Collage. Brodetaljer förbättringsåtgärder av utmattningsegenskaper
Ovan och till vänster: BW 67-1 En graciös och innovativ bro över A73. SSF-Ingenieure.
Till höger och nedan till höger: Fatigue life assessment of bridge details using finite element method. Foto: Mohsen Heshmati

Konkurrenskraftiga stål- och samverkansbroar – livslängdsökning genom svetsefterbehandling

Startdatum 2015-01-01
Slutdatum Projektet är avslutat: 2020-07-01
De senaste åren har förbättringsåtgärder av utmattningsegenskaper hos stålkonstruktioner uppmärksammats inom många branscher, som off-shore-, kran- och transportbranscherna. Förbättringsåtgärder med hjälp av svetsefterbehandling är idag ett väletablerat och industrialiserat förfarande i dessa branscher och möjliggör utnyttjandet av höghållfast stål och lättviktskonstruktioner.
Utmattningsproblem av ett fåtal ståldetaljer i broar är ofta ett avgörande dimensioneringskriterium och resulterar i mer materialbehov än vad som annars är nödvändigt. Detta har lett till att stål- och samverkansbroar tappat konkurrenskraft jämfört med andra material. Att hantera utmattningsproblemet i dessa begränsade antal detaljer med svetsefterbehandling skulle med en låg kostnad både reducera behovet av material för utmattningen och möjliggöra tillämpning av höghållfast stål för mer effektiv dimensionering även för brottgränstillståndet, vilket resulterar i billigare och lättare broar. Detta kan främja valet av stål- och samverkans broar, vilka tack vare en relativt låg vikt och hög kapacitet per viktenhet är överlägsna under byggskedet och möjliggör enklare byggmetoder, färre transporter till arbetsplatserna och billigare lösningar för underbyggnader. Med de miljömässiga och samhälleliga fördelar som detta medför blir detta ett viktigt steg mot en hållbar utveckling.
Målet med doktorandprojektet är att samla in befintlig kunskap inom området för svetsefterbehandling, vilken mestadels berör tunna plåtar belastade med cykliska laster av konstanta amplituder, och utveckla dem för att lämpas för rådande förutsättningar hos broar. Detta genom att utföra labbförsök med storskaliga provexemplar med tjocka plåtar utsatta för variabla amplituder, ingående finita-elementmodellering av alla aktuella fenomen rörande svetsefterbehandlade detaljer för att simulera utmattningshållfastheten och göra parameterstudier av tjocklekseffekt, svetsstorlekt och svetsordning samt olika lastparametrar. Det slutgiltiga målet är att utveckla dimensioneringsregler och riktlinjer inom ramen för rådande normer som på ett effektivt sätt beräknar tillgodogörandet av utmattningshållfasthet av svetsefterbehandlade brodetaljer.

Projektet genomförs vid Avdelningen för konstruktionsteknik, forskningsgruppen Stål- och Träbyggnad

Nyckelord: Utmattning, Spricka, Förbättring, Svetsefterbehandling, Bro
Projektdeltagare
Projektledare: Mohammad Al-Emrani

Samtliga projektdeltagare:
Mohammad Al-Emrani
Poja Shams Hakimi
Halid Yildirim
Farshid Zamiri Akhlaghi
Zuheir Barsoum, KTH
Costin Pacoste, KTH

Kontaktperson: Poja Shams Hakimi
                                                                                                          
Externa parter i projektet

Trafikverket, Vinnova-LIGHTer, Statens Vegvesen

Chalmers styrkeområden
Samhällsbyggnad
Materialvetenskap
Trafikverket, Vinnova-LIGHTer, Statens Vegvesen

Publicerad: må 29 aug 2016.