Aktivt brounderhåll - en förstudie

Funktion 1 2 3 t 1 Tid Aktivt brounderhåll - en förstudie Johan Silfwerbrand TRITA-BKN. Rapport 65, Brobyggnad 2002 ISSN 1103-4289 ISRN KTH/BKN/R--65--SE

Aktivt brounderhåll - en förstudie Johan Silfwerbrand TRITA-BKN. Rapport 65, Brobyggnad 2002 ISSN 1103-4289 ISRN KTH/BKN/R--65--SE

3 Förord Centrum för forskning och utbildning i drift och underhåll av infrastruktur (CDU) och institutionen för byggkonstruktion, KTH, lämnade i mars 1998 in en ansökan till Vägverket och Banverket om stöd för ett forskningsprojekt benämnt Aktivt brounderhåll. Formellt avslogs ansökan. Men CDU och Vägverket beslutade i stället under våren 2001 att bevilja medel för en förstudie i detta ämne. Föreliggande rapport är resultatet av denna förstudie. Författaren vill tacka Vägverket och CDU för ekonomiskt stöd som möjliggjort denna studie. Ett speciellt tack riktas till civilingenjör Hans Cedermark, föreståndare för CDU, för hans engagemang och aktiva deltagande i projektet och hans värdefulla synpunkter på manuskriptet. Jag skulle även vilja tacka följande personer som lämnat värdefulla impulser och uppgifter vid olika möten och intervjuer: Lars Gustavsson och Valle Janssen, Banverket i Borlänge, Matti Huuskonen, Lennart Lindblad, Robert Ronnebrant, Ulf Sjöde, Samir Redha och Pereric Westergren, Vägverket i Borlänge, Stig Elnerud och Ove Johansson, Vägverket Region Stockholm, samt Kjell Jansson och George Racutanu, Vägverket Region Mälardalen. Stockholm i mars 2002 Johan Silfwerbrand

4

5 Innehållsförteckning Sammanfattning 7 1. Definitioner 9 1.1 Bakgrund 9 1.2 Definition av begrepp använda i rapporten 10 2. Bakgrund och syfte 11 2.1 Allmänt 11 2.2 Forskning om drift, underhåll, reparation och förstärkning vid KTH 14 2.3 Syfte 16 2.4 Avgränsningar 16 3. Vägverkets regler och praxis för (förebyggande) underhåll 17 3.1 Vägverkets regler 17 3.2 SAFE-systemet 18 3.3 Vägverkets praxis 19 3.4 Övrigt 24 4. Principer för optimalt val av underhållsåtgärder 27 5. Exempel på aktivt brounderhåll 31 5.1 Allmänt 31 5.2 Inspektions- och underhållsintervall 34 5.3 Renspolning och dränering 37 5.4 Ytbehandling 38 5.5 Sprickreparation 40 5.6 Uppvärmning 42 5.7 Katodiskt skydd och kloridutdrivning 45 5.8 Sidledesförskjutning av trafik 48 5.9 Intelligenta broar 49 6. Slutsatser 53 7. Reviderat förslag till program för forskningsprojektet Aktivt brounderhåll 55 7.1 Nya upphandlingsformer för brounderhåll 55 7.2 Impregnering av betongkonstruktioner 56 7.3 Tekniskt stöd för förebyggande underhåll 56 7.4 LCA för snö- och isbekämpning av broar 57 7.5 Metoder för tillståndsbedömning av broisolering 58 8. Referenser 59 8.1 Vägverket 59 8.2 Banverket 59 8.3 KTH 59 8.4 Tidskriftsartiklar och konferensbidrag 61 8.5 Övrig litteratur 63 8.6 Intervjuade personer 63 Bilaga 1 Litteratursökning 65

6

7 Sammanfattning Kostnaderna för drift, underhåll och reparationer av broar är mycket stora världen runt. USA, som är den nation som har flest broar, har 600 000 broar. Av dem behöver över 200 000 repareras till en kostnad som uppskattas till någonstans mellan 500 och 1000 miljarder kronor. I vårt land finns c:a 27 000 broar, av vilka c:a 12 000 tillhör Vägverket. Vägverket använder termen brist på kapitalvärde som anger värdet av förekommande skador i förhållande till återanskaffningsvärdet. Bristen på kapitalvärde ligger mellan 30 och 50 med det lägre värdet för nationella vägar och det högre för övriga vägar. Värdet på Vägverkets broar uppskattas till 45 miljarder kronor. Skadorna skulle därmed betinga ett värde på c:a 2 miljarder kronor. Under den senaste femårsperioden har bristen på kapitalvärde sjunkit något på vägnätet. Vägverkets budget för brounderhåll är c:a 600 miljoner kr per år. Av dem går 10-15 % till förebyggande underhåll och 85-90 % till korrigerande underhåll, reparation och ombyggnad. Detta är följden av en medveten satsning på förebyggande underhåll, något som visat sig kostnadseffektivt. Ytterligare förskjutningar mot förebyggande underhåll förväntas ge ännu bättre resultat. Denna rapport behandlar en förstudie till ett projekt som fått namnet aktivt brounderhåll och här definieras som effektivt och optimalt förebyggande brounderhåll. Den ursprungliga hypotesen var att man genom noggranna analyser av brodelarnas egenskaper, de mekaniska påkänningarna och miljöbelastningen skulle kunna optimera det förebyggande underhållet genom val av lämplig underhållsåtgärd eller kombinationer av underhållsåtgärder. Kantbalkar gjutna under svåra omständigheter (våren) och exponerade för ett aggressivt mikroklimat (sydsidan) borde bytas tidigare än dem på norrsidan som gjutits på hösten. Förstudien har dock givit vid handen att kostnaderna för broavstängning och etablering dominerar så mycket att det knappast är optimalt att byta enbart en del av elementen när entreprenören väl är på plats. Åtminstone bedömer man att så är fallet på mindre broar, på större kan det vara annorlunda. Rapportens huvuddel utgörs av en omfattande litteraturstudie. Totalt innehåller rapporten 98 referenser som huvudsakligen behandlar följande rubriker: Inspektions- och underhållsintervall Renspolning och dränering Ytbehandling Sprickreparation Uppvärmning Katodiskt skydd och kloridutdrivning Sidledesförskjutning av trafik Intelligenta broar Vid sidan om litteraturstudien har tolv broexperter inom Vägverket och Banverket intervjuats. Litteraturstudien och intervjuerna har legat till grund för urvalet av de åtgärder och de forskningsprojekt som den fortsatta forskningen bör inriktats mot. Följande forskningsprojekt förs fram i rapportens slutsatskapitel: Nya upphandlingsformer för brounderhåll Impregnering av betongkonstruktioner

8 Tekniskt stöd för förebyggande underhåll LCA för snö- och isbekämpning av broar Metoder för tillståndsbedömning av broisolering

9 1. Definitioner 1.1 Bakgrund I BRO 94 finns begreppen brounderhåll och förebyggande underhåll. Brounderhåll definieras inte explicit men genom att kapitel 7 har titeln Brounderhåll och innehåller rubriker som tillståndsbedömning, skadekriterier, förebyggande underhåll och reparation kan man indirekt utgå ifrån att underhåll innehåller såväl förebyggande underhåll som reparation. Enligt Drift och underhåll av konstbyggnader (Ingvarsson & Westerberg, 1995) innebär underhåll metoder för att vidmakthålla funktionsdugligheten och reparation åtgärder för att återställa funktionsdugligheten hos skadade konstruktioner. Med Ingvarssons och Westerbergs definitioner kan begreppet reparation egentligen inte ses som en del av begreppet underhåll. Förebyggande underhåll definieras däremot i BRO 94 enligt följande: Med förebyggande underhåll avses åtgärder som syftar till att vidmakthålla en konstruktions funktion. (avsnitt 10.54). I Vägverkets Allmän teknisk beskrivning för broar förebyggande underhåll (1998) står det: Med förebyggande underhåll avses åtgärder som vidtas för att vidmakthålla konstruktionens funktion och/eller kapitalvärde. (avsnitt 1.4). Skrivningarna är alltså inte identiska. Viktigaste skillnaden är att den nyare texten innehåller begreppet kapitalvärde. I kompendiet Drift, underhåll och förstärkning av konstbyggnader (Silfwerbrand & Sundquist, 1999) skiljer man mellan förebyggande underhåll, avhjälpande underhåll och tillståndskontrollbaserat underhåll. Förebyggande underhåll (FU) är programmerat underhåll som syftar till att förebygga uppkomsten av fel (direkt FU) eller att upptäcka felen innan de leder till haveri (indirekt FU). Avhjälpande underhåll (AU) är alla åtgärder som syftar till att avhjälpa uppkomna fel. Tillståndskontrollbaserat underhåll innebär att man med jämna mellanrum kontrollerar tillståndet hos materielen. Först när en gradvis försämring kommit i närheten av icke godtagbart tillstånd, vidtas lämpliga åtgärder. I det globala standardiseringsarbetet CEN finns en arbetsgrupp (UTEK) som föreslår följande indelning: Förebyggande underhåll Tillståndsbaserat underhåll Förutbestämt underhåll Åtgärdande underhåll Planerat underhåll Akut underhåll Banverkets underhåll är indelat enligt den modellen, se dess föreskrift Förutbestämt underhåll (2001). Mig veterligen har ingen tidigare definierat begreppen aktivt brounderhåll och aktivt underhåll. Jag har medvetet valt Aktivt brounderhåll som titel på föreslaget projekt eftersom det är kort och innehåller något nytt. Enligt SAOL (1998) betyder aktiv verksam eller driftig, medan passiv ges synonymer som overksam och oföretagsam. Grammatiskt är det subjektet som utför handlingen i en aktiv sats, medan subjektet är föremål för en verbhandling i en passiv sats. Inom bilindustrin skiljer man mellan aktiv säkerhet och passiv säkerhet. Låsningsfria bromsar tillhör den förra typen och säkerhetsbälten och krockkuddar den

10 andra. De låsningsfria bromsarna ger föraren möjlighet att styra undan för att undvika en olycka, medan bälten och krockkuddar skyddar honom om olyckan är framme. Man kan också jämföra med dynamiken där man skiljer mellan aktiv dämpning och passiv dämpning. Med passiv dämpning menas åtgärder där man för in en dämpare i det svängande systemet. Dämpningens storlek kommer att bero på det svängande systemets frekvens. Aktiv dämpning innebär åtgärder där man inför en påtvingad last eller förskjutning och på så sätt dämpar svängningen. Effekten blir mindre frekvensberoende. Ett exempel är bullerdämpning i flygplan där inspelat ljud spelas upp fasförskjutet och därmed i bästa fall helt släcker ut originalljudet. Mot denna bakgrund skulle man kunna definiera aktivt underhåll som tekniskt, ekonomiskt och miljömässigt optimalt valda underhållsåtgärder som baseras på en analys av tillstånd, nedbrytningsmekanismer och åtgärdens potential medan passivt underhåll är åtgärder som genomförs likformigt över hela system utan detaljerad analys. Ett exempel på en aktiv underhållsåtgärd är att man målar om sydsidan på huset då man konstaterat att risk föreligger för skador på träfasaden. Att utan analys måla om hela huset vart femte år är däremot ett exempel på passivt underhåll. Vägverket skiljer på fortlöpande inspektion, översiktlig inspektion, allmän inspektion, huvudinspektion och särskild inspektion. Allmän inspektion eller huvudinspektion inklusive bedömning av skador och lämpliga åtgärder kombinerat med val av åtgärd, vilka konstruktionsdelar som skall omfattas av åtgärden och utförande av åtgärden är exempel på aktivt underhåll. 1.2 Definition av begrepp använda i rapporten Efter diskussioner med Vägverkets huvudkontor i Borlänge har författaren till denna rapport fastnat för följande begrepp med vidhängande definitioner: Aktivt brounderhåll Förebyggande brounderhåll Korrigerande brounderhåll Normalt brounderhåll Passivt brounderhåll Effektivt och optimalt förebyggande brounderhåll. (Engelsk term: active bridge maintenance.) Åtgärder som vidtas för att vidmakthålla brons funktion och/eller kapitalvärde. (Engelsk term: preventive bridge maintenance.) Åtgärder som återställer brons nedsatta funktion. Kallas ibland för avhjälpande brounderhåll. (Engelsk term: corrective bridge maintenance.) Förutsatta åtgärder vid val av (om-)byggnadsstandarden för att uppnå brons förväntade funktion (funktionstid). Ibland kallat planerat brounderhåll. (Engelsk term: routine bridge maintenance.) Åtgärder som genomförs likformigt över hela systemet utan detaljerad analys. (Engelsk term: passive bridge maintenance.)

11 2. Bakgrund och syfte 2.1 Allmänt Sett över en längre tid har en stor del av byggbranschens resurser förts över från nyproduktion till reparation, förstärkning och ombyggnad. För att minska behovet av reparation kan man antingen bygga beständigare från början, utföra reparationer med längre livslängd eller förbättra underhållet. Det första alternativet har emellertid enbart bäring på dagens byggande varför det först på lång sikt får effekter på reparationsbehovet. På detta område har man också satsat mycket forsningsresurser under de senaste två decennierna. Mycket av de forskningsresultat som kommit fram kan även tillämpas för att skapa beständiga reparationer. Om statsmakterna för över mer pengar till väghållarna kan brounderhållet naturligtvis förbättras. Men mer forskning bör även kunna leda till förbättringar utifrån en given budgetram. Det gäller att få ut maximal nytta ur denna ram. Vägverkets budget för drift och underhåll är c:a 6,5 miljarder kr per år. I Regeringens infrastrukturproposition som lades fram i oktober 2001 föreslås detta höjas till c:a 7,2 miljarder kr. Höjningen svarar ungefär mot penningvä rdesförsämringen. Brounderhållet är c:a 600 miljoner kr per år. Vägverket använder termen brist på kapitalvärde som definieras som värdet av förekommande skador i förhållande till återanskaffningsvärdet. På nationella vägar anses bristen på kapitalvärde vara högst 30, på övriga vägar högst 50 (figur 2.1). Vägverkets brobestånd har en sammanlagd broyta av 3,45 miljoner m 2. Kvadratmetervärdet ligger någonstans mellan 12 000 och 15 000 kronor (skillnaden beror främst på grundläggningskostnaderna). Sammanlagda värdet kan då beräknas till 45 miljarder kronor. Det sammanlagda värdet på skadorna kan därefter uppskattas till 2 miljarder kronor. Brist på kapitalvärde, promille 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Nationella vägar Övriga vägar 1997 1998 1999 2000 Figur 2.1 Brist på kapitalvärde för nationella vägar och övriga vägar under åren 1997-2000. Efter Vägverkets publikation Broar och tunnlar inför 2000-talet (2001).

12 USA är det land i världen som har flest broar. Man har nästan dubbelt så många broar som Frankrike, Storbritannien och Tyskland har tillsammans. Det kan därför vara intressant att inledningsvis studera det amerikanska brobeståndet. Fram till 1960-talet var det amerikanska brobyggandet helt inriktat mot nyproduktion (Small & Cooper, 1998). Underhåll och reparationer utfördes då så erfordrades med hjälp av de lämpligaste av de åtgärder som stod till buds. Då Silver Bridge över Ohiofloden kollapsade 1967 med tragiska följder (46 döda, Phares m.fl., 2000) hamnade säkerhetsfrågorna i blickpunkten. Förenta staternas vägmyndigheter tog tillsammans fram National Bridge Inspection Standards (NBIS) som började gälla 1971. Föreskrifterna behandlar hur data skall samlas in från broinspektioner, minimikrav på inspektörernas kompetens och hur uppgifter om broarnas tillstånd skall värderas. Målet var att ge väghållaren hjälp att kunna uppmärksamma sådana tillstånd som skulle kunna äventyra brons säkerhet. Resultaten från de olika delstaternas broinspektioner skall årligen inrapporteras till Federal Highway Administration (FHWA) för inmatning i en databas kallad National Bridge Inventory (NBI). I den fanns 1995 sammanlagt 590 000 broar eller trummor med en spännvidd över 6 m. Av dessa är 476 000 broar (figur 2.2). Som framgår av figuren är ungefär hälften av de broar som trafikeras idag byggda under 1960- och 1970-talen. De är alltså mellan 30 och 50 år gamla och börjar behöva alltmer underhåll, reparation, förstärkning och ombyggnad. Även det svenska brobeståndet domineras av broar byggda under denna period (figur 2.3). 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0-1899 1900-1910 1911-20 1921-30 1931-40 1941-50 1951-60 1961-70 1971-80 1981-90 1991-1995 Annat Stål Spännbtg Betong Figur 2.2 Det amerikanska brobeståndet fördelat efter konstruktionsår och konstruktionsmaterial. Efter Small & Cooper (1998).

13 2500 2000 1500 1000 500 0-1899 1900-1910 1911-20 1921-30 1931-40 1941-50 1951-60 1961-70 1971-80 1981-90 1991-1995 Annat Betong Figur 2.3 Det svenska vägverkets brobestånd fördelat efter konstruktionsår och konstruktionsmaterial. Efter Silfwerbrand & Sundquist (1998). En skillnad mellan USA och Sverige är valet av konstruktionsmaterial i överbyggnaden. I Amerika är stål vanligast (40 % av broarna) medan betong dominerar kraftigt i vårt land. Räknat på totala broytan utgör stålet över 49 % (Small & Cooper, 1998) *. Bland de amerikanska trummorna råder dock det omvända förhållandet: 90 % är armerade betongkonstruktioner och endast 10 % stål. De olika konstruktionsmaterialens marknadsdelar varierar även mellan andra regioner i världen. Av en OECD-rapport (1988) framgår följande: Region Andel broar i armerad betong (%) Andel broar i spännbetong (%) Medelålder för brobeståndet 1985 (år) Norra Västeuropa 48,5 36,5 21 Södra Västeuropa 35,0 20,0 26 Nordamerika 39,9 11,0 29 Japan 54,3 29,1 18 Australien 16,3 71,6 24 Japan har den största andelen broar i armerad betong, medan spännbetongen fullständigt dominerar i det australiensiska brobeståndet. Av sammanställningen framgår också att de japanska broarna är yngst och de amerikanska äldst. Behovet av reparation och underhåll borde därför uppmärksammas tidigare i Nordamerika. I vilket skick befinner sig de amerikanska broarna? E. Small & J. Cooper (1998) talar om brister hos konstruktioner och otillräcklig funktion. De förra kan antingen vara att tillståndet hos brobaneplattan, överbyggnaden eller underbyggnaden är dåligt eller att bärförmågan är mycket liten. Om översvämningar är vanliga och om dessa leder till att bron måste stängas av räknas det också som en brist hos konstruktionen. * Konstruktionsmaterialen redovisas inte riktigt på samma sätt i svensk och amerikansk brostatistik. I den amerikanska görs åtskillnad mellan (slakarmerad) betong och spännbetong. I Sverige redovisas båda under betong. I Sverige är 86 % av broarna betongbroar. I USA är motsvarande andel 49 % (32 % slakarmerad betong och 17 % spännbetong).

14 Otillräcklig funktion definierar författarna som otillräcklig brobredd, otillräcklig fri höjd för underliggande, korsande trafik samt en geometri som leder till fara för trafikanterna. Av de 476 000 broarna har 104 000 (20 %) antingen brister hos konstruktionen eller både konstruktions- och funktionsbrister. Ytterligare 89 000 broar har funktionsbrister. Av de 78 000 broarna som har de största bristerna uppvisar 36 000 skador på kantbalkarna, 40 000 på överbyggnaden och 50 000 på underbyggnaden. Av de 114 000 trummorna är det enbart 3,5 % som klassas som bristfälliga vad gäller konstruktionen. Förklaringen till att dessa är i bättre kondition än broarna är enligt Small & Cooper att trummorna är enklare i sin konstruktion, samverkar med undergrunden och därför utsätts för mindre trafiklaster samt att beståndet är yngre. Mellan 1982 och 1994 har en förbättring skett av det amerikanska bro- och trumbeståndet. Från drygt 250 000 med någon form av brist till 200 000. Vad beror det på? Small & Cooper hävdar att det dels beror på mer resurser, dels (och främst) på teknisk utveckling och mer kunskap om hur broar påverkas av laster och miljöpåverkan. För nybyggnad dominerar numera prefabricerad betong. Bättre ytskydd, epoxibelagd armering, höghållfasta och beständiga material, isolering mot tösalter, alternativa tösalter samt broar utan fogar är andra faktorer som författarna lyfter fram. De menar dock att i och med att brobeståndet börjar bli gammalt speciellt de från byggboomen på 1960- och 1970-talen kommer kraven på underhåll, reparation, förstärkning och ombyggnad att öka. I en nyare studie hävdar J.E. Roberts & R. Shiphard (2000) att 220 000 eller 40 % av USAs 600 000 broar uppvisar skador. De står på tur att repareras med hjälp av bidrag från Highway Bridge Replacement and Rehabilitation Program (HBRRP). Kostnaden för att reparera alla dessa uppskattas av Roberts & Shiphard till 51 miljarder USD. Ronald Purvis (2000) hävdar att kostnaden är dubbelt så stor (100 miljarder USD). 2.2 Forskning om drift, underhåll, reparation och förstärkning vid KTH Drift, underhåll, reparation och förstärkning av broar har under lång tid varit föremål för forskning vid KTH (institutionerna för byggnadsstatik och brobyggnad fram t.o.m. 1993, institutionen för byggkonstruktion 1993-2001 och institutionen för byggvetenskap från 1 juli 2001). Sedan 1987 har detta arbete resulterat i sex licentiat- och sex doktorsavhandlingar. Administrativt bedrivs mesta delen av denna forskning sedan 1995 under CDUs (Centrum för forskning och utbildning i drift och underhåll av infrastruktur) kappa. Författaren till denna rapport har behandlat reparation av brobaneplattor i flera rapporter och specialstuderat vidhäftningen mellan gammal och ny betong och de spänningar som uppstår till följd av krympningsskillnader mellan gammal och nygjuten betong (Silfwerbrand, 1984, 1986, 1987a och 1987b). I en annan studie undersökte han hur trafikvibrationer under och strax efter pågjutningstillfället påverkar vidhäftningen mellan gammal och pågjuten betong (Silfwerbrand, 1992). I ytterligare en studie behandlades reparationer med sprutbetong (Silfwerbrand, 1988). Hans arbete fortsattes av Jonatan Paulsson-Tralla som studerade beständigheten i broar som reparerats med direktgjuten slitbetong (Paulsson, 1997, och Paulsson- Tralla, 1999). Paulsson-Tralla drar slutsatsen att en skadad brobaneplatta där skadad betong elimineras med vattenbilning och ersätts med en direktgjuten slitbetong är en tillförlitlig reparationsmetod, men att produktionsmetoden är avgörande för resultatet.

15 Rengöring av ytan före pågjutning och en god härdning tillhör de viktigaste medlen för att nå ett fullgott resultat. Kloridinträngningen sker väsentligt snabbare i sprucken betong än osprucken, även om en del klorider tvättas bort under sommarens nederbörd. Eftersträvas mycket långa livslängder bör man överväga att utnyttja rostfri armering i speciellt utsatta partier av brobaneplattan. Armerade betongkonstruktioner utsätts samtidigt för mekaniska laster och nedbrytning av frostcykler, klorider från havsvatten och tösaltning, karbonatisering från luftens koldioxid, alkali-kiselreaktioner m.fl. angrepp. Traditionellt har de förra behandlats av konstruktörer och de senare av materialforskare. Jesper Krus var en av de första som studerade dem samtidigt åtminstone i Sverige. Han bestämde bärförmågan hos betongbalkar som först utsatts antingen för frost eller armeringskorrosion (Krus, 1993 och 1996). Ulrika Wiberg studerade metoder för icke- förstörande provning i armerade betongkonstruktioner med fokus mot ultraljud (Wiberg, 1993). Forskare och tekniker har länge diskuterat om huruvida broar skall byggas med högsta möjliga kvalitet för att säkerställa en lång livslängd eller byggas billigare med litet lägre kvalitet och förskjuta en del av kostnaderna mot ökat underhåll i stället. Susanne Troive ägnade sitt doktorandprojekt åt dessa spörsmål (Troive, 1996 och 1998). Hon utnyttjade livscykelkostnadsanalyser i sitt arbete och fann dels att kalkylräntan är den parameter som i störst utsträckning påverkar optimal livslängd, dels att hög (men inte exceptionellt hög) betongkvalitet, begränsade sprickbredder och normala täckskikt är de tekniska faktorer som ger mest valuta för pengarna. En viss koppling till detta projekt hade Mats Ekmans arbete i vilket han studerade sprickor i betongkonstruktioner och deras inverkan på beständigheten (Ekman, 1997). År 1944 nationaliserades det allmänna vägnätet i Sverige. Information från de flesta broinspektioner som utförts därefter har dokumenterats och arkiverats av Vägverket och dess föregångare. Ur denna databank har George Racutanu valt ut 3747 inspektionsanmärkningar från 353 broar (Racutanu, 1998 och 2000). Analys av dessa visar att de fyra konstruktionsdelarna kantbalk, stöd, slänt och kon samt brobaneplatta tillsammans svarar för närmare 50 % av skaderapporterna. De allvarligaste skadorna drabbar dock i tur och ordning isolering, beläggning, räcke och först på fjärde plats kantbalken (tillsammans 73 %). De tre vanligaste skadetyperna var dragspricka, korrosion och vittring (tillsammans 48 %). Som huvudorsaker till skadorna hade inspektörerna pekat ut funktionspåverkan (39 %) och miljöpåverkan (37 %). När detta skrivs pågår endast ett doktorandprojekt inom detta område vid institutionen. Det handlar om förstärkning av betongkonstruktioner genom att utnyttja polymermodifierat cementbruk kolfiberkompositer och bedrivs av Anders Wiberg (2000). Dessutom pågår två forskningsprojekt benämnda Optimala nya broar och Nedbrytningsmodeller för broelement vid institutionen, men de är inga doktorandprojekt utan engagerar uteslutande seniorforskare (Anders Ansell, Raid Karoumi, George Racutanu och Håkan Sundquist). Utkast till delrapporter finns (Ansell m.fl., 2001, och Karoumi & Sundquist, 2001). Den första rapporten behandlar nedbrytning av broar och broelement, modeller för tillståndsförändringar samt inspektioner och inspektionsdokumentation. I det fortsatta arbetet riktas fokus mot utveckling av modeller för att beskriva tillståndsförändringar. Tanken är att modellerna skall baseras på i databaser lagrad information över broinspektioner. Den andra rapporten utgör den första delen av en planerad studie om utveckling av metoder för kvalificerade LCC-

16 kalkyler. Tanken är att dels utnyttja linjära program för LCC-kalkyler, dels att använda och vidareutveckla expertsystem. 2.3 Syfte Syftet med förstudien är främst att kartlägga och sammanfatta kunskapen om aktivt brounderhåll tolkat i vid mening. Syftet har vidare varit att identifiera forskningsbehov inom området och utveckla förslag på forskningsprojekt. Avsikten är vidare att föreliggande rapport som utgör dokumentationen av kartläggningen skall utgöra grund för den litteraturstudie som normalt inleder ett doktorandprojekt. 2.4 Avgränsningar Föreliggande rapport innehåller dels en genomgång av Vägverkets regler och praxis för brounderhåll, huvudsakligen förebyggande brounderhåll, dels en genomgång av ett antal exempel på underhållsåtgärder. Följande åtgärder behandlas: inspektions- och underhållsintervall, renspolning och dränering, ytbehandling, sprickreparation, uppvärmning, katodiskt skydd och kloridutdrivning, sidledesförskjutning av trafik samt intelligenta broar. Valet av dessa åtta åtgärder innebär att andra såsom utbyte av kantbalkar och räcken, utbyte av isolering, bortbilning av brobaneplattan som ersätts med en ny eller montering av kollisionsskydd inte behandlats. De tre först nämnda åtgärderna måste karakteriseras som reparationer. Kollisionsskydd reducerar följderna av en kollision både för bilen och bron. Främst är det dock bilen som skyddas, varför åtgärden inte medtagits här. Exempel på litteratur är Carney (1997). Förutom en begränsning i antalet åtgärder som belysts finns även en avgränsning i tiden. Som framgår av bilaga 1 har litteratursökningen i första hand inriktats mot skrifter som publicerats från 1990 och senare. Rapporten behandlar heller inte metoder för inspektion eller de mätmetoder som utnyttjas. Nyare genomgång av ickeförstörande provningsmetoder finns i Pettersson (1999) och Washer (2000).

17 3. Vägverkets regler och praxis för (förebyggande) underhåll 3.1 Vägverkets regler Vägverkets regler för brounderhåll finns dels i BRO 94, del 7 Brounderhåll, dels i skriften Allmän teknisk beskrivning för broar förebyggande underhåll (1998). Den förstnämnda skriften behandlar bl.a. tillståndsbedömning, skadekriterier, förebyggande underhåll av betongkonstruktioner, stålkonstruktioner och speciella konstruktioner samt reparation av dessa tre grupper av konstruktioner. Det förebyggande underhållet behandlas på fem sidor. För betongkonstruktioner ingår ytbehandling, beläggning och katodiskt skydd och för stålkonstruktioner bättringsmålning. Vad gäller ytbehandling av betongkonstruktioner föreskriver Vägverket att betongytor i vägmiljö samt lagerpallar och kantlister skall skyddas mot kloridinträngning genom applicering av ytskydd (i praktiken djupimpregnering). Ytbehandlingen skall förnyas minst vart tionde år. Betongkonstruktioner skall även skyddas mot karbonatisering genom komplettering eller utbyte av täckande betongskikt. Lokala skador i beläggningen skall lagas och sprickor skall tätas. Används katodiskt skydd för att skydda armeringen mot korrosion skall skyddets effektivitet kontrolleras regelbundet genom elektropotentialmätning. För bättringsmålning av stålkonstruktioner finns detaljerade krav på ytbehandlingen och på hur utförandet skall ske. För längre planerad återstående livslängd och värre rostangrepp krävs blästring före bättringsmålningen. Publikationen Allmän teknisk beskrivning för broar förebyggande underhåll (1998) innehåller tekniska krav för brons olika delar samt beskrivningar över metoder för att verifiera att kraven uppfylls. En sammanställning ges i tabell 3.1. Ytterligare information om mätnings- och bedömningsmetoder finns i Vägverkets publikation 1993:35 Mätning och bedömning av broars tillstånd (1993). Tabell 3.1 Tekniska krav enligt Allmän teknisk beskrivning för broar förebyggande underhåll (1998). 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 %.

18 Konstruktionsdel Olägenhet eller detalj Krav Brobaneplatta av trä Klorider Ytor av stål rena till minst 95 %. Slitplanken skall inte vara lösa. Inga spikar skall sticka upp > 2 mm. Kantbalk Räckesinfästning Inga betongskador djupare än 20 mm. Isolering Krav saknas. 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 %. Räcke Deformation Räckesståndare får inte ha deformation > 100 mm. Beläggning Sprickor Inga sprickor > 3 mm i asfaltbeläggningar, > 1 mm i gjutasfaltbeläggningar, > 0,5 mm i betongbeläggningar. 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 %. 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. 3.2 SAFE-systemet Broförvaltningen inom Vägverket sker numera med det IT-baserade SAFE-systemet. SAFE står för säkra, funktionella och ekonomiska broar. Systemet täcker hela

19 förvaltningen från det att bron tas i bruk till dess att den rivs. En beskrivning av systemet finns i Vägverkets publikation Broar och tunnlar inför 2000-talet (2001). Här ges en kort sammanfattning. SAFE-systemet ger stöd för följande processer: inspektion, åtgärdsval, upphandling, beslutsprocessen, erfarenhetsåterföring och måluppföljning samt optimering på vägnätsnivå. Skador som kan påverka brokonstruktionen registreras i SAFE-systemet. Till sin hjälp har broinspektören de kodförteckningssystem som Vägverket tagit fram och redovisat i publikationerna 1996:035 SAFEBRO Kodförteckning för inspektion (1996) och 1996:041 SAFEBRO Kodförteckning för administrativa och tekniska föreskrifter (1996). I Vägverkets Broinspektionshandbok (publikation nr 1993:94, 1999) finns definitioner av termer och skador samt beskrivningar av hur inspektionerna skall genomföras och hur man skall mäta och prova, allt illustrerat med pedagogiska teckningar eller fotografier. Skadeläget ligger därefter till grund för bedömning av brons tillstånd och trafiksäkerheten på den. Systemet ger stöd för planering av rätt åtgärd och optimal tidpunkt för dess utförande. Planeringen för de enskilda broarna ligger till grund för prioriteringar mellan olika broar. Upphandlingsmodulen av SAFE-systemet hjälper broteknikern att upprätta mängdförteckningar och tekniska beskrivningar för åtgärderna. En databas i systemet innehåller uppgifter om à-priser, tekniska lösningar, mätmetoder och modeller för hur tillståndet förändras. Med hjälp av den underlättas beslutsfattandet. SAFE-systemet är även ett gott verktyg för att föra tillbaka erfarenheterna av skadeoch tillståndsutvecklingar på broar i olika miljöer till förbättrade av de tekniska beskrivningarna. Därigenom kommer framtidens broar och broreparationer att kunna göras allt bättre. Det sista steget optimering på vägnätsnivå är tänkt att ge underlag för vilka resurser som behövs för att hålla brobeståndet intakt och hur det skall kunna förvaltas till lägsta möjliga kostnad för samhället. 3.3 Vägverkets praxis För att undersöka Vägverkets praxis vad gäller brounderhåll har några personer på ett par regioner intervjuats. Vid en intervju med Ove Johansson, Vägverket, Region Stockholm, beställningsavdelningen, Solna, och Stig Elnerud, dito, teknikavdelningen, framkom bl.a. följande: Region Stockholm har 900 broar. De går i större utsträckning över vatten, är mer trafikerade och innehåller en större andel komplicerade leder än riksgenomsnittet. Regionens budget för drift och underhåll uppgår till 500 miljoner per år, av den går 50-60 miljoner kr till brounderhåll. Enligt uppgift skulle egentligen 80 miljoner kr per år behövas. Av budgeten för brounderhåll avsätts 30 miljoner kr till Essingeleden, 10-12 miljoner till inspektion, projektering och småarbeten och resten (10-15

20 miljoner) till större åtgärder som byten av isolering (normalt vart 20:e till 25:e år; en del isoleringar som utfördes med gjutasfalt fungerade inte så väl och byttes därför ut tidigare), kantbalkar (normalt vart 30:e år) och räcken (problemen rör främst räckesingjutningarna). Arbetena med Essingeleden förväntas vara klara under 2002 då trafik från den då nyöppnade Södra länken kommer att ansluta till bron. Alla broar renspolas en gång per år, Essingeleden två gånger. Renspolningen ingår i driftsentreprenaden. Fortlöpande och översiktig inspektion utförs av driftsentreprenören. Vid den senare stannar inspektören vid bron, gör en okulärbesiktning och fyller i ett objektblad. Normalt har inspektören genomgått Vägverkets utbildning. Allmän inspektion och huvudinspektion görs ofta av teknikavdelningen inom Vägverket, Region Stockholm, men kan även handlas upp av en konsult. Inspektören måste ha genomgått Vägverkets utbildning. För den särskilda inspektionen hyrs experter in. Datorstöd används för att planera lämpliga åtgärder och ta fram kostnader för dem. Vägverkets huvudkontor styr arbetet kraftigt i och med att dess system SAFEBRO följs. Regionen har alltid en objektlagd, rullande treårsplanering för åtgärder. Denna revideras ständigt med hjälp av SAFEBRO och uppgifter från dem som inspekterar. Det finns alltså alltid en bank av underhålls- och reparationsåtgärder som behöver utföras och också utförs i takt med tillströmningen av medel och tid. Att skydda omgivningen från buller och inspektör och reparatör från trafik är komplicerat och leder till stora kostnader. Vid reparationer av Essingeleden bedöms 30 % av kostnaderna gå åt till avstängning, avskärmning och etablering. Det är uppenbart att de åtgärder som satsats på bättre beständighet ger resultat. Farstasundsbron behövde repareras redan efter 15 år eftersom lådan spruckit. Med dagens täckskikt blir beständighetsproblemen mycket mindre. Djupimpregnering har börjat utföras på utsatta konstruktionsdelar som pelare och brobaneplattans undersida. Impregneringen genomförs i samband med andra reparationsåtgärder och regionen är nöjd med resultatet. Regionen vill inte genomföra några åtgärder som visar sig vara bortkastade då en reparerad bro byts ut kort efter reparationen. För att undvika detta förs en dialog med investeringssidan. Om en bro skall breddas, t.ex., passar man på att byta isolering på hela bron. Det är bättre att genomföra större reparations- och underhållsåtgärder vid ett tillfälle än att komma tillbaka och reparera på nytt efter 5 år. Förr hade Vägverket en speciell bropatrull som utförde mindre reparationer. Idag handlas allt upp på entreprenad. Ett problem är att så få entreprenörer lämnar anbud. Kompetens försvinner. En lösning på problemet vore att handla upp en tjänst som motsvarar den gamla bropatrullen. Exempel på det finns i Region Skåne.

21 Ett annat problem är att både beställaravdelningen och teknikavdelningen är för små. Det finns fyra anställda brotekniker på beställaravdelningarna "Väg och trafik norr" och "Väg och trafik söder" av totalt c:a 40. Dessutom finns det fyra brotekniker på Teknikavdelningen av totalt c:a 30. Man skulle behöva fem brotekniker var. Tidigare fanns en driftavdelning på beställarsidan, en avdelning som ägnade sig åt just driften. Idag blandar man driften med investeringar och trafiksäkerhet (cykelbanor m.m.). Man borde satsa mer på drift och underhåll och mindre på investeringar. Kjell Jansson, Vägverket, Region Mälardalen, beställningsavdelningen drift och underhåll, Eskilstuna, berättade bl.a. följande vid en intervju: Vägverket Region Mälardalen omfattar Uppsala, Södermanlands, Örebro och Västmanlands län och har 170 anställda. Avdelningar finns för beställning byggande, beställning drift och underhåll, trafik, trafiksäkerhet och miljö, teknik, ekonomi och marknad samt personal. Vägverket Region Mälardalen ansvarar för c:a 1770 broar. Ungefär 100 (< 6 %) klarar ej Vägverkets högsta bärighetsklass (BK1). Fyra personer (en för vart län) ansvarar för broarna inom avdelningen för beställning drift och underhåll. De har en årsbudget på 65 miljoner kr. Av dem går 45 miljoner till reparation av broar och tunnlar, 4 till smärre reparationer, 1 till inspektion, 10 till rörliga broar (att öppna och stänga dem) samt 5 miljoner till grundpaket drift och underhåll. Brounderhållet består av inspektion, planering, projektering, entreprenad, projektledning och uppföljning. Allt förs in i Brodata. Till sin hjälp har man SAFEBRO. Grundpaket drift sköter den översiktliga inspektionen. De andra inspektionerna utförs dels av egen personal, dels av inhyrda konsulter. Projektering och entreprenad handlas upp av externa aktörer. Exempel är Vägverket Konsult, Brotec, ELU Konsult och J&W resp. Vägverket Produktion, NCC, Peab och Skanska. På senare tid har även byggledningen handlats upp. Med hjälp av planeringsmodulen i SAFEBRO tar man fram reparationskostnader och optimalt åtgärdsår för varje bro. Planeringsmodulen innehåller à-priser för olika åtgärder och trafikantkostnader (baserade på restids- plus vägförlängningar). Markerade skador från inspektionsmodulen i SAFEBRO utgör indata. Därefter vidareutvecklas uppgifterna från bron genom att åtgärder som inte är nödvändiga, men lämpliga att göra samtidigt, läggs till och aktuella priser införs. En broplanering görs en gång per år med utgångspunkt från planeringarna från samtliga broar, de fyra länens prioriteringar och tillgängliga medel. Utöver SAFEBRO finns även andra datorprogram som kan användas. Ett sådant som dock knappast utnyttjas heter Prioritering på vägnätsnivå. Nu finns också ett amerikanskt program Planopt som alternativ. Det finns i en version anpassad till svenska förhållanden. Programmet plockar in samtliga broar med uppgifter om geografi, klimat och vägnät. En nedbrytningskurva väljs och en kalkylränta läggs in. Programmet ger svar på hur mycket pengar som behövs för att nå ett visst mål, t.ex. brist på kapitalvärde uttryckt i visst promilletal. Man kan även lägga in budgeten och se vad pengarna räcker till.

22 SAFEBRO håller på att ersättas av BATMAN (Bridge and Tunnel Management Systems). Vägverket styr brounderhållet med hjälp av parametern brist på kapitalvärde. Når en region inte huvudkontorets mål kan den äska mer pengar. På frågan om huruvida brounderhållet idag sker på ett likformigt sätt över hela bron utan hänsyn till variationer i skadegrad och behov, svarade Kjell Jansson att kostnader för etablering och trafikavstängning måste ställas mot de vinster som eventuellt kan hämtas ur en mer selektiv reparation. Klart är att Vägverkets huvudkontor betonar vikten av förebyggande underhåll såsom t.ex. renspolning. Något som saknas är fungerande målningssystem, i synnerhet för rörliga broar. George Racutanu berättade att beställningsavdelningen byggande, där han är anställd, år 2000 hade en årsbudget på 755 miljoner kr, av vilka 520 gick till nationella vägar, 175 till regionala och 60 miljoner kr till övriga vägar. Avdelningen har 20 anställda. Han påpekade att stålkonstruktioner ofta väljs bort p.g.a. svårigheter att lösa beständighetsfrågan, i synnerhet målningssystemet, om inte en speciellt kort byggtid efterfrågas. Lennart Lindblad, enheten för statlig väghållning vid Vägverkets huvudkontor i Borlänge, berättade bl.a. följande vid en intervju: Vägverket satsar för närvarande stora resurser på utveckling av och utbyte till en ny IT-plattform. Samtliga applikationer gås igenom längs hela kedjan inspektion, planering, prioritering, förvaltning. C:a 100 datorprogram kommer att bytas ut. Ett system kallat BATMAN (Bridge and Tunnel Management Systems) kommer att införas. Idag arbetar man efter SAFEBRO (figur 3.1, t.v.). De första stegen inspektion och planering på objektsnivå fungerar väl, däremot fungerar inte prioriteringen mellan olika broar lika väl. Ett problem är att det saknas sidoalternativ till det huvudalternativ med åtgärder som tagits fram för varje bro. Ser man till ett större brobestånd kanske en kombination av sidoalternativ är det optimala. Nu går Vägverket över till programmet Planopt (figur 3.1, t.h.). Det använder parametern brist på kapitalvärde som indikator. Uppgifter från inspektionerna utgör indata. Som resultat kommer listor på de åtgärder som skall vidtas. Programmet skall utgöra ett stöd för regionernas planering. Det kan även användas för att bedöma hur mycket erforderligt underhåll kostar eller för att studera vad som sker om medlen för underhåll är otillräckliga. Som ett led i detta borde Vägverkets regioner köpa in fler konsulttjänster för den mer handgripliga planeringen och i stället rikta in sig på strategiplanering.

23 Bottom up Top down Prioritering Planopt Planering objekt Brodata Inspektion Figur 3.1 Skiss som visar hur inspektion, planering och prioriteringar av brounderhållet sker idag (vänstra figuren) och hur de sker med programmet Planopt. Med hjälp av det senare skall man kunna besvara frågor som Vilket ekonomiskt stöd krävs för att hålla brobeståndet på oförändrad nivå? eller Vilket tillstånd får vi om vi ökar det årliga brounderhållet från 600 miljoner kr till 700 miljoner?. Efter Lindblad (2002). Övergången från korrigerande till förebyggande underhåll har givit stora effektivitetsvinster, men ytterligare förbättringar behövs. Idag läggs c:a 50-60 miljoner kr på förebyggande underhåll (främst inom grundpaket drift) och c:a 550 miljoner kr till korrigerande underhåll och ombyggnad. Omisolering av brobaneplattor är en åtgärd som kräver stora resurser, kanske 20 % av det totala underhållet eller c:a 150 miljoner kr. Skall omisoleringen ses som förebyggande eller korrigerande underhåll? Ett problem är att det saknas tillförlitliga metoder för att bedöma isoleringens tillstånd. Försök med impulsradar har inte motsvarat förväntningarna. Att vänta till fuktfläckar och andra defekter uppträder på undersidan är att vänta för länge. Här krävs fortsatt forskning och utveckling. Enligt BRO 94 (1994) är det också möjligt att välja lösningar utan isolering för broar som varken tösaltas eller har stor trafikintensitet. Regionerna väljer troligen oftast de lämpligaste åtgärderna för de mindre broarna. Det är ett fåtal parametrar som styr valet av åtgärd. Det torde vara olönsamt att endast reparera en del av bron när man väl etablerat sig. Tvärtom kan det vara aktuellt att reparera flera liknande broar som ligger i närheten av varandra samtidigt. Däremot kan en noggrannare analys behövas på större broar. Ölandsbron är ett exempel. Danmark är här ett föregångsland som anlitar specialistkonsulter som gör utredningar före åtgärdsvalet. Här kan det behövas forskning och utveckling för att ge stöd både vad gäller metodik och utförande. En fråga som borde studeras närmare är möjligheten att upphandla hela brounderhållet i ett avgränsat område under en begränsad tid. Området bör omfatta 1-2 län, tiden 7-8 år och omfattningen begränsas till de mindre broarnas underhåll (ej ombyggnad). Entreprenadsumman skulle då hamna på c:a 100 miljoner för hela perioden. Krav måste ställas på att relevanta egenskaper för de ingående broarna skall vidmakthållas, men man skulle även kunna ställa krav på att vissa specifika åtgärder skulle utföras under perioden, t.ex. byte av

24 broisolering eller ommålning av stål. Sannolikt behöver befintliga tekniska krav för det förebyggande underhållet (tabell 3.1) ses över och vidareutvecklas. Ett system för hur ersättningens storlek skall beräknas behöver utvecklas. Ett sådant här system skulle dels leda till att Vägverkets personal kunde få mer tid till strategisk planering av de större broarnas underhåll, dels till att entreprenörerna finge ett incitament att höja sin kompetens inom underhållet. Entreprenadföretagen skulle bygga upp speciella avdelningar för detta. Dessa skulle i mångt och mycket likna de bropatruller som förr var experter på underhåll och som uppskattats av många. Även här utgör Danmark en förebild. Landet har delats in i tre regioner i vilka brounderhållet handlats upp. Forskning behövs inom området och SBUF bör vara intresserat. Detsamma gäller Banverket. 3.4 Övrigt Banverket följer i många stycken Vägverkets regler för drift, underhåll och reparation. Vid en intervju med Valle Janssen, Banverket, avdelningen för broteknik, Borlänge, framkom följande: Banverket har 3500 järnvägsbroar plus ett mindre antal vägbroar och gångbroar. Banverket ligger c:a 10 år efter Vägverket vad gäller broförvaltning, men har implementerat SAFEBRO. De flesta av verkets regioner började tillämpa SAFEBRO vid inspektioner fr.o.m. år 2000. Banverket genomför inga översiktliga inspektioner, däremot utförs säkerhetsbesiktningar två gånger per år (men inte av broinspektörer). Banverkets motsvarighet till Vägverkets allmänna och huvudinspektioner kallas besiktningar och de genomförs vart tredje resp. vart sjätte år. Banverket använder inte tösalter. Det betyder att enbart brodelar (t.ex. pelare och brobaneplattans undersida) intill korsande eller på annat sätt närliggande vägar utsätts för tösalter. Vid dimensionering av järnvägsbroar har tunga laster och utmattning större relativ betydelse än vad de har vid dimensionering av vägbroar. Trafikering under pågående reparation är mycket viktig. Det gäller i synnerhet enkelspår och högtrafikerade banor. Ofta byter man ut hela bron eller överbyggnaden för att störa trafiken så litet som möjligt. Ett typiskt problem med järnvägsbroar är att ballasten skymmer bron. Det är svårt att upptäcka skador i betongtråget. Detta är dessutom känsligt eftersom tråget till skillnad från brobaneplattor på vägbroar normalt ej är isolerat. På Öresundsbron har man dock infört isolering och skyddsbetong. Dräneringen är ett annat problem. Den är tänkt att säkerställas genom tvär- och längsfall samt med dräneringsrör med jämna mellanrum. Täpps systemet igen är det svårt att komma åt det för rengöring. Banverket deltar i EU-projekten CONTECH-VET och REHAB-CON som handlar om tillståndsbedömning av betongkonstruktioner. Verket är i första hand intresserat av frost, korrosion och alkalikiselreaktioner.

25 Banverket räknar med att få mer information om vilka broelement och vilka skadetyper som är vanligast då SAFEBRO tillämpats under litet längre tid. Ett arbete med den inriktningen pågår på Region Öst. Banverkets nyare handböcker och föreskrifter om underhåll finns förtecknade i avsnitt 8.2 i kapitel 8 Referenser. Hur man går till väga vid tillståndsbeskrivning av anläggningar beskrivs på ett övergripande sätt i handboken med samma namn ( Tillståndsbeskrivning av anläggningar (2000)). Syftet med tillståndsbeskrivningen är att erhålla kontroll över anläggningens nedbrytningsförlopp, bedöma anläggningens återstående livslängd, sätta in rätt åtgärd vid rätt tidpunkt för att utnyttja anläggningen optimalt, upprätta planer för banhållning och investeringar, planera underhåll samt jämföra anläggningar av samma typ med varandra för att kunna göra prioriteringar mellan dem. Besiktning av broar behandlas i Banverkets föreskrift Underhållsbesiktning av banunderbyggnad (2001). Föreskriften innehåller bl.a. en förteckning över skador som kan förekomma på broar och orsakerna till dem.

26

27 4. Principer för optimalt val av underhållsåtgärder För att kunna välja en optimalt underhåll måste man först beakta att olika broar kräver olika typer av underhåll beroende på typ, material, ålder, trafikering, omgivande miljö, kondition, avsedd återstående livslängd m.fl. faktorer. Olika konstruktionselement behöver vidare olika typer av underhåll. Vissa konstruktionsdelar är t.ex. mer utsatta än andra och konstruktionsdelarna kantbalk, stöd, slänt och kon samt brobaneplatta uppvisar flest skador (Racutanu, 1998 och 2000). Olika delar av en och samma konstruktionsdel på en och samma bro behöver heller inte nödvändigtvis kräva samma underhåll. George Racutanus (2000) forskning visar också att faktorer som tidpunkten för gjutning och konstruktionsdelens vädersträck påverkar livslängden. Vi ser att olika brodelar kräver olika typer av underhållsåtgärder och att dessa måste genomföras vid olika tidpunkter. När det gäller att optimera valet av underhållsåtgärder behöver man dessutom klargöra vad som menas med optimalt. Är det att välja den åtgärd som ger bästa möjliga tekniska funktion, den som leder till bäst ekonomi eller den som leder till minst miljöpåverkan? Om underhållsbehoven varierar kraftigt utefter en bro eller mellan två närliggande broar kanske man måste kompromissa mellan olika åtgärdsalternativ för att finna den som totalt sett är bäst. Att t.ex. reparera den ena kantbalken vart femtonde år och den andra vart tjugonde leder kanske till sämre ekonomi än att reparera båda vart sextonde år. En strategi för optimalt val av underhållsåtgärder kan delas in i följande steg: 1. Analysera konstbyggnaden och dela in den i delar med likartade egenskaper, mekaniska påkänningar och miljöbelastning (figur 4.1 och 4.2). 2. Ställ upp alternativa strategier för inspektion, underhåll, reparation och utbyte (figur 4.3). 3. Undersök vilken strategi som tekniskt, ekonomiskt och miljömässigt lämpar sig bäst för var och en av delarna (figur 4.4 och 4.5). 4. Bestäm vilken kombination av åtgärder som är mest optimal för bron eller ett system av broar. Funktion A B C t 1 Tid Figur 4.1 Funktionen hos en bro bestäms i tre punkter vid tiden t 1. I samtliga punkter uppfyller funktionen ställda krav.