MIRA-ULTRAÄÄNITOMOGRAFIN KÄYTTÖ JÄNNITETTYJEN SILTOJEN TUTKIMUKSIIN

Abstract

Tekijä: Tuomo Koskela Opinnäytetyön nimi: MIRA-ULTRAÄÄNITOMOGRAFIN KÄYTTÖ JÄNNITETTYJEN SILTOJEN TUTKIMISEEN Työn ohjaajat: Tekniikan lisensiaatti (Destia Oy) Torsten Lunabba, yliopettaja (OAMK) Pekka Nykyri Työn valmistumislukukausi ja -vuosi: Kevät 2011 Sivumäärä: 54+25 liitesivua

Ulkomailla ja myös muutamissa kotimaisissa jännitetyissä silloissa on todettu vakavia korroosiovaurioita jänneteräksissä. Vaurioiden syynä oli usein huonosti onnistunut suojaputkien injektointi. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää matalataajuisen ultraäänitomografin käyttöä jännitettyjen siltojen ankkurialueiden kuntotutkimuksissa. Tutkimustyö on aloitettu Destia Oy:n tuella ja sitä on jatkettu 1.1.2010 jälkeen Ramboll Finland Oy:lle.

MIRA-ultraäänitomografi on niin sanottu ainetta rikkomaton betonirakenteiden tutkimuslaite (NDT). MIRA käyttää matalataajuista ultraääntä (~50 kHz). Tulosten tulkinta perustuu leikkausaallon heijastukseen rakenteen sisältä. Tiekoneohjelma muodostaa tuloksista graafisen 3D-kuvan.

Maastotutkimuksia tehtiin 10 sillalle. Osassa valituista kohteista oli todettu liikuntasaumalaitteiden vuotoa ja halkeilua ankkurialueiden jälkivaluissa. Siltapaikoilla skannattiin MIRAn avulla yleensä kaksi jänneterästen suojaputkea läheltä ankkurialuetta. Rakenne avattiin tulosten tulkinnan jälkeen voimakkaimman heijastuksen kohdalta. Tutkittavista siltakohteista ei löytynyt hälyttäviä vaurioita. Muutamista kohteista löytyi kuitenkin vakavia jänneterästen korroosiovaurioita ja korkeita kloridipitoisuuksia ankkurialueilla. Yhdestä sillasta löytyi kokonaan injektoimaton suojaputki.

Tämän tutkimustyön perusteella MIRA soveltuu hyvin jännitettyjen siltojen kuntotutkimuksiin. Sen avulla voidaan löytää epäonnistuneet injektoinnit ja paikantaa tarkasti jänneterästen sijainti. Tutkimuskohteissa todettujen vaurioiden perusteella MIRA-tutkimus kannattaa tehdä muillekin vastaaville silloille viimeistään silloin, kun ne tulevat peruskorjattaviksi. MIRAa voidaan käyttää myös uudisrakentamisessa massiivisten betonirakenteiden ja jännitettyjen rakenteiden laadunvalvontaan.

Author(s): Tuomo Koskela Title of thesis: THE USE OF ULTRASONIC TOMOGRAPHY MIRA IN STUDIES OF PRESTRESSED BRIDGES Supervisor(s): Licentiate of Technology (Destia Oy) Torsten Lunabba, principal lecturer (OAMK) Pekka Nykyri Term and year when the thesis was submitted: Spring 2011 Number of pages: 45+17 pages of appendices

Some toughened bridges abroad and in Finland were found to have severe corro-sion in prestressed steels. Most of the damage were often due to the failed safe-guarding of the injection tubes. Aim of this study was to investigate the use of low-frequency ultrasonic tomography in condition research of prestressed bridges, especially near the anchor regions. The research was started under Destia OY and has been continued under Ramboll Finland Oy after 1.1.2010.

MIRA-ultrasonic tomography is the so-called non-destructive testing (NDT) device for concrete structures. MIRA uses low frequency (~ 50 kHz) ultrasound. Interpre-tation of the results is based on shear wave reflection from inside the structure. Software forms a 3D image of the results. Field studies were conducted at 10 bridges. At the location, the bridge research by MIRA was usually conducted in two tendon protective tubes by scanning near the anchor area. The point of the most intense reflection was then opened for structural interpretation of the results.

No alarming damages were found in the examined bridges. There were, however, serious corrosion of prestressed steels and high chloride in anchorage areas in some bridges. The protective pipe injection was not wholly successful in any of the bridges. One bridge was found to be completely empty of the grouting in the protective pipe.

MIRA is well suitable for condition inspection of prestressed bridges according to the results of this work. It can help finding the failures of injection and precisely locating the tendons. Based on MIRA's ability to track damages in bridges, MIRA research is worth doing for other similar bridges at the latest when they come from renovation is due. MIRA may also be used in new construction: in a quality control of massive concrete structures and prestressed concrete structures