Dissertations / Theses on the topic 'Betongbroar'

”Prefabricerad broproduktion ger ett snabbt montage och stor möjlighet att styra produktionsprocessen”

(En av de intervjuade)

Vid traditionell produktion av betongbroar tillverkas bron på plats. Ingående arbeten såsom byggande och rivning av ställning, formsättning, armering samt gjutning av bron är tidskrävande moment som innefattar oergonomiska arbetsställningar för yrkesarbetarna, där de dessutom exponeras för ogynnsamma väderförhållanden och höga höjder. De flesta betongbroar som byggs i Sverige utförs fortfarande enligt traditionella metoder innehållande många tidskrävande och ogynnsamma arbetsmoment.

I rapporten behandlas prefabricerade betongbroar som är ett konkurrenskraftigt alternativ vid broproduktion. Broelementen tillverkas på fabrik och monteras på plats, vilket leder till tidsvinster, minskade trafikstörningar, förbättrad arbetsmiljö och bättre kvalitet. Prefabricerade betongbroar kan ses som en del av industrialiseringen av byggprocessen där standardiserade lösningar och metoder används för att effektivisera byggandet.

Intervjuer med personer verksamma inom anläggningsbranschen har gjorts för att få fram ett så relevant resultat som möjligt. Dessa gav oss en övergripande uppfattning om prefabricerade betongbroars fördelar och nackdelar samt anledningarna till det låga användandet i Sverige.

Rapporten visar att prefabricerade betongbroar är en möjlig produktionsmetod vid brobyggnad. De kvalitetsproblem som förekommit har arbetats bort, istället uppnås idag en bättre kvalitet på den färdiga bron. Beställarna måste dock värdera tidsaspekten redan i upphandlingsfasen för att prefabricerade betongbroar ska anses fördelaktiga. Dessutom måste projekteringsprocessen förändras och en ny kompetens arbetas fram inom branschen. Förändras dessa faktorer är vi helt övertygade om att prefabricerande betongbroar har en ljus framtid i Sverige.

En stor del av Sveriges spännbetongsbroar börjar närma sig hälften av sin tekniska livslängd, vilket leder till att flertalet tillståndsbedömningar kommer att utföras. Då en brokonstruktion är komplex och i regel en stor konstruktion krävs det goda förkunskaper och kännedom om kritiska områden och fenomen som kan ge upphov till skador på den bärande konstruktionen, för att göra en effektiv tillståndsbedömning. Hur motsvarar sig beräkningsmetoder som används i Sverige jämfört med amerikanska normer? Kan resultatet vara likvärdigt mellan de olika normerna eller finns det någon skillnad som gör den ena normen mer tillförlitlig? Hur skiljer sig beräkningarna som användes vid beräkningar av spänningsförluster på 70-talet och som används i dag? Syftet med detta examensarbete är bland annat att ge en övergripande inledningen till ämnesområdet spännarmerade betongbroar, med fokus på hur spänningsförluster kan beräknas teoretiskt. Eftersom broar har en lång teknisk livslängd så har det hunnit bli flertalet ändringar i regelverk och normer som tillämpas vid dimensionering under den tänkta tekniska livslängden för en bro. Detta leder till att arbetet kommer att behandla utvecklingen om hur man har beaktat spänningsförluster genom det senaste decennier, vilket ger en större förståelse om äldre broar vid en tillståndsbedömning. De huvudsakliga fenomen som ligger till grund till dessa förluster kommer att lyftas fram samt hur beräkningsmodeller beaktar dessa. Vidare så skall en jämförelse av beräkningsmetoder från 70-talet, dagens regelverk i Sverige och regelverk från Amerika ge en insikt i skillnaden mellan olika länders regelverk och hur beräkningarna tillämpades förut. Det huvudsakliga syftet är alltså att underlätta förståelsen angående spänningsförluster i konstruktioner samt hur tillämpningar av beräkningsmetoder görs. Examensarbetet kommer förhoppningsvis vara en grund till att möjliggöra en tidseffektiv tillståndsbedömning av spänningsförluster av en spännarmerad betongbro. För att möjliggöra att syftet med examensarbetet uppfylls kommer det att krävas en litteraturstudie kring ämnesområdet samt ett beräkningsexempel, beräkningarna kommer att ske på en spännbetongbro över Abiskojokka i Abisko som är byggd 1978. Beräkningarna behandlar följande normer. Bronorm 76 – Aktuellt regelverk i Sverige på 70-talet AASHTO – Aktuella regelverket i USA Eurokod – Aktuella regelverket i Sverige Det har visat sig att spänningsförluster uppkommer av fyra huvudsakliga fenomen, och dessa är från krypning och krympning i betong, relaxation i spännkablar samt från friktionsförluster vid uppspänningen av kablarna. De tre förstnämnda är kategoriserade till en tidsberoende grupp, där lasternas långtidseffekter är avgörande för spänningsförlusten. Den sistnämnda hamnar i en initial grupp, då spänningsförlusterna anses uppkomma initialt vid uppspänningstillfället. När det kommer till utvecklingen av beräkningsmetoden av spänningsförluster i det svenska regelverket så har beräkningarna blivit mer komplexa, material- och omgivningsspecifika i dagens regelverk. Detta beror på att forskning kring de ingående materialen har gett bättre förståelse kring materialen samt bättre material idag än vad som användes förr i tiden. Men om man kollar på dimensioneringsreglernas rekommendationer kring koefficienter och konstanter, som motsvarar töjningar i material, så har det blivit en väldigt liten skillnad. Detta antas bero på att om man ska tillämpa beräkningar utifrån rekommenderade tabellvärden så har regelverket behållit liknade värden för att var på säker sida. Ska en mer detaljerad beräkning göras så får man beräkna töjningarna som blir med dagens regelverk, vilket man inte tillämpade förut. Beräkningsexemplet på bron i Abisko gav följande resultat av den totala spänningsförlusten för samtliga tolv spännkablarna samt en medelförlust i respektive spännkabel, enligt de tre olika normerna: 6236 MPa enligt Bronorm 76520 MPa per spännkabel 3878 MPa enligt AASHTO323 MPa per spännkabel 3609 MPa enligt Eurokod301 MPa per spännkabel Vilket visar på att utvecklingen av beräkningsmetoderna har gett att man idag räknar med en lägre spänningsförlust än vad man gjorde på 70-talet. Samt att den svenska normen ger ett lägre värde på spänningsförlusten, den svenska normen accepterar även en högre uppspänningskraft än den amerikanska normen. För att lyckas med en effektiv tillståndsbedömning bör man arbeta utifrån ett flödesschema, detta gör att arbetet blir både strukturerat och planerat i ett tidigt skede. Bedömningsprocessen blir i och med det enklare att utföra då eventuella skador är klassificerade efter en tillstånds- och konsekvensnivå.  Tillståndsbedömningen som sker efter hälften av den tekniska livslängden bör gå efter flödesschemats detaljerade process för att säkerställa tillståndet av konstruktionen. Arbetet som krävs på plats bör planeras efter en detaljerad datainsamling kring utförandet av bron för att minimera tidsåtgången på plats.

Alla människor som någonsin har åkt bil har också suttit i långa, långsamma bilköer förbibyggarbetsplatser. Byggnadsmetoder som används i dag är beroende av faktorer som kan göraarbetsplatsen krävande och farlig för de som passerar och för personal på arbetsplatsen. De extrakostnaderna som arbetet medför är det slutkunden som får betala, det vill säga skattebetalarna.Studien har undersökt arbetsutförande och arbetsmiljö inom produktion av betongbroar, därprefabricerad och platsgjuten metod jämförs.Prefabricering av betongbroar används redan i hög grad i övriga länder i Europa länder somNederländerna, Storbritannien och Frankrike, metoden är idag svagt etablerad i Sverige. Inomstudien undersöks om anledningen till den låga användningen ligger i att arbetsutförandet avprefabricering inte fungerar i Sverige eller om arbetsmiljön inom metoden påverkar valet.När beställare eller entreprenör väljer produktionssätt är målet att den mest anpassade metodenanvänds. Val med omsorg är grundläggande för att arbetsutförandet eller arbetsmiljön inte ska blilidande. Tidigare fallstudie på två liknande referensobjekt där vardera metoden jämförtsundersöktes kostnadsskillnaderna på dessa med en slutsatsen att prefabricering är billigare.För att uppnå syfte och mål har undersökningen genomförts med hjälp av litteraturstudier samtenkät- och intervjustudie av personer inom branschen. I studien har främst personer inomadministrationen från olika företag fokuserats på för att ge ett rättvist resultat mellan de olikametoderna. Intervjuerna av administrationen har samlat in både åsikter och erfarenheter avbetongbrokonstruktion. Enkäterna har blivit besvarade av yrkesarbetarna där åsikter har varit avstörsta vikt för att se hur inställningen är till en möjlig förändring av de som skulle bli påverkademest av en industrialisering. De sammanställda svaren från intervjuer och enkäter har analyseratsmot litteratur.Analysen visar att en framtida industrialisering skulle vara möjlig av betongbroar med kortarespännvidder. Resultatet visar att branschen är redo att implementera prefabricering till de broardär prefabricering skulle vara möjligt, men att företag och beställare behöver komma förbikonservativa åsikter inom branschen för att utvecklingen ska ske fullt ut.Utifrån denna undersökning och tidigare undersökningar har prefabricering av betongelement enljus framtid inom anläggningsbranschen. En industrialisering skulle främst gynna slutkund vilketär skattebetalarna men även yrkesarbetarna med ett säkrare arbete.
Anyone who has ever driven a car have also been sitting in long, slow traffic jams past constructionsites. Modern construction methods used are depending on factors that can make the workplacedemanding and dangerous for those passing by and for employees at the construction site. Theadditional costs involved in the construction will ultimately affect the end consumer who is thetaxpayer.The study has examined the work performance and working environment in the production ofconcrete bridges, where prefabricated and the site-cast method is compared.Prefabrication of concrete bridges is already widely used in the rest of Europe but is barelyestablished in Sweden. The study examines whether the reason for the low use lies in the fact thatthe execution of the precast method doesn´t work in Sweden or whether the working environmentwithin the method affects the choice.When selecting work method, the goal is to make the client or contractor to choose the most fittedand relevant method. It´s essential to choose with care to ensure that work performance or theworking environment doesn´t get affected. Previous case studies on two similar reference targetscomparing each method examined the cost differences and concluded that the precast method isthe cheaper option.In order to achieve goals and objectives, the thesis was carried out with the help of literature studiesalong with a survey and interview study of people within the industry. The study is mainly focusedon the administration personnel from various companies to give a fair result between the differentmethods. The interviews of the administration gathered opinions and experiences of concretebridge construction. The surveys have been answered by construction workers where theiropinions have been of paramount importance to get an overall view of the attitude to a possiblechange. The compiled responses from interviews and surveys have been analyzed and comparedagainst relevant literature.The analysis shows that an industrialization is indeed possible within bridge constructionparticularly for bridges of shorter spans. The results show that the industry is ready to implementprefabrication methods to those bridges where prefabrication would be possible but requirecompanies and clients to address their conservative views of the bridge industry in order fordevelopment to take place entirely.Based on this and previous studies, prefabrication of concrete elements has a bright future in theconstruction industry. Industrialization would mainly benefit the end customer, which is thetaxpayer but also the professional workers with a safer and healthier workplace.

När nya betongbroar över järnväg ska upprättas finns det många aspekter som försvårar byggandet, som t.ex. att trafiken inte kan stoppas helt förutom under kortare perioder under byggtiden. Tågstoppen planeras in många år i förväg vilket gör att produktionen måste planeras och utföras utefter de planerade stoppen. Det är svårt att få till en industrialiserad brobyggnadsprocess med högre effektivitet och mer upprepning. Den traditionella platsgjutna metoden är den metod som är vanligast i Sverige trots att det finns metoder som skulle kunna ersätta den. Det huvudsakliga syftet med rapporten är att ta reda på om prefabricerade betongelement på plats är en möjlig metod för att underlätta byggandet av nya betongbroar över järnväg. Denna rapport baseras på en fallstudie av ett befintligt broprojekt för att se vilka fördelar och förbättringar metoden med prefab på plats kan ge i olika aspekter. Utöver detta har intervjuer och en enkätundersökning genomförts för att samla in material och åsikter om prefab och industrialiserade brobyggnadsprocesser. Resultatet i denna rapport visar att metoden med prefab på plats är mer fördelaktig än den traditionella platsgjutna metoden i flera hänseenden. Det är en metod som gör det möjligt att nå upprepning och serietillverkning av broar. Vid intervjuerna framkom att entreprenörerna är intresserade av prefablösningar men bland annat krav på utformning och konservativ syn på prefab från beställarna hindrar möjligheterna för att tillämpa metoden
When new concrete bridges over railway is to be established there are many aspects that complicates the construction, such as that traffic not can be stopped completely except for short periods during the construction process. The train stop is planned many years in advance, which means that construction must be planned and performed along the planned stops. It is difficult to get to an industrial bridge construction process with higher efficiency and more repetition. The traditional cast on site method is the most common in Sweden although there are methods that could replace it. The main purpose of the report is to find out if precast concrete elements on site is a possible method to facilitate the construction of new concrete bridges over the railway. This report is based on a case study of an existing bridge project to see the benefits and improvements the method with precast on site can provide in various aspects. Also interviews and surveys was conducted to collect opinions about prefabrication and industrial bridge construction. The results in this report show that the method of prefab on site is more advantageous than the traditional cast on site method in several respects. It is a method that makes it possible to reach repetition and serial production of bridges. The interviews revealed that contractors are interested in prefabricated solutions, but among other requirements for the design and conservative view of prefabrication from clients prevents the possibility of applying the method.

Sverige har som många länder runt om i världen en åldrande infrastruktur och behovet av underhåll stiger. I en artikel i Svenska Dagbladet från 21/9–2018 redovisar analys- och teknikkonsultföretaget WSP en grov uppskattning att 300 miljarder kronor behöver investeras för att rusta upp existerande infrastruktur. Efter upprustningen skulle det krävas ca 25 miljarder kronor årligen för att utföra löpande tillståndsbedömning och underhåll av Sveriges väg- och järnvägsnät. Idag används inspektioner för att bedöma broars tillstånd. Det finns tre olika inspektionstyper; huvudinspektion, allmäninspektion och särskild inspektion. Structural Health Monitoring (SHM) är en teknik som globalt används mer och mer som en metod vid tillståndsbedömning av broar. SHM siktar mot att i realtid utföra automatisk bedömning av hela konstruktionens och de enskilda skadornas tillstånd. SHM använder sig av sensorer placerade på kritiska positioner för att samla in mätdata som jämförs med i förtid definierade gränsvärden. I Sverige används SHM sparsamt idag där kunskapen ligger på akademisk nivå och det råder en osäkerhet om hur SHM ska implementeras i praktiken. Genom att implementera SHM, kan skador upptäckas i ett tidigt skede och minimeras genom att snabbt utföra reparationer på konstruktionen innan skadorna blivit kritiska. Studien syftar till att producera en rapport som kan användas som en guide för hur SHM kan implementeras samt visa på hur SHM-systemen har implementerats på tidigare projekt. Rapporten skall ge läsaren en helhetsbild över hur tillståndsbedömning går till idag, vilka skador som är vanligt förekommande samt hur SHM kan användas som ett verktyg vid tillståndsbedömning. Rapporten syftar också till att ge en övergripande förklaring på svenska av SHM-tekniken och vad som behövs för implementering. Öppna ostrukturerade intervjuer genomfördes med forskare inom SHM och skador på betongkonstruktioner samt sakkunniga inom tillståndsbedömning. Intervjuerna användes som utgångspunkt för vidare studier av vanligt förekommande skador och SHM-tekniker. I litteraturstudien användes olika vetenskapliga databaser såsom Diva och ScienceDirect, samt KTH:s bibliotek för att få fram tidigare material om betongskador på broar, deras skademekanismer och om SHM-tekniken. Vidare hämtades information från ett antal doktorsavhandlingar, artiklar och tidigare examensarbeten. Genom litteraturstudie och intervjuer med sakkunniga kom studien fram till att armeringskorrosion och sprickor i betongen är skador som är vanligt förekommande i betongbroar. Skadornas skademekanismer beskrivs i rapporten. Studien identifierade tre olika system som kan användas för detektering och övervakning av armeringskorrosion och sprickor, de systemen är akustisk emission, SOFO-system (SOFO är en förkortning för Surveillance d'Ouvrage par Fibers Optics) och MuST-system (MuST är ett kommersiellt namn). Rapporten ger exempel på hur systemen kan användas för detektering och övervakning av skadorna genom att presentera fyra fallstudier där systemen har använts. Två av fallstudierna presenterar hur akustisk emission har implementeras och två av fallstudierna presenterar hur SOFO-systemet har implementerats. Studien kunde inte identifiera någon fallstudie för MuST-systemet och hur systemet har implementerats. Slutsatsen av studien är att SHM kan användas som ett komplement vid tillståndsbedömningar men man kan inte utföra automatiserade tillståndsbedömningar idag.
Like many countries around the world, Sweden has an aging infrastructure and the need for maintenance is increasing. In an article in Svenska Dagbladet from 21 / 9–2018, the analysis and engineering consulting company WSP reports a rough estimate that SEK 300 billion needs to be invested to upgrade existing infrastructure. After the upgrade, it would require approximately SEK 25 billion annually to carry out ongoing condition assessment and maintenance of Sweden's road and railway networks. Today, inspections are used to assess the condition of bridges. There are three types of inspection; main inspection, general inspection and special inspection. Structural Health Monitoring (SHM) is a technology that is globally more used as a method for condition assessment of bridges. SHM aims to perform automatic assessment of the state of the entire construction and individual damages in real time. SHM uses sensors placed at critical positions to collect measurement data compared to pre-defined limit values. In Sweden, SHM is used sparingly today, where knowledge is at an academic level and there is uncertainty about how SHM should be implemented in practice. By implementing SHM, damage can be detected at an early stage and minimized by quickly performing repairs on the design before the damage becomes critical. The study aims to produce a report that can be used as a guide on how SHM can be implemented and show how the SHM systems have been implemented on previous projects. The report should give the reader an overall picture of how condition assessment is performed today, which damages are common and how SHM can be used as a tool when assessing the condition. The report also aims to provide an overall explanation in Swedish of the SHM technology and what is needed for implementation. Open unstructured interviews were conducted with researchers within SHM and damages to concrete structures as well as experts in condition assessment. The interviews were used as a starting point for further studies of commonly occurring damages and SHM techniques. In the literature study, various scientific databases were used, such as Diva and ScienceDirect, as well as KTH's library to obtain earlier material on concrete damage to bridges, its damage mechanisms and about SHM technology. Furthermore, information was obtained from a number of doctoral dissertations, articles and previous degree projects. Through literature study and interviews with experts, the study concluded that reinforcement corrosion and cracks in the concrete are damages that are commonly found in concrete bridges. The damage mechanisms are described in the report. The study identified three different systems that can be used for detection and monitoring of reinforcement corrosion and cracks, those systems are acoustic emission, SOFO system (SOFO is an abbreviation for Surveillance d'Ouvrage pair of Fiber's Optics) and MuST system (MuST is a commercial name). The report gives examples of how the systems can be used for the detection and monitoring of the damages by presenting four case studies where the systems have been used. Two of the case studies present how acoustic emission has been implemented and two of the case studies present how the SOFO-system has been implemented. The study could not identify any case study for the MuST-system and how the system was implemented. The conclusion of the study is that SHM can be used as a supplement to condition assessments but cannot for the time being used for performing automated condition assessments today.

Ölandsbron uppvisade omfattande skador bara tio år efter den invigdes. Detta gör att det är intressant att studera brons reparationer och även betongkonstruktioners reparationer allmänt. En annan anledning som gör att det är intressant att studera Ölandsbrons åtgärder är att det saknas information gällande genomförande av reparationer på bron. Målet är att presentera vilken reparationsmetod som är lämplig och vilken reparationsåtgärd som ska tillämpas vid reparation av betongkonstruktioner.Brokonstruktioner är exponerad för en relativt aggressiv miljö som till exempel frostangrepp, korrosionsangrepp och saltvatten/klorider från havsvatten, samtidigt som det förväntas att brokonstruktioner ska ha en lång livslängd. Detta gör att höga krav ställs på brons beständighet. Syftet med detta arbete är att undersöka vad som påverkar livslängden på Ölandsbron och betongkonstruktioner allmänt och paralleller dras mellan brons reparationer och framtida reparationer. Arbetet introducerades genom att studera olika studier angående nedbrytningsmekanismer. Undersökningen genomfördes genom att studera brons konstruktionsritningar, diskutera reparationsorsakerna med de ansvariga vid bron och skaffa fram olika rapporter om bron. För att kunna granska skador och åtgärder som påverkade betongkonstruktioner livslängd gjordes en sammanställning med syftet att ge en helhetsbild av vad som påverkar livslängden på Ölandsbron och betongkonstruktioner. Det som studerades var åtgärder och skador som har koppling till brons livslängd. Ölandsbron uppvisade omfattande skador bara tio år efter att den var färdigbyggd, vilket gör att bron var extra intressant att studera. För att kunna dra slutsatser gjordes en sammanställning över dels hur skadorna uppstod på Ölandsbrons konstruktioner genom åren, dels hur de hänger ihop med brons livslängd. En anledning till att det uppstod stora skador på bron var att regelverket i Sverige var vagt då bron byggdes och att det inte fanns någon kunskap gällande utförandet vid byggnation av broar. Detta ledde till att bron byggdes med lägsta kostnad som prioritet och att det inte togs hänsyn till livslängden och brons hållbarhet.En del av Ölandsbrons skador beror på användningen av saltvatten som beståndsdel i brokonstruktionen. Detta ledde till ökad korrosionsangreppshastighet och ökad kloridhalt i betongen, vilket ledde till att det uppstod sprickor på betongsytan och till att inträngning av klorider skedde i en snabbare takt. Ölandsbrons pelare i lågnivådelen är utsatta och är de pelare som hade flest allvarliga skador. En viktig faktor är betongens kvalitét. Vid brons byggnation användes betong med låg kvalitét som är känsligare för påfrestningar från omgivningens miljö. Användning av betong med låg kvalitet kan påverka brons livslängd negativt. Flertalet pelare på Ölandsbron har genomgick på 1980-talet reparationer med syfte att bygga ett nytt ”skal” runt om pelarna för att skapa ett skydd och förhindra inträngning av klorider.
The Öland Bridge showed extensive damage only ten years after the inauguration. This makes it interesting to study bronze repairs and also repairs of concrete structures in general. Another reason that makes it interesting to study Ölandbro's measures is that there is no information regarding the implementation of repairs on the bridge. The goal is to present which repair method is appropriate and which repair action is to be applied in the repair of concrete structures.Bridge constructions are exposed to a relatively aggressive environment, such as frost attacks, corrosion attacks and salt water/chlorides from seawater, while it is expected that bridge constructions will have a long life. This means that high demands are placed on bronze durability. The purpose of this work is to investigate what affects the lifespan of the Öland bridge and concrete constructions in general and parallels are drawn between bronze repairs and future repairs. The work was introduced by studying various studies on degradation mechanisms. The study was carried out by studying bronze design drawings, discussing the causes of repair with those responsible at the bridge and obtaining various reports on the bridge. In order to be able to examine the damage and measures that affected the life of the concrete constructions, a summary was made with the aim of giving an overall picture of what affects the lifespan of the Öland bridge and concrete constructions. What was studied was measures and injuries that are linked to the lifetime of bronze. The Öland Bridge showed extensive damage only ten years after it was completed, which meant that the bridge was particularly interesting to study. To be able to draw conclusions, a summary was made of how the damage arose on Ölandsbron's constructions over the years, partly on how they are related to the lifetime of bronze. One reason why great damage occurred to the bridge was that the regulations in Sweden were vague when the bridge was built and that there was no knowledge regarding the execution when building bridges. This led to the bridge being built with the lowest cost as a priority and that the lifetime and bronze durability were not taken into account.Part of Ölandsbron's damage is due to the use of salt water as a component of the bridge construction. This led to increased corrosion attack rate and increased chloride content in the concrete, resulting in cracks on the concrete surface and the penetration of chlorides at a faster rate. The pillars of the Öland Bridge in the low level part are exposed and are the pillars that had the most serious damage. One important factor is the quality of the concrete. In bronze construction, low-quality concrete is used which is more sensitive to stress from the environment. The use of low quality concrete can adversely affect the lifetime of bronze. Most pillars at the Öland Bridge have undergone repairs in the 1980s with the aim of building a new "shell" around the pillars to create protection and prevent the penetration of chlorides.

Rapporten tek for seg berekningsmetodar for spennarmerte betongbruer. Utgangspunktet er teikningar av Sagbakken bru gitt av Statens vegvesen. Ho ligg langs Riksveg 23 i Røyken kommune, og blei prosjektert på slutten av 1990-talet etter regelverket ein nytta då. I denne rapporten blir dagens europeiske standardar og handbøker utgitt av Statens vegvesen nytta. Brua er ei plassprodusert, etteroppspent bjelkebru med fem spenn, der det lengste spennet er på 35 meter. Totallengda av brua er 140 meter. Målet for oppgåva er å få innsikt i prosjekteringsgrunnlaget for spennarmerte betongbruer. Dette er gjort ved først å gjennomføre eit litteraturstudium av relevant regelverk og litteratur. Vidare er modellerings- og analyseverktøyet NovaFrame tatt i bruk. Det er eit program utvikla av Aas-Jakobsen A/S som egnar seg spesielt godt til statiske og dynamiske analyser av bruer. I denne rapporten er omfanget avgrensa til statiske analyser, der lastene som blir påført er berekna ut i frå relevante standardar og handbøker. Desse lastene inkluderer eigenlast, vind- og temperaturlast, trafikklast, oppspenningskraft frå spennarmeringa, svinn og kryp. Ein enkel verifikasjon for nokre av lastverknadane ein får ut frå NovaFrame er så gjennomført. Denne verifikasjonen viser at dei kontrollerte lastverknadane stemmer. Deretter er aktuelle lastkoeffisientar og kombinasjonsfaktorar identifisert, slik at ein kan kombinere dei ulike lastene.Ut i frå resultata frå lastkombineringa er det for bruoverbygningen utført ei analyse av utvalte snitt for skjerkraft og ein kombinasjon av moment og aksialkraft i brotgrensetilstanden. Vidare er rissviddekrava for bruksgrensetilstanden kontrollert for enkelte snitt. Tverretninga av brua er òg analysert for moment og skjerkraft. Ut i frå desse analysane er nødvendig slakkarmeringsareal i dei utvalte snitta bestemt. Til slutt er den lengste brusøyla kontrollert og dimensjonert. Denne søyla er om lag 24 meter lang. Søyla er først dimensjonert for første ordens moment. Deretter er det kontrollert om søyla er slank slik at andre ordens effektar må inkluderast. Resultatet av denne kontrollen viser at søyla ikkje er slank. Men for å sjå kva effekt det kunne ført til, er andre ordens berekningar utført for ei lengre søyle.Med dei valte armeringsmengdene viser berekingane at kapasiteten i dei utvalte snitta er tilstrekkeleg.

Denne rapporten omhandler alternativ utførelse av ei bruplate i et hullkassetverrsnitt i betong. Det er gjennomført lastberegninger og utført dimensjonering i både brudd- og bruksgrensetilstand for platas tverretning. For begge grensetilstandene er det utført en sammenligning mellom tradisjonell utførelse og utførelse med 0,5 vol.-% stålfiberarmering i kombinasjon med stangarmering. Det er gjort beregninger for to ulike platebredder. Den utkragede delen er holdt konstant lik 1600 mm, mens beregninger for midtfeltet er gjort med både 5100 mm og 6300 mm spenn. Platetykkelsen er valgt til 350 mm.Alle lastberegninger er utført i henhold til Eurocode 1, mens materialparametre og dimensjonering er utført etter Eurocode 2. For dimensjonering med armert fiberbetong er det brukt foreslåtte dimensjoneringsregler fra Coin Project Report 29. Beregningene er i hovedsak gjennomført med håndberegninger.Resultatet av beregningene viser at bruk av stålfiberarmering i kombinasjon med vanlig stangarmering gir redusert behov for armering i alle tverrsnittsdelene. Den største reduksjonen fås i forbindelse med rissviddebegrensning. Her gir bruk av 0,5 vol.-% stålfiberarmering en halvering i nødvendig armeringsmengde i midtfeltet. I bruddgrensedimensjoneringen viser beregningene en reduksjon på ca 17 % lengdearmering. Skjærstrekkapasiteten økes med ca 40 %.

This report is a thesis for college engineering program in structural engineering at Uppsala University and was commissioned by the Swedish contractor Svevia. The study aims to provide an overview of the most beneficial bridge material from both environmental and economic point of view. The life-cycle analysis covers only carbon dioxide emissions, since it is the most spoken of in today’s climate agenda. Furthermore, this study aims to highlight which parts, of the system boundary, that contributes to greater carbon emissions for the wood- and the concrete bridge. The life-cycle cost analysis was calculated with a lifespan of 40 years and covers the basic cost of investment, operating and maintenance, and decommissioning costs. The analyzed constructions in this study are existing projects that are almost completed. Both bridges were designed to handle loads up to 60 tons. The wooden bridge is a precast cross tense flat bridge while the concrete bridge is an in situ frame bridge. Since the analyzed constructions in this study differ from each other, the results are presented both as individual bridges and as a comparison study between wood and concrete material in which the functional unit is set to kgCO2 and kgCO2/unit area. To give the reader a clearer picture of the differences in carbon dioxide emissions an additional calculation was done, with an adopted traffic area of 144m2 for both the wooden bridge and the concrete bridge. For the life cycle cost estimation, the bridges’ individual results and a comparative analysis were done. For the comparative analysis between the wooden and the concrete bridge a common traffic area of 144 m2 was adopted.

Oppgaven omhandler Nøkleby Bru som ligger langs nye Rv.7 i Ringerike. Dette er en tre felts trafikkert spennarmert betongbjelkebru prosjektert av Multiconsult med SVV som byggherre. Nøkleby bru har to sidespenn på 26 meter, et midtspenn på 35 meter og søylenes største knekklengde er rett i overkant av 16 meter.Ved prosjektering ble Nøkleby bru dimensjonert etter NS3473, mens det i denne oppgaven er gjennomført beregninger og dimensjonering etter europeisk regelverk.En modell ble lagd i NovaFrame hvor hovedformålet var å bestemme dimensjonerende lastvirkninger for hvert enkelt element av bruen. De dimensjonerende lastvirkninger er brukt i dimensjonering og analyser av Nøkleby bru. Gjeldene laster er hentet fra europeisk regelverk og håndbok 185 fra Statens Vegvesen. Analyser i denne oppgaven omhandler både bruddgrensetilstand og bruksgrensetilstand for aktuelle snitt. Kontroll av byggefase, ferdigtilstand etter kort tid og ferdigtilstand etter 100 år er inkludert i rapporten.

Utsläpp av växthusgaser bidrar till global uppvärmning som är ett hot mot vårt klimat. Sveriges långsiktiga klimatmål är att inte ha några nettoutsläpp senast år 2045. Infrastrukturen står för en betydande del av klimatpåverkande utsläpp. Utsläppen från väg- och järnvägsbygge kommer mestadels från tillverkning av betong och stål som används för byggnation av broar samt andra byggnadsverk. Tillverkningen av cement, som är en viktig beståndsdel i betong, genererar koldioxidutsläpp som står för cirka 3–4 % av världens totala utsläpp. Syftet med studien är att undersöka klimatpåverkan från betongbroar och identifiera de poster som bidrar till störst klimatavtryck under produkt- och byggproduktionsskedet. Alternativa optimerade lösningar undersöks, vars tyngdpunkt läggs på att främja ett hållbart byggande av betongbroar. För att nå målet med studien har en fallstudie utförts på en plattrambro av betong över gång-och cykelväg. Fallstudien innehåller mestadels en livscykelanalys, som baserats på dokumentanalys, för att kunna identifiera var i produkt-och produktionsskedet de största klimatavtrycken sker. Utöver livscykelanalys utfördes intervjuer för att föreslå mer hållbara alternativ för en minskad klimatpåverkan. Livscykelanalys (LCA) innebär undersökning av en produkts eller tjänsts resurs- och miljökonsekvenser från vaggan till graven och baseras på SS-EN ISO 14000-serien. En byggnadsverks livscykel är indelad huvudsakligen i tre skeden: byggskede, användningsskede och slutskede. Byggskedet delas in i två underkategorier, produkt- och produktionsskedet. Resultatet från studien visade en total klimatpåverkan på 82 711 kg CO2e för produkt-och produktionsskedet, varav de största bidragande faktorerna var betongen och armeringen. Efter åtgärder, som innefattar byte av armeringstyp samt återanvänd fyllnadsmaterial, sänktes den totala klimatpåverkan med 8 244 kg CO2e. Alternativa lösningar som har föreslagits är stålfiberarmerad betong i kantbalkar, höghållfasthetsstål i broräcken, HVO som drivmedel samt framställning av biokol. Betongen ansågs vara lämplig utifrån ett hållbarhetsperspektiv då dess bidragande till koldioxidutsläpp var lägre i jämförelse med andra betongtyper på marknaden, vare sig klimatoptimerade eller konventionella. Armeringen byttes ut till en grönare och närproducerad armeringstyp för att främja miljövänligare materialval samt för att minska på klimatavtryck från transport. Vidare har det konstaterats att förnybara drivmedel är betydande för att reducera klimatpåverkan. För att reducera klimatavtrycket ytterligare kan höghållfasthetsstål i broräcke användas istället för galvaniserat stål. För att främja ett hållbart byggande bör det tas hänsyn till resursanvändning samt återanvändning. Innan återvinning, ska återanvändning ske i första hand i mån av skick och möjlighet för att minska på resursanvändningen.
The infrastructure accounts for a significant part of climate-affecting emissions. Emissions from road and railway construction come mostly from the production of concrete and steel used for the construction of bridges and other construction works. The purpose of the study is to investigate the climate impact from concrete bridges and identify the resources that contribute to the largest climate footprint during the material production and construction phase. Alternative optimized solutions are being investigated, whose emphasis is on promoting sustainable construction of concrete bridges. To achieve the goal of the study, a case study was conducted on an integral bridge of concrete. The case study mostly included a life cycle assessment, based on document analysis, in order to be able to identify where in the material production and construction phase the largest climate footprints occur. In addition to life cycle assessment, interviews were conducted to suggest more sustainable alternatives for a reduced climate impact. The results from the study showed a total climate impact of 82,711 kg CO2e from the product and production phase, of which the largest contributing factors were the concrete and the reinforcement. Improved solutions have been proposed in order to reduce the climate impact. The concrete that is used for the bridge was considered suitable from a sustainability perspective because its contribution to carbon dioxide emissions was lower compared to other types of concrete on the market. The reinforcement will be replaced with a greener and locally produced type of reinforcement to promote more environmentally friendly material choices and to reduce the climate footprint from transport. Furthermore, it has been established that renewable fuels are significant in reducing climate impact. To further reduce the climate footprint, high-strength steel in bridge railings can be used instead of galvanized steel. In order to promote sustainable construction, the use of resources should be taken into account.

Examensarbetet behandlar ett brotvärsnitt som inte entydigt kan betraktas som ett balktvärsnitt eller plattvärsnitt. Med de måttdefinitioner som används vid broprojektering ska en plattkonstruktion ha en bredd som är fem gånger höjden, annars ska konstruktionen ses som en balk där även balkens längd definieras att vara större än tre gånger höjden. Brotvärsnittet som studeras i detta examensarbete kan alltså definieras både som ett plattvärsnitt och som ett balktvärsnitt. Målet med arbetet är att undersöka om det är möjligt att finna en metod att konstruera denna typ av tvärsnitt som befinner sig i gränslandet mellan två definitioner. Skillnaderna mellan en plattas och en balks verkningssätt ligger i att plattan antas bära last i två riktningar medan en balk enbart bär last i en riktning. Examensarbetet är genomfört i sammarbete med WSP Bro- och vattenbyggnad i Örebro, som konstruerade en bro med just detta tvärsnitt. Bro 344 över parkstråk i trafikplats Rinkeby å ramp mot Ärvinge, är 181 m lång bro i 9 spann och finns belägen vid trafikplats Rinkeby som är en del utav Trafikverkets projekt, E18 Hjulsta – Kista. Lasterna som används i analyserna är betongens egentyngd, utbredd last av beläggning och vertikala trafiklaster. I ett första skede i arbetet analyseras modellerna med rörliga trafiklaster. Det framkom dock under arbetets gång att förenklingar vad gäller trafiklasterna måste göras då arbetet skulle bli för omfattande annars. En statisk boggilast placeras ut i ett spann mitt i mellan dess tredjedelspunkt och halva spannlängden. Beräkningar utförs i en mjukvara där modellen både byggs upp av skalelement som en långsträckt platta där snittkrafter kommer ut som enhet per meter och med balkelement som en halvinspänd balk där snittkrafter kommer ut i enhet per balk. Mjukvaran som används är ett tredimensionellt finit element program, SOFISTIK, som likt många andra FE-program erbjuder användarvänliga modelleringsmiljöer, hanterar rörliga laster och har en mängd inbyggda moduler och funktioner. Beräkningarna som sedan utvärderas och jämförs är dels SOFISTIKs olika resultat för skalmodellen och balkmodellen. Där dimensionerande armeringsmängder beräknas för max fältmoment och max stödmoment. Dessa resultat från SOFISTIKs skalmodell respektive balkmodell jämförs också med resultat från de mjukvaror som användes vid dimensioneringen från början, vilket var för skalmodellanalysen Brigade Standard och för balkanalysen Strip Step 3. Armeringsmängderna jämförs slutligen genom att studera tre fall: •   Skalmodell SOFISTIK - Brigade Standard •   Balkmodell SOFISTIK - Strip Step 3 •   SOFISTIK skalmodell – balkmodell Jämförelserna visar att både skalmodellerna från de olika programmen (SOFISTIK – Brigade Standard) och balkmodellerna från de olika programmen (SOFISTIK – Strip Step 3) ger likvärdiga armeringsmängder vilket ger en trygg verifiering av modellerna. Vidare visar jämförelse mellan skal- och balkmodell i SOFISTIK att balkmodellen ger avsevärt högre armeringsmängder, både i fält och över stöd. ar
The aim of this Master thesis is to study a cross section of a bridge that cannot be unambiguously considered to be defined as a beam cross-section or a slab cross-section. With the given definitions used in bridge engineering, a slab construction has to have a width wider than five times the height, otherwise it should be regarded as a beam construction. The length of a beam construction is also defined to be three times longer than the height. The cross section in this thesis can thus be treated as both a slab cross-section and as a beam cross-section. The aim of this work is to investigate whether it is possible to find a method to construct this type of cross-section that falls within both these two definitions. The difference in mode of action between a plate and a beam is that the plate is assumed to carry loads in two directions while a beam only carries load in one direction. The work done in this report has been performed in cooperation with the consulting company WSP Bridge & Hydraulic Design in Örebro who has constructed a bridge with the studied section, Bro 344 över parkstråk i trafikplats Rinkeby å ramp mot Ärvinge. This bridge is 181 m long in 9 spans and are located at the traffic interchange Rinkeby which is part of the Swedish Transport Administration project, E18 Hjulsta - Kista. The loads, which are discussed and analyzed are the deadweight of the concrete, distributed load of road surface and vertical traffic loads. In the first stage of the work the models are being analyzed with moving traffic loads, it appears, however, during the process that simplifications in terms of the moving traffic loads must be made, when the work would be too wide otherwise. A static bogie-load is deployed in one of the spans, in between the third point and half the span length. Calculations are performed using a computer software, in which the bridge is modeled both by shell elements and by beam elements. The shell-model is created as an elongated plate section in which the force comes out as unit per meter. The beam-model is considered as a semi-restrained beam in which the section forces come out in unit for the whole beam. Software used is a three-dimensional finite element program, SOFISTIK. As many other FEprograms SOFISTIK provide a user-friendly modeling workspace, it handles variable and moving loads and has a variety of embedded modules and functions. The calculations which are being evaluated and compared, is at the first hand the different results in between the shell-model and the beam-model from the models made in SOFISTIK. The amounts of designing reinforcement are calculated for the maximum bending moment and for the minimum bending moment. Those results, also compares with results from other software, the software used in the design from the beginning, which for the shell-analyze the software Brigade Standard and for the beam-analyze the software Strip Step 3. The amounts of design reinforcement are finally compared by studying three cases: •   The Shell-model from SOFISTIK - Brigade Standard •   Beam-model from SOFISTIK - Strip Step 3 •   SOFISTIK the shell-model – the beam-model The comparisons show that both the shell-models from the two different programs (SOFISTIK and Brigade Standard) and the beam-models from the different two programs (SOFISTIK - Strip Step 3) give equivalent amounts of reinforcement which provides a secure verification of the models. Furthermore the comparison between the shell-model and the beam-model, in SOFISTIK , shows that the beam-model provides significantly higher amounts of reinforcement in both the field and at the support.

Skador till följd av armeringskorrosion kostar årligen samhället stora belopp i renoverings och underhållskostnader. Idag används nästan uteslutande okulära inspektioner vid besiktning av armerade betongkonstruktioner. För att kunna göra en bättre bedömning av skador till följd av armeringskorrosion har det elektrokemiska mätinstrumentet RapiCor utvecklats. I detta examensarbete har lämpligheten och användarvänligheten av den nya tekniken med RapiCor utvärderats. Detta har gjorts genom praktisk fältmätning. Fältmätningen innefattade 35 olika konstruktionsdelar fördelat på 13 betongbroar, vilket gav en god insikt i hur RapiCor bör användas. Arbetet har lett fram till förslag på hur instrumentet kan vidareutvecklas. Dessutom har en enklare användarmanual tagits fram där alla steg i mätprocessen finns med. I manualen tas även de vanligaste felkällorna och fallgroparna med samt förslag på hur dessa kan undvikas.   Rapporten behandlar grundläggande korrosionsteori för den oinvigde, hur broinspektioner utförs idag samt hur instrumentet fungerar vid mätning av armeringskorrosion genom de tre parametrarna korrosionshastighet, halvcellpotential samt resistivitet. Dessa tre vägs sedan ihop till ett korrosionsindex. Genom viss tolkning av ovanstående värden går det att bedöma vilken risk för korrosion som föreligger, hur allvarlig den är samt se korrosionens utbredning.   Vidare visas med fyra exempel på olika konstruktionsdelar möjligheterna med RapiCor samt tidsstudier över hur lång tid de olika momenten i en mätning kan ta. Genom en jämförelsestudie mellan broar utsatta för tösalter och med broar där tösalter förekommer i en liten utsträckning står det klart att saltet har en stor inverkan på konstruktioner ur beständighetssynpunkt.   Genom arbetet har det konstaterats att RapiCor är ett användarvänligt instrument men tar för lång tid att använda vid ordinära huvudinspektioner som de ser ut idag. Det finns däremot en stor potential för instrumentet vid särskilda inspektioner och kompletterande tillståndsbedömningar såsom skadeutredningar, uppföljning av skyddsåtgärder m.m. Det är dock inte uteslutet att det i framtiden kan göras utrymme för instrumentmätningar då det utan tvekan tillför en extra kvalitet i tillståndsbedömningen av armerade betongkonstruktioner något som kan ge broförvaltare en fördel i deras planerings och underhållsarbete.

Plattrambron är Sveriges vanligaste typ av bro och utgör nästan hälften av Sveriges brobestånd. I den här studien har det utförts en jämförelse mellan två produktionssätt för plattrambroar utifrån ett livscykelperspektiv. Studien bygger på att jämföra olika produktionsmetoder utifrån kostnad- och miljösynpunkt där förslag till förbättringar redogörs för att förenkla valet av produktionsmetod. Fokus mot hållbar infrastruktur ökar och att ur ett livscykelperspektiv jämföra olika produktionssätt kan leda till minskad miljöpåverkan och vinster ur ett kostnadsperspektiv. Denna fallstudie visar att prefabricerat produktionssätt kan ge stora besparingar med hänsyn till klimat och ekonomi. Fallstudien omfattas av kvalitativa interjuver med aktörer i branschen och beräkningar har utförts enligt livscykelkostnad- och livscykelanalysers normer. Möjlighet till ytterligare materialbesparingar finns för båda produktionssätten om ändring av kraven för brobyggande sker, då krav på utformning hämmar möjligheten till nya och bättre lösningar. Studiens resultat visar att det genom rätt val av produktionsmetod är möjligt att sänka emission av koldioxid, minska energiåtgång och sänka kostnader för infrastrukturen. Ytterligare vinster kan erhållas om ändringar av kraven utförs.
Flat frame bridges are the most common type of bridge in Sweden and constitutes almost half of all bridges in Sweden. In this study, a comparison between two production methods of flat frame bridges from a lifecycle perspective has been conducted. The study is built on comparing production methods from cost and environmental viewpoints where suggestions for improvements are presented to facilitate the choice of production method. Focus on environmentally sustainable constructions is increasing and by comparing different production methods from a lifecycle perspective it is possible to decrease environmental impact and increase cost-efficiency. The results of this case-study show that prefabricated production method offers greater savings regarding environment as well as economy. The possibility of further material savings exists for both production methods, prefabricated and site-cast, if changes of the regulations regarding bridge construction are made, as current regulations on design inhibits possibilities of new and better solutions. The result of the study shows that by choosing the right production method it is possible to decrease emissions of carbon dioxide, reduce energy consumption and costs for the infrastructure. Further gains can be made if regulations are changed.