Bygginnovationens analysgruppsarbetenavseende Broar och Vägar

Thomas Olofsson

Luleå tekniska universitet

Bro & Väg 2

Christer Carlsson Ramböll Sverige AB

Mikael Hallgren, ordf.Tyréns AB

Rolf Hörnfeldt tidigare NCC AB

Lars-Olof Karlberg ELU Konsult AB

Mats Karlsson Trafikverket

Christer Kihlmark tidigare NCC AB

Thord Kristensson Peab AB

Thomas Olofsson, huvudförfattareLuleå Tekniska Universitet

Ulf Sandelius WSP Sverige AB

Peter Simonsson Luleå Tekniska Universitet

Delrapport Bro

Bro & Väg 3

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

VV Bro

norm

er 1

969

(B5-

B7)

VV Bro

norm

er 1

976

(B5-

B7, S

tBK N

1-N4)

Brono

rm 8

8 (B

BK79, B

SK87)

BRO 9

4 (B

BK94, B

SK94)

Bro 2

002

(BBK94

, EN20

6 BSK94

)

Bro 2

004

(BBK04

, BSK94

)

TK/TR B

ro, 2

009

(Eur

okod

er)

An

tal s

ido

rUtveckling av bronormer i Sverige

Högre beständighetskrav

Bro & Väg 4

• 9 studieobjekt– Stålbroar:

en från 1979 och en från 1996– Förspända broar:

en lådbalkbro från 1978 och en från 2007en dubbelbalkbro från 1976 och en motsvarande från 1994

– Betongbalkbroar:två ribbalkbroar från 1974 och en balkbro från 2007

Undersökningsmetod: Intervjuer, Studier av ritningar & mängdförteckningar

Bro & Väg 5

Exempel på resultat – stålbroar

Effektivitetsmått bro        

Output mått Enhet Stallbacka 1979 Vallsund 1996  

Broarea total (Sbrolängd x fri bredd) m2 19488 19263  

Konstruktionsritningar st 152 150  

Input mått        

Betong ÖB m3 5404 5812  

Armering ÖB ton 676 1340  

Stål ÖB ton 2394 3637  

Stöd inkl landfästen st 33 23  

Kontruktionstimmar tim 17680 7780 (totalt)  

Mantimmar produktion tim 72136 67000  

Output/Input        

Broarea/betong m2/m3 3,6 3,0

Broarea/armering m2/ton 28,8 13,2

Broarea/stål m2/ton 8,1 4,9

Broarea/stöd m2/st 591 769

Broarea/K-timme m2/tim 1,1 2,5

Broarea/mantimme m2/tim 0,27 0,26

K-ritningar/K-timme st/tim 0,009 0,019

Bro & Väg 6

Studie - Materialutveckling förspända lådbalkbroar 34 broar, 1969 - 2006

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

20 25 30 35 40 45 50

Beto

ng (m

3 /m

2 )

Medelspännvidd (m)

1969-77

1987

1997-2006

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

20 25 30 35 40 45 50

Sar

mer

ing

(kg/

m2 )

Medelspännvidd (m)

1969-1977

1987

1997-2006

Bro & Väg 7

Studie – Upprepningseffekter, exempel Ölandbron

0

5

10

15

20

25

1 6 11 16 21 26

Tim

mar

/ton

arm

erin

g

Etapp

Armering överbyggnad exkl kant och tvärbalk

Inlärningstal 90%

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1 6 11 16 21 26

Tim

mar

/m3

Etapp

Betonggjutning, överbyggnad, exkl kantbalk och tvärbalk

Inlärningstal 91%

0

100

200

300

400

500

600

1 6 11 16 21 26

Tim

mar

/flytt

Etapp

Formförflyttning överbyggnad. exkl kantbalk och tvärbalk

Inlärningstal 89%

Bro & Väg 8

Slutsatser - Bro

• Materialmängder har ökat → ökad kvalitet

• Projekteringen har blivit effektivare (handritn. → CAD)

• Ny teknik har ökat effektivitet (t.ex. bask → pump)

• Stor del av produktionsmetoder samma nu som då

• Produktiviteten ökar starkt med upprepning

• Stor potential till effektivitetsvinster finns med standardisering / upprepning / modultänk etc…

Bro & Väg 9

Forsknings- och utvecklingsbehov bro Minskade mängder (btg, armering, mm) för att minska CO2. Bättre metoder för LCC/LCA-analys. Material och metoder för att öka livslängden och minska

reparationsbehoven. Bättre och effektivare reparationsmetoder samt

övervakningsmetoder. Industrialiserat anläggningsbyggande. Upprepningseffekten

befrämjad genom bl.a. bättre upphandlingar där en serie av anläggningskonstruktioner handlas upp i ett kontrakt.

BIM för infrastrukturanläggningar = AIM. Kvalitetsfrågor – bättre och systematisk erfarenhetsåterföring. Kortare byggtider. Aktiv design – projektören/konstruktören är med under hela

byggskedet.

Bro & Väg 10

Delrapport Väg

Anders Gustavsson, Tyréns AB

Mikael Hallgren, ordförande, Tyréns AB

Rolf Hörnfeldt, tidigare NCC AB

Per Lindh, Peab AB

Mårten Lindström, More10 AB

Richard Nilsson, Skanska Sverige AB

Håkan Olofsson, Ramböll Sverige AB

Thomas Olofsson, huvudförfattare, LTU

Erik Simonsson, Cementa AB

Tomas Winnerholt, Trafikverket

Bro & Väg 11

Utveckling normer och föreskrifter

År Föreskrift

1973 RIGURiktlinjer för gators geometriska utformning, TV 117

1976 TV 124, Trafikleder på landsbygd

1982 TRÅD

1987 ARGUSHandbok med allmänna råd om gators utformning och standard

1994 VU 94, Vägutformning 94

2004 VGU, Vägars och gators utformning

Planering och utformningÅr Föreskrift

1972 Mark AMA 1972Allmän material- och arbetsbeskrivning för Markarbeten

1976 BYAByggnadstekniska anvisningar

1983 MarkAMA 83

1994 VÄG 94

1998 Anläggnings AMA 98

2007 Anläggnings AMA 07

2008 VVTK Väg/ VVTR Väg

2008 IFS Väg

2008 VVTBT Obundna lagerVVTBT Bitumenbundna lagerVVTBT Tätskikt på broar

2008 VVAMA 07

2008 VVMB 302

2010 AnläggningsAMA 10

Uppbyggnad och dimensionering

Förändring av fokus över tiden:Framkomlighet → Trafiksäkerhet och miljö

Bro & Väg 12

För-studie

Väg-utrednïng

Arbets-plan

Bygg-handling

Produk-tion

Fysisk planering RealiseringTillåtlighetsprövning

1-2 år 2-3 år 1-3 år 1-2 år 1-2 år 1-3 år

Vägbyggnadsprocessen tar längre tid

Bro & Väg 13

Undersökta vägprojekt nu och då - intervjumetod

Vägprojekt Huvudobjektets typ och längd Byggår

E4:an delen Valloxen - Uppsala Motorväg längd 12 km 1970-71

Inre Ringvägen, Malmö Motortrafikled Färdig 1975

Väg 74 Värmdöleden Lännersta – Insjön Motorväg längd 5 km 1976-78

Väg 265 Norrortsleden, Täby Kyrkby-Rosenkälla

Motortrafikled, mötesfri längd 7 km

2005-08

Benämning Vägsträcka Byggd år

E6Yttre E6, Yttre Ringvägen, delen Lockarp – Fredriksberg (km 11/300 – 12/900) 1998 - 1999

E6Bro E6, Svenska Landanslutningen till Öresundsbron, delen Bron – Fosie  1997 - 2000

Inre Inre Ringvägen, Malmö 1973 - 1975

E22Förbi E22, Förbifart Bromölla 2001

Jämförande livslängdsberäkningar

Bro & Väg 14

Slutsatser från intervjuundersökning - nu och då

• Bygga i egen regi → Extern entreprenad

• Egna maskiner → Underentreprenörer

• Miljö och arbetsmiljö högre prioritet idag

• Utforming med bästa trafiktekniska lösning → Utformning med bästa estetiska, trafiksäkraste och miljövänliga lösning

• Överslagmässig massbalans → Detaljerad anpassning under produktion med hjälp av IT, GPS etc

• Manuell utsättning och avvägning → Maskinstyrning med digitala terrängmodeller

• Dimensionering med tabell → Dimensionering genom beräkningar av bärighet och livslängder

• Utförande entreprenad → Funktionsentreprenad med mångårigt underhållsansvar

Bro & Väg 15

Slutsatser från jämförande livslängdsberäkning

• Både de nya och de gamla vägarna verkar vara dimensionerade med viss säkerhetsmarginal → fullt relevant stategi (Europavägar)

• Regler och råd för tillförlitlighetsnivåer vid dimensionering för olika typer av vägar saknas

• Teoretisk livslängdsbestämning ger tillräcklig livslängd men i verkligheten börjar vägen spricka kraftigt → bättre modeller för nedbrytning behövs

• Gamla konstruktioner utan bindlager → negativ spårdjupsutveckling

• Nya konstruktioner med hårdare beläggningar → positiv spårdjupsutveckling

Bro & Väg 16

Forsknings- och utvecklingsbehov väg

• Metoder och verktyg för säkrare prognoser avseende livslängd och framtida underhållsinsatser

• Hitta områden och metoder för återvinning av avfall

• Alternativa överbyggnadsmaterial istället för krossat berg, t.ex. återanvänd betong, slagprodukter m.m.

• Effektivare masshantering

• Effektivare planprocess

• BIM för anläggningsprojekt = AIM

• Aktiv design (observationsmetoden)

Bro & Väg 17

http://www.bygginnovationen.se/

Bro & Väg 18

Läs mer:Artiklar och avhandlingar

• Construction Productivity Measures for Innovation Projects: Case Study, Jan Bröchner & Thomas Olofsson, Journal of Construction Engineering and Management,http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000481

• Buildability of concrete structures : processes, methods and material, Peter Simonsson, Doktorsavhandling, LTU, http://pure.ltu.se/portal/files/32688580/P.Simonsson_webb.pdf