victoria falls bridge eftersyn og bæreevnevurdering dansk brodag 2006
DESCRIPTION
Victoria Falls Bridge Eftersyn og bæreevnevurdering Dansk Brodag 2006. Bjørn Lassen ([email protected]) Chefkonsulent, brovedligehold og materialeteknologi. Indhold. Historie Broens konstruktion Opgaven Resultater Perspektiver. Geografi. Google “Victoria Falls Bridge”. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Victoria Falls Bridge
Eftersyn og bæreevnevurdering
Dansk Brodag 2006
Bjørn Lassen ([email protected])
Chefkonsulent, brovedligehold og materialeteknologi
Bjørn Lassen ([email protected])
Chefkonsulent, brovedligehold og materialeteknologi
Dansk Brodag 2006
Indhold
Historie
Broens konstruktion
Opgaven
Resultater
Perspektiver
Historie
Broens konstruktion
Opgaven
Resultater
Perspektiver
Dansk Brodag 2006
Geografi
Dansk Brodag 2006
Google “Victoria Falls Bridge”
Victoria Falls Bridge: 6,5 mio. hits
Forsmo Bridge / Forsmobron: 279 hits
Dansk Brodag 2006
111 m ned
Dansk Brodag 2006
Historie
Dansk Brodag 2006
Historie
1855
Livingstone opdager Victoriafaldene
Dansk Brodag 2006
Historie
Slutningen af 1800-tallet:
Britisk forretningsmand, Cecil Rhodes, tager initiativ til Cape-Cairo Railway.
Rhodes var meget aktiv i koliniseringen af det sydlige Afrika. Rhodesia, nu Zambia og Zimbabwe var opkaldt efter ham.
Dansk Brodag 2006
Historie
1905:
Charles Darwins søn indvier Victoria Falls Bridge som et led i Cape-Cairo Railway
Placeringen af broen valgt af hensyn til oplevelsen
Dansk Brodag 2006
Historie
2004:
Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen:
Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år.
Dansk Brodag 2006
Historie
2004:
Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen:
Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år.
Den er nu 99 år, så den er gruelig gal
Dansk Brodag 2006
Historie
2004:
Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen:
Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år.
Den er nu 99 år, så den er gruelig gal.
På den anden side findes der i New York en stålbro som er over 120 år, så måske går det alligevel.
Dansk Brodag 2006
Historie
2005: Rambøll efterser broen og vurderer dens bæreevne
2105: Broen fejrer sin 200 års fødselsdag – sund og rask
Dansk Brodag 2006
Konstruktion
156 m
Dansk Brodag 2006
Konstruktion
Konstruktionen er designet og fabrikeret i England af Cleveland Bridge and Engineering Company
Chefdesigner var Ralph Freeman, der også stod for Sidney Harbour Bridge
Det statiske system og detaljerne er yderst fornuftigt opbygget
Dansk Brodag 2006
Konstruktion
Prøvesamlet i England, adskilt og transporteret til stedet med skib og jernbane
Opført ved fri frembygning fra begge sider
Dansk Brodag 2006
Konstruktion:I 1929 ombygget fra to jernbanespor til ét
Dansk Brodag 2006
Konstruktion:Plus vejbane
Dansk Brodag 2006
Konstruktion:Plus cykelsti / fortov
Dansk Brodag 2006
Vores opgave
Visuelt eftersyn (generaleftersyn) af alle dele inkl. klipperne
Bæreevneberegning
Specielle inspektioner og prøvning
Indstillinger (kortsigtet og langsigtet vedligeholdsprogram)
Dansk Brodag 2006
Visuelt eftersyn rapporteret i SMART Bridge
Dansk Brodag 2006
Registrering i SMART Bridge
Alle konstruktionsdele registreret
Tilstandskarakterer, skadebeskrivelse og fotos registreret på 1200 elementer
Detaljeringsgrad: et element er f.eks. en knude eller en gitterstang mellem to knuder
Resultat: eftersynsrapport
oversigt over tilstandskarakterer
vedligeholdsprogram
langtidsbudgetter
værktøj til fremtidig styring
Dansk Brodag 2006
ElementHierarchy
ElementHierarchy
InventoryData
InventoryData
PrincipalInspection
PrincipalInspection
JobManage-
ment
JobManage-
ment
Assets &Revenues
Assets &Revenues
MonitoringMonitoring
Konstruktionerne registreres i en hierarkisk struktur - i dette tilfælde med 1200 elementer
Konstruktionerne registreres i en hierarkisk struktur - i dette tilfælde med 1200 elementer
Dansk Brodag 2006
ElementHierarchy
ElementHierarchy
InventoryData
InventoryData
PrincipalInspection
PrincipalInspection
JobManage-
ment
JobManage-
ment
Assets &Revenues
Assets &Revenues
MonitoringMonitoring
I generaleftersynet registreres• tilstandskarakterer (0-5)• skadebeskrivelse• reparationsbehov• fotos
I generaleftersynet registreres• tilstandskarakterer (0-5)• skadebeskrivelse• reparationsbehov• fotos
Dansk Brodag 2006
Fordeling af tilstandskarakterer
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 1 2 3 4 5
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 1 2 3 4 5
Dansk Brodag 2006
Skader og fejl
Hovedkonstruktionen Ingen væsentlige skader
En del overfladekorrosion
Dansk Brodag 2006
Skader og fejl
”Overbygningen” (Tværbjælker, sekundære længdedragere, dæk)
Enkelte tilfælde af dårligt design
En del korrosion pga. dårlige afvandingsforhold
Nogen overfladekorrosion
Underdimensioneringaf kantbjælker
Dansk Brodag 2006
XY
Z
Hele broen modelleret i én 3D FE-model i LUSAS
Modellen er brugt til analyse af de tre tilstande:ULS: Ultimate Limit StateSLS: Serviceability Limit StateFLS: Fatigue Limit State
Dansk Brodag 2006
XY
Z
Hele broen modelleret i én 3D FE-model i LUSAS
Modellen er brugt til analyse af de tre tilstande:BrudtilstandAnvendelsestilstandUdmattelsestilstand
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger
Stålprøver (profiler og nitter) er testet for at verificere beregningsgrundlaget.
Resultaterne er flotte og meget ensartede inden for hver type:
Flydespænding 240-280 MPa.
Brudstyrke 400-475 MPa.
Brudforlængelse 30-40%.
Hvilket er fuldt acceptabelt
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger
Udnyttelsesgrader, brud og udmattelse
UtilRatio in Top Chord, Main Span
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
ULS
FLSUtilRation in Arch Chord, Main Span
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
ULS
FLS
BrudUdmattelse
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, problemområder
Skrå bremsedragere med uheldigt design:
Løsning:
Udskifte til et bedre design
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, problemområder
Udmattelsesstyrken af jernbanedragere i enkelte fag er tvivlsom
Løsning:
1: Udskift til nye af samme dimensioner (levetiden starter forfra)
2: Hvis man beslutter at udskifte jernbanedækket indenfor 10 år, så lad dem ligge så længe
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, problemområder
Kantdragere der understøtter vejbanens trug-dæk i siderne, er for svage.
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, problemområder
Kantdragere der understøtter vejbanens trug-dæk i siderne, er for svage.
Løsning:
Hold trafiklasten væk fra kanterne. Der er plads til det.
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, problemområder
Bæreevnen af jernbanedækkets trug er afhængig af svellernes tilstand og understøtning for fordeling af lasten
Løsning:
Efterse sveller og ballast ofte
Dansk Brodag 2006
Bæreevneberegninger, udmattelse
Structural element(s) Remaining functional life
Main superstructure including bracing Additional 100 years
Cross girders, main bridge Additional 100 years
Cross girders, end spans Additional 100 years
Railway stringers, main bridge Additional 100 years
Railway stringers, end spans At least 10 years (see comments)
Railway troughs Additional 100 years (provided good condition and intact rails/sleepers)
Roadway cantilever brackets Additional 100 years (*)
Roadway stringers, main bridge Additional 100 years (*)
Roadway, concrete and deck structure Additional 100 years (*)
* all remaining functional life times for roadway are heavily dependent on loading assumptions
Dansk Brodag 2006
Konklusioner
Broen er sund og stærk og holder de næste 100 år
Begrænsningerne for vej- og togtrafik kan lempes betydeligt
Dansk Brodag 2006
Perspektiver
For kunden: Broen kan holde mange år endnu, så det kan betale sig at
investere i vedligehold
Der er etableret et godt grundlag og et system til administration af det fremtidige vedligehold
For lokalsamfundet: Lastbiltrafik kan genoptages i fuldt omfang
For verden: Et historisk monument kan bevares intakt og i fuld funktion
i mange år fremover
Tak for opmærksomheden---