Projekt 12673 – Avslutat Förstärkning av betongkonstruktioner för ökad utmattningskapacitet
Fördjupningsmaterial
Slutrapport
Sammanfattning
Projektet utfördes vid avdelningen för Konstruktionsteknik, Luleå tekniska universitet. Upprepad cyklisk belastning på armerade betongkonstruktioner, exempelvis broar, kan leda till begränsad livslängd och brott på grund av utmatning. Detta kan förekomma även om spänningsnivåerna i konstruktionen är relativt låga. Fiberkompositer (FRP Fibre Reinforced Polymers) kan användas för att öka dessa konstruktioners bärförmåga och förlänga deras livslängd med avseende på utmattning. Metoden går ut på att plattor, väv eller stavar limmas mot konstruktionen antingen utanpåliggande eller i uppfrästa eller uppsågade spår i det täckande betongskiktet. Tekniken med plattor och väv kallas ofta EBR (Externally Bounded Reinforcement) medan metoden med stavar betecknas som NSM (Near Surface Mounted).
Vid början av den aktuella forskningen var det utifrån litteraturstudien inte klart vilken av dessa metoder; EBR eller NSM, som var att föredra med avseende på utmattning och det finns fortfarande många aspekter att utreda. Det viktigaste målet med genomförd forskning är att erhålla utökad kunskap om beteendet hos material och konstruktioner under utmattningsbelastning. Utöver detta var det även intressant att försöka utveckla en lämplig analytisk modell för analys och dimensionering som beaktar utmaningarna med utmattningsbelastning efter förstärkning med EBR eller NSM.
Resultatet från den genomförda forskningen är mycket positivt. Det framgår tydligt från det utförda arbetet att utmattningskapaciteten kan förlängas avsevärt genom förstärkning med fiberkompositer. Under flera av försöken hade armeringsjärnen utmattats så de var av, trots detta fortsatte konstruktionen att bära last. I praktisk tillämpning är det möjligt att spara avsevärda kostnader samtidigt som man förlänger livslängden på en betongkonstruktion, till exempel en järnvägsbro, genom förstärkning. Arbetet visar vidare på att man även vid en lastökning kan förbättra utmattningskapaciteten avsevärt på våra broar genom förstärkning.
Slutredovisningen utgörs av rapporten "Förstärkning av betongkonstruktioner för ökad utmattningslast", Björn Täljsten, LTU (14 sidor). Projektet har även möjliggjort doktorsavhandlingen Fatigue Behaviour of RC beams Strengthened with CFRP Analytical and Experimental investigations, Mohammed Salih Mohammed Mahal, LTU (87 sidor, 7 bilagor och 6 vetenskapliga artiklar).
Vid början av den aktuella forskningen var det utifrån litteraturstudien inte klart vilken av dessa metoder; EBR eller NSM, som var att föredra med avseende på utmattning och det finns fortfarande många aspekter att utreda. Det viktigaste målet med genomförd forskning är att erhålla utökad kunskap om beteendet hos material och konstruktioner under utmattningsbelastning. Utöver detta var det även intressant att försöka utveckla en lämplig analytisk modell för analys och dimensionering som beaktar utmaningarna med utmattningsbelastning efter förstärkning med EBR eller NSM.
Resultatet från den genomförda forskningen är mycket positivt. Det framgår tydligt från det utförda arbetet att utmattningskapaciteten kan förlängas avsevärt genom förstärkning med fiberkompositer. Under flera av försöken hade armeringsjärnen utmattats så de var av, trots detta fortsatte konstruktionen att bära last. I praktisk tillämpning är det möjligt att spara avsevärda kostnader samtidigt som man förlänger livslängden på en betongkonstruktion, till exempel en järnvägsbro, genom förstärkning. Arbetet visar vidare på att man även vid en lastökning kan förbättra utmattningskapaciteten avsevärt på våra broar genom förstärkning.
Slutredovisningen utgörs av rapporten "Förstärkning av betongkonstruktioner för ökad utmattningslast", Björn Täljsten, LTU (14 sidor). Projektet har även möjliggjort doktorsavhandlingen Fatigue Behaviour of RC beams Strengthened with CFRP Analytical and Experimental investigations, Mohammed Salih Mohammed Mahal, LTU (87 sidor, 7 bilagor och 6 vetenskapliga artiklar).
Projektansvarig
- Skanska Sverige AB
Projektledare
- Hans Hedlund hans.hedlund@skanska.se