FEM program, program som använder finita element metoden, har en långhistoria av användning inom ingenjörsyrken. I modern tid har FEM programblivit en nödvändighet för beräkningar inte bara i byggbranchen, men ocksåinom andra ingenjörsverksamheter där stora mängder beräkningar krävs.Programmen har hjälpt ingenjörer att göra allt mer komplicerade beräkningarför projekt som inte bara tilltalar de av oss som är sakkunniga, utan också gerresultat som tilltalar de daglig användarna av projekt för vilka beräkningarnasom behövde göras för utformningen av projektet är mindre intressanta änarkitekturen och slutresultaten.Syftet med denna studie är att undersöka och jämföra modelleringen i två FEMprogram för att granska svagheterna och styrkorna som respektive program harsamt för att ge en grund för val av program i kvalitativa alternativt kvantitativastudier.I studien har analysobjektet, en plattramsbro som är en del av Umeåprojektetsom sammanlänkar motorvägen E12 norr om Ume älv med E4 motorvägensöder om Umeå, valts som objekt att analyseras i en komparativ studie med tvåFEM program, SOFiSTiK och Brigade/Standard. För att genomföra denna jämförelsemodelleras analysobjektet i båda programmen för att sedan genom attutföra laskombinationer erhålla de mest ogynsamma lasterna som kan tänkaskomma på bron i from av momentkrafter och tvärkrafter, och som bron behöverdimensionernas mot.Studien vissade att det finns ett samband mellan frihet och komplexitet i FEMprogram. Genom modelleringens gång kom det fram tydligt att automatiseringi form av moduler skapar ett resultat snabbare, men i utbyte begränsasanvändarens modelleringsfrihet när det kommer till att bygga upp egenskaperoch villkor från grunden.Studien kan grovt delas in bakgrund, lastförklaringar, modellering, analys ochslutsats. / FEM programs, programs that use the finite element method, have a longhistory of use within the engineering discipline. In modern times, FEMprograms have become a necessity for calculations not only in the constructionindustry, but also in other engineering branches where large amountsof calculations are required. The programs have helped engineers makeincreasingly complex calculations for projects that not only appeal to those whoare versed in the subject, but also provide results that appeal to the everydayusers of projects for whom the calculations that need to be made to shape theseprojects are less interesting than the architecture and the end results.The purpose of this study is to investigate and compare the modelling process intwo FEM programs in order to gauge the weaknesses and strengths that respectiveprogram brings, and to build a basis for election of FEM program in qualitativeand quantitative studies respectively.In the study, the analysis object, a slab frame bridge that is part of the Umeåproject that links the E12 highway north of the Ume River with the E4 motorwaysouth of Umeå, has been chosen as an object to be analyzed in a comparativestudy with two FEM programs, SOFiSTiK and Brigade/Standard. To do thiscomparative study the bridge will be modelled in both programs and then besubject to load combinations to find the most unfavorable load combinationsthat can occure on the bridge in the form of torque forces and transverse forcesare obtained. These loads will become the forces that the bridge will have toresist.The study showed that there is a connection between freedom and complexity inFEM programs. Through the modeling process, it became clear that automationin the form of modules creates a faster result, but in return the user’s freedomof modeling is limited when it comes to building properties and conditions fromthe ground up.The study can be roughly divided into background, explanations of load,modeling, analysis and conclusions.

The Swedish government is planning to increase the maximum vehicle gross load regulations on parts of the national roads from the present 60 t, for the load carrying capacity class BK1, to 74 t, for the proposed new load carrying capacity class BK4. The initial implementation of the new load carrying capacity class for 74 t vehicles will only regard major highways and important roads, however, at a later stage the plan is to implement the new BK4 class on the full current BK1 road network. The biggest obstacle which arises when implementing these increased traffic loads is insufficient load carrying capacity for the bridges on the road network.   Thus, the objective of this thesis is to examine and analyze the effects of the increased traffic loads on Swedish road bridges. In order to identify the structural effects of the load increase, and draw general conclusions regarding the effects on the bridge network as a whole, a case study with load carrying capacity calculations is carried out on a two-span concrete slab fram bridge at a highway interchange in Värö in western Sweden. The bridge is classified as critical by Trafikverket. The load carrying capacity calculation is carried out using the Swedish standards, in which maximum load values for the axle load, A, and the bogie load, B, is calculated.   The load effects acting on the bridge are calculated using the finite element software BRIGADE/Standard, with input traffic A and B loads amounting to 12 t and 21 t respectively for the new BK4 class and to 12 t and 18 t respectively for class BK1. In addition to the load carrying capacity calculations with BK4 traffic loads, a comparison is carried out between the results obtained when using the axle- and bogie loads from the BK1 versus the BK4 load carrying capacity class in the load carrying capacity calculations.   The load carrying capacity calculations performed on the studied bridge shows that the capacity of the bridge, both in regards to moment and shear force, is insufficient to meet the new, increased, BK4 A/B – requirements. The critical A/B – values for the whole bridge are 17 t and 18 t respectively, to be compared with the required 12- and 21 t limit for the new BK4 load carrying capacity class, thus, making the load carrying capacity of the bridge inadequate. The critical A/B – values appear for the longitudinal shear force load case at the point where the shear force reinforcement over the column support ends. Moreover, the difference between the results obtained when using the BK1 versus the BK4 traffic loads in the calculations were found to be negligible.   Due to the differing properties and characteristics of each individual bridge on the Swedish road network it is difficult to make general statements regarding the effects of the increased traffic loads on the bridge network as a whole. Specific load carrying capacity calculations will need to be performed on each individual bridge in order to evaluate its capability to withstand the new increased BK4 traffic load. However, capacity calculations regarding the BK1 load carrying capacity class can, with sufficient accuracy, be used to evaluate the capability of a bridge to withstand the increased traffic loads in the BK4 load carrying capacity class, thus, making it easier to evaluate the strengthening needs for the bridge network as a whole. / Sveriges regering planerar en utökning av den maximalt tillåtna bruttovikten för fordon på delar av det allmänna vägnätet från den nuvarande begränsningen på 60 t, för bärighetsklass BK1, till 74 t, för den nya föreslagna bärighetsklassen BK4. I det första skedet kommer den nya bärighetsklassen, för fordon med bruttovikt upp till 74 t, bara att implementeras på stora motorvägar och andra ur transportsynpunkt viktiga vägar, men, i ett senare skede finns också planer på att implementera den nya bärighetsklassen, BK4, på hela det nuvarande BK1 vägnätet. Det största problemet som förväntas uppkomma under införandet av de nya, ökade, trafiklasterna är otillräcklig bärighet på vägnätets broar.   Således är målet med denna uppsats att undersöka och analysera effekterna av dessa ökade trafiklaster för broar på det Svenska vägnätet. För att identifiera effekterna, och dra generella slutsatser, gällande denna ökade trafiklast för broarna på det Svenska vägnätet i sin helhet kommer en fallstudie med bärighetsberäkningar utföras på en plattrambro vid trafikplats Värö - en bro som Trafikverket bedömer som kritisk. Bärighetsberäkningen utförs enligt svenska standarder, där maximala tillåtna värden på axellasten, A, och bogielasten, B, beräknas.   Lasteffekterna som verkar på bron beräknas med hjälp finita element programvaran BRIGADE/Standard med trafiklaster, A och B, som uppgår till 12  respektive 21 t för den nya BK4 bärighetsklassen och 12 respektive 18 t för bärighetsklass BK1. Som tillägg till bärighetsberäkningarna med BK4 laster utförs också en jämförelse av resultaten som uppkommer när axel- och bogielasterna från BK1 respektive BK4 används i beräkningarna.    Bärighetsberäkningarna på den studerade bron visar att brons kapacitet, både gällande moment och tvärkraft, är otillräcklig när den belastas med de ökade BK4 trafiklasterna. De kritiska A- och B- värdena för bron är 17 respektive 18 t, värden som skall jämföras med kraven på 12 respektive 21 t för den nya bärighetsklassen BK4 – därmed är brons bärighet otillräcklig. De kritiska A- och B-värdena för bron uppkommer för lastfallet med longitudinell tvärkraft vid punkten där tvärkraftsarmeringen över mittstödet slutar verka. Jämförelsen mellan beräkningsresultaten som uppkom med trafiklaster enligt BK1 respektive BK4 visade att skillnaden mellan beräkningsresultaten var försumbar.   På grund av de varierande egenskaperna hos varje enskild bro på det Svenska vägnätet är det svårt att dra generella slutsatser gällande effekterna av lastökningen för vägnätet som helhet. Specifika bärighetsberäkningar måste utföras på varje individuell bro för att kunna utvärdera dess kapacitet att klara av de nya, ökade, BK4 trafiklasterna. Emellertid kan bärighetsberäkningar som beträffar bärighetsklassen BK1, med tillräcklig tillförlitlighet, användas för att bedöma en bros möjlighet att motstå de ökade trafiklasterna i den nya bärighetsklassen BK4, vilket förenklar utvärderingen av vilka broar som kräver förstärkning.

Concrete girder bridges are a commonly used type of bridge which can be reinforced withboth regular and post-tensioned reinforcement. At a certain span length, the use of tensionreinforcement becomes a must because regular reinforcement won’t be enough. To get anidea of where this boundary lies, we studied a bridge in this research which is a half-throughbridge intended for railway traffic with the use of post-tensioned reinforcements. Thisbridge has a span of 22,15 metres and it is compared to bridges at the same span andshorter span using regular reinforcements. The analysis in this thesis is made using the finiteelementsprogram Brigade Standard.Two previously executed projects are used as references. A literature study will be carriedout initially, where Eurocodes, old examination projects and other literature on tensionreinforcement are examined.The acquired result is that the tension-reinforced bridge relates to a bridge with about 3/4span with regards to torque over the middle support. The torque over the support is thelimiting factor which causes an exponential increase in the amount of reinforcement atlonger spans. At about 20 metres the amount of necessary reinforcement starts to increaseexponentially and above this span post-tensioning is the preferred method.Torsion at the end support is also a crucial parameter since a regular-reinforced bridge with20-metre span cannot be reinforced to handle this with the current geometry. At a 20-metrespan, actions are therefore required to improve the torsion capacity, for example, increasingthe girder width. This increased girder width could be considered a saving in materials dueto the avoided increment of concrete in the case of tension-reinforced design, where thisincreased width is unnecessary.The total amount of reinforcement, independent of the reinforcement type, is greater in themiddle support of the regular reinforced bridge than the tension reinforced with the samespan. However, the total amount of reinforcement over the entire bridge is higher in thetension reinforced alternative.The result also shows that the tension reinforcement increases the compression force in thebridge and eliminates tension cracks which were expected according to our literature study.

At present, the usage of FEM-programs becomes wider for loads effect calculation of bridges. Even though the calculation in all FEM-programs works following the same procedure, it differs when it comes to moving loads where we can identify two different approaches, ILM and ISM (influence line and influence surface method). ISM is used in FEM-programs that are most adapted for bridges where moving loads have great influence, while ILM is used in FEM-programs where moving loads are less important as house constructions. The aim is to evaluate the use of ILM programs (eg FEM-Design) when managing of moving loads in bridge and facilities contexts. This is achieved by comparing the results obtained from ILM programs with the results obtained from IYM programs. In addition, it will be checked how FEM-Design envelops the max and min values regarding (most adverse, conditional summation and unconditional summation). The comparison between those two methods was carried out using two different FEM programs based on different methods. Work carried out using FEM-Design (ILM program) and Brigade/Standard (ISM program). A platform bridge has been modeled and analyzed in both programs and a comparison between the results of both models has been performed. This comparison aims to investigate how ILM and ISM works when calculating moving loads and its influence in a bridge plate and in what way these two methods differ. to achieve comparable results between the programs, we examined different parameters and conditions. The thesis has shown which factors influenced the difference av results between FEM-Design and Brigade, and which summation methods that FEM-Design uses. / I dagsläget blir användning av FEM-program ännu bredare för lasteffektsberäkning och analys av brokonstruktioner. Trots att beräkningen sker i princip enligt samma process i alla FEM-program skiljer den sig när det handlar om rörliga laster. När det gäller beräkning av rörliga laster identifieras två olika metoder: ILM och IYM (influenslinje- och influensytametod). Influensytametod används i de FEM-program som är anpassade framförallt för brokonstruktioner där rörliga laster har stor påverkan, medan influenslinjemetod används i FEM-program där rörliga laster har mindre betydelse t.ex. huskonstruktioner. Målet är att utvärdera användning av ILM-program (t.ex. FEM-Design) vid hantering av rörliga laster i bro- och anläggningssammanhang. Detta uppnås genom att jämföra resultaten man får från ILM-program med resultaten som fås från IYM-program. Dessutom skall det kontrolleras hur FEM-Design utvärdera max- och minvärdena med hänsyn till mest ogynsamma, vilkorlig summering och ovilkoriga summering. Jämförelsen mellan de två metoderna har utförts med hjälp av två olika FEM-program som är baserade på de olika metoderna: FEM-Design 18 (ILM-program) och Brigade/standard 4.3 (IYM-program). En plattbro (en enkel bro) har modellerats och analyserats i båda programmen och en jämförelse mellan resultaten från båda modellerna har utförts. Denna jämförelse ämnar undersöka hur influenslinje- och influensytametoden fungerar vid beräkning av rörliga laster och dess påverkan i en brobaneplatta, och på vilket sätt dessa två metoder skiljer sig åt. För att uppnå jämförbara resultat mellan programmen undersöktes/studerades olika parametrar och förutsättningar. Examensarbetet har visat vilka faktorer som påverkat skillnaden av resultat mellan FEM-Design och Brigade, och vilka summeringsmetoder som FEM-Design använder.

En brotyp som är vanlig bland brokonstruktioner är plattrambron. Denna brotyp byggs både med slak- och spännarmering. Det är dock vanligare att bygga med slakarmering än spännarmering, vilket övervägs särskilt då spännvidderna är ungefär 25- 30 meter eller mer. Inledningsvis har en noggrann litteraturstudie genomförts tillsammans med en intervju av en kunnig brokonstruktör för att säkerställa en interaktion mellan teori och aktuell praxis. Detta arbete har haft ett huvudmål, vilket är att ur ett struktur- och kostnadsperspektiv jämföra och utvärdera hur behovet av slakarmering varierar i en plattrambros farbana då spännvidder varieras och betongtvärsnitt ändras. Arbetet har utförts med hjälp av finita elementprogrammet ”Brigade Standard”, vilket erbjuder en tre-dimensionell strukturanalys. Fyra olika tvärsnitt för spännvidder mellan 10-20 meter analyseras. Dimensioner på brodelar bestäms med hjälp av tumregler samt generella råd från intervjuperson; höjd i fält enligt L/20, L/25, L/30 samt L/35, där L är spännvidden. Resultatet visar främst att för ökade spännvidder mot 20 meter ökar lasteffekten på grund av egentyngd drastiskt och då särskilt det tvärsnitt som är störst, det vill säga L/20. Vidare visas även att slankare tvärsnitt resulterar i aningen högre armeringsmängd. Dock påverkas betongkostnaden i större utsträckning av slankare tvärsnitt och särskilt större spännvidder. Även om större spännvidd och slankare tvärsnitt föranleder ett större armeringsbehov, fås en lägre totalkostnad. Det bör noteras att priset på betong och stål är starkt beroende av konjunktur och tillgång till material. Denna studie kan bli ännu intressantare då priset varierar kraftigt för stål och föranleder att betongpriset blir mindre dominerande än vad det är idag. Huvudprodukten från detta arbete är att med hjälp av tabeller och nya priser kunna beräkna en preliminär totalkostnad för plattrambrons farbana för olika spännvidder och hur olika tvärsnittsalternativ påverkar denna kostnad.