I Sverige finns något tusental dammar. Ofta mellan 50-100 år gamla. Ofta är ingående betongdammar beständighetsskadade Rebetdagen 16 okt 2012 BETONGDAMMAR Åtgärder för spruckna betongdammar Tomas Ekström, ÅF (tomas.ekstrom@afconsult.com) Spruckna betongdammar Vattenläckage Frostskador SPRICKOR! Temperaturrörelser dragspänningar SPRICKOR! 1
Sprickorsaker? - TEMPERATUR: Avsvalningstöjningar i Gjutstadiet - TEMPERATUR: Dragtöjningar i driftskedet sommar och vinter - TEMPERATUR: Frostskador - Sättningar: Dammar på undergrund av jordar, svaga eller veka anfang, etc. - Externa laster: Islast, vattentryck, etc Sprickorsaker: Temperatur - Gjutstadiet - Driftskedet sommar och vinter Konstruktion Underlag Sommar Vinter Spänningar Hållfasthet Tid 2
Ex1: Tunna lamelldammar Vattentryck Islast ~4ºC Temperatur ~-43ºC +33ºC Egentyngd Isolervägg 1990 Ex1: Tunna lamelldammar No wall New wall Storfinnforsen, (Richard Malm, 2009) Crack after new wall 3
Spruckna betongdammar Vad gör sprickorna för skada? Sprickor! Islast Hävarm A Hävarm B Vatten tryck Egentyngd A Upptryck B A Sprucken monolit: M mot, B < M mot, A!! Spruckna betongdammar Vad gör sprickorna för skada? Öppnar upp betongen för fortsatt vatteninträngning Frostskador, urlakning 4
Spruckna betongdammar Om åtgärd utförs fel kan tillståndet förvärras! Ex: Sprutbetong på n.s.-sidan av en otät damm Ex: Gjutning utan dränage bakom, brister i härdningen, lite armering, etc. Vetenskap och spruckna dammar Vetenskap är: - Hypotes (t.ex. Temperatur sommar/vinter är orsaken, Säkerhet mot dammbrott är låg, etc.) - Modell (Hur?) (t.ex. Tankemodell, Ber. modell, Numerisk modell, etc) - Verifiering! (t.ex. observationer, mätningar, experiment) Varför vetenskap? - Underlättar förståelsen - Underlättar acceptansen och kommunikation med omgivningen - Bättre underlag för åtgärder - Lättare att följa upp efter åtgärder 5
Ex: Lamelldamm Dubbelklicka! FE-Analys: Orsak? Säkerhet? Vad mäta? Förväntade värden? Verifiering: Mätningar ct > Brottöjningen Tid Ex: Lamelldamm Verifiering FE-model mot mätningar 1) Stämmer t.ex. uppmätt krönutböjning mot modell? 2) Ev. ökad krönutböjning tiden? Varning! 1) 2) Tid 6
Ex: Lamelldamm 1) Ny värmeisolerande vägg mot n.s.-sidan!!! 2) Instrumentering! (Verifiering FE-modell, förväntade mätvärden, varningar) Bef. klimatvägg för tunn och på fel plats! Utsidor som kylflänsar! Ny isolervägg!! Värme/kyla Pendlar, sprick- och temperaturgivare! Ex: Värmeisolering av lamelldammar 7
Ex. djuputskov Bila och laga skadad betong? Värmeisolering mot temperaturväxlingar? Dragstag för snittkrafter/stabilitet!? Åtgärder Ex. Valvdamm Dubbelklicka! Problem: - Valvet sprucket och sprickorna ökar - Stora utböjningar mellan sommar och vinter - Vänster och höger anfang dålig stabilitet. - Åtg 1: FEM-beräkning: Orsak? Aktuell säkerhet? Vad är viktigt? - Åtg 2: Ny värmeisolerande vägg n.s. dammen så dammen hamnar i ett jämnvarmt klimat, vilket minskar utböjningar och krafter mot anfangen. - Åtg 3: Se över dammövervakningen.. 8
Diskussion: Vad är brottmoden? När dammen spricker? När armeringen flyter?= När hela monoliten börjar glida eller stjälpa okontrollerat? Hur få in sannolikhetsbetraktelser/partialkoefficienter/säkerhetsfaktor er på ett bra sätt? Slutsatser: Temperaturändringar ofta orsak till sprickor i betongdammar! Temperaturändringar degraderar betongen inifrån och ofta i stora områden! Temperaturändringar spräcker itu aktuell monolit, men kan även påverka angränsande konstruktioner genom stora påverkande krafter! 9
Slutsatser: Försök gå vetenskapligt till väga, d.v.s. Hypotes, modeller och verifiering för att få bästa åtgärderna! Orsak till sprickorna? Uppskatta nuvarande och framtida bärförmågemarginal! Åtgärder kan bestå i att sänka lasterna eller förbättra bärförmågan. Sänka laster t.ex.: avsänkning övy, isfrihållning, jämnare temperaturklimat (isolera), etc. Förbättra bärförmågan t.ex.: Dragstag, gjuta mothåll, minska nedbrytningen (täthet, värmeisolering). Instrumentera OM DET BEHÖVS! För verifiering av modeler och för att varna i tid. 10