Utmattning av järnvägsbroar av armerad betong
Jämförande beräkning för två befintliga plattrambroar
Många befintliga järnvägsbroar i Sverige närmar sig sin beräknade livslängd. Det finns också en önskan att öka tåglasterna, antalet tågöverfarter och tåghastigheterna för att klara dagens och framtidens behov. För att inte behöva riva fullt fungerade broar bör bärighetsutredningar ge resultat som stämmer väl överens med verkligheten. Med dagens betongnormer kan utmattning bli den dimensionerande faktorn, trots att få fall av brott har observerats i broar av armerad betong på grund av utmattning. Detta examensarbete jämför tre utmattningsmodeller på två plattrambroar av armerad betong belastade med järnvägstrafik, en från 1972 och en från 1995. Utmattningsmodellerna grundar sig på Boverkets betonghandbok 04, Eurokod och Fib Model Code 2010. Broarnas betong och armering har kontrollerats med avseende på böjning och skjuvning med en enklare spänningskontroll och delskadeanalys. I de flesta kontroller enligt beräkningarna klarar broarna inte utmattningsvillkoren, trots att inga tecken på utmattning har observerats vid tidigare inspektioner.De faktorer som påverkar utmattningskapaciteten mest är spänningsvidden, antalet lastcykler, armeringsdiametern och bockningsradien på armeringen. Alla undersökta utmattningsmodeller påverkas av dessa faktorer. Det går inte att peka ut en modell som ger lägst kapacitet i alla kontrollerade fall, förutom vid delskadeanalys då Fib model code 2010 gav den största kapaciteten och var därmed mest gynnsam.För mer noggranna beräkningar används delskadeanalysen där verkligt antal lastcykler används. Beräkningarna visar att analysen inte blev den mest fördelaktiga metoden vid dessa korta plattrambroar, utan gav högre utnyttjandegrader än de enklare spänningskontrollerna. Vidare forskning behövs om utmattning av armerade betongbroar belastade med järnvägstrafik. Dagens normer ger för konservativa resultat, som inte speglar verkligheten. Förbättringar kan ske antingen genom att påverkan, från de ovan nämnda faktorerna, kan reduceras eller att helt nya metoder tas fram. Andra frågor att studera är till exempel storleken på spänningsvidden (beräkningsmodeller, dynamikfaktor, övervakning) och antalet lastcykler för olika spänningsvidder.