FoU om förebyggande brounderhåll. Johan Silfwerbrand. KTH, Byggvetenskap, Betongbyggnad Rebetdagen, Sthlm, 13 okt. 2015

Transkript

1 FoU om förebyggande brounderhåll Johan Silfwerbrand KTH, Byggvetenskap, Betongbyggnad Rebetdagen, Sthlm, 13 okt

2 Undermåligt underhåll Gångbro över bäcken vid Givagård i Torup. Foto: Jan Bergman, Hallandsposten 6 nov brounderhåll

3 Innehåll Förstudien Nya upphandlingsformer för brounderhåll Kritisk granskning av brounderhållet Förslag till nytt forskningsprojekt Avslutande kommentarer brounderhåll

4 Förstudie brounderhåll

5 Aktivt brounderhåll en förstudie J. Silfwerbrand Rapport 65, Brobyggnad, KTH, Sthlm, 2002, 65 s. Finansiärer: CDU Centrum för forskning och utbildning i drift och underhåll av infrastruktur Vägverket Genomförande: brounderhåll

6 Innehållsförteckning Definitioner Bakgrund Vägverkets regler och praxis Principer för optimalt val av underhållsåtgärder Exempel på aktivt brounderhåll Slutsatser Reviderat förslag till program för forskningsprojektet Referenser Litteratursökning brounderhåll

7 Förslag på forskningsprojekt Nya upphandlingsformer för brounderhåll (CDU, dr-projekt, H-Å Mattsson, dr 08) Impregnering av betongkonstruktioner (Formas, dr-projekt, A Selander, dr 10) Tekniskt stöd för förebyggande underhåll (VV, pilotundersökning, G Hassanzadeh) LCA för snö- & isbekämpning på broar Metoder för tillståndsbedömning av broisolering (Förstudie om brobaneplattan genomfördes under vid Sv Bygguniversitet) brounderhåll

8 Nya upphandlingsformer för brounderhåll brounderhåll

9 Funktionsentreprenad brounderhåll Hans-Åke Mattssons doktorandprojekt inom CDU vid KTH Brobyggnad. Finansiärer: VV, SBUF och VV Produktion. Handledare: H Sundquist, J Silfwerbrand & H Lind, alla KTH. Licentiatavhandling maj Doktorsavhandling december brounderhåll

10 Bakgrund & arbetshypotes Före 1992: bropatrull (broing yrkesarbetare) inom vägförvaltningens driftkontor svarade för inspektion, underhåll & smärre reparationer av vägverkets broar i ett län. Arbetshypotes: Entreprenad för motsvarande uppgifter leder till bättre och/eller billigare brounderhåll. brounderhåll

11 Pilotprojekt i Uppsala län Underhåll av 404 broar + 25 utpekade broreparationer under sept 2004 aug Option på tre år till. Underhållskraven i ATB Brounderhåll skall verifieras en gång per år. Tre anbud, entreprenaden till VV Produktion. Projektet väl dokumenterat av H Å Mattsson. brounderhåll

12 Företag Anbud (Mkr) för Uppsala (3 år) Åtgärder (reparationer) Egenskaper (förebyggande uh) VV Produktion 19,0 1,1 Företag X 20,6 2,8 Företag Y 25,8 2,4 brounderhåll

13 Förebyggande underhåll nyckeltal för Uppsala & Örebro Län Antal broar Total broarea (1000 m 2 ) Kostnad för föreb uh (Mkr/år) Kostnad per bro (kr/bro) Kostnad per m 2 (kr/m 2 ) Uppsala , Örebro , brounderhåll

14 Plus & minus i pilotprojekten + VMN är nöjt med projektet: gott samarbete med entreprenör & mer fokus på broarnas egenskaper än annars. + VMN har gått vidare i Södermanland och Västmanland. - Få anbud. - Beställare & entreprenör har olika syn på vad som är brister (283 vs 186). - Hur vet vi att brobeståndet förvaltas bättre än med traditionellt Grundpaket Drift? brounderhåll

15 Läs gärna hela Hans-Åke Mattsons avhandling brounderhåll

16 Läget idag Metoden Integrerat brounderhåll är den gängse i hela vårt land.* Får vi se det som ett verkligt genomslag för KTH:s forskning? * R Ronnebrant, TrV, Borlänge, 4/ brounderhåll

17 Vi backar litet April 17, 2015 AF 2102 Concrete Structures - JS 17

18 Tekniska krav på egenskaper enligt Vägverket Reglerades tidigare i Vägverkets publikation 2010:20 VVK Brounderhåll (2010). och ännu tidigare i Allmän teknisk beskrivning för underhåll av broar (2006). brounderhåll

19 Sammanfattning av kraven 1 (4) Konstruktionsdel Olägenhet eller detalj Krav Grundläggning Krav saknas. Slänt och kon Urspolning Inga djupare än 0,2 m. Sättning Växtlighet Ytbeklädnad Intakt till minst 95 %. Stöd Krav saknas. Ving- och stödmur Krav saknas. Upplagsanordning Krav saknas. Sättningen får inte leda till att höjden reduceras > 10 %. Fri från växtlighet högre än 1 m över markytan. Huvudbärverk Förorening Ytor av stål rena till minst 95 %. Klorider Ytor av stål rena till minst 95 %. Övrigt bärverk Förorening Ytor av stål rena till minst 95 %. brounderhåll

20 Sammanfattning av kraven 2 (4) Konstruktionsdel Olägenhet eller detalj Krav Klorider Ytor av stål rena till minst 95 %. Brobaneplatta av trä Slitplanken skall inte vara lösa. Inga spikar skall sticka upp > 2 mm. Kantbalk Räckesinfästning Inga betongskador djupare än 20 mm. Isolering Krav saknas. Beläggning Sprickor Inga sprickor > 3 mm i asfaltbeläggningar, > 1 mm i gjutasfaltbeläggningar, > 0,5 mm i betongbeläggningar. Felaktig nivå Ojämnhet Avsaknad fogmassa Beläggningens överyta skall ligga över överytan på övergångskonstruktion, kantskoning, ytavlopp m.m. 6 m före och 6 m efter bron får ojämnheter > 20 mm ej förekomma. Fogmassa skall ansluta mot beläggning, kantbalkar, övergångskonstruktioner m.m. till minst 95 %. brounderhåll

21 Sammanfattning av kraven 3 (4) Räcke Deformation Räckesståndare får inte ha deformation > 100 mm. Övergångskonstruktion Infästning Skarvning Nivå Skyddande funktion Förankring Intakt till minst 90 %. Tätning Skruvförband skall vara intakt. Infästning med fotplatta skall vara intakt. Skruvförband skall vara intakt. Navföljare på broräcke skall skarvas till navföljare på vägräcke. Nivåskillnaden i anslutningen mellan bro- och vägräckets navföljare högst ±20 mm. Skyddsnät och stänkskydd skyddande funktion till > 5 %. Fri från läckage. Dräneringssystem Genomflöde Genomflödesarea > 80 %. Infästning Intakt till > 80 %. Övrigt Infästning Infästning av belysningsstolpe med fotplatta skall vara intakt. Infästning av bullerskydd skall vara intakt till minst 80 %. brounderhåll

22 Sammanfattning av kraven 4 (4) Hela bron Förorening Rena till minst 95 % per konstruktionsdel. Bekämpningsmedel Växtighet Dämning Kantbalkar, räcken, lagerpallar, lager samt ving/stödmur och stöd skall vara rena från bekämpningsmedel mot halka till minst 95 % per konstruktionsdel. Ytor ovan mark och vatten skall vara rena till minst 95 %. Brons närmaste omgivning fri från växtlighet högre än 1 m. Broar över vatten skall vara fria från ansamlingar av flytande föremål. brounderhåll

23 Dålig rengöring brounderhåll

24 Skadad dränering brounderhåll

25 brounderhåll Sättningar

26 Vegetation brounderhåll

27 brounderhåll Räckesdeformation

28 Kritisk granskning* 1. Är valet av tekniska krav optimalt? Täcks alla adekvata krav och är alla nuvarande krav nödvändiga? 2. Är kravnivåerna adekvata? 3. När skall kraven vara uppfyllda? 4. Är metoderna för verifiering korrekta och objektiva? 5. Hur behandlas osäkerhet i mätningarna? 6. Vilka incitament har den som ansvarar för brounderhållet för att kraven uppfylls? * J Silfwerbrand (2007) brounderhåll

29 1. Val av tekniska krav Fukt och salt boven bakom flesta skador krav på dränering och rengöring bra. Beror olika krav på olika brodelar på fysikaliska skäl eller enbart på grad av tillgänglighet? brounderhåll

30 2. Val av kravnivåer Ren till minst 95 %. Vetenskaplig grund eller vanlig fraktil? Är klorider på 5 % av ytan OK? Genomflödesarea > 80 %. Har vi dimensionerat för de 80 procenten? brounderhåll

31 3. Giltighetstid Alltid? Från två månader efter tösaltningsperiodens slut till starten på nästa (15 maj 15 nov)? Från den 30 juni? Dagens praxis en ekonomisk kompromiss. Har någon gjort en LCC? brounderhåll

32 Hur ofta tvättar Du bilen? brounderhåll

33 brounderhåll Hur ofta borstar Du tänderna?

34 4. Verifieringsmetoder 1 (2) (metod i bilaga 1) Yta med för ögat synlig förorening bedöms okulärt. (57a). Från vilket håll? Ljus- och fuktvillkor? Tränat eller otränat öga? brounderhåll

35 4. Verifieringsmetoder 2 (2) (metod i bilaga 1) Verifieringen skall utföras av personal med goda kunskaper om förekommande metoder för verifiering och med kännedom om broars konstruktiva uppbyggnad och verkningssätt. Stora skillnader mellan beställarens och entreprenörens bedömning i H-Å Mattssons projekt. brounderhåll

36 5. Osäkerhet i mätningarna Verifieringsmetoderna är inte beskrivna i detalj. Diskussioner om mätosäkerhet därför i viss mån meningslösa. Renheten varierar mellan och inom konstruktionens delar. Stor variation och stor osäkerhet stor potential för förbättringar av metoden. brounderhåll

37 6. Incitament för kravuppfyllnad Ekonomiska incitament (bonus & vite) normalt effektivast. Praxis är väldigt låga viten (1000 kr per egenskapsbrist och vecka). Debiteras sällan. Vilken effekt har multipla sprickor på beständigheten om de inte åtgärdas? (Räknas bara som en brist.) brounderhåll

38 Internationell utblick Omfattande litteratur om brounderhåll. Mer intresse för (matematisk) optimering av inspektionsintervall och korrigerande underhåll än för tekniska krav för förebyggande underhåll. Vikten av brorengöring betonas men inga specifika krav har upptäckts. Vägverkets (Trafikverkets) krav kan trots brister vara världsbäst(?!). brounderhåll

39 Brounderhåll enligt Trafikverket 1 (4) Regleras numera i Trafikverkets dokument TDOK 2013:0415 Brounderhåll Krav, 41 s. TDOK 2013:0416 Brounderhåll Råd, 30 s. brounderhåll

40 Brounderhåll enligt Trafikverket 2 (4) Skiljer mellan tidsstyrt och tillståndsstyrt underhåll. Tidsstyrt underhåll =underhåll som genomförs vid bestämda tidpunker eller bestämd intervall förebyggande underhåll. Tillståndsstyrt underhåll =underhåll som identifierats vid tillståndsbedömning mindre reparation. brounderhåll

41 Brounderhåll enligt Trafikverket 3 (4) Krav finns kvar, men är färre än tidigare. Hänvisningarna till verifieringsmetoderna saknas. I stället har åtgärderna specificerats. brounderhåll

42 Brounderhåll enligt Trafikverket 4 (4) Specificering om hur genom högtrycksspolning med vatten som har arbetstryck bar och temperatur C och när under perioden 15 maj 1 juli (gäller kantbalk) brounderhåll

43 Kommentarer brounderhåll

44 Några snabba reflexioner Om specifikationen i exemplet: Vart tog totalentreprenaden vägen? Om de försvunna verifieringsmetoderna: Har Trafikverket tagit till sig av KTH-kritiken eller är det förmätet att tro så? brounderhåll

45 Hypoteser 1. Förbättrat förebyggande underhåll leder till ökad livslängd, lägre livscykelkostnad & ett mer uthålligt samhälle. 2. Endast den som har ett långsiktigt ekonomiskt ansvar för ett objekt (bil, fastighet, bro) är intresserad av att överväga & satsa på ett förebyggande underhåll. brounderhåll

46 Byggindustrin nr 7, 2008 brounderhåll

47 Hur säkerställer man ett högt andrahandsvärde? brounderhåll

48 Funktionsentreprenad brounderhåll 1. Tillståndsbedömning av brobeståndet 2. Ekonomisk värdering av detsamma E 0 3. Ekonomisk värdering av brobeståndet vid entreprenadens slut E 1 4. Skillnaden mellan E 0 & E 1 regleras i slutfakturan. brounderhåll

49 Förslag till nytt forskningsprojekt brounderhåll

50 Vidareutveckling av förebyggande brounderhåll inledning Syfte: Analys av dagens system & vidareutveckling mot effektivare underhåll, längre livslängd & ökad hållbarhet brounderhåll

51 Vidareutveckling av förebyggande brounderhåll metodik 1. Noggrann genomgång och analys av de TrV:s tekniska krav gm intervjuer & jämförelser. 2. Undersökning om ifall ytterligare krav bör tillföras (eller överflödiga krav tas bort från) 3. Analys av verifieringsmetoderna med hänsyn till relevans, repeterbarhet, reproducerbarhet och effekt på brons beständighet, livslängd och ev. funktionsegenskaper. 4. Rapportskrivning & licentiatexamen. brounderhåll

52 Vidareutveckling av förebyggande brounderhåll organisation Projektet drivs som doktorandprojekt, i 1:a hand mot licentiatexamen (men plan mot dr finns). Doktoranden anställs vid CBI Betonginstitutet & skrivs in vid KTH. Handledning från KTH & CBI Betonginstitutet. Aktiv referensgrupp från TrV, Stockholms stad, Nacka kommun, entreprenörer, konsult m.fl. brounderhåll

53 Vidareutveckling av förebyggande brounderhåll finansiering Klartecken från SBUF, CBI Betonginstitutet, KTH, Nordcert, Rebet & Stockholms stad. Ansökan inlämnad till Trafikverket (BBT*). Start: Våren 2016? * BBT = Branschprogram för forskning och innovation avseende byggnadsverk inom transportsektorn brounderhåll

54 Avslutande kommentarer brounderhåll

55 Slutsatser Förebyggande underhåll av stor betydelse för funktion & livslängd generellt sett. Förebyggande brounderhåll sannolikt kostnadseffektivt även för broar. Trafikverkets regelverk kanske är världsbäst, men bygger enbart på sunt förnuft. En FoU-satsning på förebyggande brounderhåll kommer att leda till effektivare underhåll, bättre uppföljning, längre livslängd & bättre hållbarhet. brounderhåll

56 Referenser 1 (2) ACI 345.1R-06 (2006): Guide for Maintenance of Concrete Bridge Members. American Concrete Institute Farmington Hills, USA. Mattsson, H.-Å., (2006) Funktionsentreprenad brounderhåll En pilotstudie i Uppsala län. Licentiate Thesis, KTH, Dept. of Civil & Architectural Engineering, Stockholm, 156 pp. Mattsson, H.-Å., (2008): Integrated Bridge Maintenance Evaluation of a Pilot Project and Future Perspectives. PhD Thesis, KTH, Dept. of Civil & Architectural Engineering, 149 pp. + 6 appendices. Selander, A., (2010): "Hydrophobic Impregnation of Concrete Structures Effects on Concrete Properties". PhD Thesis, KTH, Dept. of Civil & Architectural Engineering. brounderhåll

57 Referenser 2 (2) Silfwerbrand, J., (2007): Technical Demands for Preventive Bridge Maintenance A Critical Review. Proceedings, fib Symposium Concrete Structures Stimulators of Development, Dubrovnik, Croatia, May 20-23, 2007, pp Silfwerbrand, J., (2011): Improving Preventive Maintenance. ACI Special Publication No. SP-277CD ("Recent Advances in Maintenance and Repair of Concrete Bridges"), American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, USA, pp Vägverket (2006): Allmän teknisk beskrivning för underhåll av broar brounderhåll. Publikation nr 2006:146, Borlänge, 88 s. Vägverket (2010): VVK Brounderhåll. Publikation nr 2010:20, Borlänge, 20 s. brounderhåll