Asociación americana de tuberías de concreto pretensado
Desarrollo del procedimiento límite estados de diseño para
Tuberías de concreto pretensado cilíndricas
Durante este proyecto de investigación de diez años (1983-93) bajo contrato para la asociación americana de tuberías de concreto pretensado, SGH desarrolló un nuevo procedimiento de diseño de los estados del límite para tubería concreta pretensada del cilindro. Este procedimiento de diseño, que es aplicable a todos los tamaños de la tubería incluyendo a los de gran diámetro, la tubería concreta pretensada del cilindro, fue adoptada por Asociación americana de los trabajos de agua en 1993. Estándar AWWA C304 se basa en el procedimiento de diseño desarrollado por SGH. Específicamente, SGH realizó las tareas siguientes:
• Centenares de resultados han sido coleccionados y evaluados de las pruebas que se hicieron por varias décadas por los miembros de la industria concreta americana de la tubería de la presión. Los resultados de estas pruebas fueron utilizados para evaluar los factores de seguridad de la tubería de concreta de pretensado en diseños típicos por AWWA C301, Apéndice A, métodos A y B. Los resultados de esto estudio fueron publicados en el papel siguiente: Zarghamee, M.S., Heger, F.J., y Dana, W.R., "evaluación experimental de Métodos de diseño para la tubería de concreto pretensado, "J. de Ingeniería del transporte, ASCE, vol. 114, no 6, noviembre.
1988, pp. 635-655.
• El desarrollo de un modelo detallado y simplificado de la computadora para predicción exacta del estado de la tensión resultando de arrastramiento, contracción y relajación del alambre pretensado de la tubería de concreto del cilindro. Los resultados de este estudio fueron publicados en el siguiente papeles: (1) Zarghamee, M.S., Heger, F.J., y Dana, W.R., "Prediciendo la pérdida de pretensión en tuberías de concreto Pretensado, "internacional concreto, diseño y Construcción, ACI, vol. 10, no 10, el Oct de 1988, pp. 59-64; (2) Zarghamee, M.S., y Dana, W.R., "Paso a paso Procedimiento de la integración para computar el estado de la tensión dentro de una Tubería de concreto Pretensado, "análisis computarizado de los efectos de la contracción del arrastramiento, y cambios de temperatura en estructuras de concreto, C.C. Fu y M.D. Daye, redactores, SP 129, Instituto de concreto americano, Detroit, Michigan, 1991, pp. 155-170.
• Desarrollaron un procedimiento de diseño de los estados del límite para tuberías de concreto pretensado sujeta a los efectos combinados de los parásitos atmosféricos y presiones y cargas internas transitorias tales como externo conecte a tierra la carga, la tubería y las cargas muertas fluidas, y las cargas vivas del tráfico. Los resultados de este estudio fueron publicados en el siguiente papeles: (1) Heger, F.J., Zarghamee, M.S., y Dana, W.R., "Diseño de la tubería concreta Pretensado, Estados del límite: Criterios, "diario de la ingeniería estructural, ASCE, vol. 116, No 8, el Ago de 1990, pp. 2083-2104; (2) Zarghamee, M.S., Fok, K.L., y Sikiotis, E.S., "diseño de los estados del límite de tuberías de concreto pretensado, II: Procedimiento, "diario de Ingeniería estructural, ASCE, vol. 116, no 8, el Ago de 1990, pp. 2105- 2126.
• Prueba planeada y supervisada de la verificación de los efectos de cargas combinadas en la tubería. Los resultados de este estudio eran publicado en el papel siguiente: Zarghamee, M.S., "Evaluación de las pruebas combinadas de la carga en tuberías de concreto pretensado del cilindro, "diseño de la tubería e instalación, Procedimientos de ASCE de la conferencia internacional de la tubería en Las Vegas, NV, del 25 al 27 de marzo de 1990, pp. 572-585.
• Evaluación estructural realizada de la tubería del punto de vista de su propensión a la delaminación de capa. Este estudio de análisis consistió en del finite-element y laboratorio y campo prueba. Las pruebas fueron realizadas bajo supervisión de SGH por los miembros de la industria de tuberías de concreto pretensado. Las pruebas fueron realizadas bajo supervisión de SGH en bastante pretensión, tuberías de concreto pretensado de 96 pulgada-diámetros. Los resultados de este estudio fueron publicados en los siguientes papeles: (1) Zarghamee, M.S., Ojdrovic, R.P., y Dana, W.R., de "delaminación de capa por la tensión radial en Tuberías de concreto Pretensado. Experimentos, "diario de Ingeniería estructural, ASCE, vol. 119, no 9, septiembre 1993, pp. 2701-2719; (2) Zarghamee, M.S., Ojdrovic, R.P., y Dana, W.R., de "delaminación capa por la tensión radial en tuberías de concreto Pretensado, II! Análisis, "diario de Ingeniería estructural, ASCE, vol. 119, no 9, septiembre 1993, pp. 2720-2732.; (3) Zarghamee, M.S., Ojdrovic, R.P., y Dana, W.R., "previniendo la cobertura de delaminación en Tuberías de concreta Pretensado, "infraestructura II de la tubería, Procedimientos de ASCE de la conferencia internacional de la tubería, San Antonio, TX, del 16 al 17 de agosto de 1993, pp. 574-594.
Estructuras hidráulicas
Alrededor del mundo, las áreas metropolitanas requieren fuente y disposición de millones de galones de
Riego cada día. Anuncio y gobierno las agencias mueven cantidades similares de agua para refrescarse fabricación de las centrales eléctricas o de la fuente procesos. Porque estos sistemas son críticos componentes de la infraestructura, autoridades de agua, las corporaciones, los contratistas, y los ingenieros requieren expertos a ayudar con el diseño, examen de riesgo, investigación, y actividades de la reparación.
Involucrándose
La capacidad de ayudar a clientes requiere comprensión de la ingeniería estructural, estructura de la ciencia material, del suelo y del líquido interacción, métodos de la construcción, y proyecto gerencia. SGH utiliza estas capacidades en todas las fases de un proyecto, de la investigación de campo y pruebas de laboratorio no destructivos a diseñar y análisis. Los proyectos típicos incluyen:
• Acueductos.
• Tanques del tratamiento y de proceso.
• Productos y salidas de la central eléctrica.
• Tanques de almacenaje del agua que pueden ser elevados, nivel del suelo, o debajo del grado.
• Alcantarillas, alcantarillas, y drenes de la tormenta.
Nuestras apreciaciones
La longitud de la experiencia en SGH infraestructura hidráulica permite que integremos los análisis, exámenes, y diseño de nuevas asambleas y rehabilitaciones. Nuestras fuerzas incluyen:
• Análisis y/o diseño del geotécnico y aspectos estructurales de la tubería, alcantarillas, líneas de tuberías, y tanques.
• Prueba avanzada tal como linear polarización, tierra que penetra el radar, termografía infrarrojo, y el sistema de remote field eddy current/transformer coupling.
• Laboratorio y análisis estructural con petrografía, metalurgia, oleada hidráulica, y elementos finitos no lineales tridimensionales.
• Iniciar esfuerzos en convertirse y adoptar nuevo diseño, investigación, y repare las técnicas.
• Dirección de la industria que incluye numerosos papeles Standard-setting y participación adentro
ASTM, AWWA, y AASHTO.
Tubería de Concreto Pretensado
Los diseños de SGH, analizan e investigan estructuras hidráulicas incluyendo las presas, tuberías, y tanques elevados y enterrados. Los clientes incluyen las autoridades de agua, contratistas, ingenieros, y fabricantes.
Examen de la condición
• Prueba no destructiva, corrosión inspección de los exámenes, interna y externa de las tuberías.
• Pruebas en práctica de la tubería para pretensión en alambre, carbonación de capa, y actividad de la corrosión.
• Prueba mecánica, análisis petrográfico e investigación metalúrgica.
• Evaluación estructural y análisis hidráulico.
• Síntesis de la inspección, pruebas, corrosión, hidráulica, y estructural evaluación.
• Examen de riesgo de las líneas basadas encendido evaluación y no destructivo estructurales prueba.
• Análisis del riesgo de PCCP con los alambres quebrados.
Investigación de falla
• Investigaciones de falla realizadas de PCCP, concreto, acero, hierro dúctil, y tuberías plásticas.
• Trabajo en el terreno incluido de las investigaciones y funcionamiento y coordinación del trabajo participación petrográfica y análisis metalúrgica, prueba química, prueba mecánica, hidráulica, geotécnico y análisis estructural.
Evaluación sísmica
• Diseñó más de 20 tuberías resistentes a los terremotos.
Reparación y rehabilitación
• desarrollado y implementación del post-tensionamiento metido de reparación con fibra de reforzamiento.
• Diseño de la envoltura, acero y fibra diseñado para la guarnición reforzada, y reemplazo de la tubería para opciones de rehabilitación.
• Procedimiento de reparación desarrollado para la mayor derrame de una tubería de 138 pulgadas de diámetro y puesto en ejecución mientras que la línea estaba en servicio.
Investigación y desarrollo
• Nuevo diseño desarrollado de los estados del límite procedimiento para PCCP y AWWA C304 estándar del diseño.
• Centenares de resultados Conducidos y evaluados de la carga combinada y pruebas hidrostáticas.
• Análisis realizado, laboratorio y campo prueba de la propensión de la tubería a la capa delaminación.
• Convertido detallado y simplificado modelos de la computadora para el alojamiento limitado de tuberías.
• Actualmente desarrollar un procedimiento para determinación del riesgo de la ruptura de la tubería con los alambres quebrados.
Planta de la Central eléctrica y industrial
Infraestructura del agua que se refresca
Hecho frente con infraestructura crítica del envejecimiento, energía y dueños y operadores de la planta industrial necesite mejorar y mantener la tubería y las tuberías y otra estructura asociado con las centrales eléctricas. Mientras que agua que se refresca las tuberías no requieren típicamente un mantenimiento significativo, una rotura en un de gran diámetro la tubería del agua que se refresca puede cerrar una unidad o la planta. Mejoras, extensión, y nuevas unidades y las plantas pueden requerir análisis sísmico y diseño. Estos requisitos y capacidades avanzadas de la ingeniería de la demanda y experiencia en ayudar con el examen de riesgo, investigación, y diseño.
Nuestro acercamiento
SGH investiga, analiza, desarrolla la reparación diseño, y pretensado nuevo de los diseños agua que se refresca concreta de la tubería del cilindro (PCCP) tuberías y líneas hechas de la fibra de vidrio, acero, hierro dúctil, y HDPE. Los clientes incluyen agencias de estatal y operadores de producción de electricidad e industrial para instalaciones comerciales. Las capacidades incluyen:
Análisis del riesgo de PCCP y de otras tuberías. SGH realiza el examen y el riesgo de la condición el análisis de PCCP y desarrolla la reparación prioridades y procedimientos de mantenimiento a mejore la confiabilidad y reduzca el costo del mantenimiento. Nuestro trabajo incluye el desarrollo de curvas de riesgo para determinar el riesgo de la falla y de la prioridad de la reparación de PCCP con la pretensión quebrada alambres y la vida útil restante para el acero, hierro dúctil, y tubería del fibrocemento.
Repare el diseño. Conocimiento obtenido del análisis y del examen de la tubería SGH que desarrollan diseños de la reparación de la tubería para mejorar la confiabilidad. Opciones para la reparación de la tubería incluyen, entre otros, externamente aplicado filamentos del alambre y fibra asegurada poste-tensores capa del hormigon e internamente polímero reforzado fibra aplicada del carbón
(CFRP).
Análisis y diseño sísmicos. Aplicaciones de SGH requisitos sísmicos del diseño o sitios específicos generales para los estudios de tierra del movimiento a determinarse criterios del diseño de la tubería en términos de tensiones del suelo, deformaciones, o movimientos, y aplicaciones criterios del diseño para determinar la respuesta de tuberías enterradas. Determinamos conexiones de las tuberías a otras estructuras y se realizan análisis y estabilidad de las probabilidades del riesgo análisis. Hemos diseñado más de 20 tuberías para resistir terremotos.
Nuevos diseño e instalación de la tubería. SGH instalación de los diseños para nuevas tuberías (flexibles y rígidas), basadas en nuestra experiencia con desarrollo del diseño y de la instalación estándares para la tubería de concreto y flexible. Tensiones longitudinales de hidrodinámico empuje se explica en nuestro análisis que forma la base para cálculos del AWWA y el nuevo M9 manual.
Investigaciones de la falla de la Causa raíz. Utilizamos una variedad de técnicas para determinar la causa raíz de la falla, incluyendo laboratorio interno y análisis petrográfica, y metalúrgico y capacidades polímero-basadas de la prueba material.
Evaluación sísmica de tuberías
Y trazadores de líneas del túnel
SGH proporciona una amplia gama de los servicios para determinación de la respuesta sísmica de enterrado tuberías y trazadores de líneas del túnel.
Involucrándose
SGH utiliza el diseño sísmico general requisitos o movimiento de tierra sitio-específico estudios en un sitio para determinar el diseño criterios en términos de tensiones del suelo, deformaciones, o movimientos, y aplicaciones los criterios del diseño a determine la respuesta de las tuberías enterradas y trazadores de líneas del túnel.
Nuestras apreciaciones
• Efecto de la Suelo-estructura sobre el movimiento de tierra caracterización usando SACUDIDA.
• Interacción dinámica de la suelo-estructura análisis usando SASSI.
• Estudios del encaminamiento de la tubería.
• Investigación geotécnica para determinación de características dinámicas del suelo.
• Interacción Seudo-estática de la tubería-suelo el elemento finito del análisis programa tales como ABAQUS o NASTRAN, determinándose respuesta estructural a las tensiones del suelo de efecto de la onda, licuefacción y establecimiento de tierra permanente, y avería movimientos.
• Análisis de la estabilidad de los sistemas del suelo-tubería.
• Análisis de los efectos combinados de tensión interna de la presión y del suelo encendido tuberías con las curvas y las canalizaciones verticales.
• Evaluación de conexiones de tuberías a otras estructuras.
• Análisis sísmicos de probabilidades del riesgo para Tuberías.
Compuestos reforzados fibra del polímero
Compuesto reforzado fibra del polímero (FRP) los materiales están ganando un uso más amplio dentro de los usos de la infraestructura y del edificio. Las ventajas incluyen:
• De alta resistencia – cociente del a-peso.
• Durabilidad y dureza.
• Resistencia a la corrosión.
• Características aisladores electromagnéticas.
• Flexibilidad de la fabricación. SGH ha trabajado por décadas para desarrollar comprensión de las características y usos de compuestos en infraestructura y componentes del edificio. Nuestras áreas de la maestría incluyen:
Infraestructura
• Tubería y tanques subterráneos.
• Recipientes resistentes a la corrosión.
• Trazadores de líneas de la tubería y del apilado de la central eléctrica.
• Fibra del carbón que consolida y sísmica Mejora del concreto.
Componentes del edificio
• Revestimiento para los edificios y la especialidad estructuras.
• Estructuras avanzadas de la tela.
• Elementos estructurales del marco con aumentada fuerza y/o ductilidad flexura.
• Refuerzo de estructuras concretas.
• El reforzar de la fibra del carbón de Pultruded elementos.
• Tubos Concreto-llenados de FRP para las pilas y viga-columnas (sistemas híbridos).
Estructuras de vehículos
• Envases del carro.
• Elevaciones del personal.
• Paneles de la azotea del automóvil. Nuestras capacidades incluyen:
• Análisis finito del elemento.
• Análisis laminado.
• El modelar de la Suelo-estructura.
• Prueba de la característica mecánica y física.
• Prueba del arrastramiento y de la ruptura del arrastramiento.
• Espectroscopia infrarroja.
• Electrón óptico y de la exploración microscopia.
Riesgo de fallas y Prioridad para la reparación de PCCP con alambres quebrados
El proyecto
SGH investigó el riesgo de la falla de la tubería de concreto pretensado de cilindro con los alambres quebrados para Grupo de usuarios de PCCP. Patrocinadores incluido: Servicio público del Arizona; Proyecto central del Arizona; Calleguas Distrito municipal del agua; Distrito metropolitano de agua de California meridional; Tucson Agua; Agua regional de Tarrant Distrito, Forth Worth, Tejas; San Autoridad de agua del condadote Diego; y Agua de Denver.
La estructura
Las líneas de PCCP están conforme a degradación con tiempo. Corrosión de los alambres pretensazos y alta presión en la línea puede resultar dentro de la falla catastrófica. El riesgo de la falla con los alambres quebrados depende en diseño de la tubería, cargas externas y línea máxima presión. Para algunas tuberías, 35 alambres quebrados pueden signifique que la base esta agrietada y ese límite estructural del daños es excedido. Para otros, 120 o alambres más quebrados pueden no igualar el alcance del estado del límite de la utilidad.
A Resaltar:
• Mantener un riesgo aceptable de la falla de una tubería con quebrado los alambres se logra realizando un análisis para determinar el riesgo de la prioridad de la falla y de la reparación para las tuberías y por subsiguiente la reparación solamente de esas tuberías de las cuales tenga riesgo inaceptable falla durante la interrupción normal. Esta forma del mantenimiento proactivo puede dar lugar a la confiabilidad mejorada total y coste reducido.
• Modelos finitos desarrollados del elemento de la falla de PCCP con un número de alambres quebrados y de efectos combinados de la presión interna y de las cargas externas.
• Pruebas de presión hidrostáticas realizadas de la tubería con alambres quebrados, trabajo realizado en el terreno, y la condición de la tubería caracterizada cerca de zonas de la rotura del alambre.
• Desarrolló un modelo simplificado de la falla de la tubería eso incorporó los resultados de todos los estudios antedichos a determinar el riesgo de la falla y reparación de la prioridad de PCCP con alambres quebrados basados en la utilidad, daños estructural, y estados del límite de la última fuerza.
• La confiabilidad de la tubería depende de la incertidumbre en el número y localización de los alambres quebrados detectados, naturaleza del alambre fractura (corrosión o fragilidad de hidrógeno), y una tarifa del aumento en el número de alambres quebrados. Las incertidumbres se utilizan para calcular el número eficaz de los alambres quebrados y reparaciones de las prioridades actualmente y/o adentro 3 a 5 años, dentro que de hora una tubería debe ser reinspeccionada o reparada. Condición de la tubería y exactitud de no destructivo los resultados de la prueba se deben verificar por la inspección del campo de una pequeña cantidad de tuberías para mejorar la predicción del riesgo de las prioridades de la falla y de la reparación de la tubería.
Proyecto central de Arizona
La estructura
Concreto pretensado no cilíndrico se utilizan en las tuberías de diámetro de 252 pulgadas, en los sifones para transportar el agua en Proyecto central del Arizona. Las tuberías que tengan un concreto grueso de 19.625 pulg. Una base gruesa de concreto y dos envolturas de alambres de pretensión. Éste es el diámetro más grande de tubería en el mundo.
El proyecto
Usando técnicas de prueba electromagnéticas, varias tuberías fueron identificadas de haber roto alambres pretensados. SGH fue retenido para evaluar el riesgo de la falla que resulta de la pérdida de pretensión, para determinar las prioridades de la reparación de la tubería, y posteriormente el diseño de las reparaciones poste-tensoras y la excavación segura para la reparación de la instalación de tubos.
A resaltar:
• Computaba la carga de la tierra y la distribución de carga en la tubería usando programa del finite-element de la interacción del suelo-estructura, explicar las características reales del suelo, geometría del foso, y secuencia de la instalación.
• Computaba los efectos combinados sobre seguridad estructural de la presión interna, cargas muertas, presión, y presión de la pérdida de los alambres quebrados de un área. Considerábamos ambos pretensión de la pérdida sobre una venda circunferencial llena y en a el área local, y nosotros explicamos las características no lineares del acero y del concreto en la tensión y la compresión.
• Determinó el riesgo de la falla de la tubería y de su reparación prioridades, basadas en su proximidad a ciertos estados del límite participación de agrietarse (el causar de la separación de la pared de la tubería severo la salida), alambre quebrados adicionales que causan el crecimiento de pretensión del área de la pérdida, y el choque del concreto.
• Desarrolló un diseño poste-tensor de la reparación para la tubería de
hasta15 pies desde la cubierta del suelo y 75 pies de la cabeza del agua.
• Computaba la longitud segura máxima de la excavación bajo las tuberías con alambres quebrados asumiendo que la tubería este vacía o lleno de agua.
Examen de la Condición del sistema de la distribución del agua de Cheyenne
El proyecto
Tres de las líneas de las tuberías concreto pretensado cilíndricas llevan agua cruda y tratada, y el cuarto la tubería es una parte de la distribución sistema. El examen de la condición de las tuberías fue realizado como una parte de un acercamiento proactivo al mantenimiento de la tubería. El trabajo fue realizado sin dejar la línea sin servicio.
La estructura
El sistema de la distribución del agua en Cheyenne, Wyoming, incluye cuatro tuberías de concreto pretensado cilíndrica (PCCP), aproximadamente 13.5 millas de largo en total. Los 16 – a 42 pulgadas las tuberías de diámetro linear -cilíndricas (LCP) tienen cerca de 50 años de antigüedad y fueron instalados entre 1950 y 1962.
A resaltar:
• La colección de datos y revisión de expedientes históricos.
• Encuesta sobre la corrosión incluyendo la conductividad de la prueba electromagnética.
• Investigaciones geotécnicas y del agua subterránea.
• Inspección externa de la prueba-hoyo de la tubería.
• Prueba de la cubierta del mortero y muestras de la pretensión del alambre.
• Análisis transitorio hidráulico.
• Evaluación estructural de la tubería alineada del cilindro.
• Análisis del riesgo de la falla de la tubería si se asume que la pretensión rota alambres y cilindro de acero corroído. SGH encontró las líneas de LCP para estar en forma excelente. Tenían realizado bien por muchos años, y no había factores sistemáticos que presentaron riesgo significativo de la falla de la tubería en un futuro. SGH encontró que el mortero que cubría en las cuatro tuberías era denso, durable, y de calidad uniforme y grueso, y que el alambre de pretensión de la clase I no es susceptible ala fragilidad del hidrógeno y a las fallas. Carencia de mantenimiento en los empalmes del las tuberías más viejas lo cual dio lugar a la corrosión común del anillo.
Distrito metropolitano de agua meridional
California, Sepulveda y Foothill Feeders
Los Angeles, California
El proyecto
En 2005, las tuberías fueron examinadas con el método Remote Field Eddy Current Transformer Coupling (RFEC/TC). Algunas de las tuberías fueron identificadas de tener alambres quebrados. Además, el suelo alrededor de la tubería era determinado de ser altamente corrosivo indicando un aumento en número de alambres quebrados en años próximos. Basado en condiciones ambientales y tensiones debido a la presión interna y cubierta del suelo, el riesgo de la falla dentro de la tubería se habría convertido en una preocupación para nuestro cliente. SGH analizaba el riesgo de la falla del PCCP con alambres quebrados. De acuerdo con el análisis del riesgo, nosotros aconsejamos a nuestro cliente en reparaciones y supervisión de las necesidades de las tuberías.
La estructura
Las tuberías evaluadas en esta investigación consistieron en96 pulgadas de diámetro con una sola envoltura de pretensión alrededor de 7.25 pulgadas de la base gruesa de concreto y una tubería de 201 pulgadas de diámetro con la doble pretensión de las envolturas de la base gruesa de concreta de alrededor de 18 pulgadas. La presión en la tubería se extiende a partir de 100 psi a 175 psi en los pedazos de la tubería donde los alambres quebrados fueron detectados al usar la prueba electromagnética.
A resaltar:
• Desarrolló un modelo no lineal de finite- elemento de 201 pulgadas del diámetro de la tubería para determinar la utilidad, daño de estructural, y los estados del límite de la última fuerza para diferentes longitudes de las zonas con alambres quebrados bajo efectos combinados de la presión interna y de las cargas externas.
• Calculaba el número eficaz de alambres quebrados incluyendo los datos crudos de RFEC/TC, el índice de la progresión de BWZs dentro de los 3 a 5 años próximos, y las incertidumbres en la inspección datos y el índice de la progresión de BWZs.
• Identificó la reparación y las necesidades de la supervisión de diámetros de 96 pulgadas y 201 pulgadas de diámetro de tuberías basados en utilidad, daños estructural, y límite de la última fuerza estados.
• Nuestro riesgo del análisis de la falla identificó las tuberías que necesitan reparación inmediata y las que se pueden reevaluar en a una fecha posterior, así proporcionando un plan para el cliente que ayudó a utilizar sus fondos con más eficacia.
Costa del norte Super acueducto
Arecibo para San Juan, Puerto Rico
La estructura
La costa del norte Superaqueduct es los nuevo 50 kilómetros largos, una tubería de un diámetro de 72 pulgadas de concreto pretensado del cilindro (PCCP) tubería entre Arecibo y el San Juan en Puerto Rico.
El proyecto
• Determinación de las causas de la falla de las tuberías en dos segmentos.
• Funcionamiento de una condición del examen.
• Diseño de reparaciones.
A resaltar:
• Participación realizada de la investigación de falla:
—Inspección del campo de los sitios de la falla
— Revisión del análisis hidráulico Análisis estructural de la tubería
— pruebas Mecánicas, metalúrgicas, químicas y petrográficas de los componente de la tubería.
— Análisis químico del suelo y del agua subterránea
• Falla determinada de ser el resultado de la presión transitoria causado por el cierre repentino de una válvula.
• Se realizó un examen de la condición basado en:
—Inspección interna y externa del de la tubería
—Prueba hidrostática de nueve tuberías
—La prueba de la tensión del alambre para determinar pretensión
—Prueba mecánica de alambres
—Pruebas del contenido del hidrógeno en el alambre
—Prueba de la corrosión del suelo
• Se Descubrió que muchas tuberías tienen un punto bajo de pretensión en el alambre.
• La inspección realizada del desmontaje del punto bajo de pretensión en la tubería para determinar la causa.
• Reparaciones diseñadas, que consistieron en el post-tensionamiento del punto bajo de pretensión en las tuberías con los filamentos y hormigon de la aplicación a la capa en la tubería del post-tensionamiento.
Condado de Muskegon
La Línea principal de tuberías
Muskegon, Michigan
El proyecto
Las aguas residuales del condado de Muskegon Sistema de gerencia de (MCWMS) la tubería es un Sixto six inch- de las once-millas de diámetro pretensado de la tubería de concreto cilíndrica que lleva aguas residuales crudas domésticas e industriales. La línea experimento cuatro rupturas. SGH fue conservado por Prein y Newhof ingenieros consultores a nombre de MCWMS.
• Determinación de las causas de la falla.
• Un examen de la condición sobre la línea que está sin respaldo y no puede ser retirada del servicio sin consecuencias ambientales y económicas significativas. Además, la línea está sin los puertos de la entrada para el personal o el equipo a lo largo de su longitud entera, y ninguna parte puede ser aislada.
• Desarrollo de una reparación de diseño sin quitar línea del servicio.
A resaltar:
• Investigación de falla realizada y causa determinada de la falla de ser corrosión y fragilidad de hidrógeno del alambre iniciado por la ayuda inadecuada del suelo.
• Se realizo un examen de la condición basado en:
— La Inspección externa de la tubería en los hoyos y el retiro de muestras para la prueba
—Análisis hidráulico de la oleada
—Análisis de la estructura
— Pruebas mecánicas, químicas y metalúrgicas de los alambres de pretensión
— Análisis Petrográfica del y prueba química de la capa del mortero
—Investigaciones geotécnicas
—Encuestas sobre la resistencia del suelo
—Análisis químico del suelo
• Desarrolló un sistema del examen de riesgo basado en la base de datos de factores potencialmente adversos al funcionamiento de PCCP.
• Reemplazo recomendado de una sección de la tubería y supervisión de las partes restantes.
• Detalles desarrollados del diseño para el reemplazo y conexión de la línea restante sin dejar la línea fuera de servicio.
Estación de generación nuclear de Palo Verde
Sistema de fuente de la recuperación del agua
El proyecto
Una fuente de la recuperación del agua tubería fallada en 1996, tubería dos segmentos fallados en 1997, y inspecciones internas reveladas cerca de 100 secciones de la tubería con cavidad que consiste en la señal de socorro y las grietas. SGH desarrolló un programa para el riesgo de la falla de la gerencia y mantenimiento del planeamiento.
La estructura
Construido en los años 80 cerca del servicio público de la Compañía de Arizona, la recuperación del sistema de agua de fuente consiste en 36 millas de 114 pulgadas, 96 pulgadas, y de 66 pulgadas de tuberías de concreto pretensado cilíndricas (PCCP) y un sistema mucho más corto de la agua en circulación consistiendo en 96 pulgadas, 102 pulgadas, 120 pulgadas, y 144 pulgadas de PCCP usadas para tres reactores nucleares para el refrescante secundario.
A resaltar:
• Desarrolló un programa del examen de la condición de la tubería que consistió en la inspección interna y externa y en la prueba no destructiva, y desarrollo una base de datos de la condición del examen.
• Se uso el sistema remote field eddy current para el examen mejorado de las líneas y de la identificación de tuberías en peligro.
• Inspección interna y externa realizada en tuberías con capa del mortero que se rompe con almádena, corroída por la pretensión en los alambres, y bases de concretos con grietas.
• Se reparo las tuberías con post-tensionamiento con los filamentos y hormigon fibra reforzada
• Se trabajo con el dueño para satisfacer una construcción de programación rápida y se reparó 40 segmentos de la tubería en cinco días, se trabajo alrededor del reloj.
• Trabajo en el terreno realizado y condición caracterizada de la tubería cerca zonas de la rotura del alambre.
• Análisis realizado del riesgo de PCCP con los alambres quebrados y reparaciones dadas las prioridades.
• Se trabajo con el cliente, se planeo el contenido del plan de mantenimiento para las inspecciones y reparaciones periódicas que consisten en un plan sin interrupciones.
Mantener un riesgo de la falla aceptable de una tubería con alambres quebrados que se logro realizando un análisis para determinar el riesgo de la prioridad de la falla y de la reparación para las tuberías y por subsiguiente la reparación de las tuberías solamente con riesgo inaceptable durante una normal interrupción. De esta forma el mantenimiento proactivo puede dar lugar en una confiabilidad completa y un costo reducido. Riesgo de la falla de tuberías con alambres quebrados depende del diseño de la tubería, altura de la cubierta, y presión máxima en la línea.
Análisis del riesgo del acueducto de Hultman y diseño de la reparación
El proyecto
• Condición de los 55 de cinco años de antigüedad del acueducto de Hultman era desconocido desde que el acueducto nunca había sido examinado debido a la carencia de redundancia.
• Riesgo de la falla del acueducto, eso alimenta 2.5 millones de personas y 5.500 negocios, era muy alto; además de las pérdidas económicas, una falla salud y peligros de fuego severos para el área metropolitana entera.
• Más de 25 derrames superficiales documentados.
• Corrosión severa de válvulas y varios objetos.
A resaltar:
• Se uso un radar penetrante de tierra y termografía infrarrojo para localizar los sitios del derrame e identifique la pérdida potencial de soporte del suelo y el impacto eco de la prueba para detectar la condición del concreto y la delaminación de las paredes de la tubería.
• Realizado sobre la línea de encuestas sobre la corrosión, inspección de diferentes objetos y estructuras enterradas a identificar por la corrosión de los componentes de riesgo de falla elevado.
• Circunferencia resuelta y tensiones longitudinales de la tubería y las deformaciones que explican in situ y rellenan condiciones del suelo todos a lo largo de la longitud de la tubería y de las áreas altamente tensionadas identificadas y tipos probables de la señal de socorro.
• Utilizó un modelo finito del elemento de la tubería enterrada para predecir el comportamiento longitudinal, resultando de la excavación debajo de la tubería bajo mucha presión.
• Expuso la tubería y la examinó en siete hoyos de prueba profundos y 162 hoyos de prueba bajos.
• Se uso un Penetrómetro de cono que mide el soporte del suelo y la presión del agua en los sitios del derrame sin dejar la línea fuera de servicio.
• Realizó un análisis sísmico de probalidades de riesgo.
• Se desarrollo e implemento una estrategia detallada de reparación donde el riesgo de la falla era alto.
Reparación del derrame del acueducto de Hultman
El proyecto
Recursos de agua de Massachussets La autoridad (MWRA) descubrió un derrame serio en el Hultman
Acueducto. "Derrame nombrado18,"él fue identificado como el empalme más grande derrame en el acueducto de 60 años.
• La tarifa del derrame, estimada en 100 galones por minuto o mas, preocupación que se creo que consistía en la erosión de material y soporte comunes de los suelos que podían conducir una falla progresista, catastrófico del acueducto.
• Disturbio de la subsuperficie causado por la exploración del suelo, pozos de desecación, y la excavación cerca del derrame podría potencialmente acelerar la erosión en acción del derrame y conducir a la falla.
• La tabla del agua subterránea estaba en la superficie de tierra. Control del agua necesitaba que se desaguara alrededor de 800 galones por minuto.
La estructura
El acueducto de Hultman con un diámetro de 138 pulgadas y de 150 pulgadas de tubería de concreta pretensado. Como los medios del transporte únicos de agua dulce a la mayoría de Boston hasta que un acueducto paralelo fue terminado recientemente, las fuentes del acueducto 250 millones galones de agua por día para Boston metropolitana. Porque este estaba sin respaldo, no podía ser cerrado por reparaciones.
A resaltar:
• Método de elemento finito e interacción aplicados de la estructura del suelo y los modelos para determinar los panoramas de la falla para la pérdida de tierra ayuda debajo del acueducto.
• Evaluó los riesgos de la reparación contra el riesgo de la falla de la tubería debido a la degradación gradual del empalme y a la pérdida de soporte del suelo.
• Diseñó una independiente, estructura pila-apoyada para llevar la carga al acueducto en caso de la pérdida de soporte de la tierra debido al derrame y al trabajo de la reparación.
• Protocolos en caso de los pasos desarrollados de la construcción y de la revisión atenúan el riesgo de la salida acelerada causada por el trabajo de la reparación.
• Supervisó todas las reparaciones del campo, incluyendo:
— Mini-pilas para apoyar independientemente el acueducto
— Anclas de la roca para conectar pilas con la horquilla del acueducto
— Marcos de acero del momento para prevenir separaciones de la horquilla
— Bloques del ancla para desarrollar la ayuda lateral del suelo
— Hacer un túnel y que apuntala a la fundación del acueducto
— Instalación de la reparación de acero por segmentos de 3.000 libras abrazadera
• Instalación acertada de la estructura y de la reparación de la ayuda la abrazadera que eliminó todo el riesgo de la falla catastrófica en el derrame del empalme.
Cañería del norte de la transmisión de White Rock
El proyecto
El agua del norte de White Rock de la línea de transmisión de 17 millas, de concreto pretensado de 84 pulgadas de tubería del cilindro, que encaja en tipo del cilindro, que entrega aproximadamente 200 millones de galones por día de agua tratada.
SGH fue conservado por Halff Ingenieros, a nombre de Dallas Utilidades del agua, para realizar una investigación de la falla de la transmisión principal.
A resaltar:
• Se realizó una participación de la investigación de las fallas:
–Análisis hidráulico
– pruebas geotécnicas y del Suelo
–Encuestas sobre el potencial de la corrosión del
– Análisis de la tensión de la tubería
– análisis químico y petrográfica de la capa del mortero
–Dispersión de la microscopia electrónica/de la energía de la exploración del
Espectroscopia de la capa del mortero
– análisis de la prueba mecánica y metalúrgico de alambres de pretensión y de cilindro de acero
– Inspección de las tuberías falladas y adyacentes
• Se determino que la carbonacion fue localizada altamente y variable alrededor de la circunferencia de la tubería.
• Resuelto de que la primera causa probable de la ruptura de la tubería era la carbonacion del mortero que cubría el agua subterránea.
Prueba de campo y laboratorio
Cuando los problemas se presentan con los edificios, correctamente las ayudas de prueba desarrolladas identifican la causa, y evita las reparaciones derrochadoras que pueden tratar solamente los síntomas. Identificando ediciones materiales, pruebas que conducen con controles apropiados y adentro el ambiente apropiado, y dibujo conclusiones sobre el material previsto el funcionamiento es crítico. Si la necesidad está probada para calificar los productos, prueba de la maqueta, o control de calidad que prueba, evaluación del laboratorio en la derecha el tiempo puede ahorrar tiempo y el dinero.
El laboratorio de SGH ha estado proporcionando servicios de la prueba material a los arquitectos, ingenieros, contratistas, fabricantes, y nuestro propio personal de la ingeniería por más de 40 años.
Operamos una prueba estructural totalmente equipada y facilidad de la caracterización de los materiales abastecimiento del laboratorio y el probar en práctica servicios. Nuestro laboratorio se provee de personal cerca ingenieros, científicos, y experimentado técnicos que son activos en el desarrollo de estándares y de métodos de la prueba para AWWA, ASTM, AASHTO, ACI, y ASCE. Nosotros también nos especializamos en el desarrollo y las pruebas que conducen para evaluar los nuevos materiales y nuevos o usos inusuales de materiales tradicionales.
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Laboratorio
Laboratorio de prueba mecánico
• Probadores universales (20 a 600.000 lb)
• Adquisición de la computadora de datos
• Cámara de la prueba de alto o baja temperatura
Caracterización material
• Espectroscopia IR
• Desgaste por la acción atmosférica acelerado QUV
• Todas las pruebas de ASTM para materiales sencillos y para techos bituminosos e impermeabilización en materiales
Laboratorio concreto
• Laboratorio lleno de la petrografía
• Diseño de la mezcla
• Análisis químico: cloruros y mortero
• Compresión, flexión, y otras pruebas mecánicas
Modelos/maquetas
• Área de alta bahía para las maquetas de gama completa y programas en grande de la prueba
• Modelos forenses para la corte presentaciones
Campo
Instrumentación para la supervisión remota
• Carga, tensión, dislocación, inclinación
• Temperatura y humedad relativa
• Vibración
Pruebas de la carga de la infiltración del agua y del aire
• Componentes estructurales
• Conexiones y sujetadores
Evaluación concreta
• Potencial de la corrosión y tarifa de la corrosión
• Prueba del Impacto-eco
• Respuesta del impulso
• Velocidad ultrasónica del pulso
• Fuerza en enlace
• Localización del refuerzo
• Radar penetrante de tierra
Capas, pegamentos, y selladores
• Grosor
• Fuerza en enlace
• Detección del agujero de alfiler
• Movimiento común
• Examen de la condición del substrato
Análisis Petrográfico
La petrografía es un componente importante de ingeniería forense. Proporciona únicas penetraciones en las causas subyacentes de fallas del funcionamiento para una variedad de materiales incluyendo el concreto, el ladrillo, el bloque, y la piedra albañilería, mortero, madera y cristal. De éstos materiales, investigaciones de fallas concretas a menudo mayores desafíos de la actitud debido a variaciones en el diseño de la mezcla, calidad de construcción, y condiciones sobre el terreno del servicio.
El desafío del concreto
En una investigación concreta, petrográfica el análisis permite que el ingeniero entienda el papeles de la calidad y del ambiente; su significación relativa en causar el crítico falla; y su impacto en convertirse reparaciones apropiadas. Entre los muchos factores eso afecta el funcionamiento y el largo plazo la durabilidad del concreto, varios sobresalen como muy comunes durante investigaciones de falla:
• Contenido del cemento
• Contenido del aire
• Cociente del agua/cemento
• Prácticas de la colocación y el acabar
• Errores de muestras y de prueba
Cada factor afecta directamente la composición, calidad, funcionamiento y durabilidad a largo plazo del concreto endurecido. Un análisis petrográfico incluye reexaminaciones visuales del campo y muestras del laboratorio así como un detallado análisis del concreto individual componentes para determinar el diseño, prácticas de la construcción, y conveniencia de materiales.
Experiencia del laboratorio
Para asegurar la calidad y la eficacia de nuestro análisis petrográficos, SGH tiene un laboratorio completamente equipado que utiliza estereofonía microscopios (10X a 100X), una luz transmitida microscopio polarizante (10X a 1,000X), ultravioleta, microscopio ligero reflejado (10X a
50X), y equipo del corte y el traslapar a cree el plano, superficies pulidas.
Nuestro laboratorio de la microscopia está bajo dirección de Mauro J. Scali, petrografico con sobre 25 años de experiencia en la investigación de material y análisis. La experiencia de Mauro incluye la variedad y amplia la residencial y deterioración comercial y fallas concretas de investigaciones. El laboratorio de la microscopia también incluye un soporte de la computadora, un instrumento linear se atraviesa para conducir un análisis endurecido de aire-vacío.
Análisis químico de materiales
SGH emplea análisis químico para identificar composición material en apoyo de investigaciones de la ingeniería. Utilizamos protocolos de prueba establecidos así como pruebas únicas del diseño para los proyectos específicos para caracterizar interacciones entre los materiales y con el ambiente. Estos métodos asístanos en estructura del producto que entiende y funcionamiento, así como el abastecimiento de la penetración en el papel esa composición juega en material de deterioración.
Involucrándose
Nuestras capacidades del análisis químico ofrecen nuestras herramientas adicionales a los clientes a asistir en entender la condición de sus materiales y la influencia de las capas, y de otros materiales, y la exposición a los elementos que tienen en el material. Si la puntería es maximizar la restante vida de una estructura o de sus materiales componentes, o para establecer, con la investigación científica, comprensión de la composición material o deterioración, proveemos a los clientes métodos de reexaminación y de la evaluación que da una comprensión mejor de los factores que se relacionan al funcionamiento del material.
Los servicios de SGH incluyen el desarrollo de la prueba, análisis, e interpretación; investigación y evaluación de productos manufacturados; consulta y localización de averías; investigación de los problemas relacionados de los materiales, y recomendaciones remediadoras.
Nuestras asignaciones recientes incluyen la evaluación de metales, termoplástico, fibra reforzada plásticos, piedra, concreto, mortero, madera, cristal, asfalto, membranas de impermeabilización, selladores y capas, y otros materiales de la construcción para determinar causas de corrosión, deterioración, delaminaciones, grado de la curación, compatibilidad de componentes, y degradación ambiente-inducida.
Algunas de nuestras técnicas analíticas incluyen:
• Microscopia electrónica y energía espectroscopia dispersiva
• Microscopia óptica
• Espectroscopia infrarroja
• Cromatografía de gas
• Cromatografía líquida
• Análisis termal
• Análisis químico del Mojado-banco
• Análisis químico instrumental
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