Utformning av integrerade stöd med grova stålrörspålar för järnvägsbroar
(2024) In 0349-4969 VBKM01 20241Division of Structural Engineering
- Abstract (Swedish)
- Syftet med denna uppsats är att utifrån ett referensobjekt undersöka hur broar med integrerade
stöd grundlagda på stålrörspålar kan utformas för att uppfylla högt ställda deformationskrav
för höghastighetståg.
Användningen av integrerade stöd är stor i bland annat USA och England. De främsta
fördelarna med integrerade stöd är att de innebär att broar kan utformas utan lager och fogar.
Detta är fördelaktigt ur en underhållssynpunkt. Stöden är kompatibla med pålgrundläggning,
där borrade grova stålrörspålar är ett attraktivt alternativ. Jämfört med slagning av pålar är
borrning mer tidseffektivt och neddrivningen kan göras med större precision. Under perioden
2026–2037 berör över 80% av de planerade infrastrukturinvesteringarna i... (More) - Syftet med denna uppsats är att utifrån ett referensobjekt undersöka hur broar med integrerade
stöd grundlagda på stålrörspålar kan utformas för att uppfylla högt ställda deformationskrav
för höghastighetståg.
Användningen av integrerade stöd är stor i bland annat USA och England. De främsta
fördelarna med integrerade stöd är att de innebär att broar kan utformas utan lager och fogar.
Detta är fördelaktigt ur en underhållssynpunkt. Stöden är kompatibla med pålgrundläggning,
där borrade grova stålrörspålar är ett attraktivt alternativ. Jämfört med slagning av pålar är
borrning mer tidseffektivt och neddrivningen kan göras med större precision. Under perioden
2026–2037 berör över 80% av de planerade infrastrukturinvesteringarna i Sverige järnväg.
Det ansågs vara av intresse att undersöka användningen av integrerade stöd med borrade
grova stålrörspålar för järnvägsbroar.
Referensobjektet är en tvåspårig järnvägsbro över Höje Å söder om Lund. Grundläggningen
är gjord med slagna betongpålar och det finns lager mellan stöd och överbyggnad. Den
beaktade bron byggdes 2022 och den har en systerbro som är byggd 1976. Den nyare bron har
betydligt grövre dimensioner och således mer materialåtgång än den äldre bron, vilket är en
anledning till att den valdes som analysobjekt.
Tre alternativa utformningar av referensobjektets underbyggnad analyserades. Den första
utformningen innebar att de befintliga stöden ersattes med integrerade stöd med borrade grova
stålrörspålar och broändarna försågs med ändskärmar. Den andra utformningen innebar att de
befintliga ändstöden behölls och försågs med viskoelastiska dämpare. Mellanstöden ersattes
med integrerade stöd. Den tredje alternativa utformningen innebar att alla befintliga stöd
ersattes med integrerade stöd och ändstöden försågs med friktionsplattor. Analys av
strukturerna gjordes i finita element-programmet SOFiSTiK och deformationer jämfördes
med gällande krav för broms- och accelerationskraft enligt Eurokod. Analyserna visade att de
två första alternativen var olämpliga. Med den tredje alternativa utformningen kunde
deformationskraven uppfyllas av en acceptabel geometri.
Överslagsmässiga klimatkalkyler gjordes för den befintliga bron och den tredje alternativa
utformningen. Schaktmängder och materialåtgång jämfördes, och totala mängder
koldioxidekvivalenter beräknades för de två underbyggnaderna. Den alternativa utformningen
gav mindre materialåtgång men krävde större schaktmängd, vilket sammanvägt innebar en
mindre mängd koldioxidekvivalenter än för den verkliga utformningen. En alternativ lösning
hade teoretiskt medfört mindre miljöpåverkan.
Resultaten visade att borrade grova stålrörspålar lämpar sig väl för användning av integrerade
stöd, men tvångskrafter behöver beaktas noggrant. Formuleringen av deformationskraven för
broms- och accelerationskraft i Eurokod innebär att de kan tolkas på olika sätt, vilket kan leda
till osäkerheter. Lösningen med integrerade stöd och friktionsplattor fungerade som avsett vid
analys, vilket tyder på att den bör utredas vidare. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9168779
- author
- Qvarfordt, Mattias LU and Petersson, Klara LU
- supervisor
- organization
- alternative title
- Designs of integrated supports with large steel pipe piles for railway bridges
- course
- VBKM01 20241
- year
- 2024
- type
- H3 - Professional qualifications (4 Years - )
- subject
- keywords
- järnvägsbroar, stålrörspålar, grundläggning, integrerade stöd
- publication/series
- 0349-4969
- report number
- 5303
- other publication id
- LUTVDG/TVBK-24/5303-SE
- language
- Swedish
- additional info
- Handledare: Ivar Björnsson
Examinator: Jonas Niklewski - id
- 9168779
- date added to LUP
- 2024-08-13 15:52:59
- date last changed
- 2024-08-13 16:01:11
@misc{9168779,
abstract = {{Syftet med denna uppsats är att utifrån ett referensobjekt undersöka hur broar med integrerade
stöd grundlagda på stålrörspålar kan utformas för att uppfylla högt ställda deformationskrav
för höghastighetståg.
Användningen av integrerade stöd är stor i bland annat USA och England. De främsta
fördelarna med integrerade stöd är att de innebär att broar kan utformas utan lager och fogar.
Detta är fördelaktigt ur en underhållssynpunkt. Stöden är kompatibla med pålgrundläggning,
där borrade grova stålrörspålar är ett attraktivt alternativ. Jämfört med slagning av pålar är
borrning mer tidseffektivt och neddrivningen kan göras med större precision. Under perioden
2026–2037 berör över 80% av de planerade infrastrukturinvesteringarna i Sverige järnväg.
Det ansågs vara av intresse att undersöka användningen av integrerade stöd med borrade
grova stålrörspålar för järnvägsbroar.
Referensobjektet är en tvåspårig järnvägsbro över Höje Å söder om Lund. Grundläggningen
är gjord med slagna betongpålar och det finns lager mellan stöd och överbyggnad. Den
beaktade bron byggdes 2022 och den har en systerbro som är byggd 1976. Den nyare bron har
betydligt grövre dimensioner och således mer materialåtgång än den äldre bron, vilket är en
anledning till att den valdes som analysobjekt.
Tre alternativa utformningar av referensobjektets underbyggnad analyserades. Den första
utformningen innebar att de befintliga stöden ersattes med integrerade stöd med borrade grova
stålrörspålar och broändarna försågs med ändskärmar. Den andra utformningen innebar att de
befintliga ändstöden behölls och försågs med viskoelastiska dämpare. Mellanstöden ersattes
med integrerade stöd. Den tredje alternativa utformningen innebar att alla befintliga stöd
ersattes med integrerade stöd och ändstöden försågs med friktionsplattor. Analys av
strukturerna gjordes i finita element-programmet SOFiSTiK och deformationer jämfördes
med gällande krav för broms- och accelerationskraft enligt Eurokod. Analyserna visade att de
två första alternativen var olämpliga. Med den tredje alternativa utformningen kunde
deformationskraven uppfyllas av en acceptabel geometri.
Överslagsmässiga klimatkalkyler gjordes för den befintliga bron och den tredje alternativa
utformningen. Schaktmängder och materialåtgång jämfördes, och totala mängder
koldioxidekvivalenter beräknades för de två underbyggnaderna. Den alternativa utformningen
gav mindre materialåtgång men krävde större schaktmängd, vilket sammanvägt innebar en
mindre mängd koldioxidekvivalenter än för den verkliga utformningen. En alternativ lösning
hade teoretiskt medfört mindre miljöpåverkan.
Resultaten visade att borrade grova stålrörspålar lämpar sig väl för användning av integrerade
stöd, men tvångskrafter behöver beaktas noggrant. Formuleringen av deformationskraven för
broms- och accelerationskraft i Eurokod innebär att de kan tolkas på olika sätt, vilket kan leda
till osäkerheter. Lösningen med integrerade stöd och friktionsplattor fungerade som avsett vid
analys, vilket tyder på att den bör utredas vidare.}},
author = {{Qvarfordt, Mattias and Petersson, Klara}},
language = {{swe}},
note = {{Student Paper}},
series = {{0349-4969}},
title = {{Utformning av integrerade stöd med grova stålrörspålar för järnvägsbroar}},
year = {{2024}},
}