnym normam. Tomsk: Pechatnaya manufaktura, 2009. 496 s. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*. Введ. 20.05.2011. Изм. 29.12.2020. М.: Стандартинформ, 2019. SP 35.13330.2011. Mosty i truby. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 2.05.03-84*. Vved. 20.05.2011. Izm. 29.12.2020. M.: Standartinform, 2019. Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1988. Rekomendacii po uchetu polzuchesti i usadki betona pri raschete betonnyh i zhelezobetonnyh konstrukciy NIIZhB Gosstroya SSSR. M.: Stroyizdat, 1988. EN 1992-1-1:2004. Eurocode 2: Design of concrete structures. European Committee for Standardization, Brussels, 2004. EN 1992-1-1:2004. Eurocode 2: Design of concrete structures. European Committee for Standardization, Brussels, 2004.