Kontroll, rehabilitering og tiltaksvurdering, Jøssund bro

Abstract

Denne rapporten inneholder en grundig kapasitetskontroll og tiltaksvurdering av Jøssund bro, sør-vest i Trøndelag. Broen er av eldre årgang, og daterer helt tilbake til 1939, og er følgende utsatt for korrosjon og andre degraderingsmekanismer. Blant annet Aas Jakobsen og Rambøll har tidligere gjort bruksklassifisering og andre kontrollberegninger hvor de konkluderte med å nedskrive klassen. I denne rapporten blir det gjort egne kapasitetskontroller, og gitt forslag til tiltak som kan både forlenge levetiden og eventuelt øke kapasiteten dersom det skal være av interesse.

Broen ble grundig modellert i BIM basert på originale tegninger, og er ved hjelp av dette, kombinert med relevant litteratur, bestemt oppførselen til fagverket og knutepunktene. På grunnlag av dette tegnes det videre en modell i analyseprogrammet Sap2000, og lastfordelingen i fagverket bestemmes basert på denne, i henhold til bestemmelser fra Statens vegvesen sin håndbok bruklassifisering R412. Dimensjonerende lastkonfigurasjon blir definert for hvert enkelt broelement, gitt at lastkonfigurasjonene skal påføres ved de respektive elementene sine mest ugunstige plassering.

Kontrollberegninger av fagverk for plastisk bruddgrensetilstand er utført for hånd, og knutepunkter er analysert med FEM-programmer, men kontrollert for hånd. Alle beregninger er utført basert på broens teoretiske, originale tilstand, og rapporten forutsetter derfor en rehabilitering av broen dersom en høyere bruksklasse skal oppnå. Dette utgjør den største delen av rapporten, og samtlige beregninger som diskuteres er vedlagt i sin helhet.

Resultatene viser at det er flere staver som ikke har kapasitet som tilfredstiller bruksklassen Bk10/50, og bør derfor forsterkes. Videre overstrides momentkapasitetene til tverrbærerene, og flere av knutepunktene oppnår en utnyttelse nær sine grenseverdier, selv om de i sin helhet takler nevnte bruksklasse. Med utgangspunkt i disse resultatene blir det foreslått rehabilitering av fagverket, utbytting av dekket til et lettvektsdekke, redusering av knekklengder i relevante stag, nye tverrbærere, og en generell overgang av knutepunktene med utbytting av noen vinkler og plater, og bytte av nagler til bolter.

This report contains a thorough revision and design evaluation of the existing structure "Jøssund bro", south-west in Trøndelag state. The bridge in subject was raised in 1939, and thus suffers from considerable degradation and corrosion, among other mechanics that reduces its overall lifespan and capacity. The structure has previously been evaluated by local contractors, and is deemed to be in such a state that any further neglection will result in a subsequent reduction of its current classification. By such, the purpose of this report is to consider the possibilites and prospects the state has regarding rehabilitation and/or a complete upgrade that satisfies the code requirements for a higher classification.

The structure is modeled in its entirety in BIM-programs based on original shop and erection drawings, and in combination with relevant literature and code, evaluated to determine its degrees of freedom, servicability, and structural properties. The overall capacity is controlled based on codes for bridge design, where the trusses and bracings are evaluated by hand, and the connection design is analyzed using FEM-applications and further revised manually for quality assesement.

The final results show that while the majority of the trusses satisfy the requirements of the classification BK10/50, several of the elements are subject to failure. Among these are particularly the cross-girders, compression members in the trusses, and the plates and angles in the connections subject to stress that exceedes their limiting capacity. Based on this information, our final assessment is that a complete upgrade to the structure includes a full rehabilitation, a new lightweight deck, new cross-girders, in-plane bracing of selected compression elements, and an overhaul of the connections.