Forskning och Innovation

Projekt:

Avancerad bedömning av svetsade broar avseende utmattning och sprödbrott - inspektion och återstående livslängd

Sammanfattande resultat av projektet:
Hela rapporten finns på: https://research.chalmers.se/publication/501275/file/501275_Fulltext.pdf SAMMANFATTNING Ungefär 50 % av stål- och samverkansbroar som ägs av Trafikverket har byggts före 1970, då kunskapen om utmattning och sprödbrott av stålprodukter i konstruktioner var begränsad. Detta var speciellt fallet för användningen av dessa produkter vid konstruktion av svetsade broar. Det pågår samtidigt en kontinuerlig försämring i dessa strukturer orsakad av utmattning på grund av eskalering av fraktvolymen samt ökad axellasten från moderna tåg och lastbilar. En realistisk bedömning av den resterande livslängden hos dessa konstruktioner är avgörande för effektivare planering av reparationer och för att undvika onödiga ersättningskostnader. Därför är mer exakt tillståndsbedömning viktiga både från ekonomisk- och hållbarhetsperspektiv. Även om de förbättrade tillståndsbedömnings metoderna för befintliga konstruktioner har varit föremål för omfattande forskning sedan 1990-talet, är deras användning i regelbunden teknisk praxis fortfarande begränsad. Denna studie är ett försök att se över de senaste framstegen inom tillståndsbedömning av svetsade stålbroar och att presentera dem på ett strukturerat sätt för användning av den praktiserande ingenjören. I denna rapport presenteras en flerstegsbedömningsmetod för utmattning och spröda brott av svetsade broar, huvudsakligen baserat på tidigare forskning i Europa. Bedömningsstegen består av preliminär bedömning (steg I), detaljerad utredning (steg II) och expertutredning (steg III). Detaljerad information ges i rapporten för motsvarande ingående data (bärförmågan och lastspåverkan) och modelleringsalternativ för vart och ett av dessa bedömningssteg. Som förväntat, desto mer avancerad modell som används, desto mer omfattande uppsättning av data och analytisk insats krävs. Vid tillämpning har flerstegsbedömningsmetoden anpassats till relevanta tekniska krav som fastställs av Trafikverket. Slutligen granskas tillämpningen av den presenterade flerstegsbedömningen på en fallstudie av en bro (Götaälvbron i Göteborg). Steg II-bedömning av bron baserat på historiska belastningsdata visar otillräckligt utmattningshållfasthet för en kritisk detalj som har förekommit på många ställen över bron. Slutligen granskas tillämpningen av den presenterade flerstegsbedömningen på en fallstudie av en bro (Götaälvbron i Göteborg). Steg II-bedömning av bron baserat på historiska belastningsdata visar otillräckligt utmattningshållfasthet för en kritisk detalj som har förekommit på många ställen över bron. Resultaten av steg III-bedömningen tyder på att intensifierade inspektioner av sårbara detaljer under normala tidsintervaller är tillräckliga för att säkerställa en säker service av konstruktionen fram till slutet av den planerade livslängden. Nyckelord: stålbroar, samverkansbroar, utmattningsbedömning, sprödbrott, masterkurva metod.