Erfaringer fra bæreevnevurdering af brokonstruktioner

Transkript

1 Dansk Betonforening Mandag den 22. januar 2007 Baggrund Formål: Et bygværk hvor bygværksejeren ønsker at øge levetiden eller at udskyde eller reducere reparationer - uden at bringe sikkerheden i fare Erfaringer fra bæreevnevurdering af brokonstruktioner Løsning: Avancerede beregningsmetoder med plastiske modeller og anvendelse af probabilistiske metoder Anvender en individuel analyse (brospecifik model) som opfylder de overordnede krav til sikkerheden Svend Engelund Rambøll, Aalborg Resultat: Rationelt værktøj til at vælge mellem forskellige tiltag (eftersyn, reparation, forstærkning, udskiftning) Afdeling for Anlæg og miljø Metodik Assessm ent from traditional evaluation OK? Skovdiget-broerne Assessm ent from traditional evaluation OK? Implement traditional strengthening project Advanced assessment beneficial? Implement traditional strengthening project Traditional decision process Advanced Assessm ent OK? Strengthening project based on advanced analysis New decision process considering advanced assessment methods Skovdiget-broerne 3 Bagsværd Hovedgade (set fra Ring 4 mod nord) 5 1

2 Vestbro og Østbro Vestbro og Østbro 7 8 Statisk system - Overbygning Nedbrydning In-situ støbt i 5 sektioner Kassedrager med to separate kasser Udkragede vinger på hver side Tværbjælker mellem de to separate kasser Forspændt langsgående og tværgående Oplagt på 2 søjlerækker med 11 søjler i hver række Ét fast leje midt på bro øvrige i samme række er enkeltbevægelige i længderetning. Lejer i den anden rækker er dobbeltbevægelige. Hoveddrager 3 Afløb Hoveddrager Hoveddrager (intakt) Hoveddrager

3 Hoveddrager Tværgående kabler Tværbjælker 10-fase procedure 0. Fact-finding 1. Problemformulering 2. Krav til sikkerheden 3. Deterministisk analyse (rm) og vurdering 4. Probabilistisk model for kritiske svigtmåder 5. Stokastiske variable 6. Sikkerheden af den (fiktive) intakte bro 7. Sikkerhed af nedbrudt bro 8. Analyse af tiltag 9. Øvrige krav til bygværk (æstetik, sekundær sikkerhed, osv.) 10. Opstilling af beslutningsmodel for at fastlægge de optimale tiltag for bygværket. 11. Implementering og vedligehold af Driftsplan Deterministisk analyse og vurdering 3. Deterministisk analyse og vurdering Identifikation af kritiske områder på basis af kombineret nedbrydnings- og belastningsgrad Opstilling af kapacitetsmodel for tværsnit som kan: a) maksimere den samlede kapacitet under kombineret bøjning og vridning/forskydning b) tage hensyn til nedbrydning af hver armeringsgruppe og betontværsnitsdel c) formuleres så den kan anvendes i et pålidelighedsprogram To forskellige brudkriterier for tværsnittet: - Kombineret bøjnings- og forskydningsbrud - Forskydningsbrud med kontrol af bøjningsbrud Optimere kapacitet ved omfordeling af skalkræfter

4 Resultat: Identifikation af kritiske snit 5. Stokastiske variable Støbeskel (høj kapacitetsudnyttelse, mange kabler, risiko for nedbrydning) Tværkabler (risiko for nedbrydning af kabler og beton) De længste fag (over banen) Tværrigler ( paraplykabler ) Laster (som forskrift) Styrker - beton (som forskrift) - blød armering (som forskrift) - spændt armering (som forskrift) Modelusikkerheder (mere konservativ end forskrift) Nedbrydning (ingen forskrift dvs. konservativ, verificeret, moniteret - livrem og seler ) Sikkerhed af intakte bro 7. Sikkerhed af nedbrudt bro Udvikling i tilstand og mulige tiltag Vurdering i 1998: Krav til sikkerhed (β > 4,75) opfyldt i år 1998 men med den nuværende (mangel på) viden om nedbrydning er sikkerheden ikke opfyldt i år Analyse af tiltag Vurdering af mulige tiltag Levetidsforlængelse? Pris?

5 Eftersyn (beton, armering, spændkabler) Eftersyn (spændkabler) Eftersyn (kritiske snit) Blød armering (åbne bøjler) Opdatering af sikkerhed Overlevelsesbelægning (1999) Ny afvanding fjerne vand fra kritiske områder Generel tætning af belægning Afløb

6 Resultat Fremtid for Skovdiget Vestbro Sikkerhedsbaseret driftsplan er implementeret i år og vedligeholdes / opdateres løbende Driftsplanen er en rationel model for vurdering af alle tiltag Udskudt større reparation og udskiftning minimum år Direkte besparelse på 75 millioner Driftsplan sikrer restlevetid til 2012 (minimum) 2003 : Opstilling af skitseprojekt for udskiftning 2004 : Tidsplan for udskiftning inkl. Forundersøgelser 2006 : Valg af strategi, udbud, myndighedsbehandling, osv : Udskiftning til ca. 160 millioner Traditionel (8 mdr.) ca millioner Hurtig (1½ mdr.) ca millioner eller levetidsforlængende tiltag Tak for opmærksomheden