Victoria Falls Bridge Eftersyn og bæreevnevurdering Dansk Brodag 2006 Bjørn Lassen (bl@ramboll.dk) Chefkonsulent, brovedligehold og materialeteknologi

Indhold Historie Broens konstruktion Opgaven Resultater Perspektiver Dansk Brodag 2006

Geografi Dansk Brodag 2006

Google “Victoria Falls Bridge” Victoria Falls Bridge: 6,5 mio. hits Forsmo Bridge / Forsmobron: 279 hits Dansk Brodag 2006

111 m ned Dansk Brodag 2006

Historie Dansk Brodag 2006

Historie 1855 Livingstone opdager Victoriafaldene Dansk Brodag 2006

Historie Slutningen af 1800-tallet: Britisk forretningsmand, Cecil Rhodes, tager initiativ til Cape-Cairo Railway. Rhodes var meget aktiv i koliniseringen af det sydlige Afrika. Rhodesia, nu Zambia og Zimbabwe var opkaldt efter ham. Dansk Brodag 2006

Historie 1905: Charles Darwins søn indvier Victoria Falls Bridge som et led i Cape-Cairo Railway Placeringen af broen valgt af hensyn til oplevelsen Dansk Brodag 2006

Historie 2004: Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen: Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år. Dansk Brodag 2006

Historie 2004: Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen: Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år. Den er nu 99 år, så den er gruelig gal Dansk Brodag 2006

Historie 2004: Et ingeniørfirma siger om fremtidsudsigterne for broen: Stålbroer som Victoria Falls Bridge har en levetid på 100 år. Den er nu 99 år, så den er gruelig gal. På den anden side findes der i New York en stålbro som er over 120 år, så måske går det alligevel. Dansk Brodag 2006

Historie 2005: Rambøll efterser broen og vurderer dens bæreevne 2105: Broen fejrer sin 200 års fødselsdag – sund og rask Dansk Brodag 2006

Konstruktion 156 m Dansk Brodag 2006

Konstruktion Konstruktionen er designet og fabrikeret i England af Cleveland Bridge and Engineering Company Chefdesigner var Ralph Freeman, der også stod for Sidney Harbour Bridge Det statiske system og detaljerne er yderst fornuftigt opbygget Dansk Brodag 2006

Konstruktion Prøvesamlet i England, adskilt og transporteret til stedet med skib og jernbane Opført ved fri frembygning fra begge sider Dansk Brodag 2006

Konstruktion: I 1929 ombygget fra to jernbanespor til ét Dansk Brodag 2006

Konstruktion: Plus vejbane Dansk Brodag 2006

Konstruktion: Plus cykelsti / fortov Dansk Brodag 2006

Vores opgave Visuelt eftersyn (generaleftersyn) af alle dele inkl. klipperne Bæreevneberegning Specielle inspektioner og prøvning Indstillinger (kortsigtet og langsigtet vedligeholdsprogram) Dansk Brodag 2006

Visuelt eftersyn rapporteret i SMART Bridge Dansk Brodag 2006

Registrering i SMART Bridge Alle konstruktionsdele registreret Tilstandskarakterer, skadebeskrivelse og fotos registreret på 1200 elementer Detaljeringsgrad: et element er f.eks. en knude eller en gitterstang mellem to knuder Resultat: eftersynsrapport oversigt over tilstandskarakterer vedligeholdsprogram langtidsbudgetter værktøj til fremtidig styring Dansk Brodag 2006

Principal Inspection Konstruktionerne registreres i en hierarkisk struktur - i dette tilfælde med 1200 elementer Job Manage- ment Monitoring Element Hierarchy Inventory Data Assets & Revenues Dansk Brodag 2006

I generaleftersynet registreres tilstandskarakterer (0-5) skadebeskrivelse reparationsbehov fotos Principal Inspection Job Manage- ment Monitoring Element Hierarchy Inventory Data Assets & Revenues Dansk Brodag 2006

Fordeling af tilstandskarakterer Dansk Brodag 2006

Skader og fejl Hovedkonstruktionen Ingen væsentlige skader En del overfladekorrosion Dansk Brodag 2006

Skader og fejl ”Overbygningen” (Tværbjælker, sekundære længdedragere, dæk) Enkelte tilfælde af dårligt design En del korrosion pga. dårlige afvandingsforhold Nogen overfladekorrosion Underdimensionering af kantbjælker Dansk Brodag 2006

Hele broen modelleret i én 3D FE-model i LUSAS Modellen er brugt til analyse af de tre tilstande: ULS: Ultimate Limit State SLS: Serviceability Limit State FLS: Fatigue Limit State Dansk Brodag 2006

Hele broen modelleret i én 3D FE-model i LUSAS Modellen er brugt til analyse af de tre tilstande: Brudtilstand Anvendelsestilstand Udmattelsestilstand Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger Stålprøver (profiler og nitter) er testet for at verificere beregningsgrundlaget. Resultaterne er flotte og meget ensartede inden for hver type: Flydespænding 240-280 MPa. Brudstyrke 400-475 MPa. Brudforlængelse 30-40%. Hvilket er fuldt acceptabelt Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger Udnyttelsesgrader, brud og udmattelse Brud Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, problemområder Skrå bremsedragere med uheldigt design: Løsning: Udskifte til et bedre design Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, problemområder Udmattelsesstyrken af jernbanedragere i enkelte fag er tvivlsom Løsning: 1: Udskift til nye af samme dimensioner (levetiden starter forfra) 2: Hvis man beslutter at udskifte jernbanedækket indenfor 10 år, så lad dem ligge så længe Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, problemområder Kantdragere der understøtter vejbanens trug-dæk i siderne, er for svage. Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, problemområder Kantdragere der understøtter vejbanens trug-dæk i siderne, er for svage. Løsning: Hold trafiklasten væk fra kanterne. Der er plads til det. Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, problemområder Bæreevnen af jernbanedækkets trug er afhængig af svellernes tilstand og understøtning for fordeling af lasten Løsning: Efterse sveller og ballast ofte Dansk Brodag 2006

Bæreevneberegninger, udmattelse Structural element(s) Remaining functional life Main superstructure including bracing Additional 100 years Cross girders, main bridge Cross girders, end spans Railway stringers, main bridge Railway stringers, end spans At least 10 years (see comments) Railway troughs Additional 100 years (provided good condition and intact rails/sleepers) Roadway cantilever brackets Additional 100 years (*) Roadway stringers, main bridge Roadway, concrete and deck structure * all remaining functional life times for roadway are heavily dependent on loading assumptions Dansk Brodag 2006

Konklusioner Broen er sund og stærk og holder de næste 100 år Begrænsningerne for vej- og togtrafik kan lempes betydeligt Dansk Brodag 2006

Perspektiver For kunden: For lokalsamfundet: For verden: Broen kan holde mange år endnu, så det kan betale sig at investere i vedligehold Der er etableret et godt grundlag og et system til administration af det fremtidige vedligehold For lokalsamfundet: Lastbiltrafik kan genoptages i fuldt omfang For verden: Et historisk monument kan bevares intakt og i fuld funktion i mange år fremover Dansk Brodag 2006

Tak for opmærksomheden---