badania nośności modułów kompozytowych stosowanych w

BADANIA NOŚNOŚCI MODUŁÓW KOMPOZYTOWYCH
STOSOWANYCH W REKONSTRUKCJACH KOLEKTORÓW
KANALIZACYJNYCH
Projekt badawczy realizowany w ramach otwartego przewodu doktorskiego mgr. inż.
Beaty Nienartowicz
Sieć kanalizacyjna jest bardzo ważnym elementem infrastruktury podziemnej
miasta, istotne jest zatem aby charakteryzowała się ona dużą niezawodnością. Dla
zapewnienia sprawnego działania przewodów kanalizacyjnych konieczne jest
dokonywanie regularnych inspekcji oraz, gdy zachodzi potrzeba, napraw lub
rekonstrukcji. Obecnie najczęściej stosowanymi metodami rekonstrukcji kanałów są, nie
bez powodu, technologie bezwykopowe. Pozwalają one na wykonanie prac, ograniczając
do minimum utrudnienia w ruchu na powierzchni terenu. Jedną z bezwykopowych
technologii rekonstruowania rurociągów jest metoda polegająca na wprowadzeniu w
światło istniejącego kanału konstrukcji nośnej składającej się z modułów oraz
wypełnieniu iniektem przestrzeni pierścieniowej powstającej pomiędzy nową i starą
konstrukcją.
Fot.1. Schemat przedstawiający zasadę renowacji rurociągów metodą relining
Źródło: Materiały informacyjne firmy HOBAS
Moduły układane w istniejącym kanale mają postać elementów rurowych o kształcie
możliwie najlepiej dopasowanym do przekroju poprzecznego istniejącego przewodu. Ich
grubość dobierana jest każdorazowo na podstawie obliczeń. W przypadkach znacznego
uszkodzenia kanału stosowane obecnie metody obliczeniowe traktują moduł jako
element, który samodzielnie przenosi wszystkie obciążenia działające na konstrukcję.
Założenie to jest pewnym uproszczeniem, które wprawdzie nie wpływa negatywnie na
bezpieczeństwo poddawanych renowacjom konstrukcji, niemniej jednak przyczynia się
do przyjmowania zbyt dużych grubości ścianek modułów. W rzeczywistości bowiem,
wprowadzony moduł współpracuje z konstrukcją istniejącą oraz stwardniałym iniektem
wypełniającym przestrzeń pierścieniową. Istotnym zagadnieniem jest sprawdzenie w
jakim stopniu istniejący, poddany renowacji, kanał oraz wprowadzony iniekt biorą
udział w przenoszeniu obciążeń. Wykazanie współpracy pomiędzy tymi trzema
elementami a także ilościowe jej określenie umożliwi udoskonalenie stosowanych
algorytmów, czego wymiernym efektem będzie przyjmowanie w części przypadków
mniejszych grubości ścianek modułów.
Prowadzony projekt badawczy obejmuje cztery podstawowe etapy:
1. Wykonanie badań laboratoryjnych
2. Wykonanie symulacji komputerowych pracy zbadanych konstrukcji za pomocą
programu ABAQUS,
3. Obliczenia metodą opisaną w wytycznych ATV DVWK M127P – stosowaną
obecnie do projektowania modułów,
4. Analiza porównawcza wyników otrzymanych z poprzednich etapów oraz
sformułowanie wniosków umożliwiających zmianę stosowanych obecnie
algorytmów obliczeniowych.
Fot. 2. Stanowisko badawcze podczas wykonywania badań
Efektem podjętych działań będzie możliwość bardziej ekonomicznego projektowania
konstrukcji poprzez przyjmowanie mniejszych grubości ścianek modułów, bez ryzyka
zmniejszenia bezpieczeństwa konstrukcji. Zważywszy na popularność metod
bezwykopowych oraz ich dynamiczny rozwój a także obecną skalę zastosowań
modułów wykonanych z materiałów kompozytowych do renowacji konstrukcji
przewodów kanalizacyjnych, wyniki planowanych badań mogą przyczynić się do
powstania wymiernych korzyści dla znacznego grona producentów, inwestorów oraz
wykonawców.