Evaluation of probabilistic and deterministic life-cycle cost analyses for concrete bridges exposed to chlorides

Cadenazzi, Thomas; Lee, H.; Suraneni, Prannoy; Nolan, Steven; Nanni, Antonio

doi:10.1016/j.clet.2021.100247

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“…Overall, life cycle cost assessment represents an interesting methodology to consider in planning maintenance strategies for coastal structures. Finally, it is important to highlight that this methodology has primarily been applied to bridges [130][131][132]. However, the results show that life-cycle cost analysis can be applied to select optimal strategies to improve the durability of RC structures in marine environments [133].…”

Section: Life-cycle Cost Assessmentmentioning

confidence: 99%

Degradation Models and Maintenance Strategies for Reinforced Concrete Structures in Coastal Environments under Climate Change: A Review

Rincon,

Moscoso,

Hamami

et al. 2024

Buildings

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Modern engineering faces challenges in ensuring technical standards for service, durability, and sustainability. Political, administrative, and budgetary factors, coupled with climate change, pose tasks to structural integrity, affecting industries and economies. Marine infrastructures represent a strategic asset of a country as they handle a large part of the economic exchanges. This article analyzes five essential factors that play a fundamental role in the performance analysis of coastal structures: chloride-induced corrosion, degradation models, maintenance strategies, monitoring, and climate change. We start with reinforcement corrosion, which is considered as the main cause of distress, particularly in coastal zones, for the long-term behavior of structures. Additional pressure from the influences of climate change is becoming evident and extreme, leading to a reduction in capacity. To guarantee the lifespan of infrastructures, degradation models contribute by estimating the long-term performance of the asset as a strategic piece to the development of effective maintenance solutions. Artificial Neural Networks (ANNs) have gained recent prominence in this field due to their ability to learn intricate patterns from historical data, making them valuable instruments for predicting structural deterioration. Additionally, quantifying the condition of the structure from monitoring data plays a crucial part in providing information on the current situation of the structure. Finally, this review summarizes the challenges associated with the maintenance of aging marine structures considering aspects such as corrosion, monitoring, and the future challenges this area will face due to climate change.

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Section: Life-cycle Cost Assessmentmentioning

confidence: 99%

Degradation Models and Maintenance Strategies for Reinforced Concrete Structures in Coastal Environments under Climate Change: A Review

Rincon,

Moscoso,

Hamami

et al. 2024

Buildings

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“…Cadenazzi et al [68] compared two bridge design alternatives: reinforced bridge with traditional carbon steel (CS) vs. fiber-reinforced polymers (FRP). The life cycle cost includes (1) a direct cost that covers the initial construction cost and subsequent maintenance and repair and (2) a user cost covering losses due to traffic delay, work-zone crashes, and environmental impact.…”

Section: Assessment Through Lca or Lccamentioning

confidence: 99%

Sustainable Assessment of Concrete Repairs through Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA)

et al. 2022

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Nowadays, a vast number of concrete structures are approaching the end of their expected service life. The need for maintenance and repair is high due to the continued deterioration of the existing building inventory and infrastructure, resulting in a large need for concrete repair in the near future. Reinforcement corrosion is the most important deterioration mechanism, causing (i) severe concrete damage (cracking along reinforcement and the spalling of the cover concrete) and (ii) loss in steel section. Therefore, appropriate repair techniques for corrosion damage are the main focus of this review paper. With the European transition towards a circular economy and with sustainable development goals in mind, it is also important to consider the environmental impact along with the technical requirements and life cycle cost. In order to improve the sustainability of concrete structures and repairs over their life cycle, life cycle assessment (LCA) and life cycle cost analysis (LCCA) should be applied. However, more research efforts are needed in this field for further development and refinement. This literature review tries to adress this need by compiling existing knowledge and gaps in the state-of-the-art. A comprehensive literature survey about concrete repair assessment through LCA and LCCA is performed and showed a high potential for further investigation. Additionally, it was noticed that many differences are present between the studies considering LCA and/or LCCA, namely, the considered (i) structures, (ii) damage causes, (iii) repair techniques, (iv) estimated and expected life spans, (v) LCCA methods, (vi) life cycle impact assessment (LCIA) methods, etc. Therefore, due to the case specificity, mutual comparison is challenging.

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“…Já na Flórida, Estados Unidos, foi desenvolvido um trabalho que objetivou realizar análises probabilísticas e determinísticas de Custo de Ciclo de Vida para pontes de concreto armado com polímeros reforçados com fibra -PRF e pontes de concreto armado e protendido convencionais, localizadas em áreas da cidade de elevada intensidade de cloretos. Concluiu-se que, a solução que utiliza PRF apresentou redução do custo a longo prazo, maior confiabilidade financeira e revelou-se mais econômica no curto prazo (CADENAZZI, LEE, et al, 2021). O conhecimento da agressividade ambiental e de outros parâmetros que possam interferir na vida útil das OAEs, tais como: espessura do recobrimento, diâmetro das armaduras, relação água/cimento, estado de conservação atual das estruturas, entre outros, é importante para o desenvolvimento de modelos de previsão de vida útil e de planos de trabalho de inspeção capazes de identificar preventivamente a ação de fatores danosos às estruturas (BORAH, DEY e SIL, 2020).…”

unclassified

Mapeamento de pontes e da concentração de íons cloretos do estado do Ceará-Brasil

Rubens¹,

Silva²,

Mesquita³

2022

Proceedings of International Conference on Building Pathology and Constructions Repair

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A agressividade ambiental no estado do Ceará é uma das maiores do Brasil, ocasionada, principalmente, por conta da extensa faixa litorânea. Fator este que favorece à degradação de elementos estruturais de concreto armado e protendido no estado. O presente trabalho tem como objetivo construir um mapa da concentração de cloretos na atmosfera do estado e ainda mapear as pontes presentes no estado. Foi possível estimar a agressividade ambiental nas cidades que não foram estudadas nos trabalhos de Luna et al. (2008) e Sousa e Silva (2011), através de uma interpolação de dados, utilizando o software Surfer. Posteriormente, realizou-se o estudo da localização, condição e data de construção das pontes Federais e Estaduais, sendo observado que os principais problemas encontrados nas pontes, são patologias relacionadas ao desplacamento do concreto em relação à armadura, e ainda, a despassivação e exposição das armaduras. O estudo possibilitou a construção do mapa final, com a união das informações de agressividade e da localização das pontes. Palavras chaves: Mapeamento, pontes, agressividade ambiental, íons-cloretos IntroduçãoAs obras de arte especiais, conhecidas por OAE'S, nos ajudam na passagem sobre rios e rodovias, chamadas de pontes e viadutos, respectivamente. Essa parte especial da engenharia necessita de um cuidado e zelo muito maiores do que estruturas comuns, tanto por afetar, muitas vezes, diretamente o fluxo de uma determinada região, quanto por apresentar gastos com intervenções extremamente onerosos. Correntemente, as pontes e os viadutos estão localizados em zonas de agressividade ambiental elevada, seja pela agressividade marinha ou industrial, presentes em cidades litorâneas, industriais e grandes capitais, ou pelo conjunto das duas. Dispondo como exemplo a cidade de Fortaleza, capital do estado do Ceará, onde apresenta-se uma extensa costa marítima banhada pelo Oceano Atlântico. A capital é a quinta maior cidade brasileira, possuindo uma faixa litorânea extensa e altamente agressiva (cerca de 2404,85 (Cl-/m².dia) no posto de monitoramento da Cofeco) para as construções de aço, concreto armado e protendido que estão próximas à essa faixa.No estado do Ceará, existem cerca de 610 OAEs, sendo que 399 são de responsabilidade do governo federal e 211 são pertencentes ao governo estadual. Das 399 OAEs federais, sabe-se que cerca de 113 são classificadas pelo DNIT como problemáticas e necessitam passar por inspeções e atividades de manutenção em caráter de urgência. O contexto indica uma grande necessidade de se realizar serviços de manutenção e intervenções urgentes em 28% das pontes localizadas no estado do Ceará. O monitoramento periódico e constante de pontes, viadutos e passarelas possibilitam identificar de forma preventiva as manifestações patológicas que afetam essas estruturas e propor métodos de ensaios não destrutivos para a caracterização dos danos. O conhecimento do estado atual e futuro dessas estruturas permite que sejam realizadas intervenções e atividades de manutenção mais eficientes e econômi...

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Evaluation of probabilistic and deterministic life-cycle cost analyses for concrete bridges exposed to chlorides

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Degradation Models and Maintenance Strategies for Reinforced Concrete Structures in Coastal Environments under Climate Change: A Review

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Sustainable Assessment of Concrete Repairs through Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA)

Mapeamento de pontes e da concentração de íons cloretos do estado do Ceará-Brasil

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