Søylekapasitet til Herøybrua

Abstract

Denne rapporten tar for seg ulike korrosjonsmekanismer i armert betong og vurderer betydningen av skadene. Dette er gjort med en konkret betongkonstruksjon som eksempel. Herøybrua er valgt og denne brua er ei fritt frembygg-bru fra 1976 som ligger sør for Ålesund i Møre og Romsdal.

Rapporten tar for seg årsakene til at armeringen korroderer i betongkonstruksjoner og hvilke faktorer som påvirker hastigheten til skadeutviklingen. For den aktuelle brua tyder det meste på at skadene kommer av kloridinitiert armeringskorrosjon. Kravene for overdekning har endret seg opp gjennom årene, men nådde et bunnpunkt i 1973. Det vil si rett før brua ble bygget. Selv om Vegvesenet satte høyere krav til overdekning er det mye som tyder på at kontrollen av denne ikke var god nok. Derfor er overdekningen for liten enkelte steder på brua. Rapporter fra inspeksjon av brua viser at skadeomfanget på brua var betydelig allerede i 1992. I 2006 viste det seg igjen at det var omfattende skader og spesielt på søylene i hovedspennet. Utviklingen av skadene ble fulgt med på og i 2012 ble en ny inspeksjon utført. Det ble ikke tatt materialprøver, men visuell kontroll tydet på at skadeomfanget stadig utviklet seg. Det ble derfor anbefalt å reparere søylene med for eksempel mekanisk reparasjon. Spesielt nedre del av søylene har behov for reparasjon på grunn av eksponering av klorider fra sjøsprut.

Behovet for reparasjon er der allerede fra et bestandighetsperspektiv. For å finne ut om situasjonen er kritisk er det lagt mye arbeid i å bygge opp en analyse slik at kapasiteten til søylene kan kontrolleres. Det har derfor blitt bygget opp en modell i rammeprogrammet NovaFrame. Modellen har noen forenklinger og antakelser og her nevnes kun de mest avgjørende. For det første er byggefasen tilnærmet til å vare i et halvt år med en støpeetappe i stedet for at det i realiteten er nesten 20 støpeetapper på en uke hver. Denne tilnærmingen kan gjøres fordi det er kreftene i søylene som er i fokus ikke å modellere deformasjonene nøyaktig. En annen antakelse som er gjort er at krypomlagring gjør at momentdiagrammet blir en kombinasjon av momentdiagram i byggefase og ferdigtilstand. Det er antatt et kryptall på 1 for denne effekten slik at bidragene fra byggefasen og ferdigtilstand blir like store. Det er også regnet med redusert søylestivhet i analysen. Fra analysen finner man lastkombinasjonene som gir størst moment og aksialkraft i søylene. Det mest kritiske lastkombinasjonen ble momentverdi på 147874 kNm, med tilhørende aksialkraft på 50205 kN.

Kapasiteten sjekkes til slutt ved å konstruere M-N-diagram for opprinnelig tverrsnitt. M-N-diagram for skadede tverrsnitt tegnes også opp for kunne vurdere hvor skadet tverrsnittet kan være før det blir kritisk med tanke på kapasiteten.

Resultatet viser at søylene har fremdeles tilstrekkelig kapasitet dersom enten all overdekning faller av eller 20 % av armeringen i ytterste armeringslag korroderer bort.