Muovikomposiittiputken soveltuminen tierummuiksi ja silloiksi Suomen oloihin
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2014-10-20
Department
Major/Subject
Georakentaminen
Mcode
R3003
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
101+9
Series
Abstract
Maahan asennettujen putkien kantavuus perustuu maan ja putken yhteistoimintaan. Yhteistoiminnan mahdollistaa putken ja maan välinen kitka putken ulkopinnalla. Tässä diplomityössä tutkittiin muovikomposiittiputkia ja niiden toimintaa tierumpuina. Muovikomposiitissa yhdistyy muoviaineen kemiallinen kestävyys sekä lujitteiden lujuus- ja jäykkyysominaisuudet. Muovikomposiittien kemiallinen kestävyys luo kilpailuedun korroosioherkkiin teräsputkiin verrattuna. Diplomityön tavoitteena oli tutkia muovikomposiittiputkien soveltuvuutta kantaviksi putkirakenteiksi tiepenkereihin. Muovikomposiitin kelpoisuutta tutkittiin kirjallisuustutkimuksena sekä kokeellisilla kuormituksilla ja elementtilaskentaohjelmalla. Kirjallisuustutkimuksessa tarkasteltiin muovikomposiitin vanhenemista. Kokeellisilla kuormituksilla sekä elementtilaskentaohjelmalla tutkittiin muovikomposiittiputken kantokestävyyttä. Muovikomposiittiputken kantokestävyyden tutkimisessa keskityttiin muodonmuutosten ja niiden kautta laskettujen jännitysten tarkasteluun. Putken pysyviä muodonmuutoksia mitattiin laserkeilaimella ja hetkellisiä muodonmuutoksia mitattiin venymäliuskoilla sekä siirtymäantureilla. Hetkellisissä muodonmuutosmittauksissa käytettiin putken kuormittamiseen kolmi- ja neliakselisia kuorma-autoja. Kirjallisuustutkimuksessa selvisi, että muovikomposiitit kestävät hyvin fysikaalisia ja kemiallisia rasituksia lukuun ottamatta happoliuoksia. Pysyvien muodonmuutoksien mittaukset osoittivat, että laserkeilain antoi virheellisiä arvoja putken sisähalkaisijoista. Kokeellisten kuormitusten ja laskentojen perusteella kuorma-autojen aiheuttamat muodonmuutokset ja jännitykset eivät ole kriittisiä putken kantokestävyyden suhteen.The load-carrying capacity of buried pipes is based on the pipe-soil interaction, which is enabled by the friction between the pipe and the soil. In this master’s thesis plastic composite pipes and their activities as culverts were investigated. A plastic composite combines the chemical resistance of the plastic and the stiffness and strength properties of its fiber reinforcements. The chemical resistance of plastic composite creates a competitive advantage over steel, which is prone to corrosion. The objective of this master’s thesis was to study the suitability of plastic composite pipe for load-bearing structures in road embankments. Qualification of a plastic composite pipe was investigated via a literature study, full scale tests and a FEM-program. In the literature study the weathering of the plastic composite was examined. The load-bearing capacity of the plastic composite pipe was examined mainly through deformation and stress analysis. The permanent deformations of the pipe were measured with a laser scanner, while the temporary deformations were measured with strain gauges and displacement transducers. Three- and fouraxis lorries were used for pipe loading in the temporary deformation measurements. The literature study showed that plastic composites are highly resistant to physical and chemical stresses, except for acid solutions. The permanent deformation measurements showed that the laser scanner gave inaccurate values for the inside diameter of the pipe. According to full scale tests and calculations, the deformations and stresses caused by lorries do not have a critical effect on the load bearing capacity of the pipe.Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Meriläinen, JaniKeywords
muovikomposiitti, putki, vanheneminen, silta, laserkeilain, muodonmuutos, plastic composite, pipe, deformation, weathering, bridge, laser scanner