2011-2013 www.pantura-project.eu Flexible Processes and Improved Technologies for Urban Infrastructure Construction Sites Robert Kliger project coordinator Lahja Rydberg Forssbeck, TRV Low-disturbance sustainable urban construction

PANTURA Störningsfritt och hållbart byggande/reparation av infrastruktur i tätorter Low-disturbance sustainable urban construction 2

12 participants: Two research institutes + one university Three building contractors Three SMEs Three authorities Budget: 4.2 million Duration: 2011-2013 Low-disturbance sustainable urban construction 3

BAKGRUND OCH VISION Vad vill vi åstadkomma? Visa att störningsfria storskaliga byggprojekt i en tätort är möjliga, genomförbara och praktiska Tillhandahålla projektets intressenter med nödvändiga system och kunnande: - Utveckla en verktygslåda som innehåller lämpliga metoder, verktyg och standarder - Skapa know-how baserade på inlärning genom verkliga projekt och fallstudier Low-disturbance sustainable urban construction 4

BAKGRUND OCH VISION Hur och vad vill vi åstadkomma? Studera tillverkningsmetoder utanför och på byggarbetsplatsen Skapa resurssnåla byggarbetsplatser Förbättra teknik och verktyg för nybyggnation, reparation och förstärkning av broar i tätbefolkade områden Förbättra kommunikationen mellan intressenter, kommuner, myndigheter och byggföretag Low-disturbance sustainable urban construction 5

Målet är att föreslå en integrerad processlösning, att åstadkomma hållbarhet genom att undvika vanligt förekommande suboptimeringar Strategy tool scenarios constraints Possible techniques Quantity Impact at site, neighbourhood & community level BIM Data Choice of methods & technology MCDA BIM - course Transport slot times Internal logistic requirements Material supply delivery co-ordination Procurement, collaboration WP2 Metoder för flexibla byggprocesser i urbana miljöer Env BIM Christina Claeson-Jonsson (NCC) QA Could allow real-time updates Project PANTURA Strategy portal tool Validation Urban strategy traffic, environmental, disturbance Low-disturbance sustainable urban construction 6 BIM Detailed design BIM fine

Prestationsbaserad upphandling Client as innovation agent CLIENT Procurement Tender spec TEAM A Option 1 Option 2 Option 3 TEAM B Option 1 C S T Contract Awarded TEAM C Option 1 Option 2 B E Team A Team B Team C Should permit more innovative solutions Christina Claeson-Jonsson (NCC) Low-disturbance sustainable urban construction 7

Prestationsindikatorer i spindeldiagram Steel Concrete Waste reduction/rec ycling Energy consumption Greenhouse gas emissions Life cycle assessment Dust disturbance Worker safety during construction 10 8 6 4 2 0 Life cycle costs Safety of residents Noise disturbance Mobility Energy consumption Waste reduction/re cycling Greenhouse gas emissions Life cycle assessment Dust disturbance Worker safety during construction 10 8 6 4 2 0 Life cycle costs Safety of residents Noise disturbance Mobility Low-disturbance sustainable urban construction 8

Set of indicators to evaluate complex processes The selection and evaluation processes are performed based on the developed set of sustainability indicators Worker safety during construction Safety of residents Noise Dust emissions Mobility Total time of construction on site Reused or recycled materials Emission of greenhouse gases Generation of waste Total use of materials Säkerhet Buller Damm Rörlighet Byggtid Återanvändning Växthusgaser Avfall Materialanvändning Life cycle costs Low-disturbance sustainable urban construction 9

Multi-Criteria Analysis (MCA) Two or more Criteria Visualisation: Any 2 KPIs: Portfolio Diagram Any more-than-2 KPIs: SPIDER Diagram Low-disturbance sustainable urban construction 10

Integrering av olika verktyg PANTURA ICT DSS DEMO End User Application (EUA) BIM Existing 3D CAD systems Two scale levels: Bridge & Environment GIS TNO Urban Strategy Tool (US) Low-disturbance sustainable urban construction 11

Ny bro eller reparera Gammal bro Low-disturbance sustainable urban construction 12

WP4: Flexibla konstruktions metoder för nya broar Att utveckla metoder och tekniker som ger alternativa designmetoder för nya broar byggda i tätorter Utveckla industriellt byggande av broar! Är FRP tekniken mogen? Low-disturbance sustainable urban construction 13

FRP Fibre Reinforced Polymer composite materials Low-disturbance sustainable urban construction 14

FRP GC broar Lleida GFRP pedestrian bridge in Spain Delft, Netherlands FRP Broadway bridge, Portland, Oregon, USA 7:e längsta klaffbro i världen FRP däck 30.000 fordon per dygn Low-disturbance sustainable urban construction 15

WP4 MAIN DESIGN CONCEPT FRP deck on steel girder bridges Low-disturbance sustainable urban construction 16

Förband mellan stål och FRP brodäck Ofullständig eller full samverkan Deck-todeck Deck-togirder Parapet-to-deck/ Parapet-to-girder Doktorand: Valbona Mara Handledare: Mohammad Al-Emrani Low-disturbance sustainable urban construction 17

UTVECKLING AV KONCEPT Förband mellan olika delar Low-disturbance sustainable urban construction 18

Förband mellan FRP brodäck och stålbalkar Low-disturbance sustainable urban construction 19

Förband som ger bra samverkan Welded steel bolts Steel-concrete shear transmission Composite action Embedded FRP deck web provides crosswise continuity Low-disturbance sustainable urban construction 20

WP5: Förstärkning och reparation av gamla broar Utveckla förstärkning och reparation av gamla broar, uppgradera och förbättra existerande och nya tekniker med fokus på mycket korta reparationstider, utan miljö- och trafikstörningar i tätbefolkade städer Reza Haghani, Chalmers WP ledare Low-disturbance sustainable urban construction 21

Strengthening and repair of bridges Pre-stressing (Förspänning) + More efficient use of FRP materials + Unloading the steel reinforcement + Improved fatigue behaviour + Improved SLS + Limiting the crack widths in concrete structures, improved durability - High stress concentration - Need for mechanical anchorage 1 2 3 Low-disturbance sustainable urban construction 22

Pre-stressing Method using high pre-stressing forces without the need for mechanical anchorage has been developed at Chalmers Pmax Axial force in laminate Gradual increase in pre-stressing force [MPa] 140 120 100 80 60 40 20 α1 α2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 [mm] Distance from laminate end βα1 Shear stress Reference beam Beam 4 Beam 5 βα2 Distance from laminate end Before treatment After treatment Low-disturbance sustainable urban construction 23

Fallstudie - Koninginne bro- Rotterdam Klaffbro, byggd 1929-5 filer Low-disturbance sustainable urban construction 24

Broar i centrala Rotterdam Willems Erasmus Konninginne Low-disturbance sustainable urban construction 25

Problem med Koninginne Bro Stor egentyngd, - överbelastar mekaniska delarna Begränsning i axellast, 10 ton Uppgraderingstrategi Reduktion av egentyngd Kontinuerligt behov av underhåll Används ofta Low-disturbance sustainable urban construction 26

Uppgradering av Koninginnebro med FRP däck Ersätta befintlig tung däck med en lätt FRP däck FE modell gjort av Chalmers Low-disturbance sustainable urban construction 27

WP 7: Kunskapsspridning och utbildning Målet är att: försäkra hållbar kunskap överföring och implementering av PANTURA resultat till byggindustrin, konsulter och andra intressenter stimulera möjligheterna för nya marknader, utveckla kunskaper och nya idéer aktivt involvera intressenter att tillämpa nya idéer och metoder i verkligheten Low-disturbance sustainable urban construction 28

Tack för uppmärksamheten! The PANTURA project is co-financed by the European Commission with contract No.: 265172. Copyright 2011-2013. All rights reserved. All rights reserved. Any duplication or use of objects such as diagrams in other electronic or printed publications is not permitted without the author's agreement. Low-disturbance sustainable urban construction 29