National Transport Library Research Database

Utmattning av ståldetaljer under växlande tryck- och dragspänning (Fatigue of steel components exposed to varying stresses in compression and tension)

  • Leander, John
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2020-07-01 -- 2022-12-31 Registration number:
  • Trafikverket 2020/27431
Subject(s): Online resources: Abstract: Järnvägsbroar i stål som konstruerades innan de moderna utmattningsreglerna infördes under 1970-talet innehåller ofta detaljer som har låg bärförmåga enligt dagens föreskrifter. En konsekvens är att teoretiska bärighetsberäkningar kan visa på otillräcklig kapacitet trots att detaljerna synbarligen är skadefria. Detta väcker frågan om dagens krav är onödigt konservativa – eller – om det empiriska underlaget är otillräckligt för dessa detaljer som gått ur tiden. En detalj som ofta är kritisk med avseende på utmattning är anslutningsplåtar som svetsas mot kanten av flänsen på I-balkar. Dessa är vanligt förekommande i broar med s.k. direkt slipersuppläggning, som en del av de horisontella förbanden mellan balkarna (vindförband och slingerförband). Detaljen har varit avgörande för utmattningskapaciteten för t.ex. järnvägsbron över Söderström och bron Rautasjokk södra längs malmbanan. Den förra är en del av Getingmidjan i Stockholm och har under sommaren 2019 rivits och ersatts med en ny bro. Detta har gett den unika möjligheten att plocka ut provkroppar för provning av den återstående livslängden. Totalt har 20 provkroppar plockats ut och finns redan nu tillgängliga för provning. Detta projektförslag gäller själva provningen av detaljerna från bron över Söderström och den statistiska utvärderingen av resultatet. Under verkliga förhållanden utsätts dessa detaljer för växlande tryck- och dragspänningar. Enligt föreskrifterna ska även tryckande spänningar beaktas som sprickdrivande p.g.a. egenspänningar orsakade av svetsningen. Det verkliga bidraget av egenspänningar är dock mycket osäkert – speciellt för detaljer som varit under belastning lång tid. Genom att dela upp provkropparna i två grupper, där en grupp provas under pulserande dragspänning och den andra gruppen under en period av växlande spänning, kan en statistisk utvärdering visa på inverkan av tryckspänningarna. Resultatet väntas ge värdefull information om denna detaljs verkliga utmattningskapacitet och leda till mer tillförlitliga livslängdsbedömningar av liknande broar. Abstract: Steel rail bridges that were constructed before the modern rules of fatigue were introduced in the 1970s often contain details that have low bearing capacity in accordance with today's regulations. One consequence is that theoretical load-bearing calculations can show insufficient capacity despite the fact that the details are apparently damage-free. This raises the question whether today's demands are unnecessarily conservative - or - if the empirical evidence is insufficient for these details that have gone out of time. A detail that is often critical with regard to fatigue is the connection plates welded to the edge of the flange on I-beams. These are commonly found in bridges with so-called. Immediately grinding arrangement, as part of the horizontal joints between the beams (wind joints and winding joints). The detail has been crucial for the fatigue capacity of e.g. railway bridge over Söderström and the bridge Rautasjokk south along the ore track. The former is part of the Getingmidjan in Stockholm and during the summer of 2019 was demolished and replaced with a new bridge. This has provided the unique opportunity to pick out test bodies for testing the remaining life. A total of 20 test bodies have been removed and are already available for testing. This project proposal concerns the actual testing of the details from the bridge over Söderström and the statistical evaluation of the result. Under real conditions, these details are subjected to alternating compressive and tensile stresses. According to the regulations, compressive stresses should also be considered as cracking pg. intrinsic voltages caused by the welding. The real thing however, the contribution of intrinsic voltages is very uncertain - especially for details that have been under load for a long time. By dividing the test bodies into two groups, where one group is tested under pulsating tensile stress and the other group during a period of alternating stress, a statistical evaluation can show the influence of the compressive stresses. The result is expected to provide valuable information on the actual fatigue capacity of this detail and to lead to more reliable longevity assessments of similar bridges.
Item type: