National Transport Library Research Database

Förbättrad hantering av broms- och accelerationskrafter i järnvägsbroar i dimensionerings- och under driftskedet (Improved treatment of braking and traction loads for railway bridge design and operation)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2025-01-01 -- 2027-12-31 Registration number:
  • Trafikverket 2024/88083
Subject(s): Abstract: Ny forskning i Sverige har visat på en ökning av materialåtgången vid jämförelse mellan moderna broar och de som byggdes för 50 år sedan. Vid jämförelser mellan nya och äldre broar av samma typ finns det exempel på att man i de nya broarna använt dubbelt så mycket betong, två och en halv gånger så mycket armering. En närmare genomgång av dessa fall visar att en avgörande faktor för den ökade materialåtgång i moderna järnvägsbroar beror på högre broms- och accelerationslaster. Detta leder till mycket kraftigare stöd och med det en mer materialkrävande grundläggning. Det finns ett exempel i Lund där en ny bro byggts parallellt med en befintlig. Den äldre bron är byggd för 50 år senan. Från då och fram till nu har de horisontella lasterna i regelverken ökat med en faktor tre. Det är oklart om denna ökning av dimensionerande laster är motiverad med tanke på att båda broarna har samma funktion och den äldre bron uppvisar inga belastningsskador.Det aktuella forskningsförslaget syftar till att förbättra hanteringen av broms- och accelerationslaster vid konstruktion av nya järnvägsbroar och verifiering av befintliga järnvägsbroar. Forskningsförslaget inkluderar undersökning av de strukturella modeller som används samt de pålagda lasterna och även hur dessa kombineras med andra laster. Probabilistiska ramverk kommer att utnyttjas vid analyserna för att det skall vara kompatibelt med säkerhetsformatet som antagits i moderna designkoder (dvs. partiell säkerhetsfaktormetod kalibrerad med tillförlitlighetsbaserade bedömningar). Det förväntas att resultatet kommer att resultera i rekommendationer för förbättrade metoder vid design och verifiering av järnvägsbrosystem. Målet är att minska utnyttjande av resurser på grund av mycket konservativ designpraxis vid nykonstruktion men också möjliggöra förbättrade lastmodeller vid verifiering av befintliga järnvägsbroars säkerhetsnivå.Abstract: Recent research in Sweden has highlighted an increase in material expenditure for modern bridges in relation to those built 50 years ago. Developments in the design and construction of bridges has led to some recently built structures having nearly double the amount of concrete, two and a half times the reinforcement, as well as twice the environmental footprint as their predecessors. A closer review of these cases yields that one defining factor for railway bridges are higher braking and traction loads which can result in the need for much larger foundations (including piles). There is one example in Lund in which the design braking load more than tripled for a new bridge built parallel with an existing one constructed 50 years prior. It is unclear whether this increase is warranted given that both bridges fulfil the same function. The current research proposal aims to improve the treatment of braking and traction loads for the design of new and verification of existing railway bridges. This includes an investigation into the structural models used as well as the applied loads (and how these are combined with other loads). A probabilistic framework is adopted to be compatible with the safety format adopted in modern design codes (i.e., partial safety factor method calibrated using reliability-based assessments). It is anticipated that the outcome will result in recommendations for improved procedures relating to the design and verification of railway bridge systems with a consistent safety format. This should also reduce the potential over-expenditure of resources owing to highly conservative design practices while providing insights for improving the load rating of existing railway bridges.
Item type: