Broar av stål för gång och cykeltrafik (GC), som är projektets primära fokusområde, är idag ofta utformade och anpassade för manuella tillverkningsmetoder. Robotiserad tillverkning (se Figur 1) ger nya möjligheter att kostnadseffektivt producera materialeffektiva och gestaltningsmässigt fördelaktiga lösningar, som med manuella produktionsmetoder inte är kostnadsmässigt försvarbara, när man avser ett brokoncept som produceras för flertalet objekt.
Detta forskningsprojekt avser att identifiera, utvärdera och utveckla brokoncept som är väl anpassade för robotiserad produktion. Detta förväntas exempelvis mynna ut i detaljutformningar för kopplingar mellan olika konstruktionselement, något som behöver valideras med avseende på avsedd bärförmåga och producerad komponent. Med automatiserad produktion avses inte enkom robotiserad svetsning, utan att produktionen som helhet är automatiserad, inkluderat exempelvis även montering och ytbehandling. I tillägg till kostnads- och materialeffektiva lösningar, möjliggör automatiserad produktion tillsammans med automatiserad projektering och ett produkttänkande även en god grund för projekteffektivitet, med exempelvis korta ledtider från ax till limpa. Allt detta avser att i slutändan ge broägare och användare mer miljö- och ekonomisk hållbara konstruktioner. Inom projektet utvärderas förutom målat konventionellt konstruktionsstål av olika hållfasthetsgrader; väderbeständigt stål, duplexa stål och aluminium.
Den idag vanligaste konstruktionslösningen för det primära bärande systemet för GC-broar av stål är sannolikt fackverkskonstruktioner. Inom ramen för LIGHTSPAN kommer fackverkskonstruktioner med olika stångtvärsnitt (innovativa rullformade eller extruderade likväl som traditionella simplistiska) att utvärderas med hjälp av genetiska optimeringsalgoritmer, både avseende miljöpåverkan och ekonomi. Ytterligare en viktig konstruktionsdel för GC-broar är brobaneplattan, då denna ofta utgör en väsentlig del av brons totala materialmängd. Dagens praxis är att utföra denna som en ortotrop platta, d.v.s. en brobaneplåt med trapetsformade avstyvningar (se Figur 2). I tidigare forskningsprojekt har det påvisats att en materialeffektiv lösning för denna konstruktionsdel är en lasersvetsad sandwichplatta. Sandwichplattan av typen som visas i Figur 3 nedan är utvecklad för att bära vägtrafiklaster. Inom ramen för detta projekt kommer sandwichplattor, av stål och extruderad aluminium, att optimeras för GC-trafik. Preliminära analyser visar att detta kan medföra signifikativa materialbesparingar även för GC-broar.
I projektet samarbetar verkstad och produktionsteknik (Prodtex), konstruktör (WSP), arkitekt (Rundquist arkitekter), materialtillverkare (Outokumpu, SSAB, Hydro), broägare (Trafikverket), rullformning av profilstål (Bendiro), Stålbyggnadsinstitutet och forskningsutövare inom konstruktionsteknik och fogning (Chalmers och Swerim) för att driva utvecklingen mot mer material- och kostnadseffektiva konstruktioner.
Författare
Peter Nilsson Strand, WSP
Mohammad Al-Emrani, Chalmers
Tore Roppen, Prodtex AS
Joakim Hedegård, Swerim
