Massiivisen laattasillan kansilaatan yläpinnan betonipeitteen uusiminen

Abstract

Siltoja korjatessa ollaan ajoittain tilanteessa, jossa kansilaatan yläpinnan betoni on niin pahasti rapautunutta, että se joudutaan paikoitellen poistamaan ja uusimaan yläpinnan raudoitetankojen alapuolelle asti. Nykyinen ohjeistus siitä, miten betonipeitettä voidaan poistaa ilman rakenteen tuentaa jännittämättömän teräsbetonisen siltarakenteen kannesta pelkästään urakoitsijan tekemän ja hyväksymän ja tilaajalle tiedoksi toimitetun korjaussuunnitelman mukaan on hyvin suppea ja epäkäytännöllinen. Tässä tutkimuksessa selvitetään pahasti rapautuneen siltakannen yläpinnan betonipeitteen uusimisen vaikutuksia rakenteen kantavuuteen. Tutkittavana on tapauksia, joissa betonipeite uusitaan raudoitteiden alapuolelle asti kerralla koko sillan pituussuunnassa eri levyisinä kaistoina. Tällöin kansilaatan yläpinnan terästen jännitys vapautuu korjattavalta alueelta koko sillan pituudelta. Tämä tarkoittaa, että purkamisen jälkeen tukialueilta poistuu vetopuolen terästen jännitys ja kentissä puristuspuolelta betonia eli rakenteen tehollinen korkeus pienenee. Tutkimus toteutetaan tutkimalla FEM-mallien avulla korjaustyön eri vaiheissa vallitsevia tilanteita. Eri korjausvaiheista muodostetaan omat rakennemallit, jotka huomioivat rakenteen betonipeitteen purkamisen, uudelleen valun ja työnaikaisten liikennekuormien vaikutukset. Myös korjauksen jälkeistä tilannetta tarkastellaan. Rakennemalleista tutkitaan pituussuuntaisten momenttien uudelleen jakautumista kansilaatan poikkileikkauksessa. Työssä saatujen tulosten perusteella laajamittainen betonipeitteen uusiminen ilman rakenteen tuentaa aiheuttaa rakenteessa momenttien uudelleen jakautumista, joka voi johtaa tilanteeseen, jossa sillan kantavuus vaarantuu. Erityisesti tukialueilla sillan omien painojen aiheuttama pituussuuntaisten momenttien muodostama poikittainen momenttijakauma muuttuu merkittävästi. Myös kentissä havaitaan samaa ilmiötä, mutta se ei ole niin voimakasta kuin tukialueilla.