Teknologi til forbedring af broers modstandsdygtighed

Broer ændrer form, derfor er de normalt bygget med ekspansionsfuger. På TU Wien, der er udviklet en teknologi, der gør det muligt at give afkald på disse led, dermed spare tid og penge.

Du kan mærke det med det samme, når du kører hurtigt over en bro:ekspansionsfugen, som du buldrer over i starten og slutningen af ​​broen. Disse samlinger er nødvendige, da broen udvider sig og trækker sig sammen afhængigt af temperaturen, men de er også dyre og meget vedligeholdelseskrævende. Imidlertid, Der er nu udviklet en type bro på TU Wien, der gør det muligt at give afkald på disse dilatationsfuger. Teknologien blev patenteret og først brugt af ASFiNAG under konstruktionen af ​​den integrerede anlægsbro på motorvejen A5 Nord. Broen uden dilatationsfuger har nu overlevet sin første vinter, med måleresultater, der viser, at den nye teknologi fungerer perfekt.

Truslen om vinterskader

"Brodannelse af mindre afstande med integrerede broer er en populær løsning - de er monolitiske designs uden separate dele, der kan gnide mod hinanden, " forklarer prof. Johann Kollegger fra Institut for Strukturteknik ved TU Wien. Dette er normalt ikke muligt med længere broer, fordi betonen kan udvide sig eller trække sig sammen alt efter temperaturen. Kollegger forklarer, at en bro, der er 100 meter lang, kan variere i længden med flere centimeter mellem sommer og vinter; en forskel, der er alt for stor. Især om vinteren, når betonen trækker sig sammen, der kan opstå alvorlige skader i asfaltvejen. Denne risiko er lavere om sommeren, da materialet bliver mere smidigt ved højere temperaturer.

Problemet kan løses ved hjælp af ekspansionsfuger, hvorved broen så består af flere dele, der til en vis grad kan bevæge sig frit mod hinanden. Imidlertid, disse dilatationsfuger er også et typisk svagt punkt i moderne brokonstruktioner. De har brug for konstant vedligeholdelse, lejlighedsvis skal udskiftes og tegner sig for omkring 20 % af brovedligeholdelsesomkostningerne. "Og det tager ikke højde for økonomiske tab forårsaget af omdirigering, trafikpropper og andre forstyrrelser, " tilføjer Kollegger.

Som perler på en elastiksnor

Af ovenstående grunde, TU Wien har udviklet et alternativ. I stedet for at absorbere deformationer i starten og slutningen af ​​broen, disse deformationer er fordelt over et større område. I alt 20 til 30 betonelementer er arrangeret efter hinanden og forbundet med kabler lavet af et specielt glasfibermateriale. Strukturen ligner en kæde af perler, der er trådet på en elastisk snor:hvis du trækker i snoren, afstanden mellem alle perlerne stiger jævnt og i samme omfang. Hvis broen trækker sig sammen om vinteren, dette efterlader kun små mellemrum mellem tilstødende betonelementer – i millimeterområdet – som ikke udgør nogen risiko for asfaltvejen.

Den fugeløse vejbaneovergangsstruktur er blevet patenteret af TU Wien med støtte fra deres "Research and Transfer Support" afdeling. Dr. Bernhard Eichwalder, som har været forsker i Johann Kolleggers team i flere år og modtaget FSV (Austrian Research Association for Roads, Railways and Transport) pris for sin afhandling i 2017, var også stærkt involveret i udviklingen af ​​løsningen.

At udvikle en passende asfaltblanding til at dække betonelementerne var også afgørende, da den skal være fleksibel nok til at modstå de små millimeterstore bevægelser uden at revne. Teamet ledet af prof. Ronald Blab fra Institute of Transportation ved TU Wien fik ansvaret for denne opgave.

Pilotprojekt i Nedre Østrig

ASFiNAG, Østrigs motorvejsoperatør, var involveret i projektet lige fra starten og var derfor også i stand til at implementere disse nye resultater, nemlig i konstruktionen af ​​den 112 meter lange integrerede abutment-bro som en del af motorvej A5 North mellem Schrick og Poysbrunn i det nordlige Niederösterreich.

Da dette var et indledende pilotprojekt, det blev besluttet at installere et omfattende overvågningsprogram, hvilket betyder, at der kan opnås værdifuld erfaring. Nu hvor den koldeste tid på året er forbi, og dataene er blevet analyseret, En positiv konklusion kan drages:"Vores teoretiske beregninger vedrørende fordelingen af ​​deformationerne på tværs af de enkelte betonelementer blev bekræftet af målingerne, " rapporterer Dr. Michael Kleiser, en brobygningsekspert hos ASFiNAG. Som et resultat er der nu intet, der forhindrer denne nye teknologi i at blive brugt i andre brokonstruktioner. Teamet håber, at den nye metode snart vil blive implementeret, ikke kun i Østrig, men også i andre stater.