National Transport Library Research Database

BBT Övervakning som ett verktyg för optimal förvaltning av riskbroar (BBT Monitoring as a tool for optimal management of critical bridges)

  • Karoumi, Raid
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2017-05-15 -- 2019-12-01 Registration number:
  • Trafikverket 2017/45026
Subject(s): Abstract: Övervakning har tidigare varit ett verktyg för att studera olika risker med broar i Sverige och utomlands. Exempelvis har KTH under det senaste årtiondet varit involverat i storskaliga broövervakningsprojekt på Götaälvsbron, Söderströmsbron, Högakustenbron, Essingebron, Lidingöbron, Älvsborgsbron, Ölandsbron och Nya Svinesundsbron. Dessa studier har normalt initierats med syftet att undersöka ett specifikt problem, för att bättre förstå en specifik aspekt av strukturbeteendet eller för att validera antaganden och modeller som använts vid dimensionering. Flera teoretiska studier har utförts på KTH i syfte att upptäcka strukturella skador på broar genom att övervaka förändringar i dynamiska svar över tid. Den utvecklade vibrationsbaserade skadeidentifieringsmetoden är mycket lovande. Studierna har dock hittills varit teoretiska och det finns fortfarande stora utmaningar att hantera innan de kan användas på en riktig bro. Projektet fokuserar på broar där inspektioner har påvisat brister i någon funktion. Målet är att utveckla och testa en ny övervakningsbaserad metod för att utvärdera broars kritiska tillstånd. Potentialen i en modellfri metod kommer att utvärderas. Ny strukturella tillståndsövervakningsmetoder baserade på maskininlärningstekniker och statistisk mönsterigenkänning kommer att implementeras. För att förbättra broförvaltningsprocessen utvecklar projektet också en teknik för att studera hur realtidsdata kan användas för att planera inspektionsintervaller. Ett effektivt underhållsprogram kan förlänga livslängden hos en struktur samtidigt som framtida kostnader för reparationer och fel minskas. Livscykelkostnad, målsäkerhet, tidsintervall mellan inspektioner och reparationer måste beaktas och kvalitén bedömas när man definierar en optimal metod för planering av inspektioner och reparationer för brokonstruktioner. En avvägning mellan hög tillförlitlighet och minsta livstidskostnad måste göras för studerad konstruktion. Den förväntade effekten av projektet är minskade inspektionskostnader och färre trafikstörningar (p.g.a. reparationer) under en brons livslängd.Abstract: Monitoring has been employed in the past as a tool to study critical bridges in Sweden and abroad. For example, in the last decade KTH (Royal Institute of Technology, Stockholm) has been involved in large scale bridge monitoring projects on Götaälv Bridge, Söderström Bridge, High Coast Suspension Bridge, Essinge Bridge, Lidingö bridge, Älvsborg Bridge, Öland Bridge and New Svinesund Bridge. These studies have normally been initiated with the purpose of investigating a specific problem, to better understand a specific aspect of the behaviour of the structure or in order to validate design assumptions and models. In addition, several theoretical studies have been performed at KTH with the aim of detecting structural damages by monitoring changes in the bridges dynamic response. The developed vibration-based damage identification methods appear to be very promising. However, these studies have so far been theoretical and at present there are still major challenges to tackle before they can be implemented on a real bridge. The project focuses on bridges which have shown from inspections to be in a bad functional condition. The aim is to develop and test a new monitoring based method for evaluating the condition of critical bridges. The potential of a model-free method will be evaluated. Novel structural health monitoring approaches based on machine learning techniques and statistical pattern recognition will be implemented. To enhance the bridge management process, the project will also develop a technique to study how realtime data can be used to plan inspection intervals. An efficient maintenance program can extend the lifetime of a structure while reducing future costs related to significant repair or potential failure. Concepts like the life-cycle cost, target reliability, time interval between inspections and repairs and the quality of these processes must be regarded when defining an optimal methodology for planning the inspection and repair strategy of structural systems. A trade-off between higher reliability and minimum expected total cost exists and the task becomes to minimize the life-cycle cost of the target structure whilst ensuring an acceptable reliability level to the structure, during its lifetime. The expected impact of this project is reduced inspection cost and prolonged use of existing bridges and thus reduced traffic disturbance. Altogether, this will lead to reduced LCC and LCA of bridges.
Item type: