Non-contact lap splices placed within a single concrete placement are often used and have been studied in previous research projects. However, non-contact lap splices used with each bar in a different concrete placement such that there is a cold joint between the bars, have not been investigated. This situation is found in the repair of adjacent box beam bridges and in the construction of inverted T-beam systems, among others. It is vital to understand whether the same mechanisms are present across a cold joint with two different types of concrete as are present in traditional non-contact lap splices. In this research, eight T-beam specimens with non-contact lap splices were tested. The spacing between the bars, the splice bar blockout length, and presence of transverse bars were varied to study the effectiveness of the splices. The beams were tested in four point bending so that the splice region was under constant moment and the tension forces in the spliced bars were constant. End and midspan deflections were measured along with surface strain measurements at midspan and at the quarter span points, top and bottom. Gap openings were also measured at the ends of the blockouts. The main conclusions found from this research are that beams containing non-contact lap splices were able to develop nominal capacity with the bar spacing less than or equal to 4 in. and the blockout between 17 and 20 in. long. Extending the blockouts and adding transverse bars underneath the splices did not add to the capacity. / Master of Science

I Sverige finns 21 000 broar som Trafikverket förvaltar (Trafikverket, 2018a). Två brotyper som finns är rambro och balkbro. Rambron är en av de vanligaste brotyperna och är uppbyggd som en fast inspänd konstruktion. Brosystemet kallas plattrambro eller balkrambro beroende på om balkarna eller plattan är det bärande elementet. Om bron istället är fritt upplagd på stödkonstruktionen, kallas brosystemet för plattbro eller balkbro (Vägverket, 1996). ZIP-balksbron är uppbyggd som en balkbro med en modell liknande omvända T-balkar som läggs fläns mot fläns. Brosystemet kommer ursprungligen från Spanbeton i Holland och gjorde under år 2019 premiär på den svenska marknaden med ett projekt i Härnösand. Bron har en spännvidd på 20,55 meter bestående av nio ZIP-balkar. Balkarna prefabriceras på Strängbetongs fabrik i Långviksmon utanför Härnösand. Projektet blev klart under hösten 2019. Syfte och mål med examensarbetet var att undersöka skillnader mellan ZIP-balksbron och en traditionell exemplifierad plattrambro. Aspekterna som undersöktes var underhållet hos de två brotyperna, materialåtgång av betong och armering, last av trafik samt att det gjordes en utvärdering av projektet. Resultatet visar att ZIP-balksbron kräver mer underhåll än en plattrambro eftersom balkbroar har övergångskonstruktion och brolager. Den tar även mer tid att inspektera då den innehåller manhål. ZIP-balksbron använder sig av 29,38 % mindre betong på en meter. Armeringsdifferensen mellan broarna är försumbart. Momentet av den vertikala respektive horisontella lasten av trafik är 44,5 % respektive 19,2 % större hos ZIP-balksbron jämfört med plattrambron. Resultatet visar även på ett bra utfört brobygge som kan hänvisas i brolösningen, samt nöjda parter från flera håll. Slutsatsen är att plattrambron är mer fördelaktig att använda ur ett underhållsperspektiv, en balkbro kräver betydligt större underhåll än de driftåtgärder som årligen sker på broar. Men, genom arbetets bevisning använder ZIP-balksbron mindre betong än hos en traditionell plattrambro och har en enkel byggprocess, vilket ökar förtroendet för brolösningen och framförallt för prefabricering inom brobranschen. Trots att brotypen kräver ett större underhåll samt en ökad och mer komplex momentfördelning än hos en plattrambro, kan säkerheten under byggtiden vara en avgörande aspekt vid val av brobyggen i framtiden. / The ZIP-beam bridge is constructed as a beam bridge with inverted T-beams placed with flanges next to each other. The bridge system is originally from Spanbeton in Holland and it is having its premiere on the Swedish market during year 2019 with an ongoing project in Härnösand. The bridge span is 20,55 meters consisted with nine ZIP-beams. The project was finished in august 2019.  The purpose and goal were to examine differences between the ZIP-beam bridge and a traditional slab frame bridge. The aspects to examine was maintence, use of concrete and reinforcement and traffic loads.  The results show that the ZIP-beam bridge requires more maintenance than the slab frame bridge. The ZIP-beam bridge uses 29,38 % less concrete per metre. The use of reinforcement is negligible. The moment force of the horisontal and vertical traffic loads is 44,5 % respective 19,2 % larger at the ZIP-beam bridge. The conclusion of this paper shows that even though the ZIP-beam bridge requires more maintenance and a more complex moment force than a slab frame bridge, the safety during the building time as well as the less amount of concrete used can be a conclusive factor when building bridges in Sweden in the future.

The Diploma thesis deals with the Diagnostics of Reinforced Concrete Bridge in the village of Luhačovice. This thesis also describes the individual Diagnostic methods and instruments used in purpose to make Diagnosis of bridge constructions. The main aim of the Diagnostics is to determine the current state of the Bridge which consists in verification of the actual road structure, determination of the physical and mechanical parameters of the Concrete (strength, depth of carbonation) and in some parts of the bridge structure to determine the type, number and position of the bending or shear reinforcement. Based on the evaluation of the laboratory tests a static calculation of the selected part of the Bridge structure is performed. The final evaluation is the determination of the load and the subsequent design of the necessary and recommended measures for maintaining or improving the functionality of the bridge structure.

The purpose of the project is to investigate the difference in performance between ballasted and ballastless railway bridges dedicated to high speed trains by taking into account both static and dynamic requirements. The main questions are: a) whether choosing a ballastless bridge results in a more slender section due to the lower self-weight b) if the design of bridges for high speed trains is governed by the static or by the dynamic requirements. The method followed was to first make a complete static design of a ballasted and a ballastless bridge, and then subject them to a 2D dynamic analyses in order to see if the cross section dimensions must be changed. Some of the bridges required a more thorough dynamic analyses, and for these, a 3D model was developed. The analysed bridge is a simply supported beam with a T section carrying one track. Some variations were also considered, namely a simply supported bridge with a double T section carrying two tracks, as well as a single track bridge in two spans. It was found that all of the analysed bridges are somewhat more slender for the ballastless alternative, and require a 10 -30% less reinforcement. Simply supported bridges carrying one track are governed by the dynamic requirements; the bridges in two spans are for shorter spans governed by the statics and for longer spans by the dynamics. Bridges in double T fulfilled all the requirements according to the 2D analyses, but were found to be greatly affected by the 3 dimensional effects and failed to satisfy the criteria when these were taken into account. Finally, the optimal design according to these analyses is a ballastless bridge in a simple T section. If the bridge constructed should carry two tracks, then it should be constructed as two T beams that are not connected to one another in order to avoid the unfavourable 3D effects.

Recent advances in the field of computational intelligence have led to a numberof promising optimization algorithms. These algorithms have the potential to findoptimal or near-optimal solutions to complex problems within a reasonable timeframe. Structural optimization is a research field where such algorithms are appliedto optimally design structures. Although a significant amount of research has been published in the field ofstructural optimization since the 1960s, little of the research effort has been utilizedin structural design practice. One reason for this is that only a small portion ofthe research targets real-world applications. Therefore there is a need to conductresearch on cost optimization of realistic structures, particularly large structureswhere significant cost savings may be possible. To address this need, a software application for cost optimization of beam bridgeswas developed. The software application was limited to road bridges in concretethat are straight and has a constant width of the bridge deck. Several simplificationswere also made to limit the scope of the thesis. For instance, a rough design ofthe substructure was implemented, and the design of some structural parts wereneglected. This thesis introduces the subject of cost optimization, treats fundamentaloptimization theory, explains how the software application works, and presents acase study that was carried out to evaluate the application. The result of the case study suggests a potential for significant cost savings. Yet,the speeding up of the design process is perhaps the major benefit that should inclinedesigners to favor optimization. These findings mean that current optimizationalgorithms are robust enough to decrease the cost of beam bridges compared to aconventional design. However, the software application needs several improvementsbefore it can be used in a real design situation, which is a topic for future research. / Nya framsteg inom forskningen har lett till ett antal lovande optimeringsalgoritmer.Dessa algoritmer har potentialen att hitta optimala eller nästan optimala lösningartill komplexa problem inom rimlig tid. Strukturoptimering är ett forskningsområdedär dessa algoritmer tillämpas för att dimensionera konstruktioner på ett optimaltsätt. Även om en betydande mängd forskning har publicerats inom området strukturoptimeringsedan 1960-talet, så har endast lite av forskningsinsatserna kommit tillanvändning i praktiken. Ett skäl till detta är att endast en liten del av forskningenär inriktad mot verklighetsförankrade tillämpningar. Därför finns det ett behov avatt bedriva forskning på kostnadsoptimering av realistiska konstruktioner, särskiltstora konstruktioner där betydande kostnadsbesparingar kan vara möjligt. För att möta detta behov har ett datorprogram för kostnadsoptimering avbalkbroar utvecklats. Programmet begränsades till vägbroar i betong som är rakaoch har en konstant bredd. Flera förenklingar gjordes också för att begränsaomfattningen av arbetet. Till exempel implementerades en grov dimensionering avunderbyggnaden, och dimensioneringen av vissa komponenter försummades helt ochhållet. Detta examensarbete presenterar ämnet kostnadsoptimering, behandlar grundläggandeoptimeringsteori, förklarar hur programmet fungerar, och presenterar enfallstudie som genomfördes för att utvärdera programmet. Resultatet av fallstudien visar en potential för betydande kostnadsbesparingar.Trots det så är tidsbesparingarna i dimensioneringsprocessen kanske den störstafördelen som borde locka konstruktörer att använda optimering. Dessa upptäckterinnebär att aktuella optimeringsalgoritmer är tillräckligt robusta för att minskakostnaden för balkbroar jämfört med en konventionell dimensionering. Dock måsteprogrammet förbättras på flera punkter innan det kan användas i en verklig dimensioneringssituation,vilket är ett ämne för framtida forskning.

No description available.

No description available.

Regeringen har på förslag att införa en ny bärighetsklass för det svenska vägnätet. Den föreslagna bärighetsklassen får beteckningen BK4 och innebär att maximal bruttovikt för lastbilar ökas från nuvarande 64 ton till 74 ton. Målet för arbetet var att utröna påverkan på beräkningar och resultat för broar av denna ökning, med hänsyn till befintliga broars bärförmåga – specifikt med avseende på broar vars spann är långa nog att rymma minst ett helt lastbilsekipage. I samband med höjningen av maximal bruttovikt kommer fordonsutseendet för lastbilar att förändras. En bärighetsberäkning utfördes för balkbron 15-910-2, som har spann på 25-28 m. Beräkningen utfördes i enlighet med svenskt regelverk för bärighetsberäkning, TDOK 2013:0267, och med hjälp av FE-analys i programmet Brigade/Standard. I arbetet har specifik FEM-teori använts för att bestämma var kritiska snitt uppstår i FE-modellen och i vissa fall har justering av utdata gjorts med hjälp av lastfördelningsbredder. Rapporten är tänkt att kunna användas som en mall för hur en bärighetsberäkning kan utföras. Mallen för bärighetsberäkningen kan användas som stöd för beräkningar för andra broar där framförallt tankesätt och beräkningsgång kommer att vara liknande. På grund av förändringen av fordonsutseende i samband med bruttoviktshöjningen har en FEanalys utförts för att kontrollera skillnader på lastpåverkan mellan dagens fordonsutseende för BK1 och exempel på framtida utseende för BK4. Jämförelsen visar att påverkan kan variera något mellan olika fordonskonfigurationer men konsekvent ökar avsevärt då bruttovikten höjs. Resultatet av bärighetsberäkningen gav en klassning A/B = 176/284 kN för bro 15-910-2, vilket ligger över kravet för införandet utav BK4 med gränsvärden på A/B = 120/210 kN. Skillnaden i resultat för BK1 och BK4 visar på att beräkningar och resultat för en lång balkbro i brottsgränstillstånd inte påverkas avsevärt av höjningen av maxvikten för lastbilar. Innebörden av detta bör då vara att en bro som är klassad för BK1 enligt TDOK 2013:0267 med en klassning som är högre än kravet för BK4 kan uppgraderas utan ytterligare kontroll. Dock bör ytterligare studier utföras för fler broar av samma typ för att kunna styrka detta samband. I samband med att bärighetsberäkningen utförs tas ett så kallat k-värde fram, som sedan används för att proportionera upp, eller ned, A/B-värdena från de gränsvärden som gäller för given bärighetsklass. Då bärighetsberäkning utfördes för BK1 och BK4 gav resulterande bärförmåga för bron endast en två-procentig skillnad, men k-värdet blir betydligt mindre för BK4 jämfört med BK1. Ett lägre k-värde innebär en högre utnyttjandegrad och därmed snabbare utmattning och högre slitage på bron. Effekten av dessa skillnader bör undersökas i ett senare arbete. / The Swedish government has proposed a new load carrying capacity class for the Swedish road network. The proposed capacity class is labeled BK4 and will increase the maximum weight for road vehicles from the current 64 t to 74 t. The goal for this thesis was to investigate the impact of this increase on the capacity calculations and results for bridges, regarding existing bridges’ load carrying capacity – specifically with respect to beam bridges with spans long enough to contain an entire truck. Coincidental to the increase of maximum weight the vehicle configuration of trucks will change. A capacity calculation was performed on the beam bridge 15-910-2, with span lengths of 25-28 m. The calculation was performed according to Swedish regulations for capacity calculation and with an FE-analysis in the software Brigade/Standard. In this thesis, specific FEM theory has been used to determine where critical sections occur in the FE-model and in some cases output adjustments have been made using load distribution widths. This report is meant to be able to be used as a template for how a capacity calculation can be performed. The capacity calculation template can be used as calculation support and process description for the calculation of other bridges. Due to the change in vehicle appearance in the context of the gross weight increase, a FE-analysis has been conducted to measure the differences in impact on the structure between today’s vehicle appearance for BK1 and the examples of future appearance for BK4. The comparison shows that the impact can vary slightly between different vehicle configurations but the impact consistently increases significantly with the increase in gross weight. The result of the capacity calculation gave a classification rating of A/B = 176/284 kN for bridge 15-910-2, which is above the requirement for the introduction of BK4 which has a required rating of A/B = 120/210 kN. The marginal result difference between BK1 and BK4 shows a plausibility that the calculations and results for long beam bridges in the ultimate limit state are unaffected by the increase of maximum weight for road vehicles. Thus the implication of this should be that a bridge with a BK1 load carrying capacity classification score that is higher than the demanded score according to BK4 can be upgraded without further control, if the prior capacity classification calculation was done according to TDOK 2013:0267. However further studies should be carried out for other beam bridges in order to increase this plausibility. When performing the load calculation, a so-called k-value is generated, which is then used to proportionate the A/B limit values for the given capacity class to reach a final classification rating. When capacity calculation was performed using input values for BK1 and BK4 respectively, the resulting load carrying capacity showed a two percent difference between BK1 and BK4, but the kvalue for the BK4 class was significantly lower than for BK1. A lower k-value means a higher utilization rate and hence faster fatigue and higher wear on the bridge. The effect of these differences should be investigated further in later studies.

No description available.

No description available.