Framtidens brobyggare. Håkan Sundquist Brobyggnad, Byggvetenskap KTH

Transkript

1 Framtidens brobyggare Brobyggnad, Byggvetenskap KTH

2 Två ord Framtiden Brobyggare

3 Vilka dårar gissar om framtiden på kanske 100 år och mer? Siare Skogsförvaltare Och just det brobyggare! 3

4 Parentes Visste ni förresten att när Vägverket säger 120 års livslängd avser det troligen, den lägre 5 % fraktilen av den statistiska fördelningen av livslängden d.v.s. med kanske medelvärde 150 år! 4

5 Framtiden Dagens ämne och fördelen är att vi vet att ingen vet något om framtiden så det är helt ok att gissa och fabulera. Jag kommer tillbaka till Framtiden om en stund 5

6 Vad är de för ena? Brobyggare? Sådana som verkligen bygger d.v.s. entreprenörerna Konstruktörerna d.v.s. de som ritar och berättar om hur de tror bron ska bli Broförvaltarna som pysslar om broarna Bättre den engelska beteckningen Bridge Engineer men broingejör låter kanske inte så bra 6

7 Ok, Brobyggare Vad ska vi klara av att arbeta med? 1. Den klassiska uppgiften: Följa Bronormen och räkna och räkna och räkna Idag måste vi också kunna Dynamik 2. Nya uppgifter: Bridge Designer 3. En massa uppgifter som behövs för att ta hand om det befintliga beståndet 4. Vara med och påverka utvecklingen av infrastrukturen i Sverige! 7

8 1. Den klassiska uppgiften följa bronormen och räkna och räkna Naturligtvis måste brobyggaren kunna detta! Kunskaperna behöver hela tiden öka eftersom den totala kunskapsmassan ökar hela tiden Dynamik! Nya Europa-standarder kommer att ge nya möjligheter för att utveckla och finna nya lösningar 8

9 Ökat intresse för Utbildning Traditionellt har vi på KTH haft c:a 15 à 30 mest svenska studenter i brokurserna Idag har vi fått ett enormt internationellt intresse för vårt internationella master-program Infrastructure Engineering. Typ 35 studenter utanför Europa och 25 Europeiska utbytes-studenter. Till vårens brokurs räknar jag med c:a 90 studenter från 30 olika länder! En resurs för den svenska arbetsmarknaden att hitta de bästa Framtidens Brobyggare! 9

10 Det räcker inte att bara kunna räkna! 2. Bridge Life Cycle Optimisation

11 Bridge Life Cycle Optimisation Hur väljer vi den optimala bron? Livscykelanalys (LCC) d.v.s. den bro som under livstiden ger den lägsta samhälls-kostnaden och högsta nyttan Den bro som under sin livstid ger den minsta miljöpåverkningen (LCA) Den bro som ger det optimala estetiska intrycket och bidrar till samhällets kulturvärden Den bro som ger mesta möjliga säkerhet för trafikanten (Den strukturella säkerheten ska naturligtvis alltid finnas med!) 11

12 LCC Log-in Idag finns ett nätbaserat verktyg: WebLCC User name and password are inputted on the start page. 12

13 Exempel: Tre norska broar Tre broar jämfördes: Samverkansbro Träbågbro Betonglådbro Vilken kom ut bäst m.h.t. LCC och LCA? Jo betongbron!!? 13

14 Estetik och kultur Ok med en ökad kostnad på 20 à 30 % Lutakko bro i Jyväskylä - läge med stor betydelse för stadsbilden 14

15 Kanallandskapet utgör en värdefull kulturmiljö Bro för fotgängare och cyklister som går över banan bron förenar stadskärnan med ett kulturobjekt av nationellt värde, vetenskapscentret Heureka 15

16 Vad är trafikantsäkerhet värd Hur mycket mer får en motorvägsviadukt utan mellanstöd kosta om trafiksäkerheten för trafikanterna ökar? 16

17 Obs, att vi tänker oss att bygga in LCA, Kultur, estetik och trafikantsäkerhet i LCC

18 3. Ta hand det befintliga brobeståndet Detta är Framtid

19 Status of Maintenance?! High Tech Low Tech No Tech Construction Maintenance 19

20 Men byt namn! Bridge management (Management låter finare än det är = skötsel) RAMS Bridge Life Cycle Optimisation men för befinliga broar (LCC, LCA ) Survival Analysis. 20

21 Drift och underhåll exempel på intressanta uppgifter för Brobyggaren LCC för befintliga broar (reparation och underhåll) Expertsystem för underhåll (RAMS m.m.) Funktionsupphandling av drift och underhåll av broar Utveckling av ekonomiska modeller för optimerat infrastrukturunderhåll Hälsomätning av broar 21

22 Hälsomätning och uppgradering Kontroll av befintliga konstruktioner/ uppklassning För bättr ade analyser Kontr oll av konstruktionens ver k li ga egensk aper genom pr ovtagning För stär kning Utbyte Vilka ver kliga laster finns Analys med nya för utsättningar, konstr uktion K omplet t er ande armering Dynamisk inter aktion For don/br o F ör bättr ade analys-metoder Analys med nya för utsättningar, for don Pågjutning Pålimning med stål eller komposit Ytter ligar e met oder 22

23 Mätning och utvärdering 23

24 Provbelastning och mätning Brobyggaren Måste kunna Utvärdera Och Jämföra med kraven Så här gör vi nog inte! Varje vagn väger 80 ton! 24

25 Verkliga laster och dessas statistiska variation Mäta verkliga trafiklaster på våra vägar och järnvägar genom att använda broar som vågar och fartkontrollerare: En ganska enkel instrumentering, men kraftfulla matematiska system kan ge: axellaster totalvikter hastigheter var i sidled fordonen åker på bron m.m. 25

26 B-WIM mätning av laster från fordon i rörelse KTH Brobyggnad Axle detectors Instrumented span Signal acquisition & conditioning Redrawn from WAVE final report 26

27 Bro vid Årstaberg Tyngden av varje boggi kan mätas med bättre noggrannhet än 3 % 27

28 Klassning och uppklassning Analys Kunna analysera och förstå verkningssättet hos befintliga konstruktioner inte bara en massa FEM Colour Mechanics Kunna förstå fältmätta fördelningar av materialegenskaper och laster Kunna att med statistiska metoder analysera säkerheten 28

29 Modeller för Uppklassningsanalys Lastmodeller Strukturmodeller Drucker-Prager σ 1 Mohr-Coloumb f R,S (r,s) (r*,s*) R f (r) R σ 2 σ 3 Materialmodeller S 0 Statistiska modeller f (s) S

30 Slutsatser kommer att få många fler och mer diversifierade arbetsuppgifter i framtiden! Kommer brobyggaren att klara alla dessa uppgifter? Hänger utbildningen med? Är branschen tillräckligt kompetent? 30

31 Sammanfattning framtidens viktiga områden 1. Den klassiska uppgiften: analyser Vidareutbildning Sveriges Bygguniversitet la%20byggkonstruktion% pdf 2. Brodesign Gemensam branschutveckling - nytänkande 3. Ta hand om och utveckla den befintliga infrastrukturen Utveckling och vidareutbildning 4. Vara med om att påverka samhällets utveckling av infrastrukturen Det får bli nästa föredrag 31

32 Tack för mig!