Stålbrua en ödmjuk og prisvärd hjälte hvis du gör rätt.

Transkript

1 Stålbrua en ödmjuk og prisvärd hjälte hvis du gör rätt. Trondheim Sammanfattande odyssé utan anspråk på fullkomlighet 1

2 Anders Spåls, M.S. in Civil engineering 1994 Steel bridge designer 13 years, TR/N and TR/K diploma Vectura, Brotec, Swedish Transport Administration 7 years with Ruukki in infrastructure steel construction Since 2011 Development director for Infrastructure 2

3 Stålbru-bygging effektivitet i minst 3 dimensioner, tid, prisvärde och projektvärdefullhet genom dina medvetna val i tidigt skede Komponenten TID är i hög grad beroende av en välplanerad genomlysning av montage och transport i tidigt skede med fokus på genomförbarhet och robust process. Oavsett val av typ av komponent STÅL så är precisionsmåttet mm och stålbrua är exakt summan av varje detalj rätt utförd. Dåligt planerat montage, fel detaljutförande (utmattning) och dåligt utförande av rostskydd ger risker på längre sikt. 3

4 Stålbrua serie-produksjon av gode erfaringer genom Trafikverkets valg av komponent Hudälven-brua (presenterad på norska Stålbyggnadsdagen 2010), 620 m lång, 22 m bred bro, tvillingstålkassebru med samvirkende betongdäck utan invändig målning med lufttäta sektioner, gjutning av brobaneplatta med formvagn. Färdigmålning innan gjutning av betongplatta. 2/3 dels Hudälven-brua (Bro över Ljungan), 400 m lång, 22 m bred bro, tvilling-stålkassebru med samvirkende betongdäck utan invändig målning med lufttäta sektioner, gjutning av brobaneplatta med formvagn. Färdigmålning innan gjutning av betongplatta. Förslagsskissen fra Trafikverket föreslog just denna komponent STÅL baserat på gode erfaringer. 4

5 Men inget är skrivet i stål för väg 40 Ulricehamn fick marknaden prissätta två alternativ där också vedlikehåll samt livscykelkostnad skulle vägas in 1/2 dels Hudälven-brua (Bro över Ätran), 320 m lång, 22 m bred bro, tvilling-betongkassebru byggs just nu. Finns det väl underbyggt empiriskt stöd för beslutsmodellerna eller är modellosäkerheten för stor? 5

6 Stålbrua som samhällsutvecklare trångt i mötet mellan den moderna staden och vårt behov av effektiva transporter Stockholm, Tomteboda-projektet och Energihamsbrua stålkassebruer för järnväg med prefabricerad brobaneplatta gode erfaringer medvetna konceptval minsta möjliga trafikstörning utveckling genom tvång. 6

7 Stålbru-bygging väldefinierade komponenter och processer men yrkeskunskapen avgör projektets verkliga kvalitet = samma goda egenskaper över lång tid. ByggBättreStålbroar BBS 2014 borde tas fram och samla modeller, beslutsprinciper, succékriterier och succéfaktorer för att öka sannolikheten för projektframgång och även kunskapsnivån generellt i vår bransch. Norska modellen med expertgrupper eller referensgrupper borde i högre grad användas även i medelstora projekt. Alla kan inte bygga stålbroar bra men alla kan öka sin kunskap och därmed avstå från att försöka. En ny stålbro är i allt väsentligt en serie av befintliga tidigare använda komponenter, välj ut de mest lyckade i andra lyckade producerade serier, och öka din sannolikhet för succé. 7

8 Sundsvallbron ett intressant aktuellt exempel på LEAN och ett äkta EU-projekt Komponenten GESTALTNING ska inte stå konflikt med stålets verkningssätt och fysikens lagar utan tvärtom samspela och accentuera både kraftspel i bron samt det spännande mötet mellan stad och infrastruktur, se till vänster Sundsvallbron animerad. Den europeiska identiteten personifierad med påtaglig skönhet - SUNDSVALLBRON börjar spänna över fjärden och stad vid vatten kan växa vidare 8

9 Sundsvallbron ton stål och precisionsmåttet 2 mm vid montage för endast 33,60 kr/kg i 10, 12 och 14 mm S355-plåt inhouse Europa från LEAN-fabrik Komponenten TILLVERKNING i Tyskland utgår från bästa praxis (betongelement) samt LEAN i helt ny fabrik i Neumarkt och i huvudsak tyska plåtar. I högsta grad automatiserad och 3D-projekterad, dubbelkrökta sektioner, samtliga unika. Geometrin en stor utmaning. Komponenten MONTAGE till lyftsektioner i Polen i hamnstaden Stettin och sedan på pråm vidare till Sundsvall. Se Trafikverkets webkamera: 9

10 Stora pusselbitar och imponerande lyft men den största utmaningen är likväl kommunikation och modell för samverkan Sverige, Tyskland och Danmark 10

11 Från Sundsvall till Slussen i Stockholm rimligen en Sundsvalls-sektion på pråm och sedan lyft Mitt i staden i hög grad en politisk fråga samt en potentiell kulturkrock med engelsk arkitekt dock konstruerad med moderna stål i S420 och S460-kvalitet och också belyst genom europeisk bästa praxis i referensgrupp för stålbyggnad. 11

12 Ett nödvändigt projekt rent tekniskt emedan betongen tjänat ut sedan länge och även själva trafiklösningen från 1930-talet... Brua är helt i stål och 44,5 m bred och 152 m lång och arkitekten är nyfiken på det möjligas gränser stor utmaning också med trafiken, tillgängligheten under byggtid samt det allmännas särkrav på politikerna alla har rätt till en åsikt och samtidigt vittrar betongen sönder högt tonläge i debatten och liten grad av saklighet ingenjörens vardag? 12

13 Efter 20 år med stålbruer börjar jag förstå de små och stora sammanhangen och hur väl det passar ihop 13

14 The body language of steel bridges the Motala bridge straight forward and big box girder The 620 m long Bridge over Motala bay steel box girder 6 m wide and 4 m high hybrid girders and V-supports in steel. Biggest span 158 m and width 22 m for new high way

15 Structural honesty and braces helping to carry cantilevering concrete deck Once again S355 in webs and S420 and S460 steel grades in flanges. Two form wagons used creating a composite box girder carrying the load of wet concrete from cantilever parts by different casting sequences. 15

16 Invigd av HMK och snart i en stad nära dig men i något mindre format Motala redux vandrar vidare till väg E12 i Umeå 16

17 More value for same money and faster in very intense traffic environments Swedish Transport administration is running an efficiency improvement programme to improve 2 % yearly and save 300 M by A lot to [im]prove for the construction sector, by many regarded as low-tech. High level of global competition High pressure to be resource efficient as the world is spinning faster but natural resources are limited. 17

18 95 % av att vara stålbrokonstruktör handlar om andra saker än beräkningsarbete. Utveckla dina kunskaper om hela processen från stålverk, verkstadstillverkning, design till installerad bro. Fokusering på låg vikt och krångliga detaljer leder alltid fel, besök en stålverkstad och prata med dem som arbetar på verkstadsgolvet. Skapa robusta systemlösningar, var medveten om att höggradigt teoretiska modeller för utbyggnad är känsliga för störningar och avvikelser och kan få oönskade konsekvenser. Utforma detaljer som håller länge, att dimensionera för utmattning är helt annorlunda jämfört att kontrollera för utmattning. 18

19 Konstruera detaljer för utmattning och framtida underhåll kontrollera inte enbart högaktuellt med Eurokoderna. Vårby bron med utmattningssprickor har lett till ny praxis för utformning av avstyvningar i Sverige. Utmattning av balkskarvar med notchhål, finns det möjlighet att höja C-klassen? Har tjockleksförändring av flänsen betydelse för utmattning? Post treatment of welds erfarenheter från provning. 19

20 Redan implementerat ny utformning av livavstyvning. Livavstyvningens utformning vid anslutning till överfläns. Stumsvetsas till överfläns. 20

21 Annan kraftöverföring samt nya detaljer för samverkan över stöd. Förbandsklass 80 istället för 63 för normala svetsbultar. Gynnsamt för utmattning S460 i hvudbalken god totalekonomi. 21

22 Ingen kraftöverföring till känslig punkt för utmattning genom att flytta svetsbultar. Svetsbultarna flyttas vilket ger ett bättre kraftspel för detaljen livavstyvning överfläns för tvärförband i fält. 22

23 Before pattern recognition let's add also Finnish best practise of foundation RR and RD-piles Bridge construction on RR or RD-piles saves 40 % of investment costs compared to traditional Swedish way of construction [to the right above] and reduces project risk. 23

24 Verklighetens Easy Bridge en enkel plattbro av trä på RD-pålar 5 månader kortare byggtid relativt en traditionell lösning. RD-pålar borras ned genom befintliga landfästen. 24

25 RD270 + RD90 ger en komplett grundläggning rör i rör Trä på stålrörspålar ger hög grad av pre-fabricering. 25

26 Verklighetens Easy Bridge en enkel balkstålbro på RD-pålar Väsentligt lägre [riskjusterad] investeringskostnad samt kortare byggtid. 26

27 15 m bred samverkanbro i 3 spann enkla komponenter bildar ett robust system Väsentligt lägre [riskjusterad] investeringskostnad samt kortare byggtid. Den första i sitt slag i Sverige, samverkanbro på stålrörspålar. ABC Nordic, finns potential för nya nordiska lösningar inom ramen för befintliga komponenter av överbyggnad och underbyggnad. 27

28 Hur skulle nya lösningar se ut implementerade i Norge? Samma fysiska lagar, norrmännen är modigare är svenskar och duktiga ingenjörer = stor potential för teknisk utveckling. 28

29 Small effort big reward just replace steel core piles with RD-piles half the steel used Same capacity but half the steel many projects in the pipe line in Sweden on RR and RD-piles both for small diameter and large diameter piles. 29

30 30