National Transport Library Research Database

Robust utformning av broar för minskad sårbarhet i vägnätet (Robust bridge design for reduced vulnerability in the road transport system)

Sponsors, duration, budget: Vägverket ; 2009-03-01 -- 2012-02-29 ; 3000000 kronorRegistration number:
  • Vägverket AL90 B 2008:76168
Subject(s): Abstract: Internationellt pågår för närvarande omfattande forskning kring sårbarhet och riskhantering i infrastrukturen. Man har därvid introducerat begreppet robusthet, som innebär att ett system medvetet bör utformas så att konsekvenserna av extraordinära påverkningar begränsas. Broar kan i detta sammanhang ses som viktiga delar i vägnätet och konsekvenserna av att en bro sätts ur funktion kan i många fall vara stora för såväl säkerhet som framkomlighet. Kunskapen om hur konstruktioner konkret skall utformas för ökad robusthet är dock begränsad vilket är den viktigaste bakgrunden till att omfattande forskning initierats internationellt främst efter terrorattacken i New York den 11 september 2001. Prognoser om framtida klimatförändringar har ytterligare accentuerat behoven inom området. Målet med här föreslaget projektet är att utveckla metoder att beskriva och utvärdera ”robusthet” hos vägbroar och att därmed skapa möjligheter till mera rationella projekteringsmetoder för att hantera extraordinära påverkningar. Projektet är tänkt att bedrivas som ett doktorandprojekt vid institutionen för Bygg- och Miljöteknologi. I projektet föreslås ingå följande delmoment: 1. Identifiering av ett antal brotyper som skall undersökas (bör ske i samråd med Vägverket samt bör innehålla såväl frekventa brotyper som unika objekt). 2. Sammanställning av state of art vad gäller extraordinära påverkningar relevanta för broar (påkörning/påsegling, extraordinära flöden, skred, grova fel i byggprocessen, attentat etc.) 3. Genomgång av internationellt tillgängliga skadefall/ras för broar, och analysera dessa med avseende på skadetålighet (t.ex. relation mellan primär skada, följdskador och indirekta konsekvenser), se t.ex. [1]. 4. Analys av sekundära konsekvenser som funktion av omfattning av primär skada för brotyper identifierade under 1 och i relation till typ av påverkning. 5. Jämförande evaluering av grad av robusthet för de olika brotyperna (här undersöks om man kan definiera ett index för robusthet alternativt klassificering på basis av förväntad relation mellan direkta och indirekta konsekvenser) 6. Kritisk evaluering av nuvarande bronorm med avseende på de föreskrifter som finns för dimensionering mot olyckslast och tänkt bortfall av bärande element 7. Fallstudier avseende riskanalys för definerade vägsträckningar med syfte att klargöra vilka krav som kan behöva ställas med avseende på broars robusthet i olika sammanhang 8. Förslag till strategi och åtgärder för säkrare utformning av broar med hänsyn till extraordinära påverkningar. Projektet förväntas resultera i fördjupad insikt om faktorer som påverkar sårbarheten hos olika brotyper och ge underlag till utformning av framtida riktlinjer för säkrare broprojektering med hänsyn till extraordinära påverkningar. Referens: [1] Imam, B., Chryssanthopoulos, M. Failure statistics for metallic bridges. Workshop, COST TU0601, Robustness of structures, Timisoara, Romania, Sept. 2008Abstract: During recent years, significant international research has been initiated in the field of vulnerability and risk management in the physical infrastructure. The concept of robustness has been introduced, implying that a system should be designed so that the consequences of extraordinary events are limited. Bridges can in this context be seen as important elements in the transport system and the consequences when a bridge has to be closed for traffic are often significant for both safety and accessibility. Present methods for design of structures with respect to robustness is however not well developed, which is the main reason for the extensive research being initiated after the terror attack on Sept. 11, 2001 in USA. The objective of the present project is to develop methods for assessment of robustness for road bridges and thereby create possibilities for more rational design methods dealing with extraordinary exposures. The project is planned as a PhD-project at the Department of Building and Environmental Technology, Lund University. The following steps are included: 1. Identification of generic bridge types to be investigated (frequent bridge types as well as unique objects) 2. Collection of state of art concerning extraordinary exposures relevant for road bridges (such as vehicle and ship impact, flooding, landslides, gross errors in the building process, etc.) 3. Analysis of internationally available cases of damage/collapse for bridges with respect to sensititivity to damage (relation between primary and secondary damage as well as indirect consequences), see e.g. [1]. 4. Analysis of secondary concequences as a function of extent of primary damage for bridge types identified under 1 and in relation to type of exposure. 5. Comparative evaluation of degree of robustness for various bridge types (the possibility to define a robustness index is investigated here). 6. Critical evaluation of the rules in the current bridge code concerning design for accidental actions and removal of structural elements. 7. Risk analysis for defined sections of the road net is made in case studies to clarify the required level of robustness in different situations. 8. Proposals for strategy and measures to achieve safe design of bridges with regard to extraordinary actions. The project is expected to result in deeper insight about factors affecting the vulnerability of different bridge types as well as background material for future guidelines for design of bridges to resist extraordinary actions. Reference: [1] Imam, B., Chryssanthopoulos, M. Failure statistics for metallic bridges. Workshop, COST TU0601, Robustness of structures, Timisoara, Romania, Sept. 2008
Item type: