Provning av stålbalkar på LTU

Aktuellt:
I LTU:s lab har Victor Vestman provat tre balkar inom ramarna för sitt doktorsarbete. Projektet går ut på att skapa samverkan i befintliga broar utan skjuvförbindning mellan stålbalk och betongfarbanan. Detta görs utan att förstöra vare sig farbanan eller isolering, genom att borra hål genom överflänsen upp i betongen, och sätta in spiralbultar (plåtar limmade 2,25 varv kring sin egen axel).
Victor Vestman (tv) tillsammans med Mats Pettersson och Erik Andersson från LTUs lab

Resultatet är en väldigt smidig förstärkningsmetod, som dessutom ger ett mycket segt brottbeteende i de broar, (eller i detta fall provbalkar), som förstärks.

labFörsöksuppställning – balk i trepunktsböjning.
Testbalk vid brottlast. Flytning I stålet och krossbrott i betongplattans överkant.

I Victors doktorsprojekt studeras även möjligheten att använda färre förbindare än vad som ger full samverkan, för att på så sätt spara in material och arbete genom partiell samverkan. Även provbelastning av en bro före och efter förstärkning har för första gången genomförts, och utvärderats.

Tekniken togs till Sverige i samband med att Peter Collin 2005 fick i uppdrag att få tyst på en bro vid Pitsund som inte hade några skjuvförbindare mellan stålbalkar och betongfarbana, med ljudbangar på över 100 dB vid lastbilsöverfarter under kalla vintermorgnar. 

Vid förstärkning av Portbron installerades 416 skjuvförbindare mellan överfläns och betongdäcket för att skapa samverkan. Arbetet skedde under bron med en ställning som inte gjorde anspråk på körbanan vilket ledde till en väldigt bra arbetsmiljö samt minimal påverkan på passerande trafik. Installationen var väldigt snabb och problemfri. 

– Kan man nyttja detta som alternativ till att byta befintliga broar för att öka kapaciteten för vägnätet är detta definitivt en kostnadseffektiv och mycket bra metod för det, säger Lennart Nilsson, platschef på NCC.

– Det är glädjande att tekniken kommit till användning i tre nordiska broar till, samt att vi fått ut resultaten inte bara till forskare utan även till konstruktörer och broägare, säger Peter Collin, professor vid LTU. Förutom dessa broar är konceptet använt vid två broar i London, samt tre broar i Vancouver.

Installation av töjningsgivare inför provbelastning av bro Sagstu före och efter förstärkning. 

Att gå från brokonstruktör till forskarstuderande – en väg in i doktorandlivet

– Att påbörja ett doktorandprojekt kan se ut på många olika sätt. Vissa kommer direkt från studier inom akademin, medan andra – som jag – har hunnit arbeta ute i industrin, ibland inom ett närliggande område, ibland inom något helt annat, säger Victor Vestman.

För min del innebar flera år som brokonstruktör att jag kunde bygga en stabil teknisk grund innan jag gav mig in i forskarvärlden. Den erfarenheten har inte bara gett mig trygghet som doktorand, utan också tillfört mervärde till själva forskningsprojektet.

Att redan från början ha en inblick i industrins behov och förutsättningar gör det enklare att formulera relevanta forskningsfrågor och ta fram lösningar som faktiskt går att implementera i praktiken. I vår projektgrupp – som består av Victor Vestman, Robert Hällmark och Peter Collin – finns en stark koppling till både industrin och brobyggande, samt en bred teknisk kompetens.

Vid Luleå tekniska universitet har vi dessutom fördelen av ett välutrustat laboratorium och en mycket kompetent personal. Mats Pettersson och Erik Andersson är två exempel på medarbetare med lång erfarenhet av både laboratorie- och fältundersökningar på broar.

I det här projektet har vi haft möjlighet att kombinera fältmätningar före och efter en broförstärkning med laboratorieförsök. Vi har på ett smidigt sätt kunnat testa och utvärdera förstärkningsmetoden med efterinstallerade skjuvförbindare för partiell samverkan.

Vår förhoppning är att detta arbete ska kunna bidra till framtida broförstärkningar med lägre klimatpåverkan – genom att både materialanvändning och arbetsinsats minskas, samtidigt som broarnas tekniska livslängd kan förlängas.

Projektet finansieras av:

  • SBUF genom PEAB
  • Trafikverket
  • Finska Trafikverket (Väylävirasto)
  • Rambollfonden

Bildtext:

Bildtext:

Bildtext:

Bildtext: