Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Breddning av samverkansbroar: En studie om förberedande åtgärder vid nyproduktion av samverkansbroar för att klara framtida körfältsökningar
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering.
2019 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 300 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The purpose of this master thesis is to provide suggestions of how composite bridges with I-beams

(steel beams and concrete slab connected via shear connectors) can be prepared during the construction phase to withstand a future widening. As a case study the project "Bridge over Kalix river in Kalix" has been used.

Tender documents were provided to the stakeholders in September 2018 and the tender answers were at the Swedish

Transport Administration (Trafikverket) in mid-January 2019. The construction work is planned for the summer of 2019

and the bridge is planned to be operational by the end of 2020.

Widening of bridges is an expensive change of the structure, but is done occasionally. This is

mainly due to two factors; higher safety regulations and a higher number on passing vehicles per

time unit compared to the 1950 when many of the bridges in Sweden were constructed. Beyond

the increased amount of traffic, the vehicle and lorries are heavier nowadays and the expected life

time of the bridge construction is longer.

The thesis has resulted in three suggestions of widening constructions; one for the case study and

two for the general case. The suggestions are based on the change in loads (both shear force and

bending moment) caused by dead loads and traffic loads due to the theoretical widening of 2,5

meters. The widened part is constructed to withstand service vehicle (e.g. snow removal vehicle),

but the carrying capacity for the rest of the bridge deck is 74-tonnes vehicle.

The obtained result shows that both the shear force and the mid-span bending moment increases.

The shear force increases in total 45,8 % (dead load 65,8 % and traffic load 7,3 %) and the bending

moment 56,7 % (dead load 61,3 % and traffic load 10,0 %). With these value as base the suggested

widening construction for the case study is a tilted column with tie beam, both with center distance

of six meters. To the general case, two suggestions are provided; The first one with a steel plate

placed in the same way as the tilted column, but with a greater load carrying cross section area and

thus a greater area to spread the load onto the concrete slab and the web of the beam. The second

suggestion is simply an extra I-beam parallel to the existing ones. This is an established method in

widenings where the additional load is great, but it is a method highly dependent on the design of

the bridge and the surrounding nature.

Abstract [sv]

Syftet med examensarbetet är att ge förslag till hur samverkansbroar med I-balkar kan förberedas

vid konstruktion för en eventuell framtida körfältsökning (brobreddning). Som fallstudie har projektet "Bro över Kalix

älv i Kalix" använts. Förfrågningsunderlag var intressenter tillhanda under tidig höst 2018 och anbud inkom till

Trafikverket i mitten av januari 2019. Byggstart planeras till sommaren 2019 och färdig bro planeras vara i drift till

årsskiftet 2020/21.

Att bredda broar i efterhand är en kostsamt åtgärd som sker med jämna mellanrum. Detta ingrepp

motiveras med att befintliga broar ofta är undermåliga vad gäller säkerhet och framkomlighet, krav

på dessa två faktorer har förändrats sedan 50-talet då många av broarna i Sverige byggdes. Utöver

ökad trafikmängd har även lasterna ökat (nu till BK4 som innebär 74-tons fordon) och kraven på

beständighet av brokonstruktionen, dagens broar ska klara av betydligt högre laster och dessutom

dimensioneras för att upprätthålla sin funktion i 120 år.

Studien har mynnat ut i tre förslag till breddningkonstruktioner, ett till fallstudien och två till det

generella fallet, samverkansbroar med I-balkar. Förslagen grundar sig i beräkning av lastförändring

av såväl egentyngder som trafiklaster laster till följd av en teoretisk brobreddning av 2,5 m. Vid

konstruktion dimensioneras hela brobanan för BK4 men efter breddning dimensioneras den breddade

delen enbart för servicefordon (t.ex. snöröjningsfordon).

Erhållet resultat visade att såväl tvärkrafter som böjmoment i fältmitt ökade i den yttre balken i ett

mittenstöd (där spannlängden är som störst). Tvärkraftsökningen uppgick till 45,8 % och böjmomentet

till 56,7 %. Den föreslagna breddningskonstruktionen till fallstudien var en snedsträva med

centrumavstånd om sex meter och med tvärförband mellan I-balkarna på samma S-avstånd som

snedsträvorna. Till det allmänna fallet föreslogs en stålplåt, såsom snedsträvan men en utbredd plåt

som dels fungerar som livavstyvare till I-balken och dels fördelar lasten på en större yta på såväl

betongfarbanans underkant som I-balkens liv. Även ett förslag om att lägga till en extra balk presenterades

som förslag då detta är en vedertagen metod då lastökningen är stor och då gestaltningskravet

och den omgivande naturen tillåter ett ingrepp och utbyggnad som detta.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 55
Keywords [en]
Composite action, bridge, widening, concrete, steel
Keywords [sv]
samverkan, bro, breddning, betong, stål
National Category
Infrastructure Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-73047OAI: oai:DiVA.org:ltu-73047DiVA, id: diva2:1292269
External cooperation
Trafikverket
Subject / course
Student thesis, at least 30 credits
Educational program
Civil Engineering, master's level
Presentation
2019-02-22, Luleå tekniska universitet, Luleå, 15:22 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-02-28 Created: 2019-02-27 Last updated: 2019-02-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6989 kB)14 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 6989 kBChecksum SHA-512
a6d6dd6a3931d24a7dfa76acb4826b0fd64a598fb92d04fe97d595908e23236204ed14d4609fa594bd843f23d6f3fae23c89be6f49f0c396af7171623c946ca1
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Fredriksson, Jacob
By organisation
Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering
Infrastructure Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 14 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 76 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf