Tillståndsbedömning av betongbri i Kalix

Problemställning

Många befintliga spännarmerade betongbroar närmar sig slutet av sin tekniska livslängd. Traditionella inspektionsmetoder har brister i noggrannhet och tillförlitlighet, särskilt vid eventuella hålrum i foderrör och det är även en stor utmaning att bestämma kvarvarande spännkraft hos spännarmeringen. Kalixbron, 284 m lång i 5 spann med längsta spann på 94 m, skulle rivas och ersättas med en ny bro, erbjöd en unik möjlighet att användas som testbädd för att utveckla, testa och kalibrera moderna metoder för lastprovning, oförstörande provning (OFP) och digitala tvillingar. Syftet var att identifiera broars verkliga bärförmåga och skapa underlag för mer hållbar förvaltning av infrastruktur. Projektet har letts av Luleå tekniska universitet och Invator har varit ansvarig för att kartlägga spännarmering och foderrör. I detta fall var spännsystemet DYWIDAG.

Scanning-armering — *Oförstörande provning för att identifiera armering.*

Resultat
Projektet visade att kombinationen av lastprovning i bruksgränstillståndet, avancerad instrumentering och olika OFP-metoder ger en mycket bättre förståelse för broars kapacitet än enbart traditionella beräkningar och visuella inspektioner. Flera metoder för bestämning av restförspänning utvärderades och jämfördes mot verifierande försök efter rivningen. En digital tvilling av bron utvecklades för att simulera framtida laster och klimatpåverkan. AI-baserade metoder för sprickdetektion via UAV användes med framgång. Slutligen togs en metodik för säker rivning av förspända betongbroar fram, med hänsyn till Natura 2000-området där bron var belägen.

Invators del att kartlägga hålrum med oförstörande provning var lyckosam och det visade sig att det fanns flera områden med hålrum och även områden med korroderade DYWIDAG stag.

Rost-armering_Invator — *Korroderat DYWIDAG-stag med hålrum i foderrör.*

Lösning
Arbetet genomfördes i tre faser:

Fältförsök – Omfattande lastprovning med konvojbelastning med lastbilar och dynamiska tester. Broinstrumentering inkluderade töjningsgivare, accelerometrar, fiberoptiska sensorer, inklinometrar och termoelement. Olika OFP-metoder tillämpades: studshammare, ultraljud, radar, tomografi m.fl. Här var Invator delaktig.

Analys och modellering – Utveckling och kalibrering av 3D FEM-modeller och digital tvilling. AI-baserad sprickanalys via UAV- och laserskanning implementerades. Tillförlitlighets- och riskmodeller utvecklades för att stödja beslut kring livslängdsförlängning och underhåll. Luleå Tekniska Universitet har varit huvudansvarig för denna del. Likväl för den avslutande delen omfattande kontrollerad rivning.