Reabilitarea viaductului Valea lui Stan Print
Thursday, 26 September 2013 20:10
Viaduct Valea lui Stan reabilitat Viaduct Valea lui Stan reabilitat

Viaduct Valea lui Stan reabilitat

Construcția barajului Vidraru si a hidrocentralei au inceput in anul 1961, odata cu turnarea primei bene metalice pline cu beton, coborata pe cabluri metalice de la 180 m inaltime. Monumentala constructie a fost inaugurata dupa doar 5 ani, in anul 1966. Costurile acestei constructii s-au ridicat la 1,4 miliarde de lei, in zilele noastre o astfel de constructie ar costa in jur de 450 milioane de euro. La vremea respectiva, barajul Vidraru era al cincilea baraj in arc din Europa. Desi efortul financiar depus pentru terminarea lucrarii a fost urias, acesta paleste in comparatie cu costul in vieti omenesti: dupa unele surse neoficiale, aproape 400 oameni si-au pierdut viata in conditii foarte grele de munca.

In anul 1970 a inceput constructia drumului Transfagarasan (DN7C) care traverseaza muntii Fagaras. Acest drum, la un moment dat trece peste barajul Vidraru. Drumul, cu o lungime de 92 km, a fost inaugurat dupa doar 4 ani. Viaductul Valea lui Stan, care face obiectul acestui articol, a fost construit intre anii 1968 si 1969 in cadrul lucrarilor de amenajare ale acumularii Vidraru, avand o vechime de aproximativ 42 ani.

Cei 42 de ani trecuti de la constructie, rapiditatea executiei acestor obiective, precum si calitatea slaba a materialelor disponibile la acea vreme, au atras dupa sine si aparitia defectelor de constructie, unele dintre ele superficiale, altele avand o influenta negativa chiar din punct de vedere structural.

Principalele probleme constatate au fost: 

1. La imbinarea pilelor de sustinere cu arcul podului, betonul nu a fost vibrat corespunzator, segregarile fiind destul de pronuntate, armatura era corodata, iar pe alocuri chiar si cu pierderi de masa. Cea mai pronuntata segregare a fost la intersectia stalpului S1 cu nasterea boltei capat Vidraru (Fig. 1). Betonul de la baza stalpului era distrus in intregime, capacitatea portanta a stalpului de preluare a eforturilor de compresiune fiind serios afectata, acest lucru conducand la redistributia unor eforturi suplimentare in ansamblul structurii. 

Fig 1. Pila viaduct cu beton distrus Fig 1. Pila viaduct cu beton distrus

Fig 1. Pila viaduct cu beton distrus

 Influenta acestui defect structural important isi regasea efectele in restul structurii. Astfel ca la nivelul caii de rulare, in zonele de imbinare ale culeelor si pilelor se putea observa transpunerea unor fisuri la nivelul asfaltului (Figurile 2 – 5). Tablierul rigid compus dintr-o grinda continua casetata, prezenta pe alocuri fisuri.

Fig 2. Crapaturi in asfalt in zona rost culee Curtea de Arges Fig 2. Crapaturi in asfalt in zona rost culee Curtea de Arges

Fig 3. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S1, capat CA Fig 3. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S1, capat CA

Fig 4. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2 Curtea de Arges Fig 4. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2 Curtea de Arges

Fig 5. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2, baza baraj Vidraru Fig 5. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2, baza baraj Vidraru

Fig 2. Crapaturi in asfalt in zona rost culee Curtea de Arges

Fig 3. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S1, capat CA

Fig 4. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2 Curtea de Arges

Fig 5. Crapaturi in asfalt in zona de rezemare stalp S2, baza baraj Vidraru

Betonul a fost degradat de actiunea agresiva a agentilor chimici atmosferici, principala cauza a degradarilor reprezentind-o actiunea combinata a anhidridei carbonice (CO2) cu cea a infiltratiilor de apa (structura din beton nefiind protejata in niciun fel), mecanismul de degradare fiind urmatorul:

Anhidrida carbonica (CO2) din atmosfera impreuna cu apa (H2O) duc la aparitia acidului carbonic H2CO3, care la randu-i reactioneaza cu hidroxidul de Calciu (CaOH2) prezent in ciment, ducand la aparitia carbonatului de Calciu (CaCO3), care prin hidratare determina o scadere a nivelului pH-ului pastei de ciment din zona bazica (12-13) inspre zona acida (chiar si sub 9). Aceasta scadere a valorii pH-ului pastei de ciment in zona armaturilor impreuna cu prezenta Oxigenului favorizeaza aparitia procesului de oxidare a Fierului 2Fe + 3/2O2 + 3H2O ->  Fe2O3 + 3H2O. Acest proces de oxidare (ruginire) a armaturilor produce o crestere in volum a acestora. Acest proces expansiv induce eforturi mecanice in stratul de acoperire al armaturilor, ducand in prima instanta la fisurarea acestuia, procesul de degradare accelerandu-se. In final, stratul de acoperire a armaturilor se exfoliaza, armaturile corodeaza puternic si cu timpul incep sa piarda si din masa lor (Fig. 6).

Fig 6. Beton degradat si corodare armatura Fig 6. Beton degradat si corodare armatura

Fig 6. Beton degradat si corodare armatura

In urma unei expertize tehnice de specialitate, proiectul de reabilitare a fost elaborat prin efortul proiectantului de specialitate si al departamentului tehnic al SC Mapei Romania SRL. Masurile luate pentru solutionarea problemelor de mai sus au fost canalizate pe trei directii principale, Mapei fiind direct implicata in executia primelor doua.

  1. Masuri de consolidare structurala cu mortare speciale de reparatii si tesaturi din fibra de carbon.
  2. Masuri de protejare anticoroziva a structurii din beton impotriva agresiunii agentilor atmosferici.
  3. Masuri de reparare a caii de rulare, inlocuirea hidroizolatiilor, tratarea rosturilor de dilatare, acoperirea asfaltica.

1. Masuri de consolidare structurala cu mortare speciale de reparatii si tesaturi din fibra de carbon 

Masurile de consolidare structurala s-au concetrat asupra stalpului S1, a carui baza era puternic segregata; practic betonul lipsea pe o buna parte din sectiunea stalpului.

Curatarea de rugina a armaturilor a fost efectuata prin procedeul de hidrosablare ales special pentru a nu induce vibratii si degradari suplimentare ale structurii. Ph-ul armaturilor s-a readus in zona bazica utilizand un mortar de pasivizare pe baza de ciment modificat cu polimeri, Mapefer 1K, cu rol si de punte de aderenta pentru mortarele de consolidare aplicate ulterior (Fig.1).

Apoi s-a trecut la refacerea sectiunii din beton prin turnarea unui mortar de reparatii structurale, Mapegrout Colabile, cu proprietati mecanice similare cu cele ale betonului, clasa R4 de rezistenta conform SR EN 1504-3 (Rc >45 N/mm2 la 28 zile). Mortarul a avut o consistenta fluida si granulometrie mica (dimensiunea maxima a granulei 2,5 mm) pentru a umple cat mai bine spatiul (Fig.7).

Fig 7. Pregatire refacere sectiune beton deteriorat Fig 7. Pregatire refacere sectiune beton deteriorat

Fig 7. Pregatire refacere sectiune beton deteriorat

Dupa refacerea sectiunii din beton (Fig.8) s-a trecut la amorsarea suprafetei pe care urmeaza sa se aplice tesatura din fibra de carbon folosind rasina epoxidica Mapewrap Primer 1 (Fig.9). Dupa amorsarea suprafetei, aceasta s-a nivelat folosind mortarul epoxidic tixotropic Mapewrap 12 (Fig.10).

Fig 8. Sectiune din beton refacuta viaduct Fig 8. Sectiune din beton refacuta viaduct

Fig 9. Consolidare structurala cu fibre de carbon Fig 9. Consolidare structurala cu fibre de carbon

Fig 10. Consolidare structurala cu tesaturi din fibre de carbon Fig 10. Consolidare structurala cu tesaturi din fibre de carbon

Fig 8. Sectiune din beton

refacuta viaduct

Fig 9. Consolidare structurala cu

fibre de carbon

Fig 10. Consolidare structurala cu tesaturi

din fibre de carbon 

Dupa amorsarea si nivelarea suprafetei s-a trecut la montarea manunchiurilor de fibre metalice Mapewrap S Fiocco cu scopul de a asigura conlucrarea structurala a celor doua elemente (pila de sustinere si fundatia) cu sistemul de consolidare pe baza de fibre de carbon. Fixarea manunchiurilor din fibre s-a realizat cu rasina epoxidica super fluida Epojet (Fig.11).

Fig 11. Consolidarea structurilor din beton armat cu fibre de carbon Fig 11. Consolidarea structurilor din beton armat cu fibre de carbon

Fig 11. Consolidarea structurilor din beton armat cu fibre de carbon

Ulterior s-a trecut la etapa cea mai importanta a interventiei de consolidare si anume, montarea tesaturii din fibra de carbon.

Primul pas a fost impregnarea suprafetei cu rasina epoxidica fluida Mapewrap 31 (Fig.12).

Fig 12. Consolidare structurala cu tesaturi din fibra de carbon Fig 12. Consolidare structurala cu tesaturi din fibra de carbon

Fig 12. Consolidare structurala cu tesaturi din fibra de carbon

Aplicarea tesaturii din fibra de carbon s-a realizat numai dupa impregnarea acesteia in aceeasi rasina fluida Mapewrap 31 (Fig.13).

Fig 13. Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon Fig 13. Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon

Fig 13. Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon

Alegerea tipului de tesatura din fibra de carbon a fost determinata de faptul ca sectiunea consolidata este de fapt un nod structural in care se dezvolta toata gama de eforturi: axiale, forta taietoare, moment incovoietor. Tesatura aleasa a fost MapeWrap C QUADRI-AX 760/48. Acest tip de tesatura are fibrele de carbon dispuse pe patru directii, ortogonale, doua cate doua si poate prelua eforturi de pe toate directiile (Fig.14).

Fig 14 Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon Fig 14 Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon

Fig 14 Consolidare structurala cu tesatura fibre de carbon

Dupa montarea tesaturii din fibra de carbon, manunchiurile din fibre din otel s-au rasfirat si au fost lipite peste tesatura din fibra de carbon folosind adezivul epoxidic Mapewrap 31 (Fig. 15).

Fig 15 Consolidare structurala cu tesaturi fibra de carbon Fig 15 Consolidare structurala cu tesaturi fibra de carbon

Fig 15 Consolidare structurala cu tesaturi fibra de carbon

2. Masuri de protejare anticoroziva a structurii din beton impotriva agresiunii agentilor atmosferici. 

Dupa consolidarea structurala a viaductului s-a trecut la repararea si protejarea acestuia pentru a-i creste durabilitatea in timp si pentru a mari intervalul de recurenta a reparatiilor.

Geometria structurii, cat si relieful specific in care se afla viaductul a facut ca aceste operatiuni sa devina foarte dificile. Toate lucrarile au fost efectuate cu alpinisti profesionisti si s-a lucrat aproape integral cu oamenii suspendati de corzi. Firma care a executat lucrarile este un aplicator autorizat al sistemelor de consolidare Mapei, nefiind la prima lucrare de acest gen si anvergura.

Sistemul Mapei de protejare anticoroziva a betonului a fost urmatorul:

S-a hidrosablat intreaga structura pentru a indeparta partile de beton friabile si degradate (fig. 16).

Fig 16 Curatarea betonului cu apa de inalta presiune Fig 16 Curatarea betonului cu apa de inalta presiune

Fig 16 Curatarea betonului cu apa de inalta presiune

Dupa hidrosablarea suprafetei din beton, suplimentar, s-au curatat armaturile expuse de rugina si s-au pasivizat folosind mortarul de pasivizare Mapefer 1K.  S-au efectuat reparatii si reprofilari locale folosind mortarul de reparatii pe baza de ciment, tixotropic, rezistent la sulfati, Mapegrout T60.

Dupa efectuarea reparatiilor, intreaga structura a fost protejata folosind o hidroizolatie bicomponenta, flexibila, pe baza de ciment, Mapelastic Smart, care ofera o protectie ridicata a structurii impotriva agresiunii agentilor chimici. Totodata, fiind vorba despre o structura cu bolta flexibila din beton armat, dublu incastrata, cu tablier rigid, hidroizolatia are si capacitatea de preluare a fisurilor, atat cele dinamice (clasa B4.2 deschiderea fisurilor de la 0,2 pana la 0,5 mm), cat si cele statice (clasa A5 deschiderea fisurilor de pana la 2,5 mm). Intregul sistem de protectie a fost aplicat in proportie de 90% mecanizat, folosind pompe speciale (fig. 17).

Fig 17 Impermeabilizare si protectia betonului Fig 17 Impermeabilizare si protectia betonului

Fig 17 Impermeabilizare si protectia betonului

Dupa aplicarea hidroizolatiei s-a trecut la aplicarea unui sistem de protectie flexibil cu dublu rol, atat estetic, cat si functional, pentru protejarea impotriva razelor UV si a agresiunilor chimice. Sistemul a fost compus din Malech, o amorsa acrilica micronizata pe baza de apa si o vopsea acrilica, flexibila, Elastocolor Pittura. Sistemul de protectie a fost aplicat in intregime mecanizat prin procedeul airless, cu ajutorul unor pompe speciale (fig. 18).

Fig 18 Vopsirea si decorarea structurii din beton Fig 18 Vopsirea si decorarea structurii din beton

Fig 18 Vopsirea si decorarea structurii din beton

Dupa aproximativ 2 luni de munca intensa, in urma unui efort comun al tuturor partilor implicate, proiectul de reabilitare a fost finalizat. Lucrarile au fost executate in perioada septembrie – noiembrie 2011, astfel ca intreaga structura s-a transformat din: (Fig. Inainte)  in (Fig. Dupa)

Fig 19. Viaduc Valea lui Stan inainte de reabilitare Fig 19. Viaduc Valea lui Stan inainte de reabilitare

Fig 0. Viaduct Valea lui Stan reabilitat Fig 0. Viaduct Valea lui Stan reabilitat

Viaduc Valea lui Stan inainte de reabilitare

Dupa reabilitare: Viaduct Valea lui Stan reabilitat

 

Imaginile si textul sunt proprietate Mapei Romania SRL.

copyright©mapei 2013

Contact: www.mapei.ro

 

Last Updated on Thursday, 31 October 2013 06:57
 
Page Ranking Tool