At the turn of 2010/2011, Sweden went from designing structures according to nationaldesign codes to the new European standards Eurocode. For bridge engineers, this implieda change from a combination of BRO 2004 and BSK 07 to the Eurocode as the maindocuments, complemented by national documents such as TRVK Bro 11. The normtransition did not only change the calculation methods, but also turned a phenomenonthat never was of great importance for road bridges before into something that could limitthe carrying capacity of the structure. This phenomenon is called fatigue, i.e. repeatedload cycles, where each load is much lower than the ultimate limit state capacity, thatfinally results in collapse. This master thesis investigates why fatigue is significant in the design today. This is donethrough a comparison of how the new and old regulations assesses fatigue. A bridge builtin 2011, designed by ELU Konsult AB according to the old regulations, was modelledin the finite element program LUSAS. Several lorry crossings from different fatigue loadmodels were then simulated. The output from LUSAS was then used to calculate theutilization ratios for three critical points along the bridge. The result indicates that both regulations give rise to similar stress ranges, i.e. thedifference between the maximum and minimum stress obtained during a crossing. Thedifferences between the regulations are instead within the fatigue calculations, where themajor difference is the number of lorries crossing the bridge during its lifetime. Theutilization ratio according to the old regulations for the worst exposed point is 27.0 %,corresponding to 9.13 daily crossings by heavy lorries, which is the maximum numberof daily crossings provided by BRO 2004. The lowest utilization ratio according tothe Eurocode is 70.0 %, calculated for 137 daily crossings which is the lowest amountof crossings allowed. An interpretation of the Eurocode, which allows usage of fatigue loadmodel 5 even for smaller bridges, results in a utilization ratio of 56.0% which correspondsto 90.0 daily crossings, i.e. lower than the other fatigue load models provided by theEurocode but clearly above the old regulations. The conclusion is that an alternative way of deciding the number of crossings shouldbe provided by the Eurocode. Today, the classification consists of four steps, which arevery rough. Instead, a proposal is given in this thesis which advocates usage of a linearfunction for deciding the number of design crossings based on the number of daily crossingsby lorries. The proposed alternative design method is between the two regulations withrespect to daily crossings and utilization ratio. / Vid årsskiftet 2010/2011 övergick Sverige från att dimensionera byggnadsverk enligt nationellastandarder till den nya europastandarden Eurokod. För brokonstruktörer innebar dettaen övergång från en kombination av BRO 2004 och BSK 07, till att Eurokod blev dethuvudsakligt styrande dokumentet, med bland annat TRVK Bro 11 som ett dokumentmed tillhörande nationella val. Övergången medförde inte bara att verksamma konstruktörertvingades lära sig förändrade beräkningsmetoder, utan också att ett fenomen som tidigaresällan var dimensionerande för vägbroar nu kunde vara det som ställde högst krav påbärförmågan. Detta fenomen kallas utmattning, dvs. upprepade av- och pålastningar, varoch en betydligt lägre än brons maximala bärförmåga, som i slutändan resulterar i brott. I detta examensarbete utreds det varför utmattning numera är en betydande del avdimensioneringen. Detta sker genom en jämförelse av hur de gamla och nya normernautvärderar utmattning. Som modell har en befintlig bro invigd 2011, dimensioneradav ELU Konsult AB enligt de gamla normerna, använts. Denna bro har modellerats ifinita element programmet LUSAS, varpå en mängd olika lastbilsöverfarter simulerats ochutmattningsutnyttjandet för tre utvalda kritska punkter beräknats. Resultatet indikerar att båda normerna har liknande storlekar på spänningsvidderna,dvs. skillnaden på största och minsta spänningen som uppstår vid en överfart. Däremotråder det skillnader vid utmattningsberäkningarna, där den stora skillnaden är antalettunga fordon som passerar bron under dess livslängd. Enligt de gamla normerna ärutnyttjandegraden för den värst utsatta studerade punkten 27.0 %, vilket är beräknatpå det högsta antalet dagliga passager från tunga fordon som BRO 2004 tillåter, d.v.s.9.13 dagliga passager. Enligt Eurokod uppgår den lägsta utnyttjandegraden till 70.0 %,vilket motsvarar 137 dagliga överfarter vilket är det lägsta Eurokod tillåter. Vid ettalternativt sätt att tolka Eurokod, som tillåter användandet av utmattningslastmodell5 även för mindre broar, fås en utnyttjandegrad på 56.0% vilket motsvarar 90.0 dagligaöverfarter. Detta är något lägre än de andra utmattningslastmodellerna enligt Eurokodmen fortfarande högre än det gamla regelverket. Slutsatsen av uppsatsen är att ett alternativt sätt att bestämma antalet överfarter bordeerbjudas i Eurokod, då indelningen idag består av fyra stora trappsteg vilket ger en väldigtsnäv indelning. I detta examensarbete presenteras ett förslag som innebär att antaletdimensionerande överfarter istället bör bestämmas som en rätlinjig funktion av antaletdagliga överfarter från tung trafik. Det föreslagna sättet ligger mellan de båda normernamed hänsyn till passager och utnyttjandegrad.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-147820 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Dahlvik, Mathias, Eriksson, Johan |
| Publisher | KTH, Stålbyggnad |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0027 seconds