I detta examensarbete utvärderas olika standarder för dimensionering av bullerskyddsskärmar vid järnvägar. Utvärderingen bygger på de järnvägsförhållandena som råder i Sverige. Standarderna som utvärderas är SS-EN 1991–2, SS-EN 16727-2-2:2016 och den tyska standarden RIL 804.5501. I standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 återfinns två olika handberäkningsmetoder som kan användas vid dimensionering medan det i RIL 804.5504 presenteras en mer avancerad lastmodell som är framtagen för dimensionering med hjälp av dynamiska FEM-analyser. Standarderna utgår från olika lastfördelningar som förbipasserande tåg genererar på bullerskyddsskärmar. Det dynamiska tillskottet som dessa laster genererar på bullerskyddsskärmar beräknas/uppskattas även på olika sätt enligt standarderna. Utvärderingen av de olika standarderna har i detta examensarbete genomförts genom att handberäkningsresultaten enligt standarderna SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 har jämförts med resultat från dynamiska FEM-analyser för olika typer av bullerskyddsskärmar. Dynamiska FEM-analyser med belastning enligt RIL 804.5501 har även genomförts på ett urval av dessa bullerskyddsskärmar. Handberäkningsmetoderna i standarderna som jämförs bygger på att man räknar om en tänkt statisk last från tågen till en dynamisk last med hjälp av en dynamisk koefficient. Standarden SS-EN 1991–2 presenterar ingen handberäkningsmetod för framtagande av denna dynamiska koefficient. Därför har handberäkningar för denna standard genomförts med de dynamiska koefficienterna 2, 4 och den som presenteras i standarden SS-EN 16727-2-2:2016. Samtliga standarder utgår från att tåget belastar bullerskyddsskärmen med en puls vid tågets främre del (först ett tryck följt av ett sug) och en vid tågets bakre del (först ett sug följt av ett tryck). För standarden SS-EN 1991–2 är belastningen konstant i både vertikalled och horisontalled. För standarden SS-EN 16727-2-2:2016 är belastningen avtagande i vertikalled och konstant i horisontalled. Belastningen som presenteras i RIL 804.5501 är avtagande i både vertikalled och horisontalled. Analyserna som har genomförts visar på att bullerskyddsskärmar riskerar att bli överdimensionerade ifall den dynamiska koefficienten på 4 används schablonmässigt vid dimensionering enligt standarden SS-EN 1991–2. Detta gäller bullerskyddsskärmar med hög egenfrekvens (~10 Hz) och tätt placerade pelare (c-c mått på ~3 meter). Det har även visats att en dynamisk faktor på 2 inte är tillräcklig vid dimensionering enligt standarden SS-EN 1991–2 för bullerskyddsskärmar som har glest placerade pelare (c-c mått på ~4–5 meter) och/eller låg egenfrekvens (~4–5 Hz). Dessa resultat gäller för tåghastigheter på 200 km/h. Ett annat viktigt resultat är att skillnaden mellan standarderna SS-EN 1991–2 med en dynamisk faktor enligt SS-EN 16727-2-2:2016 och helt enligt SS-EN 16727-2-2:2016 är väldigt liten för bullerskyddsskärmar med höga egenfrekvenser och kort höjd (~3 meter). Detta visar på att det kan vara lämpligare att använda den simplare lastmodellen enligt SS-EN 1991–2 för sådana fall. Analyserna som har genomförts visar även att pulsen vid tågets bakre del kan samverka på ett ogynnsamt sätt med pulsen från tågets främre del under vissa tåghastigheter. I analyserna har detta fenomen konstaterats för ”bullerskyddskärm 5” (som analyserades med tåghastigheterna 200, 225, 250, 275 och 300 km/h) där ett deformationstillskott konstaterades för den bakre pulsen vid hastigheterna 250, 275 och 300 km/h. Dessa analyser har även belyst behovet av att bullerskyddsskärmens egenfrekvens bör anpassas så den inte samverkar med frekvensen som lastpulserna har. Detta eftersom deformationerna även var större vid den främre pulsen för vissa tåghastigheter (deformationerna vid hastigheten 250 km/h var störst). Pulserna har i genomförda analyser haft avståndet 165 meter. Den utmattning som bullerskyddsskärmar utsätts för har även varit av intresse att utreda. För att bedöma detta har bullerskyddsskärmarnas oscillation plottats över tid då de blir belastade av pulserna från tågen i de dynamiska FEM-analyserna. Utifrån de diagram som detta har resulterat i går det att konstatera att utböjningarna då bullerskyddsskärmarna blir belastade enligt SS-EN 1991–2 och SS-EN 16727-2-2:2016 skiljer sig en del från utböjningarna då bullerskyddsskärmarna blir belastade enligt RIL 804.5501. Bullerskyddskärmarna tenderar att oscillera mindre för en punkt på bullerskyddsskärmen då den befinner sig mellan de två pulserna då de blir belastade enligt RIL 804.5501 jämfört med de två andra standarderna. Eftersom belastningen enligt RIL 804.5501 tycks representera ett verkligt belastningsfall bättre (avtagande last både i horisontalled och vertikalled tillsammans med bredare lastpulser) finns en risk att man överskattar utmattningspåkänningarna ifall man utgår från lasterna enligt SS-EN 1991-2 och SS-EN 16727-2-2:2016. För att verifiera detta behöver dock mätningar i fält utföras för att kontrollera ifall lastutbredningen enligt RIL 804.5501 kan appliceras på tåg i Sverige.

In early 2020, cracks were discovered on the bridge crossing the Torne River at Autio. This resulted in an investigation being launched to determine the structural state of the bridge. In conjunction with this investigation, monitoring equipment was installed on the bridge, which enabled the collection of measured strain at four critical points on the bridge.  In this thesis the measured strain was used to approximate stresses in the prestressing cables and thereby calculate the effects of fatigue on the bridge. Two different structural standards were used to calculate the results: Eurocode 2, and fib Model Code 2010. Likewise, two different cycle-counting methods were used to calculate the results: the Rainflow-algorithm, and the largest-magnitude approach.  Regardless of structural standard or cycle-counting method, the results indicate that the effects of fatigue are neither an issue for the bridge, currently, nor will it be in the expected lifetime of the bridge.

3D models have been widely used in many areas since decades ago. When BIM (Building Information Modelling) and VR (Virtual Reality) become popular recent years, 3D model, as an essential part of it has been frequently asked or even required, which is both a challenge and opportunity to a surveying engineer.   Through investigation of three different alternatives to create 3D models: image based, terrestrial laser scanning based and airborne laser scanning based modelling, the author aims to help a surveying engineer to choose the proper method and tool. Workflows, costs and applications have been discussed for each approach and the results show that image based modeling is most time and cost efficient but with lower accuracy which is suitable for visualization while thanks to the high resolution of data capture, terrestrial laser scanning based modeling can be utilized for detailed as-built modeling or BIM. The weakness of such method is the high initial cost and much time demanded; for large area city modeling, the airborne laser scanning approach is the most efficient way with limitations of the low level of details and expensive equipment.   However, it should be critical to understand that there is no automatic way to reconstruct a controllable 3D object at present. Due to the limited accessibility of equipment, the photogrammetric 3D building reconstruction method is not included in this study and thus, a future study may continue with this method. 3D object may be converted to a format that can be used in BIM, such kind of format exchange can be an interesting topic for further study.

Broar är bärverk som för trafik över eller förbi hinder och behöver ibland förstärkning av grundläggningen under stöden på grund av dåliga markförhållanden. Detta åstadkommas genom pålgrundläggning under bottenplattan. För att välja lämpliga pålar med tillräcklig lastkapacitet behövs beräkna dimensionerande lasteffekten från bron på pålarna i pålgruppen. Beräkningsprogram som grundas på pålstyvhetsmetoden för att beräkna lasteffekten på pålar används oftast, som CAE-rymdpålgrupp program. Sådana program betraktar bottenplattan som oändlig styv vilket troligen kan minska noggrannheten av beräkningen. Nyare program baserade på finita elementmetoder som FEM-Design kan beräkna lasteffekten på pålarna och har även möjlighet att välja olika styvheter till bottenplattan. För utvärdering och jämförelse mellan CAE och FEM-Design i syfte att välja lämpligaste program för beräkning av lasteffekten på pålarna vid pålgrundläggning av brostöd, valdes en bro i Telegrafberget, Nacka. Modellering och beräkning i båda program utfördes med hänsynstagande till tre parametrar; bottenplattans tjocklek, krypning och jordpåverkan. Efter analysen och jämförelsen mellan resultaten av båda program dras slutsatsen att FEM-Design ger noggrannare resultat för lasteffekten på pålarna. Vid hög styvhet för pålgrundläggningen ger CAE också adekvata resultat för lasteffekten. / Bridges are structures that lead traffic over or through obstacles and sometimes require reinforcement of foundation under support due to poor soil conditions. This is accomplished by piling under the foundation slab. To select suitable piles with sufficient load capacity, it needs to calculate the dimensioning load effect from the bridge on the piles of the pile foundation. Calculation programs based on the pile stiffness method to calculate the loading effect on the piles are usually used such as the CAE program. Such programs regard the foundation slab as endless rigid which can probably reduce the accuracy of the calculation. Newer programs based on finite element methods like FEM-Design can calculate the load effect on the piles and also have the option of selecting various stiffnesses to the foundation slab. For the evaluation and comparison of CAE and FEM-Design in order to choose the most suitable program for calculating the load effect on the piles of bridge support, a bridge was chosen in Telegrafberget, Nacka. Modeling and calculation in both programs were performed taking into account three parameters; foundation slab thickness, creepage and ground effect. Following the analysis and comparison of the results of both programs, concludes that FEM-Design provides more accurate results for the loading effect on the piles. At high rigidity for the pile foundation, CAE also provides adequate results for the load effect.

No description available.

Rock wedge stability is a common concern in underground excavations. Since the wedge stability influences the support design, it is important to use a wedge stability analysis method that can capture factors like excavation geometry, joint parameters and properties, rock mass properties, rock cover, and stress field as accurately as possible. This thesis compared the Limit Equilibrium Method (LEM) and the Discrete Element Method (DEM) using the software UnWedge (LEM) and 3DEC (DEM). The objectives included studying how factors like excavation and joint geometry, stress field, rock cover, and rock mass properties could be considered by the methods and how that affected the wedge stability and support design. Nine different analysis cases were defined with the aim of capturing wedge stability analysis parameters representable for both the civil engineering and mining sector. The study found that 3DEC allows for more accurate modelling of excavation and joint geometry, considering joint density and full 3D geometries, while UnWedge has limitations in creating intersecting tunnels and does not consider joint density. Only 3DEC, with stress redistribution and a plastic material model, captures rock mass failure mechanisms other than wedge failure. Based on the study, it is recommended to use DEM for situations where the excavation geometry cannot be assumed as two-dimensional with constant cross-section, and, when stress-induced rock mass failure is expected, use DEM with stress redistribution. It is also recommended to use information about joint lengths if available and apply engineering judgement when studying results of wedge volume and support force.

The tunnelling industry relies heavily on the use of concrete, and most of all shotcrete. The ingredients in shotcrete and concrete are very similar, both relies on the use of cement. Cement production is one of the most energy consuming, if not the most energy consuming, industry in the business. One way of reducing the emissions of shotcrete production is to replace parts of the ingredients. Both cement and aggregates can be replaced by materials that are reused and thereby reducing emissions. Recycled aggregates are already used in construction to some extent. These recycled aggregated are usually from the demolition industry. The most effective way of reducing the carbon footprint of shotcrete is by decreasing cement levels. Fly ash and steel slag are two materials that are a suitable replacement for parts of the cement. It’s obvious that there is room for improvement, and improvement must be done. However, the reliability and consistency of many new alternative materials to cement isn’t quite there yet. It is hard to get sufficient data for these alternatives, since few big scale tests have been conducted. The life cycles of tunnels are usually very long, which makes it hard to get long time statistics for constructions with new techniques. Reducing the use of shotcrete is also something that will make a big difference on the carbon footprint. Applying shotcrete and achieving perfect results is hard, but some techniques has been developed to help the operator with the application process. Scanning is a very effective way of calibrating the operators to spray the correct thickness. Since the scanning method is still somewhat slow, scanning every single cycle is not an option today. The logistics behind shotcrete spraying is also an area that could be improved and thereby reducing the over usage of shotcrete. Replacing the current steel fibers used as reinforcement with a more sustainable material will also help reducing the carbon footprint. However, the emissions from the cement production are significantly larger. There are however other benefits with switching to synthetic fibers, mostly to do with safety of workers and machinery since synthetic fibers aren’t as sharp. These fibers are also resistant to corrosion, which makes them suitable for wet conditions. In the field tests, four different shotcrete mixes were compared and sprayed in test boxes. These mixes replaced 0, 10, 19 and 30% of the cement with steel slag. Early compressive strength was measured on all mixes and all of them achieved 10 MPa after 10 hours. At 10 hours the shotcrete mix with no steel slag, the reference concrete, accelerated its compressive strength growth. And achieved a compressive strength of 28 MPa after 17 hours. The other mixes had around 15% less compressive strength at 17 hours, but they all achieved 50% of the maximum strength within 20 hours.

Då betong gjuts startar en serie av reaktioner mellan cementet och vattnet i betongen. Via dessa reaktioner hårdnar betongen och dess hållfasthet ökar. En produkt av reaktionerna är värme som avges inom konstruktionen. På så vis expanderar betongen samtidigt som hållfastheten ökar. Då betongen avsvalnar kontraherar den, samtidigt hålls konstruktionen fast av omkringliggande konstruktioner som kan vara en platta som aktuell konstruktion gjuts på. Detta mothåll kallas tvång som i sin tur skapar spänningar i det motgjutna elementet till följd av de mothållna rörelserna. Om dessa spänningar överskrider den aktuella draghållfastheten spricker betongen. De sprickor som uppstår till följd av spänningarna försämrar konstruktionens täthet, vilket kan leda till skador och förminskad livslängd och bärförmåga. För att minska risken för dessa sprickor införde Vägverket krav i BRO 94 som reglerade maximala spänningsnivåer till följd av spricksäkerhetsfaktorer och tre metoder att begränsa dessa sprickor. Detta är vad som kallas den svenska sprickmodellen. Det huvudsakliga syftet med arbetet har varit att utvärdera den svenska sprickmodellen, sett främst för metod 3, för vilken datorberäkningar ska genomföras för bedömning av spänningsnivå alternativt töjningsnivå. Som underlag för arbetet har 3 konstruktioner använts. Den nybyggda järnvägstunneln genom Gamla Uppsala, samt två äldre broar/tunnlar i Ulriksdal och Antuna. De gjutförhållanden som rådde och sprickbegränsande åtgärder som användes återskapades i programvaran ConTeSt Pro. Det är en mjukvara som utvecklats speciellt för denna typ av temperatur- och spänningsberäkningar för ung betong. Genom tillhandahållna temperaturmätningar och anteckningar från arbetsplatser har de verkliga förhållandena återskapats för att kunna beräkna rättvisa spänningsnivåer. Under den 2-4 november 2016 genomfördes fältarbete i Stockholm och Uppsala. Målet var att få större förståelse för projektet, men främst att kartera tunneln i Gamla Uppsala efter sprickor. Detta krävdes för att kunna jämföra de töjningskvoter som erhölls från beräkningarna med den verkliga uppsprickningen i konstruktionerna. En stor del av arbetet var att beräkna töjningskvoterna i ConTeSt. Orsaken till detta var att beräkningen simulerade ett tidsspann som vanligen uppgick till två månader. I och med detta förändrades yttre faktorer som lufttemperatur mycket i modellen, vilket tog lång tid att återskapa. Då alla 19 konstruktioner som beräknats var klara sammanställdes de beräknade töjningskvoterna och jämfördes med de karterade sprickorna samt kraven på spricksäkerhetsfaktorn från den svenska sprickmodellen. När resultaten analyserats tydde mycket på att spricksäkerhetsfaktorn var för låg för en av de studerade exponeringsklasserna. Detta beror troligtvis på att toleransen för ändringar i väderlek och fel vid gjutning är för snäv, vilket kan resultera i uppsprickning. Slutligen föreslås en ökning av säkerhetsfaktorn, så att den svenska sprickmodellen motverkar sprickor i ung betong på ett mer effektivt sett.

Klimatpåverkan är ett aktuellt ämne i dagens samhälle, och byggindustrin står för över en tredje del av den totala utsläpp i Sverige år 2020. En av de största faktorerna är just betongproduktionen eftersom betong är den mest populära byggmaterial på grund av dess hållfasthetsegenskaper och låg kostnad. Dessutom förväntas en ökning i behovet av bostäder i storstäderna inom de kommande åren vilket innebär ett större behöv av byggmaterial. Samtidigt har Sverige ett mål om noll nettoutsläpp CO2 till åren 2045, vilket gör att ha ett mer hållbar alternativ till betongen avgörande för att nå det uppsatta målet.  Arbetet utförs på L-formade stödmurar av armerad betong vars användningsområde begränsas till torr och ojämn mark i samband med vägar och broar. Huvudsyfte med examensarbetet är att studera hur en ändring i stödmurens dimensioner påverkar dess bärförmåga samt koldioxidutsläpp i förhållande med konstruktionens materialmängder. Vidare skall resultatet av analysen tyda de mest lämpliga konstruktionslösningar för att optimera stödmurens design och påverka dess klimatavtryck. Bland de åtgärder som undersöks är olika tjocklekar för stödmurens bottenplatta och frontmur. Detta kommer i sin tur medföra olika betong- och armeringsbehov. Utöver det är val av bindelsmedel i betongreceptet ett sätt att vidare påverka betongens koldioxidutsläpp och det första steget för att uppnå klimatförbättrad betong. För att utföra analysen krävdes ett litteraturstudie av relevanta område samt de föreskrifter som gäller för konstruktionen. Bland de studerade område kan det nämnas storleksoptimering inom konstruktionsteknik, klimatförbättrad betong, återanvändning och återvinning av byggnadsmaterial. Därtill följdes även Eurokoden, EKS och Trafikverkets krav för stödmursbyggande såsom TK Geo 13 och Krav Brobyggande. Strukturen dimensioneras genom att följa rekommendationerna i de förutnämnda föreskrifter och det utfördes en kontroll av strukturens bärförmåga, armeringsbehov samt glidning och stjälpning. För dessa beräkningar användes datorprogram MathCad och CaeApp. Därefter användes en Excell-mall upprättad av Sweco för att jämföra koldioxidpåverkan från vanlig betong mot klimatförbättrad betong. En jämförelse av resultatet från de utförda beräkningarna visar att en relativt liknande bärförmåga kan uppnås oavsett skillnaden i konstruktionens tjocklek. Däremot blir armerings dimensionering avgörande för att säkerställa strukturens hållfasthet. Detta kommer att reflekteras i material mängden för varje struktur. Till exempel i fallet med en mindre tjocklek visas det en mindre betongmängd men en högre armeringsmängd. Vidare visar studien om klimatpåverkan att strukturen med en mindre tjocklek resulterar i ett mindre koldioxidutsläpp. Anledningen är att betongens utsläpp är mycket större än armerings utsläpp och en minskning av betongmängden är fördelaktig även om det betyder en fördubbling av den original armeringsmängd. En ytterligare minskning av klimatpåverkan kan uppnås genom användningen av klimatförbättrad betong. Det första steget är att använda alternativa bindemedel i betongreceptet och i detta fall bytes en del av klinker, som är det vanliga bindelsmedel, mot masugnsslagg för att minska koldioxidutsläpp med 10 procent. Detta värde kan ökas till 25 procent genom att bearbeta betongreceptet vidare och ersätta ett större andel av klinker. Slutligen är det möjligt att uppnå en minskning av upp till 40 procent genom att ha en översyn av hela produktionsprocessen samt transport av material vid planeringsskede med klimatpåverkan i åtanken.

Utvecklingen av cykelinfrastruktur i Sverige har pågått kontinuerligt sedan oljekriserna som inträffade under 1970-talet. Cykelförbindelser mellan bostad, arbete och centrum har utvecklats kontinuerligt och det möjliggjorde goda förutsättningar för cykel som transportmedel i människors vardag. Förtätning är rådande utvecklingstrend i städer sommöjliggör för ett ökat utbud av samhällsfunktioner lokalt och strävar efter enbefolkningsökning. Befolkningstätheten i städer ökar och avstånd mellan målpunkter blirkortare, stadsrummet blir mindre och är mer anpassad till människan samt cykel blir ett bättre transportmedel i städerna. Tidigare insatser på cykelförbindelser har emellertid inte fokuseratspå städernas lokala cykelnät i samma utsträckning, därför oftast saknar cykelinfrastruktur istadsgator som tillkom före oljekriserna och cyklister hänvisas till blandtrafiken.  I det här kandidatarbetet behandlar hur cykelinfrastruktur kan implementeras i en stadsgata som saknar separata trafikytor för cyklister. Till undersökningen har ett gestaltningsprojekt genomförts där ett gestaltningsförslag på implementering av cykelinfrastruktur påDrottninggatan i Karlskrona har lyft fram. Genom gestaltningsprojektet framgår det att gatans utformning och trafikflöde utgör en viktig grund till gestaltningen av cykelinfrastruktur. De identifierade lösningar för att möjliggöra trafikytor för cyklister är cykelbana, cykelfält samt gång- och cykelbana. Korsningar för cykeltrafiken som identifierades är cykelpassage och cykelöverfart. För att skapa en attraktiv och trafiksäkert stadsmiljö för cyklister har även cyklisters förutsättningar och behov identifierats.