Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Investigation on corrosion-damaged of RC ledge girder in Pridi-Thamrong Bridge using a nonlinear finite element analysis
Year (A.D.)
2022
Document Type
Thesis
First Advisor
ธิดารัตน์ วิสุทธิ์เสรีวงศ์
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Civil Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมโยธา
DOI
10.58837/CHULA.THE.2022.833
Abstract
ชิ้นส่วนโครงสร้างสะพานที่มีลักษณะเป็นคานคอนกรีตเสริมเหล็กปลายบากบ่า (RC Ledge girder) จากการตรวจสอบในอดีตที่ผ่านมาพบปัญหาภายหลังจากผ่านการใช้งานเป็นเวลานาน คือ พบรอยแตกร้าวและชิ้นส่วนคอนกรีตหลุดร่อนเริ่มต้นจากส่วนยื่นปลายบากเปิดเผยให้เห็นผิวของเหล็กเสริม เป็นสาเหตุให้เหล็กเสริมถูกกัดกร่อน (Corrosion) สำหรับงานวิจัยนี้จะทำการตรวจสอบและศึกษาสะพานปรีดี-ธำรง ซึ่งเป็นสะพานในประวัติศาสตร์ที่มีอายุการใช้งานถึง 80 ปีและตรวจพบความเสียหายและความเสื่อมสภาพบริเวณคานส่วนปลายบากบ่า โดยที่ในขั้นต้นจะทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบกับมาตรฐานการออกแบบ PCI 2010 ถึงปริมาณเหล็กเสริมที่เหมาะสมและสร้างแบบจำลองไฟไนท์เอลิเมนท์วิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้น (Nonlinear Finite Element Model) ด้วยโปรแกรมอาเทน่า (ATENA Science) แบบ 3 มิติ คำนวณถึงพฤติกรรมของชิ้นส่วนปลายบ่าเมื่อเกิดความเสื่อมสภาพจากคลอไรด์แทรกซึมและคาบอเนชั่น ทั้งจากสภาพแวดล้อมและปริมาณคลอไรด์ในส่วนผสมของคอนกรีตโครงสร้างเอง จากการศึกษาพบว่าในช่วงเริ่มต้นการกัดกร่อนจะเริ่มต้นบริเวณมุมของชิ้นส่วนปลายบากบ่าก่อน เมื่อเหล็กเสริมบริเวณดังกล่าวเกิดสนิมจึงทำให้การถ่ายเทแรงสูญเสียสมดุลทำให้คอนกรีตในส่วนปลายได้รับแรงอัดเพิ่มขึ้น เมื่อเวลาผ่านไปจะสังเกตเห็นรอยแตกร้าวและเกิดคอนกรีตหลุดร่อน โดยที่จะขึ้นอยู่กับตัวแปรหลัก คือ ความเข้มข้นคลอไรด์ ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวของคอนกรีต w/b ratio ค่าความเข้มข้นคลอไรด์วิกฤต อัตราการเกิดสนิมของเหล็กเสริม คุณสมบัติของวัสดุโครงสร้างและระยะคอนกรีตหุ้มเหล็กเสริมห่างจากพื้นผิวสัมผัสสภาพแวดล้อม
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The structural component of the bridge is an RC Ledge girder. Inspections in the past have revealed issues such as concrete cracks and spalling, exposing the surface of the reinforcing steel. Corrosion of the reinforcing steel is the main cause of this deterioration. This research aims to investigate and study the Pridi-Thamrong Bridge, a historic bridge with a service life of up to 80 years. Deterioration have been detected in the ledge girder. Initially, an analysis will be conducted to compare it with the PCI 2010 design standards to determine the appropriate amount of reinforcing steel. A 3D Nonlinear finite element model will be created using the ATENA Science software to analyze the behavior when subjected to deterioration from chloride ingress and carbonation. This analysis will consider environmental conditions, chloride content in the concrete mix. The study reveals that in the initial stage of corrosion, damage primarily occurs at the corner of the ledge. As the reinforcing steel corrodes in these areas, an unbalanced force transfer results in increased compression on the concrete, leading to cracking and spalling over time. The extent of damage depends on key variables such as chloride concentration, w/b ratio, critical chloride concentration, corrosion rate of steel, material properties, and the distance between the concrete cover and the reinforcing steel surface in contact with the environment.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
สางห้วยไพร, ปฏิภาณ, "การตรวจสอบความเสียหายจากการเกิดสนิมที่คานคอนกรีตเสริมเหล็กบากบ่าในสะพานปรีดี-ธำรงด้วยระเบียบวิธีไฟไนท์เอลิเมนท์แบบไม่เชิงเส้น" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 6543.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/6543