Tilstandsvurdering av betongbro i Kalix

Problemstilling

Mange eksisterende spennarmerte betongbroer nærmer seg slutten av sin tekniske levetid. Tradisjonelle inspeksjonsmetoder har mangler når det gjelder nøyaktighet og pålitelighet, spesielt når det gjelder mulige hulrom i foringsrørene, og det er også en stor utfordring å bestemme restspenningen i forspenningsarmeringen. Kalix-broen, 284 m lang i 5 spenn med det lengste spennet på 94 m, skulle rives og erstattes med en ny bro, og dette ga en unik mulighet til å bruke den som et testlaboratorium for å utvikle, teste og kalibrere moderne metoder for belastningstesting, ikke-destruktiv testing (NDT) og digitale tvillinger. Målet var å identifisere broenes reelle bæreevne og skape et grunnlag for en mer bærekraftig forvaltning av infrastrukturen. Prosjektet ble ledet av Luleå tekniske universitet, og Invator var ansvarlig for å kartlegge senearmeringen og foringsrøret, i dette tilfellet DYWIDAG-senesystemet.

Scanning-armering — *Ikke-destruktiv testing for å identifisere armering.*

Resultater
Prosjektet viste at kombinasjonen av belastningstesting ved bruksgrensetilstanden, avansert instrumentering og ulike NDT-metoder gir en mye bedre forståelse av brokapasiteten enn tradisjonelle beregninger og visuelle inspeksjoner alene. Flere metoder for å bestemme restspenninger ble evaluert og sammenlignet med verifikasjonstester etter riving. En digital tvilling av broen ble utviklet for å simulere fremtidige belastninger og klimapåvirkninger. AI-baserte metoder for sprekkdeteksjon via UAV ble brukt med hell. Til slutt ble det utviklet en metode for sikker riving av forspente betongbroer, der det ble tatt hensyn til Natura 2000-området der broen befant seg.

Invaders del av kartleggingen av hulrom med ikke-destruktiv testing var vellykket, og det viste seg at det var flere områder med hulrom og også områder med korroderte DYWIDAG-stivere.

Rost-armering_Invator — *Korrodert DYWIDAG-stag med hulrom i foringsrøret.*

Løsning
Arbeidet ble utført i tre faser:

Feltforsøk – Omfattende belastningstesting med konvoilasting med lastebiler og dynamiske tester. Broens instrumentering omfattet tøyningsmåler, akselerometer, fiberoptiske sensorer, inklinometer og termoelementer. Ulike NDT-metoder ble brukt: slaghammere, ultralyd, radar, tomografi osv. Invator var involvert i dette.

Analyse og modellering – Utvikling og kalibrering av 3D FEM-modeller og digital tvilling. AI-basert sprekkanalyse via UAV og laserskanning ble implementert. Pålitelighets- og risikomodeller ble utviklet for å støtte beslutninger om levetidsforlengelse og vedlikehold. Luleå tekniske universitet har vært hovedansvarlig for denne delen. I tillegg til den siste delen som omfatter kontrollert riving.