Bro över Pankens utlopp: mätning före och efter förstärkning

(1)

TEKNISK RAPPORT

Institutionen för Samhällsbyggnad Avdelningen för Byggkonstruktion

ISSN: 1402-1536 ISBN 978-91-7439-005-6 Luleå tekniska universitet 2009

ISSN: 1402-1544 ISBN 978-91-86233-XX-X Se i listan och fyll i siffror där kryssen är

Bro över Pankens utlopp

Mätning före och efter förstärkning

Björn Täljsten Markus Bergström

Georg Danielsson

(2)

(3)

Bro över Pankens utlopp

Mätning före och efter förstärkning

Björn Täljsten Markus Bergström

Georg Danielsson

Institutionen för Samhällsbyggnad

(4)

Tryck: Universitetstryckeriet, Luleå

(5)

Innehållsförteckning

1 INLEDNING... 1

2 TILLSTÅNDSBEDÖMNING ... 1

3 FÖRSTÄRKNING ... 7

4 TEORETISK KAPACITETSÖKNING... 9

5 KAPACITETSÖKNING FRÅN MÄTNING ... 11

6 ÖVRIGA RESULTAT FRÅN MÄTNING ... 13

7 SLUTSATSER... 16

APPENDIX A - MÄTRESULTAT ... 17

(6)

(7)

1 Inledning

Vägverkets bro över Pankens utlopp, figur 1, är en balkbro i betong som återfinns efter E18 ungefär 30 km öster om Karlstad. Den 117 meter långa bron består av sex spann, där spannen närmast upplag är 13.5 meter och de mellanliggande spannen 21 meter.

Den nominella tryckhållfastheten hos betongen är 40 MPa och nominell sträckgräns hos armeringsstålet 600 MPa.

Figur 1. Bron över Pankens utlopp.

2 Tillståndsbedömning

Bron byggdes 1977 och användes under sjutton år fram till 1994 utan några märkbara problem. Under en periodisk visuell inspektion 1994 noterades dock en mängd sprickor både i brospann och fundament. På grund av denna upptäckt utfördes en detaljerad utvärdering av J&W (nuvarande WSP) under 2001. Utvärderingen styrkte att bron var uppsprucken i samtliga spann. Sprickorna gick i de flesta fall hela vägen upp till broplattan och misstänktes vara genomgående med en sprickvidd omkring 0.2 till 0.3 mm. I vissa gjutfogar var sprickvidden ända upp till 1.0 mm. I figur 2 visas ett typiskt sprickmönster längs ett av spannen.

Över pelare sträckte sig sprickorna genom plattan och vidare genom större delen av balkarna. Trots att sprickvidderna var acceptabla under givna förutsättningar fanns en oro för att isoleringen under bitumenskiktet skulle ha tagit skada, och att det i sin tur ökar tillträdet för vatten och klorider ner genom betongen in till stålarmeringen.

Ett resultat av den detaljerade utvärderingen var att en klassificeringsberäkning utfördes

(8)

resterande broar längs vägsträckningen var klassificerade för 230 kN beslutade broägaren, Vägverket, att uppgradera bron över Pankens utlopp.

Metoden som valdes för uppgradering var förstärkning med pålimmade kolfiberlaminat.

Bron förstärktes i september 2006 genom pålimning av laminat Sto FRP Plate S50C för att möta det nya brottgränsvillkoret, men också för att ge en gynnsam effekt på brukgränskraven med fokus på bland annat böjstyvhet, sprickvidder och minskade deformationer. Mätning utfördes således före och efter förstärkningen för att verifiera förstärkningseffekten i form av global och lokal krökning, sprickvidder och nedböjning.

Resultaten från mätningen registrerades vid belastning motsvarande en lastbil fullastad med grus, och kan således betraktas utifrån ett brukgränsperspektiv. Spann 5-6 i figur 3 valdes ut som representativ del av bron där mätning utfördes.

Figur 2. Sprickmönster på brobalk längs ett av spannen.

Lägesgivare och töjningsgivare placerades på två av de tre balkarna i mittsnitt av spannet, se figur 4. Under var och en av balkarna placerades en lägesgivare (Lvdt_N och Lvdt_S). Dessa användes för bestämning av krökning över en sträcka om 6 meter.

Vidare monterades töjningsgivare på dragna armeringen på båda balkarna (SgS_N och

SgS_S). Två sprickgivare på olika höjd monterades också på varsin balk (Cod1_N och

Cod2_N samt Cod1_S och Cod2_S). Utöver dessa givare mättes även töjning i tryckta

armeringen och betongen på den södra balken (SgC_S och SgS2_S). Efter förstärkning

kompletterades mätuppställningen med töjningsgivare på kolfiberlaminat på båda

balkarna (SgF_N och SgF_S).

(9)

13.5m 21.0m

21.0m 21.0m

21.0m 13.5m

117 m

13.0m

Figur3. Bron sedd från sida och sektion.

Lastbilen som användes som belastning placerades nära norra vägräcket, vilket medför störst påkänning på den norra balken. Hur mycket av lasten som går ner till norra balken beror på brons rotationsstyvhet. I det fall där rotationsstyvheten är mycket hög fördelas lasten jämnt mellan balkarna, medan påkänningen på norra balken blir betydande relativt de andra balkarna i det fall rotationsstyvheten är låg. I de fall där rotationsstyvheten inte är av intresse kan utvärderingen av sådana mätdata förenklas ifall lasten fördelas relativt jämnt över brons bredd. Det är speciellt vid jämförelse med teoretiska beräkningar som osäkerhet kring vilken modell som ska användas kan minimeras med detta förfarande. En skiss på brotvärsnittet med last och givare är illustrerad i figur 4, med en mer detaljerad beskrivning av givarna i figur 5.

Lvdt_S Lvdt_N

Cod2_S Cod1_S Cod2_N

Cod1_N Norr

SgC_N

SgS_N SgF_N SgS_S

SgF_S

Lastbilsaxel

SgS2_N SgC_S

Figur 4. Mätutrustningens och lastens placering i studerat tvärsnitt.

I figur 5 redovisas samtliga typer av sensorer som användes i samband med mätningen.

På stålarmeringen i under och överkant svetsades töjningsgivare. Givarna skyddades

(10)

I figur 5 visas givare på armeringsjärn placerat i överkant. För att mäta töjningen på betongen limmades givare direkt mot en slipad och väl rengjord betongyta. Givarna skyddades därefter mot väder och vind, vilket visas i figur 5 som SgC_N.

Nedböjningen vid belastning uppmättes med LVDT-givare, nedre vänstra fotot, vilka placerades med referenspunkt mot marken. Krökningen registrerades även den med en LVDT-givare, i detta fall monterade på en 6 meter lång rätskiva, vilket visas i fotot längst ner till höger. Töjningen i kolfiberlaminatet mättes såväl under lasten som vid änden av ett av laminaten. Skyddade pålimmade töjningsgivare visas i mittenfotot till höger i figur 5. Slutligen registrerades förändring i spricköppning med såkallade COD- givare (Crack Opening Displacement-givare). En monterad COD-givare visas i fotot längts upp till höger i figur 5.

Figur 5 Schematisk beskrivning av givarnas placering.

I tabell 1 och 2 redovisas placeringen av givarna i höjdled i den belastade sektionen,

mätt från underkant norra respektive södra balken. Givarbeteckningar är angivna både

på svenska och engelska. Engelska givarbeteckningar är använda för redovisade mätdata

längre bak i rapporten. Änden på avkortade laminatet förankrades, se nästa avsnitt,

(11)

Tabell 1. Placering av givare norra sidan, x = 23,82 m från östra upplaget. Höjden på balken är 1500 mm, varav flänsen 250 mm. Givarnamn angivet både på svenska och engelska. Engelska beteckningar använda i redovisade mätdata.

Givare x

_i

(mm) y (mm) Beteckning

Övre töjningsgivare stål (steel top north) 1000 ca 1440 SgS2_N Nedre töjningsgivare stål (steel bottom

north)

1000 ca 50 SgS_N

Töjningsgivare betong (concrete north) 927 1180 SgC_N

Sprickgivare insida 1038 685 Cod1_N

Sprickgivare utsida 1045 640 Cod2_N

Nedböjning (deformation north) ca 1530 0 LvdtD_N

Krökning (curvature) ca 975 0 LvdtC_N

Kolfiber 1 – mitten (plate F5 middle north) ca 1000 -3 SgF5_N Kolfiber 2-5 – vid ände på laminat (Plate F1-

F4)

Se nedan -3 SgF1_N-

SgF4_N Tabell 2. Placering av givare södra sidan, x = 23,82 m från östra upplaget. Höjden på balken är 1500 mm, varav flänsen 250 mm.

Givare x

_i

(mm) y (mm) Beteckning

Nedre töjningsgivare stål 940 ca 50 SgS_S

Töjningsgivare betong 925 1155 SgC_S

Sprickgivare insida 1685 765 Cod1_S

Sprickgivare utsida 1670 755 Cod2_S

Nedböjning 950 0 LvdtD_S

Krökning 1000 0 LvdtC_S

Kolfiber 1 - mitten ca 945 -3 SgF1_S

(12)

Upplag Öster Balk Norr 1 2

3 4 y

x

Figur 6. Placeringen av givare vid ände på laminat. Laminat är 50 mm brett, del av laminat visas. Placeringen redovisas i tabellen ovan i [mm].

I tabell 3 är uppmätt last, temperatur och datum för fem mätningar redovisade. Två av mätningarna är från tiden före förstärkning (20060529 och 20060703) och resterande tre (20060901 och 20060904 samt 20070919) efter förstärkning. Såväl statiska (stat), som dynamiska (dyn) och trafiklast (T) har mätts upp. Statisk och dynamisk last har använt sig av fordon med specificerad vikt medan trafiklasten endast registrerat påkänningar från passerande fordon.

Tabell 3 Datum samt last och temperaturdata

Före Förstärkning 1 Datum: 20060529

Last: 24 760 kg Fram: I.U Bak: I.U Temp: 11.8 C

Före Förstärkning 2 Datum: 20060703

Last: 25 200 kg Fram: 7 200 kg

Bak: 18 000 kg Temp: 26.2 C

Efter Förstärkning 1 Datum: 20060901

Last: 26 040 kg Fram: 6 900 kg

Bak: 18 900 kg Temp: 19.0 C

Efter Förstärkning 2 Datum: 20060904

Last: 26 320 kg Fram: 6 700 kg

Bak: 19 300 kg Temp: 14.4 C

x y

1 14 21

2 47 37

3 79 21

4 13

3 30

(13)

3 Förstärkning

Vald förstärkningsmetod var utanpålimmade kolfiberlaminat placerade i underkant av balkarna. Dimensionering av förstärkning bottnade i de nya kraven i brottgränstillstånd.

Även om förbättrade broprestanda i brukgränstillståndet var förväntade fanns inga uppställda krav definierade i form av ökad styvhet, minskad sprickvidd eller minskade nedböjningar.

Två till fyra kolfiberlaminat, Sto FRP Plate S50C, 50u1.4 mm, med E-modul på 170 GPa, brottspänning på 2500 MPa och brottöjning ca 15‰ limmades på varje balk. Det lim som används var Sto BPE Lim 456 (A+B). Innan montering av laminaten hade betongytan slipats av in till ballasten, rengjorts och primats med Sto BPE Primer 50 Super (A+B). Primern används för att öka vidhäftning mot betongen och kan även appliceras på fuktiga ytor. Temperaturen under limning var mellan 13 °C och 20 °C mätt per dygncykel med relativa fuktigheten RH understigande 70 %, vilket ligger inom de för krav uppsatta godtagbara gränser.

Styvhetsförhållandet mellan kolfiberlaminaten och befintlig dragarmering var omkring 10 – 15 %. En ökad styvhet hos den dragna delen av tvärsnittet är således i den storleksordningen. En mer detaljerad beräkning måste dock utföras för att bestämma hur förstärkningen påverkar exempelvis neutrala lagrets position. I figur 7 visas några bilder från förstärkningen.

För att spara en del kolfibermaterial beslutades att kompositen skulle avkortas, detta

gjordes och laminaten förankrades med vinkeljärn av aluminium som limmades över

laminaten samt in i uppsågade spår i betongen. Detta kan även noteras i figur 7, nedre

vänstra hörnet samt i figur 8.

(14)

Figur 7. Brobalkar förstärkta med pålimmade kolfiberlaminat. Övre vänstra hörnet: Betongyta preparerad för limning. Övre högra hörnet: Avslutning av laminat mot pelare. Lägre nedre vänstra hörn: Avkortning av armering samt förankring med vinklar av aluminium. Högre nedre hörn:

Förstärkning i mitten av de långa spannen.

Figur 8. Förankring av laminat vid förkortning. Till vänster visas uppsågade spår bredvid laminat

och till höger inlimmade vinkeljärn för förankring.

(15)

4 Teoretisk kapacitetsökning

På grund av typ av belastning (kan anses som bruksgränslast) fokuseras förstärkningseffekterna på brukgränsparametrarna; nedböjning, sprickvidd samt styvhet.

Att dra slutsatser om brons prestanda i brottgränstillstånd utifrån den genomförda mätningen är inte direkt möjligt och ska inte heller göras. Dock kan man teoretiskt beräkna denna utifrån den applicerade förstärkningsmängden kolfiber, vilket ger en momentkapacitet motsvarande en last på 230 kN på bron enligt Vägverkets nya krav.

För att uppskatta förstärkningens effekt i brukgränstillståndet studeras hur böjstyvheten har påverkats grundad på mätta resultat och en analytisk modell baserad på figur 9. Här kommer medverkande flänsbredd, b

f

, in som en osäkerhet kring hur lasten fördelas genom konstruktionen. Det antagande som beräkningen baseras på är att den medverkande flänsbredden sträcker sig norrut ut till kantbalken och söderut till den punkt mittemellan norra och mellersta balken. Detta förfarande skiljer sig något från BBK 04, men är mer realistiskt i detta specifika fall baserat på numeriska beräkningar.

Norr

b

f

b

1

b

2

h

1

h

2

A

s

A´

s

d

s

d´

s

Figur 9. Modell för beräkning av tröghetsmoment för norra balken.

Följande ekvationer används för att beräkna tröghetsmomentet för ett godtyckligt T- tvärsnitt med geometrier enligt figur 9 ovan. Först bestäms neutrala lagrets, y

₀

, position.

s s s s s s

s s s s

h h

b h b h h A d A d

y b h b h A A

D D

§ · c c

¨ ¸

© ¹

c

1 2

1 1 2 2 1

0

1 1 2 2

1 1

2 2

1 1

[1]

I det fallet neutrala lagret i osprucket tvärsnitt, y

₀

, är placerat nedanför plattan uttrycks

tröghetsmomentet som:

(16)

2 2

3 3

1 1 1 2 2 2

1 1 1 0 2 2 0 1

2 2

0 0

1 ..

12 2 12 2

.. 1 1

c s s

s s s s s s

b h h b h h

I I I b h y b h y h

A d y A d y

D

D D

§ · § ·

¨ ¸ ¨ ¸

© ¹ © ¹

c c

[2]

När tvärsnittet är sprucket bestäms neutrala lagrets position, x, genom att lösa kraftjämvikten. I det fallet då neutrala lagret är placerat i broplattan blir ekvationen

s

s s

s s

s

b x D A x d c c D A d x

2

1

1 2 [3]

I det andra fallet, då neutrala lagret är placerat nedanför plattan, blir ekvationen

2 1 1

1 1 1 2

1 2 2

^s ^s ^s ^{s s} ^s

h x h

b h x h ^§ ¨ ^· ¸ b D A x d c c D A d x

© ¹ [4]

Beräkning av tröghetsmomentet uttrycks nu i de två fallen, först när x är i plattan och sedan när det ligger under.

3 2

2 2

2

1

1 1

1 12 2

c s s s s s s s s

b x x

I I D I b x ^{§ ·} ¨ ¸ D A d x D A x d c c

© ¹ [5]

eller

c s s

s s s s s s

b x h

b h h x h

I I I b h x x h b

A x d A d x

D

D D

§ · § ·

¨ ¸ ¨ ¸

© ¹ © ¹

c c

2 3 2

3 2 1

1 1 1 1

2 1 1 1 2

2 2

1 ..

12 2 12 2

.. 1

[6]

Vid beräkning av tröghetsmomentet för bron över Panken sätts måttet b

₁

lika med brons bredd (13 m), och b

2

lika med tre gånger en individuell balks bredd (3u0.9=2.7 m). Den totala mängden armering beaktas i beräkningen. Slutligen divideras resultatet med tre för att uppskatta varje balks bidrag till brons totala tröghetsmoment. Jämför med modellen illustrerad i figur 9. I BBK04 (2004) föreskrivs att betongens E-modul i utomhusmiljö ska reduceras för att beakta långtidsdeformationer. Detta görs genom ett kryptal, M , vilket väljs till 0, 1 eller 2 i ekvationen nedan.

E

c

E

(17)

Tabell 4. Sammanfattning av beräknade värden för oförstärkt samt förstärkt bro Ursprunglig bro Förstärkt bro

Korttid Långtid Korttid Långtid

y

1

[mm] 511 519 513 524

y

₂

[mm] 118 190 128 207

I

1

[mm

⁴

] 483.5u10

⁹

532.7u10

⁹

487.6u10

⁹

545.1u10

⁹

I

₂

[mm

⁴

] 42.5u10

⁹

118.2u10

⁹

50.6u10

⁹

140.0u10

⁹

Den teoretiska förstärkningseffekten, se tabell 5, kan ses både som en ökning av betongens tryckta zon samt tröghetsmoment. Slutsatserna är att förstärkningen i sig gör mer nytta vid spruckna förhållanden jämfört med ospruckna.

Tabell 5. Teoretisk förstärkningseffekt [%].

Korttid Långtid

y

₁

0.4 1.0

y

2

8.5 8.9

I

₁

0.8 2.3

I

2

19.1 18.4

5 Kapacitetsökning från mätning

Resultaten presenterade här registrerades under tiden då en lastbil fullastad med grus belastade bron i mittsnitt över norra balken. Vikten på bak- respektive framaxlarna samt utomhustemperaturen under försöken före och efter förstärkning visas här igen i tabell 6.

Tabell 6. Laster och temperatur under belastningarna.

Före förstärkning Datum 2006-07-03

Total last 25 200 kg

Främre last 7 200 kg

Bakre last 18 000 kg

Temperatur 26°C

Efter förstärkning Datum 2006-09-04

Total last 26 320 kg

Främre last 6 700 kg

Bakre last 19 300 kg

Temperatur 14°C

I beräkning av mätdata har endast lastbilens vikt beaktats, vilket medför att den mätta

krökningen relateras till det böjmoment som lastbilen förorsakat. Detta innebär att det

böjmoment och krökning som egenvikten skapat bortses ifrån. Denna förenkling kan

påverka de resulterande nivåerna på böjstyvheten, men möjliggör fortfarande en

jämförelse mellan före och efter förstärkning.

(18)

Mätning visar att böjstyvheten har ökat på grund av förstärkningen. Det globala tröghetsmomentet över en sträcka om 6 meter ökade från 60u10

⁹

till 75u10

⁹

mm

⁴

(+25

%), och det lokala tröghetsmomentet ökade från 200u10

⁹

till 250u10

⁹

(+25 %).

Uppmätt globalt tröghetsmoment tillsammans med beräknade tröghetsmoment visas i figur 10. Antagande om uteblivet tvång i upplagen under utvärderingen förväntas överskatta uppmätt böjstyvhet eftersom beräknade momentet är i verkligheten något lägre. En jämförelse mellan teori och försök visar att tröghetsmomentet ligger nära spruckna förhållanden, samt att förstärkningseffekten är signifikant. Båda dessa resultat visar på att bron över Pankens utlopp har genomgående sprickor, vilket också delvis kan verifieras av den visuella inspektionen. Temperaturdifferensen på 12qC anses inte påverka brons beteende.

Både sprickvidder och nedböjning i mittsnitt reducerades av förstärkningen i storleksordning 5% respektive 10% vilket visas i figur 11.

0 100 200 300 400

Tid [s]

1.00x10¹⁰ 1.00x10¹¹ 1.00x10¹²

Tröghetsmoment [mm4]

Uppmätt styvhet Efter förstärkning Före förstärkning

Analytisk

I2 efter förstärkning I2 före förstärkning Analytisk

I1 efter förstärkning I1 före förstärkning

Figur 10. Uppmätt och teoretiskt globalt tröghetsmoment före och efter förstärkning.

(19)

0 100 200 300 400 Tid [s]

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Sprickvidd [mm]

Före förstärkning

Efter förstärkning

Cod2_N Cod1_N

0 100 200 300 400

Tid [s]

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Nedböjning mittsnitt [mm]

Före förstärkning

Efter förstärkning

Figur 11. Vänster: Sprickvidd före och efter förstärkning. Höger: Nedböjning i mittsnitt före och efter förstärkning.

6 Övriga resultat från mätning

De genomförda mätningarna visar på ett tydligt positivt resultat av förstärkningen.

Nedan har jämförelser gjorts av normaliserade laster för respektive töjningsgivare före och efter förstärkning, där vi börjar med att redovisa givare SgS2_N och fortsätter därefter med samtliga givare på den norra respektive södra balken i studerad sektion. I jämförelsen studeras endast statisk belastning.

0 40 80 120 160 200

Time [s]

0 20 40 60

Strain [ustr]

200600703 StatN2 Steel Top North

0 40 80 120 160

Time [s]

-30 -20 -10 0 10

Strain [ustr]

Figur 12. Vänster: Givare SgS2_N före förstärkning. Höger: Givare SgS2_N efter förstärkning.

(20)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-100 0 100 200 300

Strain [ustr]

200600703 StatN2 Steel Bottom North

0 40 80 120 160

Time [s]

-20 0 20 40 60 80

Strain [ustr]

Figur 13. Vänster: Givare SgS_N före förstärkning. Höger: Givare SgS_N efter förstärkning.

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

200600703 StatN3 Concrete North

0 40 80 120 160

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

Figur 14. Vänster: Givare SgC_N före förstärkning. Höger: Givare SgC_N efter förstärkning.

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

Crack opening [mm]

200600703 StatN3 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

20060904 StatN1 COD1

(21)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

200600703 StatN3 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02

20060904 StatN1 COD2

Figur 16. Vänster: Givare Cod2_N före förstärkning. Höger: Givare Cod2_N efter förstärkning.

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2 4

Strain [ustr]

200600703 StatS1 Concrete South

0 20 40 60 80

Time [s]

-4 -3 -2 -1 0 1

Strain [ustr]

Figur 17. Vänster: Givare SgC_S före förstärkning. Höger: Givare SgC_S efter förstärkning.

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatS1 COD3

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060901 StatS1 COD3

Figur 18. Vänster: Givare Cod3_S före förstärkning. Höger: Givare Cod3_S efter förstärkning.

(22)

7 Slutsatser

Sprickmönstret visar att sprickorna uppstått av böjmoment, mest troligt skapat av

egenvikten i kombination med överlast. Dock finns ingen information att tillgå rörande

ifall bron utsatts för någon överlast eller ej under brukstiden. Bron över Pankens utlopp

var inte instrumenterad efter att den byggts. Om detta hade gjorts hade det kunnat vara

möjligt att dra slutsatser om när och varför bron spruckit upp. Mätning visar på att bron

över Panken har genomgående sprickor, vilket påverkar dess verkningssätt. Dels var

uppmätt tröghetsmoment nära det för spruckna förhållanden, dels var

förstärkningseffekten i storleksordning för sprucket tvärsnitt. Dessa slutsatser grundas på

att resultaten från en analytisk modell har jämförts med uppmätta

värden.Förstärkningen var mycket effektiv och en förstärkningseffekt av ca 25 % kunde

påvisas. En jämförelse mellan beräknad styvhet och uppmätt lokal samt global styvhet

visar på bra överensstämmelse.

(23)

Appendix A - Mätresultat

I följande appendix redovisas ett stort antal kurvor från de genomförda mätningarna.

Mätdata märkta med Dyn avser mätning av trafiklast – här har då ingen vikt på fordonen mätts upp, och vi erhåller mätdata i absoluta belopp. Det är även här vi finner de största mätvärdena i samband med passage av tunga fordon. Därefter redovisas statiska värden (Stat), vilket då är mätvärden relaterat till belastningsfordon, dvs lastbil med grus/sand. Sist presenteras mätningar under trafiklast, dvs då godtycklig trafiklast passerar bron. Resultat från dynamisk, statisk och trafik är dessutom sorterade så att mätdata före förstärkning redovisas före mätningar efter förstärkning. Givarnamn är presenterade i tabell 7 nedan. För redovisade mätdata har engelska beteckningar använts.

Tabell 7. Placering av givare norra sidan, x = 23,82 m från östra upplaget. Höjden på balken är 1500 mm, varav flänsen 250 mm. Givarnamn är angivet både på svenska och också engelska. Engelska beteckningar använda i redovisade mätdata.

Givare x

i

(mm) y (mm) Beteckning

Övre töjningsgivare stål (steel top north) 1000 ca 1440 SgS2_N Nedre töjningsgivare stål (steel bottom

north)

1000 ca 50 SgS_N

Töjningsgivare betong (concrete north) 927 1180 SgC_N

Sprickgivare insida 1038 685 Cod1_N

Sprickgivare utsida 1045 640 Cod2_N

Nedböjning (deformation north) ca 1530 0 LvdtD_N

Krökning (curvature) ca 975 0 LvdtC_N

Kolfiber 1 – mitten (plate F5 middle north)

ca 1000 -3 SgF5_N

Kolfiber 2-5 – vid ände på laminat (Plate F1-F4)

Se nedan -3 SgF1_N-

SgF4_N

(24)

Lvdt_S Lvdt_N

Cod2_S Cod1_S Cod2_N

Cod1_N Norr

SgC_N

SgS_N SgF_N SgS_S

SgF_S

Lastbilsaxel

SgS2_N SgC_S

Figur 21. Mätutrustningens och lastens placering i studerat tvärsnitt.

Figur 20. Schematisk beskrivning av givarnas placering.

(25)

Före förstärkning 20060529 Statisk

0 100 200 300

Time [s]

-600 -400 -200 0

Strain [ustr]

0 100 200 300

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 StatN4 COD1

0 100 200 300

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

20060529 StatN4 COD2

0 100 200 300

Time [s]

-0.0004 -0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006

20060529 StatN4 COD3

0 100 200 300

Time [s]

-250 -200 -150 -100 -50 0 50

Strain [ustr]

0 100 200 300

Time [s]

-300 -200 -100 0 100

Strain [ustr]

20060529 StatN4 Concrete South

(26)

0 100 200 300 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6

Deformation [mm]

20060529 StatN4 Curvature

0 100 200 300

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Deformation [mm]

20060529 StatN4 Deformation

0 100 200 300

Time [s]

-600 -400 -200 0 200

Strain [ustr]

0 100 200 300

Time[s]

-1000 -800 -600 -400 -200 0 200

Strain [ustr]

20060529 StatN4 Steel Bottom South

0 100 200 300 400

Time [s]

-6 -4 -2 0

Strain [ustr]

20060529 StatS1 Steel Top North

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001

20060529 StatS1 COD1

(27)

0 100 200 300 400 Time [s]

-0.0005 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025

20060529 StatS1 COD2

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 StatS1 COD3

0 100 200 300 400

Time [s]

-4 -3 -2 -1 0

Strain [ustr]

20060529 StatS1 Concrete North

0 100 200 300 400

Time [s]

-6 -4 -2 0

Strain [ustr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Deformation [mm]

20060529 StatS1 Curvature

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

Deformation [mm]

20060529 StatS1 Deformation

(28)

0 100 200 300 400 Time [s]

-2 -1 0 1 2

Strain [ustr]

20060529 StatS1 Steel Bottom North

0 100 200 300 400

Time [s]

-20 0 20 40 60 80

Strain [ustr]

20060529 StatS1 Steel Bottom South

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Strain [ustr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.0006 -0.0004 -0.0002 0 0.0002 0.0004

Crack opening [mmr]

20060529 StatS2 COD1

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.0008 -0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012 0.0016

20060529 StatS2 COD2

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 StatS2 COD3

(29)

0 100 200 300 400 Time [s]

-1.6 -1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8

Strain [ustr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-4 -3 -2 -1 0 1

Strain [ustr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6

Deformation [mmr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

Deformation [mmr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-1 0 1 2 3

Strain [ustr]

0 100 200 300 400

Time [s]

-20 0 20 40 60 80

Strain [ustr]

(30)

0 40 80 120 160 Time [s]

0 2 4 6 8

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008

20060529 StatS3 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.0008 -0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012

20060529 StatS3 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 StatS3 COD3

0 40 80 120 160

Time [s]

0 1 2 3 4

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-2 -1 0 1 2 3

Strain [ustr]

(31)

0 40 80 120 160 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

20060529 StatS3 Deformation

0 40 80 120 160

Time [s]

-1 0 1 2 3

Strain [ustr]

Dynamisk

0 20 40 60

Time [s]

-50 0 50 100 150 200

Strain [ustr]

20060529 DynN1 Steel Top North

0 20 40 60

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 DynN1 COD1

(32)

0 20 40 60 Time [s]

-0.002 0 0.002 0.004

20060529 DynN1 COD3

0 20 40 60

Time [s]

-40 0 40 80 120

Strain [ustr]

20060529 DynN1 Concrete North

0 20 40 60

Time [s]

-20 0 20 40 60

Strain [ustr]

20060529 DynN1 Concrete South

0 20 40 60

Time [s]

-0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6

Deformation [mm]

20060529 DynN1 Curvature

0 20 40 60

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

20060529 DynN1 Deformation

0 20 40 60

Time [s]

-40 0 40 80 120

Strain [ustr]

20060529 DynN1 Steel Bottom North

(33)

0 20 40 60 Time [s]

-20 0 20 40 60

Strain [ustr]

20060529 DynN1 Steel Bottom South

0 20 40 60 80

Time [s]

-16 -12 -8 -4 0 4

Strain [ustr]

20060529 DynS1 Steel Top North

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.0008 -0.0004 0 0.0004

20060529 DynS1 COD1

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.0008 -0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012

20060529 DynS1 COD2

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 DynS1 COD3

0 20 40 60 80

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

20060529 DynS1 Concrete North

(34)

0 20 40 60 80 Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

20060529 DynS1 Concrete South

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6

Deformation [mm]

20060529 DynS1 Curvature

0 20 40 60 80

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

20060529 DynS1 Deformation

0 20 40 60 80

Time [s]

-3 -2 -1 0 1 2

Strain [ustr]

20060529 DynS1 Steel Bottom North

0 20 40 60 80

Time [s]

-20 0 20 40 60 80

Strain [ustr]

20060529 DynS1 Steel Bottom South

(35)

Trafik

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-40 -30 -20 -10 0 10

Strain [ustr]

20060529 T1 Steel Top North

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 T1 COD1

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060529 T1 COD2

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-0.001 -0.0005 0 0.0005 0.001 0.0015

20060529 T1 COD3

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-12 -8 -4 0 4 8 12

Strain [ustr]

20060529 T1 Concrete North

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

20060529 T1 Concrete South

(36)

0 4 8 12 16 20 Time [s]

-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

Deformation [mm]

20060529 T1 Curvature

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

Deformation [mm]

20060529 T1 Deformation

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-40 0 40 80 120

Strain [ustr]

20060529 T1 Steel Bottom North

0 4 8 12 16 20

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2 4

Strain [ustr]

20060529 T1 Steel Bottom South

(37)

Före förstärkning 20060703 Statisk

0 40 80 120 160 200

Time [s]

0 20 40 60

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatN2 COD1

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatN2 COD2

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006

200600703 StatN2 COD3

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0

Strain [ustr]

(38)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-0.8 -0.4 0 0.4 0.8

Deformation [mm]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

200600703 StatN2 Deformation North

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06

Deformation [mm]

200600703 StatN2 Deformation South

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-100 0 100 200 300

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-2 0 2 4 6 8

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-1.6 -1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8

Strain [ustr]

200600703 StatN2 Steel Dummy

(39)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-20 0 20 40 60

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

200600703 StatN3 COD1

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

200600703 StatN3 COD2

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.0002 0 0.0002 0.0004

200600703 StatN3 COD3

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-2 -1 0 1 2 3

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

(40)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Deformation [mm]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-100 0 100 200 300

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-2 0 2 4 6 8

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

Strain [ustr]

200600703 StatN3 Dummy

(41)

0 40 80 120 160 Time [s]

-20 0 20 40 60

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

20060703 StatN4 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

20060703 StatN4 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03

20060703 StatN4 COD3

0 40 80 120 160

Time [s]

-80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-2 -1 0 1 2

Strain [ustr]

(42)

0 40 80 120 160 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-100 0 100 200 300

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-2 0 2 4 6

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1

Strain [ustr]

20060703 StatN4 Steel Dummy

(43)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-40 -20 0 20 40 60

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012

200600703 StatS1 COD1

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.0001 0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004

200600703 StatS1 COD2

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatS1 COD3

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2 4

Strain [ustr]

(44)

0 40 80 120 160 200 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.04 -0.02 0 0.02

Deformation [mm]

200600703 StatS1 Deformation North

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

Deformation [mm]

200600703 StatS1 Deformation South

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-4 -2 0 2 4 6

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-50 0 50 100 150 200 250

Strain [ustr]

0 40 80 120 160 200

Time [s]

-0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2

Strain [ustr]

200600703 StatS1 Steel Dummy

(45)

0 40 80 120 160 Time [s]

-20 -10 0 10 20

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012

200600703 StatS2 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002 0.0003

200600703 StatS2 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatS2 COD3

0 40 80 120 160

Time [s]

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-10 -8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

(46)

0 40 80 120 160 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-2 0 2 4 6

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-50 0 50 100 150 200 250

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

Strain [ustr]

200600703 StatS2 Steel Dummy

(47)

0 40 80 120 160 Time [s]

-20 -10 0 10 20

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.001 0 0.001 0.002 0.003

200600703 StatS3 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012 0.0016

200600703 StatS3 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 StatS3 COD3

0 40 80 120 160

Time [s]

-8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-10 -8 -6 -4 -2 0 2

Strain [ustr]

(48)

0 40 80 120 160 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.04 0 0.04 0.08 0.12 0.16

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

0 40 80 120 160

Time [s]

-5 0 5 10 15 20

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-50 0 50 100 150 200

Strain [ustr]

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.8 -0.4 0 0.4 0.8

Strain [ustr]

200600703 StatS3 Dummy

(49)

Dynamisk

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-800 -400 0 400 800 1200

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Steel Top North

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 DynN1 COD1

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 DynN1 COD2

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-0.0008 -0.0004 0 0.0004 0.0008

200600703 DynN1 COD3

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-100 -80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Concrete North

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-2 0 2 4 6

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Concrete South

(50)

0 10 20 30 40 50 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

200600703 DynN1 Curvature

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

200600703 DynN1 Deformation North

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4

Deformation [mm]

200600703 DynN1 Deformation South

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-100 0 100 200 300

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Steel Bottom North

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-8 -4 0 4 8

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Steel Bottom South

0 10 20 30 40 50

Time [s]

-3 -2 -1 0 1 2

Strain [ustr]

200600703 DynN1 Steel Dummy

(51)

0 10 20 30 40 Time [s]

-300 -200 -100 0 100 200 300

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Steel Top North

0 10 20 30 40

Time [s]

-0.0012 -0.0008 -0.0004 0 0.0004 0.0008 0.0012

20060703 DynS1 COD1

0 10 20 30 40

Time [s]

-0.0004 -0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006

20060703 DynS1 COD2

0 10 20 30 40

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

20060703 DynS1 COD3

0 10 20 30 40

Time [s]

-4 -2 0 2 4

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Concrete North

0 10 20 30 40

Time [s]

-8 -4 0 4

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Concrete South

(52)

0 10 20 30 40 Time [s]

-0.4 0 0.4 0.8 1.2

Deformation [mm]

20060703 DynS1 Curvature

0 10 20 30 40

Time [s]

-0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04

Deformation [mm]

20060703 DynS1 Deformation North

0 10 20 30 40

Time [s]

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

Deformation [mm]

20060703 DynS1 Deformation North

0 10 20 30 40

Time [s]

-8 -4 0 4 8

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Steel Bottom North

0 10 20 30 40

Time [s]

-50 0 50 100 150 200

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Steel Bottom South

0 10 20 30 40

Time [s]

-2 -1 0 1 2 3

Strain [ustr]

20060703 DynS1 Steel Dummy

(53)

Trafik

0 40 80 120 160

Time [s]

-400 0 400 800 1200

Strain [ustr]

200600703 T1 Steel Top North

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 T1 COD1

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 T1 COD2

0 40 80 120 160

Time [s]

-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04

200600703 T1 COD3

0 40 80 120 160

Time [s]

-80 -60 -40 -20 0 20

Strain [ustr]

200600703 T1 Concrete North

0 40 80 120 160

Time [s]

-8 -4 0 4 8

Strain [ustr]

200600703 T1 Concrete South