The Real Service Life of Swedish Road Bridges - A Case Study

Relevanta dokument
Analys av brounderhåll för Vägverket i Region Mälardalen år

FoU om förebyggande brounderhåll. Johan Silfwerbrand. KTH, Byggvetenskap, Betongbyggnad Rebetdagen, Sthlm, 13 okt. 2015

Krav på inspektion av byggnadsverk. Innehåll. Trafikverket Investering Stora Projekt, Underhåll. Diariet

Kvarvarande utmattningskapacitet hos nitade metallbroar sammanfattning SBUF-projekt 12049

LCC för Järnvägsbron över Huvudnäskanalen. Ska bron repareras eller bytas ut? Mohammed SAFI

Framtidens brobyggare. Håkan Sundquist Brobyggnad, Byggvetenskap KTH

Rikard Hellgren KTH / WSP. Brottanalys av bergförankrade betongdammar

Reparationer av betongkonstruktioner

Drift- och underhållsplan för broar inom Nacka Kommun

BaTMan Bridge & Tunnel Management. Overview & Implementation. Mohammed SAFI

Avdelningen för BYGG. -konstruktion och produktion Vid Institutionen för Samhällsbyggnad och Naturresurser

Långtidsmätningar av töjningar. på Nya Årstabron till 2011

Diagram 1. Andel aktiviteter efter verksamhetsform 2008 Diagram 1. Share of activities by type of activity 2008

Examensarbeten L Sammanställning av arbeten utförda med MSB. 1 Orientering. 1 Orientering 1 2 Sammanställning 2 3 Referenser 5

Inverkan på bärförmågan av slaka bergsförankringar under betongdammar med hänsyn till nedbrytning. Rikard Hellgren

Kommuner med högst resultat i länet, sammanvägt resultat på elevenkäter, åk 5 (placering totalt av 185 kommuner)

Aktivt brounderhåll - en förstudie

Undersökning av däcktyp i Sverige. Januari/februari 2010

LCC för Järnvägsbron över Huvudnäskanalen

Mätningar för tillståndsbedömning av befintliga broar. John Leander, Docent i brobyggnad Kungliga Tekniska högskolan (KTH)

Inre skador på armering. Pågående korrosion av vanlig armering

Drift- och underhållsplan för broar inom Nacka Kommun

Structural LCC Design of Concrete Bridges

Bro över Söderström, km 1+83

Förstudie till ramprojektet: Utvärdering av tillåten trafiklast. Vägverket 1(9) Avdelningen för bro och tunnel

Varför bildas Trafikverket?

Statusbedömning av stål- och betongkonstruktioner i marin miljö

Reliability analysis in engineering applications

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2015 (januari mars)

Rebetdagen Åke Bjurholm, Grontmij.

Nu får invånare chans att tycka till om sin kommun

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2013 (januari mars)

Undersökning av däcktyp i Sverige. Kvartal 1, 2011

Sammanfattning...5. Bakgrund...6. Däckrisk...6. Mönsterdjup...6. Lufttryck...6. Finsk förebild...6. Kampanj däckrazzia i Sverige...6. Genomförande...

Reinvesteringsprogram för mindre åtgärder avseende broar, tunnlar och övriga konstbyggnader Genomförandebeslut

Utförande och upphandling av brounderhåll

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2012 (januari mars)

ITPS A2001: års rapport om den regionala utvecklingen i Sverige

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2014 (januari mars)

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2018 (januari mars)

Kartläggning av underhållsledning i processindustrier

, Dnr 2018: Beslutsbilaga 1 sid. 1 (5) Erbjudna platser jan-dec

Metoder och verktyg för förebyggande underhåll och statusbedömning av stål- och betongkonstruktioner i marin miljö (projekt nr och nr 12349)

Byggrapport En sammanställning över nyproduktion bland Studentbostadsföretagens medlemsföretag.

Utredning om grundläggning

Undersökning av däcktyp i Sverige. Vintern 2016 (januari mars)

Aborter i Sverige 2009 januari juni

Livscykelkostnadsanalys (LCC-analys) av Broar och Vägar

Förstudie till ramprojektet: Trafiksäkra broar

Kursnamn Kurstid Datum och starttid Ort Brandskyddsutbildning 3 timmar :00:00 Alingsås Brandskyddsutbildning 3 timmar

Kompletterande uppgifter / rättelser? Kontakta Magnus Lindell eller limag@bredband.net

STYRELSEKARTLÄGGNINGEN MARS Andelen kvinnor på styrelse poster fortsätter att öka

Comenius fortbildning, april 2013

Verksamhetsområde Samhälles roll i Trafikverket. Einar Schuch Regionchef Region Öst. Trafikverket startade den 1 april 2010

En Bättre Sits. Storregional systemanalys. Infradagen Fredrik Eliasson Infrastruktur & samhällsplanering Region Örebro län

Asfaltdagen Erfarenheter från bildandet av Trafikverket i Sverige. Per Andersson

Statens inköpscentral Box Stockholm Upprättat av Projektnamn Dokumenttyp Mattias Ek Fordonsförhyrning Bilaga 1 c, Kravspecifikation

Kiruna. Gällivare. Piteå Storuman. Skellefteå Lycksele. Tåsjö Vännäs Umeå. Örnsköldsvik. Östersund Sollefteå. Härnösand

Vad har hänt med urbaniseringen

Gatukontorsdagar Håkan Wennerström Regionchef Region Väst

Aborter i Sverige 2011 januari juni

BRF-RESPONS ST LOKALA KARTLÄGGNINGAR FÖR ÖKAD FÖRSÄLJNING

Bokningsstatus - lediga provtider, körprov behörighet B (personbil), på Trafikverket Förarprov

Trafikverkets Bildspel REV kurs

CIR-dagen , Svenska Mässan. CIR svenska gruppen för CIB, IABSE och RILEM

Jämställdhetsintegrering. 30 januari 2019 Forum Jämställdhet Marie Trollvik och Katarina Olsson

Bokningsstatus - lediga provtider, körprov behörighet B (personbil), på Trafikverket Förarprov

Bokningsstatus - lediga provtider, körprov behörighet B (personbil), på Trafikverket Förarprov

Vägkvalitetsrapport En granskning av Sveriges vägnät

Mötes- och resepolicy Kick-off 8 november Trafikverket och Hålllbar Mobilitet Skåne i samverkan!

DATABAS ÖVER PROVVÄGAR

BRF-RESPONS st lokala kartläggningar för ökad försäljning

Produktbeskrivning av FIBERBAR

Västmanlands län Månad

Sida 1 av 8. Barn berörda av verkställd avhysning, jan-mars 2013 Källa: Kronofogden

VARFÖR RÄTTVIS HANDEL? Klyftan mellan de allra rikaste och de allra fattigaste har ökat de senaste decennierna.

Föräldrar villiga bidra mer till bostaden än barnen tror Utkast för analys

Korpen Svenska Fokus Korpen 2025 Remissen

StatistikInfo. Arbetspendling till och från Västerås år Statistiskt meddelande från Västerås stad, Konsult och Service 2015:6.

Förstärkning av betongplattor, med och utan öppningar

Väg 76 förbi Norrtälje Arbetsplan

Trafikverket PIA Produktivitets- och Innovationsutveckling i Anläggningsbranschen

Statlig cykelpolitik

Bokningsstatus - lediga provtider, körprov behörighet B (personbil), på Trafikverket Förarprov

Västmanlands länmånad

CE-märkning av räcken och andra skyddsanordningar enligt SS-EN Informationsdagar maj Lund 9 maj Sigtuna 11 maj Göteborg 19 maj Umeå

Investeringsstöd till äldrebostäder

Forskningens geometri bredd, djup, längd, höjd & yta

Bokningsstatus - lediga provtider, körprov behörighet B (personbil), på Trafikverket Förarprov

myndighetsranking 2008 så klarar myndigheterna service och bemötande gentemot små företag

Skyltade stråk. Detaljkartor. Sevärdheter. Turförslag. Turistleder. Trafikinfo

Var fjärde domstol använder inte rättstolkar

Cykeln och hållbar stadsutveckling

Comenius fortbildning januari 2012

Einar Schuch och Christer Agerback

Förbundsutskott 32, broar och tunnlar

Konsten att underhålla konstbyggnader (Byggnadsverk Broar) Gatukontorsdagarna. Per Thunstedt

Vägkvalitetsrapport En granskning av Sveriges vägnät

Transkript:

Centrum för forskning och utbildning i drift och underhåll av infrastruktur Byggvetenskap Svensk sammanfattning av doktorsavhandling The Real Service Life of Swedish Road Bridges - A Case Study Inom projekt T3 Konstbyggnaders reella livslängd Placering: Byggkonstruktion, KTH Handledare: Håkan Sundquist Doktorand: George Racutanu; george.racutanu@vv.se Finansiär: Vägverket. Avslutat med doktorsexamen 2001

Förord Omhändertagande av det befintliga beståndet av teknisk infrastruktur är av mycket stor betydelse i ett land som Sverige där enorma medel finns investerade i denna typ av byggnadsverk. Vid avdelningen för brobyggnad har under en lång rad år bedrivits forskning inom området Konstbyggnaders beständighet, tekniska underhåll, reparation och ekonomiska livslängd. De doktorandprojekt som bedrivits inom detta område är Samband mellan funktions- och miljöbetingad nedbrytning av betongkonstruktioner. Doktorsexamen Jesper Krus 1996. Metoder för oförstörande provning av betongkonstruktioner. Doktorsexamen Ulrika Wiberg 1995. Konstbyggnaders reella livslängd. Doktorsexamen George Racutanu 2001. Funktionskravsbaserade regler för armeringskorrosion. Licentiatexamen Mats Ekman, 1998. Optimering av åtgärder för ökad livslängd hos infrastrukturkonstruktioner. Doktorsexamen Susanne Troive, 1998. Förstärkning av befintliga broar m.h.t. stansning, Licentiatexamen Ghassem Hassanzadeh, 1998, doktorsexamen planerat till april 2004. Reparationers inverkan på konstruktioners reella livslängd Jonatan Paulsson, doktorsexamen 2001. Befintliga trafikbelastade betongkonstruktioners utmattningskapacitet, Ulrika Johansson, licentiatexamen planerad till maj 2004. Spännarmerade konstruktioners beständighet, doktorand Thomas Roth, Licentiatexamen planerad till sept 2004. Funktionsentreprenad brounderhåll, doktorand Hans-Åke Mattsson, Licentiatexamen är planerad till 2005. Nya projekt inom detta område är planerade och finansierade bl.a. i samarbete med Cement och Betong Institutet. Även om de resultat som kunnat vaskas fram genom insamlande av information från inspektioner och datainsamling en lång rad broar innehåller många fel och ofullkomligheter visar en internationell jämförelse att det material som Racutanu samlat in och bearbetat är unikt och värt en fortsatt komplettering och utvärdering kanske i form av ett nytt forskningsprojekt. Som framgår utgör Georg Racutanu s projekt en viktig del av en kedja av projekt inom ett mycket viktigt område. Dessutom har material från projektet kommit till stor användning i flera av de genomförda projekten. Håkan Sundquist, professor i Brobyggnad, KTH

1. Inledning CDU projekt T3, Konstbyggnaders reella livslängd Allt byggnadsmaterial föråldras och bryts ner med tiden. Även betongen är ett sådant material. Kunskap om varför och hur de olika nedbrytningsmekanismerna fungerar och påverkar betongkonstruktionernas beständighet har lett till att regler och betongnormer ständigt anpassats till nya uppkomna funktions- och beständighetskrav. 1.1 Bakgrund Miljön och främst vägmiljön har under de senaste decennierna blivit mer och mer betongaggressiv. Olika nedbrytningsmekanismer på framförallt betongkonstruktioner har ökat i Sverige sedan vägsalt som halkbekämpningsmetod börjat användas. Sedan vägväsendets förstatligande 1944 fram till slutet på 1980-talet har Vägverket regionalt och centralt ajourhållit en landsomfattande broliggare, där uppgifter, som inspektionsanmärkningar, tillståndsbedömningar av konstruktionsdelar och utförda reparationer infördes manuellt för samtliga broar i landet. Projektets mål är att studera möjligheten att utnyttja mängden av samlad information från både de äldre (före 1987) och de nyare inspektionsuppgifterna (efter 1987), och använda dem för att bedöma betongkonstruktionernas (med de ingående konstruktionsdelarnas) reella livslängd. Detta kan åstadkommas genom att använda den insamlade informationen i en eller flera tillståndsutvecklingsmodeller, som kan förutse hur de olika konstruktionsdelarna bryts ner i tid under särskilt ställda villkor. 1.2 Projektets syfte, omfattning och avgränsning Broarna är en känslig nerv för framkomligheten i ett lands trafiksystem. För att klargöra brobeståndets fysiska och funktionella tillstånd på det allmänna vägnätet vid en bestämd tidpunkt krävs regelbundna och systematiska inspektioner. En viktig del av ett välfungerande trafiksystem är därför planeringen och genomförandet av nödvändiga reparations- och underhållsarbeten på brobeståndet. Syfte Med inspektionsrapporter som utgångspunkt kan kort- och långsiktiga åtgärdsbehov planeras. Planeringen av brounderhåll och framförallt broreparationer kan optimeras om broförvaltaren har tillgång till en effektiv modell som beskriver hur en viss nedbrytningsprocess för en viss brodel, i en viss miljö, utvecklar sig. Kan tillgänglig broinformation i Vägverkets databaser användas till att bedöma och prognostisera tillståndsutvecklingen? Omfattning Information från konstbyggnaders byggskede som exempelvis betonggjutningsprotokoll, dagböcker, slutbesiktningsprotokoll, slutrapporter, har, i de flesta fall, sparats i Vägverkets broarkiv. Projektet startades genom att genomsöka dessa arkiv.

Utförda inspektioner under årens lopp har, i de flesta fall, dokumenterats mycket noga, i form av fotografier, skadebeskrivningar och även utförda mätningar. Alla utförda särskilda inspektioner, framför allt från 1980 talet, med en stor mängd laboratorieundersökningar i form av kloridprofiler och tryckhållfasthetsprovningar har tagits till vara. Vägverkets nuvarande nomenklatur och kodsystem har tillämpats genomgående i projektet. Informationssökningen pågick under åren 1995 och 1999 och sammanställdes i projektpärmar för framtida forskning inom området. Avgränsning För att kunna bedriva arbetet effektivt med tanke på mängden tillgänglig information, har all materialinsamling skett på ett strukturerat sätt. Ett system har utarbetats för urskiljning av viktiga uppgifter. Upprättandet av studiumanpassade checklistor har med fördel använts för 353 studerade konstbyggnader på 23 olika vägstråk och på det sättet kompletterat befintlig information som fanns inlagd i Brodatan efter 1987. Dessa 23 vägstråk har valts ut med förutsättningen att alla konstbyggnader på ett vägstråk blir utsatta för liknande miljö- och trafikbelastningar. Det har visat sig senare att många vägstråk är samtida och byggda med samma byggteknik och betongnormer och ofta av samma entreprenör. Dessa uppgifter blev sedan registrerade i en PC-relationsdatabas, BEA, Bridge Element Analysis.

2. Metod CDU projekt T3, Konstbyggnaders reella livslängd Tanken på att studera och jämföra tillståndsutvecklingen för brokonstruktioner längs ett geografiskt begränsat stråk väcktes på ett tidigt stadium. 23 vägstråk har numera valts ut med förutsättningen att alla konstbyggnader på ett vägstråk blir utsatta för liknande miljö- och trafikbelastningar. Det har senare visat sig att hypotesen att många vägstråk är samtida och byggda med samma byggteknik och betongnormer stämde. Det kan vara svårt att hitta två likadana broar som har identiska levnadsförutsättningar. Dock kan man minimera olikheterna genom att exempelvis följa ett geografisk nära vägavsnitt som vi kan kalla för vägstråk. Årsdygnstrafiken (ÅDT), klimatet, vägmiljön och oftast vägstandarden (som idag ligger till grund för Vägverkets saltningsinsats) är förhållandevis lika. Dessutom blir inspektioner utförda av samma personal under en längre period, och många av de efter varandra följande broarna på ett vägstråk är byggda under samma tidsepok, d v s med samma byggnormer, regler och byggteknik. Val av vägsnitt och stråk resulterade i att urvalet i början av projektet först blev koncentrerat till 15 stråk med 188 broar i fyra län, Örebro, Uppland, Södermanland och Västmanland. För att kunna se hur olika klimat påverkar konstbyggnaderna utökades den geografiska omfattningen med ett antal stråk i Västerbottens län. Vägarna i Västerbottens län saltas mycket lite eller inte alls, vilket är en mycket intressant faktor att studera. 1996-1997 undersöktes ytterligare fyra stråk i Västerbotten med sammanlagt 82 broar, Racutanu, 1997. Under åren 1998 och 1999, 83 broar från fyra vägstråk belägna på väst- och östkusten undersöktes. Vägstråkens avgränsning i antal broar och längd är anpassade så att trafikmängd och klimat har liknande värden. Detta har gjorts för att man skall kunna jämföra stråk emot varandra, och ta fram faktorer som kan påverkas av konstbyggnadernas miljö. Totalt studerades 23 olika vägstråk, vilka totalt inkluderade 353 broar. Det insamlade materialet från Vägverkets olika databaser kan delas in i tre olika grupper: Allmän information om bron Inspektioner och reparationer Information från byggstadiet och brons tillstånd vid färdigställandet För att arbetet med materialinsamlingen skulle framskrida effektivt utarbetades en strategi för att få tag i relevant information. I initialskedet upprättades checklistor och rutiner för materialinsamlingen. Insamlat material lades in i olika projektpärmar. Informationen letades fram i Vägverkets olika broarkiv på regionkontoren och på huvudkontoret. All information om inspektioner och reparationer registrerade i Vägverkets Brodata efter 1987 togs tillvara. Exempel på material hämtat ur regionarkiv: Huvudblad (allmän information om bron) Fotografier från byggnation och inspektioner

Inspektionsprotokoll Underhållsrapporter Kloridprofiler från särskilda broinspektioner Brons ritningar (mikrofilm) På Vägverkets huvudkontor i Borlänge finns det centrala broarkivet som innehåller information om hela landets brobestånd. Där finns alla originalhandlingar från brons uppförande. Man kan även hitta ekonomiska kalkyler och utfall, brevväxlingar mellan olika instanser och andra intressanta skrivelser. Sökandet fick inrikta sig på att hitta dokument som var relaterade till byggstadiet. Denna typ av dokumentationsmaterial har mycket stor betydelse för analysen av tillståndsutvecklingen. Livslängden för en konstruktionsdel påverkas i hög grad av hur dess tillstånd var strax efter färdigställandet. En slutrapport kan vara fri från någon anmärkning medan laboratorieprover på betongen kan visa värden i underkant av toleranserna. Laboratorieproverna innehåller i huvudsak frost- och tryckhållfasthetsprover. Exempel på material hämtat ur huvudarkiv: Slutbesiktningsprotokoll Garantibesiktningsprotokoll Betonggjutningsprotokoll inklusive väderleksförhållandena Tryckhållfasthetsprotokoll Frostprotokoll för frostbeständighet I samband med förstatligande av vägnätet i landet 1944, byggdes broliggaren upp. Broliggaren som förr fördes helt manuellt, kan sägas vara föregångare till Brodata. Innehållet i dåtida broliggare och dagens Brodata är nästan identiskt. Låt oss inventera det som nu finns insamlat inom projektets ram: Information från konstbyggnaders byggskede, 1069 betonggjutningsprotokoll, dagböcker, slutbesiktningsprotokoll, slutrapporter och 405 kloridprofiler från 1980-talet. Mycket av den insamlade informationen har inmatats i relationsdatabasen BEA. 3747 utförda inspektioner, 2850 skador med angiven skadetyp och skadeorsaker. Utförda mätningar och bedömning av tillståndsklass har inmatats i relationsdatabasen BEA. Meteorologiska data från SMHI och saltförbrukningsdata från Vägverket.

3. Tillståndsutveckling Huvuddel Primär skadeorsak Material Sekundär skadeorsak Sekundär skadeorsak Konstruktionsdel Konstruktionsdel Tertiär skadeorsak Tertiär skadeorsak Tertiär skadeorsak Tertiär skadeorsak Tertiär skadeorsak Tertiär skadeorsak Mätning och bedömning Element Element Element Element Skadetyp Elementdel Elementdel Elementdel Elementdel Elementdel Elementdel Elementdel Elementdel Tillståndsklass Figur 1 Tillvägagångssättet vid utdelning av tillståndsklasser för en konstruktionsdel. Varje konstruktionsdel på en bro ges, efter utförd inspektion, en tillståndsklass. Tillståndsklassen återspeglar konstruktionsdelens funktionella tillstånd. Tillståndsklassen kan vara ett heltal mellan 0 och 3. I figur 2 anges bedömningen som ligger till grund till klassningen. 0 Bristfällig funktion bortom 10 år. 1 Bristfällig funktion inom 10 år. 2 Bristfällig funktion inom 3 år. 3 Bristfällig funktion vid inspektionstillfället. Figur 2 Det funktionella tillståndet beskrivs i Vägverkets broförvaltningssystem med hjälp av tillståndsklasser, TK. Det finns olika metoder att förutse, eller prognostisera, tillståndsutveckling. Ett antal olika prognostiseringsmetoder som använder information från utförda inspektioner existerar redan.

Dessa är integrerade i ett antal förvaltningssystem, t ex broförvaltningssystemet BRIDGIT, Hawk H, Small E, 1998 eller beläggning i vägförvaltningssystem, Robinson R, Danielsson U, Snaith M, 1998. Försök görs även ta fram manualer i tillståndsutveckling. En sådan manual är BRITE/EURAM Project 4062, 1997. Med den tillgängliga informationen och materialet i projektet, kan två olika metoder tillämpas: Probabilistiska metoder Deterministiska metoder Tillståndsutvecklingen för en konstruktionsdel i verkligheten är inte bara skadetyp -eller materialberoende. Andra faktorer som byggnadsår (t ex normer, tekniska krav), detaljprojektering, utförande, förebyggande underhåll och underhåll är viktiga att beakta Paulsson-Tralla J, 1999. Markov kedjor, som är en probabilistisk metod, är ett sätt att använda tillståndsklasserna i undersökningen. Metoden prognostiserar sannolikheten att ett viss tillståndsförändring sker inom en viss tid. Mycket förenklad, redovisas principen i figur 3. Nackdelen med metoden är att det får inte ske tillståndsförbättringar (TK minskar) vid nästa tidpunkt. Förbättringsvillkoret innebär, i praktiken, att Markov kedjor kan enbart användas innan de flesta reparationsarbetena påbörjas. Metoden har även samma-tillstånd eller ett tillstånd steg - vilkoret. Vid nästa tillfälle, tillståndet får endast vara lika eller en tillståndsklass högre. Alltså, vid nästa inspektion, bedömd tillståndsklass får inte vara 3 om föregående inspektion hade 1. I verkligheten, särskilt vid olyckskador, en konstruktionsdel kan bli tilldelad TK 3 redan vid första inspektionstillfället. Ett sätt att kringgå ett-stegs-vilkoret, är att ta bort dem. 33 % CC 0 100 % 67 % CC 1 33 % 44 % 44 % 30 % 20 % 44 % 40 % 33 % CC 2 11 % 22 % 30 % 33 % CC 3 4 % 11 % 0 10 20 30 40 Time / Years 67 % maintain present Condition Class 33 % transform to next higher Condition Class Figur 3 Förenklad principskiss av Markov kedjan. (Engelsk text). Ur Racutanu, 2000.

Deterministiska metoder kan vara t ex olika regressionsmodeller. En sådan modell kan använda tillståndsklassarna i undersökningen. Figur 4 visar samma skadetyp på samma konstruktionsdel från tre samtida och likvärdiga broar. Dessa konstruktionsdelar har inspekterats och tillståndsklassats under ett antal år. Om man tar medelvärdet av tillståndsklassen vid respektive år och inför en linjär trendlinje med villkoret att vid t = 0 då är TK = 0 fås ett linjärt samband mellan tillståndsklass och tid. Bro 1 Bro 2 Bro 3 Konstruktionsdel A A A Element A.1 A.1 A.1 Elementdel A.1.1 A.1.1 A.1.1 Skadetyp S S S Primär skadeorsak S.1 S.1 S.1 Sekundär orsak S.1.1 S.1.1 S.1.1 Tertiär orsak S.1.1.1 S.1.1.1 S.1.1.1 Bedömd tillståndsklass (TK) 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Brons ålder vid inspektionstillfället Ålder TK TK TK TK 0 år 0 0 0 0 4 år 0 0 0 0 8 år 0 0 0 0 12 år 0 0 0 0 16 år 1 1 0 0,667 20 år 1 1 0 0,677 26 år 1 1 1 1 31 år 2 1 1 1,333 35 år 2 2 2 2 40 år 2 2 2 2 44 år 2 2 2 2 47 år 3 2 3 2,667 Bedömd tillståndsklass (TK) 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Brons ålder vid inspektionstillfället Figur 4 Exempel hur man kan använda skadeutvecklingen av en skadetyp med hjälp av tilldelade tillståndsklasser.

4. Några resultat CDU projekt T3, Konstbyggnaders reella livslängd Nedan redovisas några resultat från undersökningen. Fördelen med att arbeta med relationsdatabaser är att man lätt kan söka information som uppfyller ett eller flera villkor. I figur 5 redovisas en sådan sökning. Sökvillkoret var den procentuella fördelningen av samtliga skador, redovisade på konstruktionsdelsnivå. Klart överrepresenterade i undersökningen var konstruktionsdelarna kantbalk, stöd, räcke och slänt och kon. Wing & retaining wall 6% Surfacing 7% Deck slab 8% Primary load bearing element 6% Waterproofing 5% Drainage system 4% Bearings 2% Expansion joint 1% Other load bearing element 1% Foundation 1% Edge beam 21% Slope & embankment end 10% Parapet 13% Support 15% Figur 5 Skadefördelning på konstruktionsdelsnivå, alla tillståndsklasser. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000). Jämför man de allvarligaste skadorna, noterade med tillståndsklass 3, förändras bilden. 61 % av dessa är relaterade till konstruktionsdelen isolering, räcke och beläggning. Drainage system 9% Slope & embankment end 8% Support 4% Deck slab 4% Expansion joint 2% Edge beam 12% Waterproofing 31% Surfacing 13% Parapet 17% Figur 6 Tillståndsklass 3. Bristfällig funktion. Skadefördelning på konstruktionsdelsnivå. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000).

Deformation 5% Leakage 5% Spalling 5% Crack 6% Scour 4% Other damage types 20% Tension crack 18% Movement 7% Weathering 13% Corrosion 17% Figur 7 Skadetyperna i undersökningen. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000). Defective construction 5% (140) Other 7% (192) Defective maintenance 3% (76) Defective design 1% (27) Accident 8% (228) Service condition 39% (1129) Environmental action 37% (1058) Figur8 Skadeorsakerna i undersökningen. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000). I tabell 1 redovisas skadefördelningen på sex konstruktionsdelar, fördelade med hänsyn till konstruktionstyp. Dessa sex konstruktionsdelar svarar för över hälften av alla skador.

Structural construction type Edge beam Support Deck slab Wing & retaining wall Slope & Embank ment end Parapet Total Slab bridges 21 % 13 % 9 % 1 % 10 % 11 % 65 % Beam bridges 21 % 16 % 6 % 2 % 5 % 9 % 59 % Slab frame bridges 22 % 17 % 7 % 9 % 10 % 14 % 79 % Beam and slab bridges 23 % 6 % 6 % 9 % 19 % 14 % 77 % Tabell 1 Kantbalk, stöd, brobaneplatta, ving och stödmur, slät och kon samt räcke. Skadefördelning fördelad på konstruktionstyp. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000). De 353 broar i undersökningen var belägna på 23 olika vägstråk. Som framgår i tabell 2, jämförs skadefördelningen på konstruktionsdel och vägstråk resulterar i att fyra konstruktionsdelar svarar för nästan hälften av alla skador.

Road section and number of bridges Edge beam Support Deck slab Slope & Embankment end Total Arboga-Eskilstuna 14 19% 11% 10% 12% 52% Arboga-Örebro 15 31% 8% 9% 7% 55% Dorotea-Vännäs 16 16% 2% 0% 18% 36% Enköping-Bålsta 19* 7% 51% 0% 0% 58% Eskilstuna-Arboga 17 19% 17% 12% 13% 61% Eskilstuna-Mariefred 13 19% 18% 18% 9% 64% Frilleås-Gunnerstorp 28 5% 43% 0% 2% 50% Kalmar-Oskarshamn 16 29% 15% 7% 9% 60% Köping-Fagersta 4 27% 0% 9% 7% 43% Köping-Västerås 15 31% 3% 15% 7% 56% Nordmaling-Piteå 24 41% 7% 6% 13% 67% Nyköping-Stockholm 30 16% 20% 13% 7% 56% Oskarshamn-Gamleby 25 20% 20% 5% 7% 52% Ramnäs-Kopparberg 3 19% 12% 2% 23% 56% Storuman-Gränsen (N) 23 14% 3% 6% 18% 41% Strömsholm-Ramnäs 3 18% 18% 2% 11% 49% Strömsund-Arvidsjaur 19 24% 7% 5% 20% 56% Torpa-Sandsjöbacka 14 11% 18% 0% 0% 29% Uppsala-Gävle 10 32% 9% 13% 3% 57% Västerås-Enköping 10 20% 20% 7% 19% 66% Örebro-Grängesberg 9 39% 6% 8% 13% 66% Örebro-Laxå 17 19% 18% 1% 15% 53% Östhammar-Karlholm 9 28% 4% 23% 10% 65% *Bara 34 ningar inspektionsanmä Tabell 2 Konstruktionsdelarna kantbalk, stöd, brobaneplatta och slänt och kon. Skadefördelningen på respektive vägstråk. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000).

Alla broar har en viss längdorientering. Detta gör att vissa konstruktionsdelar i söderläge, som t ex kantbalkar, blir mer utsatta än andra. Broarna har indelats i en av 12 möjliga sektorer, där varje sektor har 15 grader. För kantbalkarna i undersökningen gäller: Sektor 000-015 : 8 inspektioner från 5 broar Sektor 015-030 : 6 inspektioner från5 broar Sektor 030-045 : 13 inspektioner från 8 broar Sektor 045-060 : 7 inspektioner från 5 broar Sektor 060-075 : 23 inspektioner från 10 broar Sektor 075-090 : 21 inspektioner från 15 broar Sektor 090-105 : 41 inspektioner från 18 broar Sektor 105-120 : 14 inspektioner från 9 broar Sektor 120-135 : 14 inspektioner från 9 broar Sektor 135-150 : 21 inspektioner från 14 broar Sektor 150-165 : 3 inspektioner från 3 broar Sektor 165-180 : 13 inspektioner från 10 broar Om man tillämpar modellen redovisad i figur 4 samt presenterar den grafiska lösningen för y = 3, kan det noteras att kantbalkar från broar med en öst-västlig längdriktning visar en lägre förväntat livslängd. N Years 345-0 330-345 315-330 300-315 285-300 270-285 0-15 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 15-30 30-45 45-60 60-75 75-90 90-105 255-270 105-120 240-255 120-135 225-240 135-150 210-225 195-210 180-195 150-165 165-180 Expected age for CC 3 / a Figur 9 Kantbalkarna i undersökningen. Bedömd livslängd med hänsyn till brons längdorientering. (Engelsk text, ur Racutanu, 2000).

5. Slutsatser CDU projekt T3, Konstbyggnaders reella livslängd Detta papper redovisar bara en bråkdel av det insamlade materialet och resultat. Men några viktiga delslutsatser kan anses vara av särskilt intresse i samanhanget. Dessa är: Vägverkets broarkiv En öppen bok i brobyggnadshistoria Inspektioner Kvalitet Relationsdatabaser Ett måste Tillståndsutvecklingsmodeller på konstruktionsdelsnivå Behov av vidareutveckling Vissa konstruktionsdelar Alltid närvarande i inspektionsprotokoll Skadeorsaker På gott och ont En viktig slutsats från projektets genomförande är att Vägverkets olika arkiv kan betecknas som en öppen bok i svensk brobyggnadshistoria. Även ett kort besök hos det centrala broarkivet i Borlänge rekommenderas till alla forskare inom ämnet brobyggnad. Mycket tekniskt och historiskt intressant material, ofta unika dokument, har hittats i dessa arkiv. Forskarstuderande kan även utnyttja den enorma mängden information som finns ute på Vägverkets regionala broarkiv i Stockholm, Luleå, Härnösand, Göteborg, Eskilstuna, Jönköping och Malmö. Alla förvaltningssystem, t ex broförvaltningssystem, är direkt beroende av inputen från utförda inspektioner. Kompetensen hos personalen som utför dessa inspektioner är nyckeln till ett effektivt förvaltningssystem. Relationsdatabaser är ett bra hjälpmedel för att kunna hantera stora mängder information samt kunna göra sökningar med ett eller flera vilkor. Men man måste alltid komma ihåg att desto fler sökvillkor ger minskad antal träffar. Uppbyggnaden av en sådan relationsdatabas bör beakta framtida ändringar. Tillståndsutvecklingsmodeller krävs för olika skadetyper under vissa omständigheter på konstruktionsdelsnivå. Dessa modeller underlättar bedömningen i fält. Det finns ett starkt behov för vidareutveckling av sådana modeller. Både probabilistiska och deterministiska. Det finns ett antal konstruktionsdelar som alltid är överrepresenterade i inspektionsprotokollen. Med hjälp av relationsdatabasen BEA har olika sökvillkor använts och resultatet är mycket slående. Konstruktionsdelen kantbalk svarar för över 20 % av alla inspektionsanmärkningarna i undersökningen. Konstruktionsdelarna kantbalk, stöd, brobaneplatta och slänt och kon svarar tillsammans för närmare hälften av alla anmärkningar, oberoende av sökvillkor. Förändringar i design bör ses över, framförallt i detaljer som räckesinfästningar och stödplacering. Noggrannare kontroll av slänter, koner och fyllning mot bron bör prioriteras vid slutbesiktning av broobjekt. Vägverkets nuvarande metod för att beskriva skadetyper och skadeorsaker är väl utvecklad. Men det finns vissa misstänkta fallgropar som kan försvåra möjligheten att kunna prognostisera livslängden på en konstruktionsdel efter en viss nedbrytningsmekanism. Detta gäller framförallt när man anger felaktiga skadeorsaker, inte av bristande kompetens, utan av praktiska mätmetoder i fält, för bedömning av den primära skadeorsaken.

6. Referenser BRITE/EURAM Project 4062, 1997. Hawk H, Small E, 1998. Paulsson-Tralla J, 1999. Racutanu G, 1998. Racutanu G, 2000. Robinson R, Danielsson U, Snaith M, 1998. The Residual Service Life of Reinforced Concrete Structures. Manual for Assessment of Residual Service Life of Reinforced Concrete Structures and List of Publications from the Project. Edited by Fagerlund, G. Report TVBM-7117, Lund University, Lund Institute of Technology, 1997. The BRIDGIT Bridge Management System. Structural Engineering International 4/98, pp 309-314, 1998. Service Life of Repaired Concrete Bridge Decks. Doctoral Thesis TRITA-BKN. Bulletin 50, 1999, KTH, Stockholm, 1999. Konstbyggnaders reella livslängd (In Swedish). Licentiate Thesis, ( The Real Service Life of Bridges ). TRITA-BKN. Bulletin 36, 1997, KTH, Stockholm, 1997. The Real Service Life of Swedish Road Bridges A Case study. Doctoral Thesis, TRITA-BKN. Bulletin 59, 2000, KTH, Department of Structural Engineering, Stockholm, 2000. Road Maintenance Management: Concepts and Systems, ISBN 0-333-72155-1, 1998.