The aim of the master thesis was a design of the steel-concrete composite road bridge for a main road in Ostrava. The part of the design was a variant design of the bridge which has theoretical spans equal to 44 m + 55 m + 44 m. Total span of the bridge is then 143 m. Two variants of the bearing steel structure are compared in the preliminary structural design, in the first one a twin-girder is designed and in the second one a box-girder bridge is assessed. The width of the bridge is 14 m and a launching of the bridge without temporary supports is chosen as the assembly method. The design of the bridge structure was carried out according to the valid standard ČSN EN. The final thesis contains variant design, structural design report, where a bill of quantities is stated, engineering report and drawings.

En stor del av Trafikverkets budget går till att reparera och underhålla våra broar. Underhållsåtgärder orsakar också trafikproblem med stora miljöutsläpp och samhällskonsekvenser som följd. Eftersom broar vanligtvis dimensioneras för en lång livslängd på 120 år är det viktigt att planera för långsiktiga lösningar och förutse konsekvenserna av kommande underhållsåtgärder. Genom att använda mer underhållsfria material finns möjligheten att minska kostnaderna och koldioxidsläppen. Målet med examensarbetet är att ta reda på hur stora besparingarna är genom att svara på frågan: ”Vilka fördelar erhålls av att använda mer underhållsfria material i broöverbyggnader ur kostnads- och miljösynpunkt?”. Syftet är att påvisa hur stora kostnadsbesparingarna och de minskade koldioxidutsläppen kan bli för att underlätta för berörda parter i branschen att planera för långsiktigare lösningar. För att besvara målformuleringen jämförs överbyggnaden hos en konventionellt utförd samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong med alternativa material. Grunden för undersökningen utgörs av överbyggnaden hos en samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong. Överbyggnaden utförs med sex olika materialkombinationer med mer eller mindre underhållsfria material. Materialen som ingår i undersökningen är vanligt kolstål och rostfritt stål, betong och modern injekteringsbetong samt asfalt och slitbetong. Överbyggnaden dimensioneras, enligt den europeiska standarden Eurokod, med samtliga materialkombinationer för att fastställa materialmängderna. Materialmängderna ligger till grund för att bestämma rimliga kostnader och koldioxidutsläpp som beräknas, analyseras och jämförs i en livscykelkostnadsanalys och en livscykelanalys. Resultatet visar att en bro byggd med konventionella material ger en sammanlagd kostnad under sin livstid som är mer än dubbelt så stor jämfört med en mer underhållsfri bro med rostfritt stål i både balkar och armering samt slitbetong som beläggning istället för tätskikt och asfalt. Ur miljösynpunkt är den underhållsfria bron med rostfritt stål redan från början ett bättre alternativ med mindre koldioxidutsläpp tack vare att mindre mängder material behövs för att klara av samma laster. Det resulterar i att den alternativa bron är ett bättre val både ur kostnads- och miljösynpunkt med ett livscykelperspektiv. / Bridges of today require high maintenance which leads to high costs and big environmental emissions. To secure the structures sustainability the magnitude of future maintenance should be considered to the initial investment, both in an environmental point of view and costs. Increased quality usually leads to higher initial cost, but savings maybe possible in a long-term perspective if the maintenance can decrease. Bridges has a life-span on 120 years. Therefor decreased maintenance could imply a vital saving. The purpose of this thesis is to analyse costs and carbon dioxide emissions of a bridge superstructure in a composite bridge with different materials in a life cycle perspective. The investigated materials is carbon steel and stainless steel, traditional concrete and modern prepakt concrete and also asphalt and directly cast concrete surfacing. Six various bridges has been designed to compare the different materials. The calculations have been performed due to the European standards, Eurocode. Investigations of the ingoing materials impact on the environment has been measured in a simplified life cycle assessment, LCA. Emphasis on the analyse has been on the carbon dioxide emissions. To measure the costs a life cycle cost, LCC, has been performed. The result of the investigation shows that a bridge with conventional materials in the end of its life cycle has cost twice as much as the bridge with stainless steel in both reinforcement and beams. In an environmental view the alternatives with stainless steel is better from the beginning. That is thanks to less materials are needed for the same loads. The result shows that the bridge with alternative materials is better account of cost and environmental views.

The process for assessing the condition of a composite bridge via strain measurements is detailed in this thesis. Field measurements were utilized to conduct the assessment of a bridge located in the northern region of Sweden. The bridge is constructed with a trough and two beams, and its structure is supported by two retaining walls that enclose a 21.8-meter-long compartment. A one hundred and sixty kilo Newton vehicle cargo of trains passes the bridge. The objective is to measure and assess the bridge in the event that the axial load increases to 300 kN. Testing commenced in February of 2023. The measurement of strain was conducted using test cases. To determine the bridge's behaviour, modelling was conducted in accordance with the measurements. For this thesis, a set of models with finite elements was established and analysed. Models are made using data taken in the field and the properties of the materials. With these models as guides, he was able to make a model that is 97% accurate of how the bridge really is. The retaining walls were left out of the models because measurements showed that they were very rigid.  The influence line was also created to find the positions of the axial loads, resulting in the largest value of bending moment. After that, those positions were used for a new model with 350 KN of axial loads. Next, the stresses resulting from the actual axial loads are computed and validated using Eurocode criteria. The last step was to compare the results of the calculation with the results of the finite element analysis. The modelling results showed values that were similar to the test results, so these were used to compare the results. The modelling results serve by measuring strain interactions d as an evaluation of the bridge's condition. The assessment shows that the bridge is stronger than when standard methods are used. / Detta examenarbete beskriver i detalj hur töjningsmätningar används för att bedöma en kompositbros tillstånd. En bro i den norra regionen av Sverige bedömdes med hjälp av fältmätningar. Bron är konstruerad med ett tråg och två balkar. Två stödmurar omsluter utrymmet på 21,8 meter. En godsvagn som väger 160 kN går över bron. Målet är att mäta och utvärdera bron i händelse av att den axiella belastningen stiger till 300 kN.  Testningen började i februari 2023. Det användes testfall för att mäta töjning. Modellering utfördes i enlighet med mätningarna för att avgöra brons beteende. En uppsättning modeller med ändliga element konstruerades och analyserades för denna avhandling. Data från fältet och materialegenskaper användes för att skapa modellerna. En modell som är 97 % korrekt av brons verkliga form kan skapas med hjälp av dessa modeller som vägledning. Modellerna inkluderade inte stödmurarna eftersom mätningar visade att de var extremt styva. Det största böjningsmomentet uppnåddes genom att använda inflytelselinjen för att hitta axiella belastningspositioner. En ny studie använde dessa positioner för 350 kN axiella belastningar. Nästa steg var att beräkna och verifiera spänningarna från de verkliga axiella belastningarna med hjälp av Eurocode-standarderna.  Det sista steget var att göra en jämförelse mellan resultaten från den ändliga elementanalysen och beräkningen. Värden som visades i modellresultaten var liknande de värden som visades i testet, så dessa användes för att jämföra resultaten. Modelleringsresultaten använder töjningsinteraktioner för att bedöma brotillståndet. Undersökningen visar att bron är starkare än med standardmetoder.

[ES] El diseño de puentes, a diferencia de lo que ocurre con el diseño de edificios o con el diseño de túneles ha dejado de lado la consideración de la acción del fuego hasta la fecha. Este vacío normativo, combinado con la gran repercusión económica y social de colapsos de puentes en el pasado como consecuencia de incendios, ha motivado un rápido incremento del número de estudios relativos a la ingeniería frente al fuego en el ámbito de los puentes. Aunque la acción del fuego no resulta del todo desconocida en el ámbito de las estructuras, sí que existen una serie de singularidades que impiden la trasposición directa de recomendaciones o de modelos de fuego simplificados ya desarrollados en otros campos que ya incorporan la acción del fuego en el diseño. En este contexto, el trabajo que a continuación se expone parte de un incendio ocurrido en el estado de Alabama en 2002, cuyas consecuencias fueron la demolición de un puente mixto de 37 metros de vano central, para plantear y validar una metodología que aborda el problema de forma numérica mediante tres modelos acoplados secuencialmente: modelo de incendios, modelo térmico y modelo mecánico Realizada una validación a nivel general se descubre que, aunque la configuración geométrica final obtenida se ajustan bastante a la realidad, la definición del incendio ha supuesto un gran número de hipótesis. Es por ello que se decide, en una segunda parte, realizar una campaña experimental que permita registrar la potencia del fuego, las temperaturas del gas y del acero y las flechas en un puente construido ad-hoc en el campus de la Universitat Politècnica de València. Este puente experimental tenía un vano único de 6 m de luz y fue sometido a cargas de fuego de hasta 1.3 MW. Mediante el empleo de los registros realizados en la campaña experimental se ha validado el modelo de incendio, el modelo térmico y el modelo mecánico. Con todo ello se ha puesto en evidencia la importancia del viento en la acción del fuego, la magnitud de los gradientes térmicos espaciales y la urgencia de desarrollar procedimientos simplificados que permitan la incorporación del fuego como acción en el ámbito de los puentes Las validaciones específicas de cada modelo han permitido además llegar a una serie de conclusiones de gran interés para la realización de futuras campañas experimentales en puentes a mayor escala. / [CAT] El disseny de ponts, a diferència del que passa amb el disseny d'edificis o amb el disseny de túnels ha deixat de banda la consideració de l'acció del foc. Aquest buit normatiu, combinat amb la gran repercussió econòmica i social de col·lapses de ponts com a conseqüència d'incendis, ha motivat un ràpid increment del nombre d'estudis relatius a l'enginyeria del foc del foc en l'àmbit dels ponts. Encara que l'acció del foc no resulta del tot desconeguda en l'àmbit de les estructures, sí que hi ha una sèrie de singularitats que impedeixen la transposició directa de recomanacions o de models de foc simplificats ja desenvolupats en altres camps que ja incorporen l'acció del foc al disseny. En aquest context, el treball que a continuació s'exposa part d'un incendi ocorregut a l'estat d'Alabama en 2002 i que va provocar la demolició d'un pont mixt de 37 metres de va, per plantejar i validar una metodologia que aborda el problema de forma numèrica mitjançant tres models acoplats seqüencialment: model d'incendis, model tèrmic i model mecànic Realitzada una validació a nivell general es descobreix que, encara que la configuració geomètrica final obtinguda s'ajusta en gran mesura a la realitat, la definició de l'incendi ha suposat un gran nombre d'hipòtesis. És per això que es decideix, en una segona part, realitzar una campanya experimental que permeta registrar la potència del foc, les temperatures del gas i de l'acer i les fletxes en un pont construït ad hoc al campus de la Universitat Politècnica de València. Aquest pont experimental presenta un va únic de 6 m de llum i va ser sotmès a càrregues de foc de fins a 1.3 MW. Mitjançant l'ús dels registres realitzats a la campanya experimental s'ha validat el model d'incendi, el model tèrmic i el model mecànic. Amb tot això s'ha posat en evidència la importància del vent en l'acció del foc, la magnitud dels gradients tèrmics espacials i la urgència de desenvolupar procediments simplificats que permetin la incorporació del foc com a acció en l'àmbit dels ponts Les validacions específiques de cada model han permès a més arribar a una sèrie de conclusions de gran interès per a la realització de futures campanyes experimentals en ponts a major escala. / [EN] To date, the fire action has been left aside in the bridge design despite this action has been widely considered in other structures such as building and tunnels. This regulatory vacuum, combined with the great economic and social impact of bridge collapses in recent times as a result of fires, has led to a rapid increase in the number of studies related to fire engineering in the field of bridges. Although the action of fire is not entirely unknown in the field of structures, there are a number of singularities that prevent the direct transposition of recommendations or simplified fire models from such fields. In this context, the study started by using a real fire which occurred in the state of Alabama in 2002 and led to the demolition of the 37-meter main span of a composite concrete and steel bridge to introduce and validate a methodology that numerically addresses the problem by uncoupling the problem in three different models: fire model, thermal model and mechanical model. Once the validation was accomplished at a general level, it was discovered that, although the geometrical data were quite adjusted to reality, the definition of the fire had involved a large number of hypotheses. That is why carrying out an experimental campaign to record the power of the fire, the gas and steel temperatures and the vertical deflections of a bridge built ad-hoc on the campus of the Universitat Politècnica de València became a priority. This 6-meter single span experimental bridge was subjected to fire loads of up to 1.3 MW. Through the use of the information recorded during the experimental campaign, the fire model, the thermal model and the mechanical model were validated. Moreover, the importance of wind in the action of fire, the magnitude of spatial thermal gradients and the urgency of developing simplified procedures which allow the consideration of fire as an action in the field of bridges were also highlighted. Last but not least, the validation of the different models allowed the author to include useful guidelines in order to define future experimental campaigns with more powerful fires and longer span bridges. / Alós Moya, J. (2018). Análisis de la respuesta frente al fuego de puentes mixtos multijácena [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116625 / TESIS

This diploma thesis deals with the demolition of a bridge located at the D1 motorway from Prague to Brno. The bridge no longer meets the load and width requirements of today´s standards. The thesis also deals with the construction of a new bridge, which will be expanded into D28/120 category. This expansion will allow for provisory use of the carriageways of one half of the motorway in both directions. The whole reconstruction is very time consuming that is the reason the new bridge is made of prefabricated pre-tensioned girders with a composite bridge deck. This can save time and the new bridge can be open for service in a shorter period of time.